Charakterizace hydrogeologického masivu na základě archivních vrtných prací a konceptuální model

• Thesis title in Czech: Charakterizace hydrogeologického masivu na základě archivních vrtných prací a konceptuální model
• Thesis title in English: Characterization of hard rock environment: archive borehole data and conceptual model
• Key words: hydrogeologický masiv, spád hladiny, specifická vydatnost, transmisivita, puklinová zóna, Geofond, DMR, konceptuální model
• English key words: hardrock, hydraulic gradient, specific yield, transmissivity, fissure zone, Geofond, conceptual model
• Academic year of topic announcement: 2011/2012
• Thesis type: diploma thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Institute of Hydrogeology, Engineering Geology and Applied Geophysics (31-450)
• Supervisor: doc. RNDr. Jiří Bruthans, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 20.12.2011
• Date of assignment: 12.03.2012
• Date of electronic submission: 31.01.2014
• Date of proceeded defence: 12.03.2014
• Opponents: Mgr. Iva Kůrková, Ph.D.

Preliminary scope of work

Tato práce se zabývá charakteristikou hydrogeologického masivu v okolí řeky Sázavy na základě archivních dat o hladinách ve vrtech a výsledcích čerpacích zkoušek z Geofondu a topografických údajů (DMR, vodní toky apod). Pro zpracování dat jsem použila programy ArcMap 10.1 a Excel. Studovala jsem vzájemné vztahy mezi hloubkou hladiny pod terénem, sklonem hladiny, specifickou vydatností, transmisivitou s řadou topografických parametrů (vzdálenost od vodního toku, nadmořská výška, relativní výška nad nejbližším vodním tokem, spád terénu atd.)
V zájmovém území existuje těsná lineární závislost mezi spádem terénu a spádem hladiny (r_xy 0,96). Spád hladiny dosahuje v průměru 88% spádu terénu. Střední spád hladiny podzemní vody v zájmovém území je 10% (6°).
Průměrná hodnota transmisivity v zájmovém území je 1,27x 10^-4 m²/s, specifická vydatnost se obvykle pohybuje mezi 0,01 a 0,1 l/s m což odpovídá zařazení do nízké až velmi nízké třídy transmisivity s velkou variabilitou hodnot. V oblasti se nepotvrdil běžně očekávaný předpoklad, že by hodnoty transmisivity a specifické vydatnosti měly být v průměru vyšší v oblastech drenáže, než v oblastech infiltrace.
Aplikace metody Krásného a Kněžka (1977) pro určení specifického podzemního (základního) odtoku ze středních hodnot transmisivity, spádu terénu nebo hladiny a hustoty říční sítě vede v zájmové oblasti k hodnotám 20x vyšším, než je skutečná hodnota spec. odtoku. V zájmovém území je zřejmě v mnoha případech spád hladiny podzemní vody dán sklonem nepropustného podloží a není tedy hydraulickým gradientem v pravém smyslu, protože je určen přepadovými hranami v prostředí a nikoli hydraulickým odporem prostředí proti proudění vody. Byl vytvořen konceptuální model prostředí hydrogeologického masivu, který je v souladu s pozorovanými skutečnostmi.

Preliminary scope of work in English

This study is focused on characterization of the hardrock environment in surroundings of Sazava river. It is based on the archival data of groundwater table in boreholes, results of pumping tests from Geofond database and topographic data (DMR , watercourse, etc.). ArcMap 10.1 and Excel were used for data processing. The relations between the groundwater table depth, water table gradient, specific yield, transmissivity and variety of topographic parameters (distance from a watercourse, elevation, relative elevation above the nearest watercourse, the terrain gradient, etc.) were studied.
Close linear relationship exists between the gradient of the terrain and groundwater table (r_xy 0.96) in the study area. Groundwater table gradient is on average 88 % of terrain gradient. Mean groundwater table gradient is 10 % (6°).
The average transmissivity in the area is 1.27 x 10^-4 m²/s, specific yield is usually between 0.01 and 0.1 l/s m. This corresponds to the low and very low transmissivity class. Variability of transmisivity values is high. The difference between transmisivity in discharge and recharge zone, assumed by previous authors, was not confirmed in the study area.
Specific base flow calculated from mean transmissivity, terrain/ water table gradient and river network density based on Krásný and Kněžek (1977) formula resulted in value 20 times higher than actual value derived from data from gaging stations on surface streams. The explanation of this sharp discrepancy might be that the groundwater table gradient is controlled by inclination of impermeable bedrock rather than by hydraulic gradient. In other words the hydraulic head is lost mainly on overflow above the impermeable environment not by hydraulic resistance of environment against the flow. A conceptual model of hardrock environment which comply with observations was proposed.