základy hydrogeologie Podpovrchová voda základy hydrogeologie

Definice a základní termíny podle normy ČSN 73 6532 Názvosloví hydrogeologie Hydrogeologie - vědní obor zabývající se podzemními vodami, jejich původem, podmínkami výskytu, zákony pohybu, jejich režimem, fyzikálními a chemickými vlastnostmi, jejich vzájemným působením s horninami, jejich vztahem k atmosférickým a povrchovým vodám a jejich hospodářským významem. Podpovrchová voda - voda v zemské kůře ve všech skupenstvích. Rozděluje se na vodu půdní a vodu podzemní. Podzemní voda - podpovrchová voda v kapalném skupenství. Zabývá se jí hydrogeologie. Půdní voda - voda obsažená v půdě bez ohledu na skupenství, která obvykle nevytváří souvislou hladinu. Zabývá se jí hydropedologie.

Rozdělení vody v půdním a horninovém prostředí: Pásmo nasycení - saturace (pásmo zvodnění, pásmo plného nasycení, pásmo gravitační podzemní vody.) Pásmo provzdušnění - aerace (nenasycené pásmo) Voda v aeračním pásmu se dále dělí do tří pásem: - pásmo zavěšené kapilární vody (též pásmo půdní vody) - přechodné pásmo - pásmo kapilárně podepřené vody Tato dvě pásma jsou od sebe oddělena obvykle volnou hladinou podzemní vody, na které ve všech jejich bodech naměříme tlak rovnající se tlaku atmosférickému. Výška aerační zóny se řídí hloubkou půdního profilu, vodním režimem zemin a polohou hladiny podzemní vody.

Hlavní faktory výskytu a oběhu podzemních vod vliv geologických a hydrogeologických podmínek vliv reliéfu vliv půdních poměrů vliv vegetačního krytu vliv hydrologických poměrů vliv klimatických podmínek vliv člověka

Forma výskytu a pohyb vody v horninách Původ podzemní vody meteorický původ (přímo či nepřímo ze srážek) fosilní vody reliktní vody naftové vody juvenilní vody Forma výskytu a pohyb vody v horninách průliny (póry) jsou mezery mezi zrny zpevněných i nezpevněných sedimentů pukliny různého původu ve zpevněných horninách krasové dutiny v rozpustných horninách a lávové kanály Podle typu dutin lze rozlišit hlavní typy propustnosti hornin, průlinová (nezpevněné písčité sedimenty), puklinová (vyvřeliny) a krasová (vápence, sádrovce).

Hladina podzemní vody Termíny k obrázku: hydrogeologický kolektor, hydrogeologický izolátor zvodeň - hydraulicky spojitá akumulace gravitačních podzemních vod v pásmu nasycení volná hladina podzemní vody - je horní plocha zvodně, která je pod tlakem rovným tlaku atmosférickému napjatá hladina podzemní vody - je plocha horního omezení zvodně, která je pod vyšším tlakem, než je tlak atmosférický

Podzemní voda podle druhu hornin, v nichž se vyskytuje: průlinová voda je v pásmu saturace nezpevněných sedimentů (hlíny, písky, štěrky apod.), vyplňuje všechny průliny (prostory mezi zrny horniny nevyplněný tuhou fází). puklinová voda vzniká v rozpukaných navětralých částech zpevněných hornin (puklina= volný prostor mezi plochami nespojité horniny), po tektonických zlomech může dojít k hlubokému oběhu podzemní vody a vzniku minerální vody krasová voda podzemní voda v krasových dutinách, vyšší rychlost oběhu a snadnější průnik vody do podzemí, v podzemních prostorách má často charakter povrchově tekoucí vody

Podzemní voda podle druhu mineralizace: prosté : méně než 1 g/litr rozpustěných látek minerální: více než 1 g/litr rozpustěných látek a plynů teplotou Minerální vody lze rozdělit na (podle normy ČSN 86 8000): a) přírodní minerální vody - vody vyvěrající z přirozených nebo jímaných pramenů (zdrojů), které při vývěru obsahují v 1 litru vody více než 1 g rozpuštěných pevných látek nebo rozpuštěného CO2. b) přírodní léčivé vody - vody, které mají vzhledem k svému chemickému složení a fyzikálním vlastnostem vědecky prokázané a pro lidské zdraví tak užitečné účinky, že je v obecném zájmu, aby jich bylo použito k léčivým účinkům c) přírodní vody stolní - vody, které svým chemickým složením, fyzikálními a smyslovými vlastnostmi jsou vhodné i jako osvěžující nápoje a které obsahují v 1 litru 1 g rozpuštěného CO2 a na nejvýš 6 g rozpuštěných pevných látek. Kyselka je podzemní voda s větším množstvím rozpuštěného volného CO2 než 1g/l. Podzemní voda s více než 1 mg sirovodíku se označuje jako sirná, případně sirovodíková.

Druhy vod podle teploty: a) studené - jejichž teplota nepřesahuje průměrnou teplotu ovzduší daného místa (cca do 25 stupňů) b) teplé - přesahují tuto teplotu. Dělíme je dále na: vlažné (hypotermální) - do 30 stupňů (35) teplé či teplice (termální) - do 50 stupňů (45) vřídla - více než 50 stupňů (45) Z hlediska vzniku podzemních vod vyčleňujeme: a) juvenilní - vznikly spojením kyslíku a vodíku (v době vzniku hydrosféry, dnes ve spojení s magmatismem). Nezúčastňuje se oběhu vody v přírodě b) vadózní - účastnila se oběhu vody na Zemi a dělíme ji na filtrační (infiltruje do půdy ze srážek) a kondenzační, která vzniká kondenzací vodní páry v pórech půdy Podle hydrostatického tlaku dělíme vodu na: a) podzemní voda s volnou hladinou b) podzemní voda s napjatou hladinou - artézské studny

Krasová hydrologie se zabývá studiem zákonitostí výskytu a pohybu vody v krasovém prostředí a jeho vliv na změnu režimu a vlastností vody. Podmínky pro krasovění: - existence rozpustné horniny - prostoupení hornin puklinami, umožňující oběh vody - přítomnost pohybující se vody - rozpouštěcí schopnost přítomné vody Krasové horniny: - karbonáty -na př. vápence (kalcit), dolomity, - evapority - kamenná sůl, sádrovec a další např. křemence (kvarcity) Voda v nich za vhodných podmínek rozpouštěním (korozí), i mechanickým působením (zejména erozí, evorzí a řícením) vytváří krasové jevy. Obr. 1 Kras ve vnitrozemí pohoří Biokovo

Rozdělení krasových vod do tří vertikálních zón: Svrchní zóna, vymezená povrchem krasu a dole nejvyšší úrovní hladiny podzemní vody: - suchá, převádí se vody srážková a povrchová do spodních zón - převládá vertikální proudění od povrchu k hladině podzemní vody - voda proniká infiltrací nebo influkcí (přímé vsakování do skalních puklin) 2 Přechodná zóna, vymezená nahoře nejvyšší hladinou podzemní vody a dole nejnižší hladinou podzemní vody: - charakterizovaná intenzivním horizontálním a vertikálním pohybem vody - bývá nazývána i zóna povodňová, v místech soustředěného přítoku z povrchu se často jeskyně vyplňují vodou do výšek několika desítek metrů - ve zúžených místech jeskynních systémů dochází k extrémním účinkům tlaku vody, rychlosti proudu a unášeného materiálu 3 Spodní zóna, vymezená nehoře nejnižší hladinou podzemní vody a dole nepropustným podložím nebo přechodem v hlubinnou zónu zpomalené cirkulace se slanými vodami. - trvalé zatopení podzemními vodami - převážně horizontální pohyby vody

Základní pojmy krasové hydrologie: Vodní toky: menší občasné povrchové toky krátkého trvání vznikající při větších srážkách a tání, dostávají se po podzemí v jednom místě - ponoru. Ponory: místo na dně koryta nebo ve svahu, jímž proniká voda do podzemí vlastní tíží. Existují ponory trvalé, periodické a náhodilé. Může mít i několik otvorů (hltačů). Hltač: ponorům a závrtům podobný útvar v suchých krasových údolích nebo kotlinách odvádějící do země přívalovou vodu. Leží zpravidla na úpatí strmých vápencových skal. Propadání: větší dutina, kterou proniká vodní tok do podzemí (propast, komín, jeskyně) Krasová údolí: nejvýznamnější povrchový krasový útvar, který není dílem činnosti pravých krasových procesů,tj. rozpouštění. Má obvykle nevyrovnaný podélný skalní profil, ve dně ponory a vývěry. Místy, obvykle za ponory, se údolí značně zúžují. Obvyklé škrapy, skalní mosty, jeskynních vchody... Vyvěračky (viz nákres): krasové prameny jsou přirozeným výtokem krasové vody na povrch. a) pramen s volným vývěrem vody b) pramen s vývěrem vody pod tlakem (např. prameny podmořské) Estavela: typ krasového pramene, který funguje dvojím způsobem: jako vývěr nebo jako ponor. Funkci určuje stav krasových vod, je obvyklý v poljích.

Základní pojmy krasové hydrologie: Obr. 2 Závrt Polje: jsou velké deprese až několik km dlouhé a široké, s plochým dnem tvořeným vápenci nebo aluviálními sedimenty, obvykle omezená příkrými svahy s ostrým úpatím. Krasová jezera: vznikají trvalým nebo dlouhodobě dočasným zaplavením krasových depresí (závrty obr.2, polje, slepá či poloslepá krasová údolí po ucpání ponorů).

Půdní voda Je nejdůležitější pro zemědělskou výrobu, tedy ta část vody, která je v dosahu kořenové soustavy pěstovaných plodin. Podle vazby vody v půdě se rozeznávají tři základní kategorie: 1. Voda adsorpční - pevně vázaná půdními částicemi. V přírodě hlavně ve formě vodní páry a patří k ní: voda hygroskopická , jejichž původ je v pohlcování vodních par atmosférou voda obalová, která vytváří obal kolem půdních částic s vazbou od 5 Mpa až do 0.1 MPA voda vázaná, která je pevně vázaná molekulárními silami povrchu pevné fáze zeminy, a tedy v kapalném stavu prakticky nepohyblivá 2. Voda kapilární - ta část půdní vody, jejíž stav v půdě závisí na kapilárních silách, které na ni působí vazbou pod 0.1 MPa. Podle vlhkosti a struktury půdy se rozeznává několik forem. Zvyšováním vlhkosti půdy se zvětšuje obsah této vody do té míry, že se stále více uplatňuje vliv zemské tíže - voda gravitační (3.). 3. Gravitační voda - je tedy ta část vody v půdním nebo horninovém prostředí, jejíž pohyb a hydromechanické účinky jsou určovány převážně působením zemské tíže.

Půdní voda část 2 Hydrolimity jsou základní a podmíněné vlhkostní stavy, které jsou ukazatele vodního režimu půdy. s - plná vodní kapacita PK polní vodní kapacita A adsorpční vodní kapacita SD bod snížené dostupnosti V bod vadnutí