Modelové hodnocení proudění podzemní vody v hydrogeologickém rajonu 4240 Královédvorská synklinála Ing. Jan Baier Ing. Jan Uhlík Ph.D.
Témata prezentace: Metodika modelového hodnocení postup prací a cíle hodnocení Koncepční model Královédvorské synklinály Odběry podzemní vody a jímací území Vstupní data, sestavení hydraulického modelu Modelové simulace proudění podzemní vody stacionární, transientní a prognózní Výsledky hodnocení: bilance proudění podzemní vody, doplňování zásob ze srážkové infiltrace, drenáž podzemní vody do toků, prostorová interpretace proudění podzemní vody.
Metodika modelového hodnocení cíle hodnocení Hlavní cíl: Stanovení (zpřesnění) bilance množství podzemní vody v hydrogeologickém rajónu Královédvorská synklinála Metodika hodnocení: Zpracování archivních dat, návrh oblastí k doplnění informací, Základní zpracování hydraulického modelu, kalibrace Transientní simulace proudění hodnocení proudění v období let 2001 až 2010 Zpracování hydraulického modelu po doplnění informací bez odběrů a s aktuálními odběry podzemní vody Prognózní simulace proudění - vývoj odběrů podzemní vody varianta blízká perspektiva, maximální povolené odběry, průměrný hydrologický rok (a další)
Koncepční model proudění podzemní vody Proudění podzemní vody probíhá v prostoru křídových sedimentů, připovrchové vrstvě a kvartérní sedimentární vrstvě V HGR 4420 je vodárensky významný kolektor (označovaný A) vyvinutý v perucko-korycanském souvrství - CENOMAN Podzemní voda je za přirozených podmínek drénována přes sedimenty TURONU do KVARTÉRU a údolní nivy Labe. Za současného stavu je část proudu podzemní vody odebírána jímacími odbjekty přibližně 70 l/s (6050 m 3 /den)
Koncepční model proudění podzemní vody Hydraulika proudu podzemní vody v hydrogeologickém rajonu 4240 je popisována pomocí oblastí stoku (po obvodu pánevní struktury) a nádrže podzemní vody v centrální části pánve.
Koncepční model proudění podzemní vody 550 500 A A Toky Teren Kvartér a připovrchová zóna báze turonu báze cenomanu Nadmořská výška 450 400 350 300 250 200 150 Efektivní infiltrace Žírecko- Podstráňský p. LABE Kocbeřský p. Hradišťský p. - Zdrojem podzemní vody je srážková infiltrace. - Lze rozlišit oběh podzemní vody mělký a hluboký resp. lokální a regionální. - Odtok podzemní vody je realizován drenáží do říční sítě, pramenů a odběry z jímacích objektů. 0 2000 4000 6000 8000 10000
Odběry podzemní vody Průměrný odběr podzemní vody (l/s) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 V roce 2014 65 l/s 91.9 73.9 77.4 77.2 70.9 65.9 66.0 59.0 60.5 58.0 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
název místa užívání vody původ vody odběr* (l/s) odběr maxima 2008-2012(l/s) odběr povolená maxima (l/s) Koncepční model proudění podzemní vody Obecní úřad Nemojov, Amerika + pramen mělká 1.5 2.8 2.9 53 Obecní úřad Vítězná - Kocléřov,ČS hlubinná 0.9 1.2 4.0 22 Obec Bílá Třemešná (Dubina) hlubinná 1.8 2.7 4.0 46 Obec Bílá Třemešná (Pekárna) hlubinná 0.7 1.1 1.7 39 VaK Dvůr Králové, Lužánka K-1 hlubinná 1.6 0.1 6.0 27 VaK Dvůr Králové - Kocbeře - Janská Studánka mělká 5.3 3.4 4.0 133 Obec Dolní Brusnice, zářez mělká 0.7 1.1 3.5 20 VaK Dvůr Králové, HVA 1 "Teplárna " hlubinná 17.3 23.5 35.0 49 VaK Dvůr Králové - Starý pramen mělká 2.5 4.5 5.0 50 VaK Dvůr Králové HV 1 "Hrubá Luka" hlubinná 16.0 16.7 20.0 80 VaK Dvůr Králové HV 2 "Borka" hlubinná 5.0 8.4 12.0 42 VaK Dvůr Králové HV 3 "Žirecká Podstráň" hlubinná 0.9 1.3 12.0 8 VaK Dvůr Králové - ČS Z-1 "Žireč" hlubinná 2.2 4.3 7.0 32 Tiba-záv.Vorlech hlubinná 3.5 0.0 11.0 32 BATIS - Verdek Dvůr Králové n. L. hlubinná 0.3 0.4 4.1 8 Tiba 01 Mostek MT2 - obec hlubinná 0.9 0.0 1.2 74 Tiskárna textilu Dvůr Králové n. L. hlubinná 1.5 2.6 4.0 38 Teplárna Dvůr Králové hlubinná 0.4 4.3 40.0 1 RÝCHOLKA Choustníkovo Hradiště neurčeno 0.5 0.6 3.0 18 Obec Horní Brusnice - vodovod hlubinná 0.4 1.0 4.2 9 ZOO Dvůr Králové hlubinná 3.1 4.3 6.0 51 LIPRA PORK, a. s. - farma Vlčkovice (býv.vypra) hlubinná 0.3 0.4 0.4 80 Město Dvůr Králové - Tyršovo koupaliště vrt V-1hlubinná 0.8 3.2 8.0 10 PETER-GFK Kocbeře hlubinná 0.4-1.8 25 VaK Náchod Velká Bukovina mělká 0.3-1.0 34 Tiba 01 Mostek - MT1, přádelna hlubinná 0.9-1.5 60 Obec Vítězná - Huntířov, Kozí Rohy hlubinná 0.7 1.0 2.5 27 Obec Choustníkovo Hradiště - Pod Kocbeří mělká 0.3 0.3 1.1 30 Obec Choustníkovo Hradiště - U Millerů mělká 1.0 1.1 1.4 73 RÝCHOLKA Choustníkovo Hradiště neurčeno 0.5 0.8 1.0 51 EPOS CZ spol. s r.o. - hlubinný vrt hlubinná - 0.8 - SUMA 72.5 91.9 209.3 %
Doplnění informací data ČHMÚ, nové vrty a profily vrt V-7 Dvůr Králové - kvartér PPP 280.5 280 279.5 279 278.5 278 277.5 XI-09 XI-10 XI-11 XI-12 XI-13 XI-14 XI-15 291.7 291.6 Filířovice - 02A 291.5 291.4 291.3 296 295.75 VI-15 VI-15 VI-15 VI-15 VI-15 VII-15 VII-15 VII-15 VII-15 VIII-15 VIII-15 VIII-15 VIII-15 AL-1 - cenoman VIII-15 295.5 295.25 295 294.75 1.11.2010 1.11.2011 31.10.2012 31.10.2013 31.10.2014 31.10.2015
Srážky
Modelové řešení - diskretizace Modelové hranice jsou vedeny po rozvodnicích. Vertikálně je prostor modelu diskretizován do tří modelových vrstev: 1. kvartér a přípovrchová zóna 2. sedimenty turonu izolátor 3. Sedimenty cenomanu hlavní kolektor A (využívaný)
Bilanční kritérium Porovnání modelových a měřených drenáží podz. vody do toků Kalibrace hydraulického modelu Základní odtok (l/s) Hladinové kritérium Porovnání modelových a měřených hladin podzemní vody 400 350 300 250 200 150 100 50 měřená - modelová hl. (m) 0 50 40 30 20 10 0-10 -20-30 -40-50 340 341 Vyhodnocený základní odtok modelový základní odtok 15 29 Tok Modelový z.o. (l/s) Stanovený z.o. (l/s) Profily Labe 341.1 340 10+19+29 Borecký p. 29.1 15 5+6 Brusnický p. 32.0 30 8+9 Netřeba 18.4 30 12+13 Drahyně 64.3 50 25+26+27 Kocbeřský p. 43.0 40 24+23+22 Hartský p. 25.4 30 16+17+18 30 32 30 Labe Borecký p. Brusnický p. Netřeba Drahyně Kocbeřský p. Hartský p. Hydrometrický profil 18 50 64 40 43 30 25 měřené hladiny (m n.m)
Modelové řešení bilance neovlivněného režimu Celkem do kolektoru A infiltruje ze srážek 514 l/s V oblasti nádrže podzemní vody je z hlavního kolektoru A odvodňováno 190 l/s podzemní vody modelové území 1. modelová vrstva 2. modelová vrstva 3. modelová vrstva PŘÍTOK / ODTOK [l/s] [l/s] [l/s] [l/s] Infiltrace ze srážek 701 139 47 514 Infiltrace z toků 5 - - 5 Přetok z kvartéru - - 38 - Přetok z turonu - 190-82 Přetok z cenomanu - - 191 - PŘÍTOKY - CELKEM 706 329 276 601 drenáž do toků -705-291 -4-410 Odběry - - - - Prameny -0.3 - -0.3 - Přetok do kvartéru - - -190 - Přetok do turonu - -38 - -191 Přetok do cenomanu - - -82 - ODTOKY - CELKEM -706-329 -276-601
Modelové řešení simulace neovlivněného režimu
Modelové řešení bilance varianty s odběry Celkem je jímáno 73 l/s (průměr 2000-2010), 55 l/s v oblasti nádrže podzemní vody V oblasti nádrže podzemní vody je z hlavního kolektoru A odvodňováno 150 l/s podzemní vody, pokles o 25 % Pokles drenáže do vodních toků od 10 % modelové území 1. modelová vrstva 2. modelová vrstva 3. modelová vrstva PŘÍTOK / ODTOK [l/s] [l/s] [l/s] [l/s] Infiltrace ze srážek 701 139 47 514 Infiltrace z toků 10 - - 10 Přetok z kvartéru - - 44 - Přetok z turonu - 149-89 Přetok z cenomanu - - 151 - PŘÍTOKY - CELKEM 711 288 242 613 drenáž do toků -638-244 -4-390 Odběry -73-0.3 0-73 Prameny -0.3-0.3 Přetok do kvartéru - - -149 - Přetok do turonu - -44 - -151 Přetok do cenomanu - - -89 - ODTOKY - CELKEM -711-288 -242-613
Modelové řešení simulace s odběry podz. vody
Transientní simulace: hladiny podzemní vody 15 režimní chod VP7012 Libotov VP7013 B.Třemešná 14 13 VP7014 Kuks VP7000 Dvůr Králové VP 7003 Kohoutov VP8Žireč 12 Relativní hladina podzemní vody (m) 11 10 9 8 14 13 VP7012 Libotov VP7013 B.Třemešná VP7014 Kuks VP 7003 Kohoutov VP7000 Dvůr Králové VP8Žireč 7 6 Relativní hladina podzemní vody (m) 12 11 10 5 9 1.11.1980 1.11.1982 8 1.11.2001 1.11.1984 2.5.2002 1.11.1986 1.11.2002 1.11.1988 2.5.2003 1.11.1990 1.11.2003 2.5.2004 1.11.1992 31.10.2004 1.11.1994 2.5.2005 1.11.1996 1.11.2005 1.11.1998 2.5.2006 1.11.2000 1.11.2006 1.11.2002 1.11.2004 1.11.2006
Drenáž, efektivní infiltrace (l/s) 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Modelové řešení transientní simulace Období hydrologických let 2001 až 2010 Odladění kapacitních parametrů Odladění režimu infiltrace podle režimu chodu hladin ve vrtech Režim infiltrace odladěný hydraulickým modelem (2001 až 2010) v severní a jižní části páve 1.11.00 1.5.01 1.11.01 1.5.02 1.11.02 1.5.03 Modelová drenáž do toků Modelová infiltrace 1.11.03 1.5.04 1.11.04 1.5.05 1.11.05 1.5.06 1.11.06 1.5.07 1.11.07 1.5.08 1.11.08 1.5.09 1.11.09 1.5.10 1.11.10
relativní měsíční dotace Modelové řešení prognózní simulace Transientní simulace průměrného hydrologického roku. Velikosti dotace stanovena jako průměr měsíčních hodnot infiltrace odladěné v modelu pro období 2001 až 2010. Relativní infiltrace reprezentuje násobek průměrné stacionární infiltrace. Nejvyšší dotace podzemní vody vychází pro měsíce prosinec až březen. Nejmenší infiltrace byla odvozena od června do října (nižší srážkové úhrny, 2.5 2 1.5 1 0.5 0 vysoký výpar, vysoká transpirace). 1.52 listopad 1.93 prosinec 1.68 leden 2.03 únor 2.34 březen 0.67 duben hladina [m n.m.] 295.5 295.3 295.0 294.8 294.5 11-04 0.60 květen vrt AL-1 (GDO: 95474), cenoman měřená modelová V-8, kvartér 0.13 červen 0.52 červenec 5-05 hg. rok 0.43 srpen 0.92 září 0.49 říjen 11-05 275 274 273 272 271
Variantní simulace vodohospodářského využití území 3 základní modelové varianty varianta blízké perspektivy - odběry na úrovni maxima dosaženého za roky 2008 až 2012 z každého registrovaného odběrného místa, celkem 92 l.s -1. varianta maximálních povolených odběrů simulace maximálního povoleného ročního odběru podzemní vody, celkem 209 l.s -1 varianta plošného snížení odběrů - snížení odběrů o 15 %, celkem 62 l.s -1. Bez odběrů průměr 2001-2010 blízká perspektiva maximální povolené plošné snížení PŘÍTOK / ODTOK [l/s] [l/s] [l/s] [l/s] [l/s] Infiltrace ze srážek 514 514 514 514 514 Infiltrace z toků 5 10 12 12 9 Přetok z turonu 82 89 95 125 87 PŘÍTOKY - CELKEM 601 613 621 651 611 drenáž do toků -410-390 -384-348 -393 Odběry 0-73 -91-208 -61 Přetok do turonu -191-151 -146-94 -156 ODTOKY - CELKEM -601-613 -621-651 -611 Využití přírodních zdrojů (%) 12 15 35 10
Modelové řešení blízká perspektiva Snížení oproti průměrným odběrům, Odběr 92 l/s, odběr HVA-1+HV1=40 l/s Hladina podzemní vody klesá téměř na úroveň toku Labe
Modelové řešení maximální povolené odběry Snížení oproti průměrným odběrům, Odběr 209 l/s, odběr HVA1+HV1 = 55 l/s, Teplárna 40 l/s snížení až o 20 m, ve Dvoře Králové pod úroveň Labe
Závěry Při hodnotě velikosti dotace pro rajón 4240 na úrovni 700 l.s -1, představuje průměrný odběr 72 l/s jímání cca 10 % přírodních zdrojů. Pro samotný kolektor A dosahuje využití přírodních zdrojů odběry 12 %. Nejrozsáhlejší a největší snížení je generováno v oblasti od Dvora Králové směrem k Žíreči Z variant zvýšení a snížení odběrů je patrné, že na změnu čerpání jsou citlivější okrajové části rajónu, kde jsou přírodní zdroje omezené a cenomanské sedimenty mají menší transmisivitu (průtočnost)
Závěry Perspektivní odběr na úrovni 92 l/s představuje odběr 15 % zdrojů kolektoru A. Z hlediska celkové velikosti odběrů lze konstatovat, že zvýšení odběrů na úroveň varianty blízké perspektivy by ovlivnilo proudění podzemní vody pouze v menší míře. Důležité bude dodržení lokálních kritérií (zachovat vzestupné proudění do nadloží). Odběr maximálního povoleného množství podzemní vody představuje odběr 35 % zdrojů kolektoru A. Došlo by k významnému snížení hladiny podzemní vody. V oblasti Dvora Králové až na 265 m n.m. Výsledky nezohledňují lokální situaci ani lokální vodohospodářské potřeby v jednotlivých jímacích územích a posuzují celý hydrogeologický rajón jako bilanční celek.
Děkujeme za pozornost!