Obsah Str. Úvod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2
1. Základní údaje o jímacím území KnČžpole . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.1. Hydrogeologická prozkoumanost . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
1.2. Struþný popis pĜírodních pomČrĤ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
1.3. Souþasný stav vodárenského využití podzemních vod
. . . . . . . . . . .
28
. . . . . . . . . . . . . .
34
2. ýíslicové modelování geofiltrace v zájmové oblasti
2.1. Elementy hydrogeologické schematizace a výbČr vstupních parametrĤ
. . . .
34
2.2. Kalibrace modelu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
2.3. Hodnocení vlivu tČžby štČrkopískĤ na režim podzemních vod . . . . . . . . .
46
ZávČr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
57
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
PĜílohy: 1. PrĤmČrné denní prĤtoky a stavy hladiny v Ĝece MoravČ pro stanici SpytihnČv v roce 2000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
2. Podrobná mapa jímacího území KnČžpole v mČĜítku 1:10 000 . . . . . . . . . .
64
3. Seznam souĜadnic hydrogeologických objektĤ v jímacím území KnČžpole I-III . . .
66
1
ÚVOD PĜedložená závČreþná zpráva byla vypracována na základČ smlouvy o dílo, která byla uzavĜena mezi naší firmou a tČžaĜskou firmou GZ - Sand, s.r.o., Napajedla dne 9.3.2005. Tato zpráva je druhou þástí teoretického vyhodnocení výsledkĤ podrobného hydrogeologického prĤzkumu, realizovaného námi na území a v okolí ložiska štČrkopískĤ „Napajedla“ v letech 1997-2000, a zabývá se þíslicovým modelováním filtrace ve studované oblasti. Cílem tohoto modelování je posoudit vliv probíhající tČžby štČrkopískĤ na vodárensky využívané zdroje podzemních vod v nedalekém jímacím území KnČžpole. ZávČreþná zpráva je rozdČlena do dvou kapitol: první obsahuje údaje o jímacím území KnČžpole, druhá je vČnována vlastnímu þíslicovému modelování. PĜírodní pomČry vþetnČ hydrogeologické charakteristiky ložiska štČrkopískĤ „Napajedla“ a jeho okolí zde uvádíme jen v míĜe potĜebné pro úþely modelování (v kap. 2.1), neboĢ námi byly podrobnČ popsány již v dĜívČjší práci „Hydrogeologický prĤzkum pĜilehlého okolí ložiska štČrkopískĤ ,Napajedla‘. ýást I. Terénní a laboratorní práce.“ Pro jednoznaþnost výkladu je v dalším textu prostor zahrnující ložisko štČrkopískĤ „Napajedla“ a pĜilehlé okolí oznaþován termínem „zájmové území“ a termíny „zájmová (zkoumaná, studovaná) oblast“ je oznaþován celek, zahrnující spoleþnČ zájmové území a jímací území KnČžpole. Pod výrazy „zkoumané (studované) území“ pak podle kontextu rozumíme buć zájmové území, nebo jímací území.
2
1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE O JÍMACÍM ÚZEMÍ KNċŽPOLE Jímací území (JÚ) KnČžpole leží v údolí Ĝeky Moravy v tzv. KnČžpolském lese, v prostoru mezi obcemi Babice, KnČžpole, Jarošov a HuštČnovice (viz obr. 1.1). Ze správního hlediska patĜí do Zlínského kraje. Toto jímací území, exploatované již od konce þtyĜicátých let minulého století, slouží k hromadnému zásobování pitnou vodou mČsta Uherské HradištČ a okolních obcí.
1.1. Hydrogeologická prozkoumanost První významnČjší hydrogeologické prĤzkumné práce byly v JÚ KnČžpole uskuteþnČny v letech 1944-1946 geologickým oddČlením Technologického ústavu podniku BaĢa. V rámci prĤzkumu bylo pro zjištČní geologické stavby severnČ od obce KnČžpole na levobĜežní stranČ potoka Buravy odvrtáno 9 prĤzkumných vrtĤ o hloubce cca 12÷15 m. NáslednČ byla zrealizována jedna trubní studna, vystrojená ocelovou zárubnicí ∅ 253 mm, a v jejím okolí pak 16 mČlkých sond, tvoĜících zkušební hydrogeologický uzel. V listopadu - prosinci 1945 byla na prĤzkumné studni provedena þerpací zkouška, bČhem které bylo ze studny þerpáno s vydatností cca 8,8 l/s pĜi snížení 1,3 m (pĤvodní statická hladina vody ve studni pĜed zahájením zkoušky byla v úrovni cca 178,7 m n.m.). Podle této zkoušky byly využitelné zásoby podzemních vod kvartérního kolektoru pro zkoumané území od potoka Buravy až po východní okraj KnČžpolského lesa odhadnuty na 50÷100 l/s [6, 27]. Koncem þtyĜicátých let byly na základČ poznatkĤ výše popsaného prĤzkumu zbudovány východnČ od potoka Buravy, tj. v tzv. JÚ KnČžpole I (viz obr. 1.2), þtyĜi jímací studny S-1÷4, sbČrná studna S-I a þerpací stanice. V r. 1957 firma Hydrogeologický prĤzkum Praha uskuteþnila pomČrnČ rozsáhlé prĤzkumné práce v území, které se rozprostírá od Ĝeky Moravy (zhruba v úseku mezi obcemi Babice a HuštČnovice) smČrem na východ až k Ĝece BĜeznici. PĜi tomto prĤzkumu bylo odvrtáno celkem 39 hydrogeologických vrtĤ (A-1÷3, B-1÷3, C-1÷2, D-1÷2, E-1÷3, F-1÷4, G-1÷6, H-1-7, CH-1÷5 a J-1÷4) o hloubce 8,6÷11,5 m. Všechny vrty byly vystrojeny plnými a perforovanými ocelovými pažnicemi
∅
267 mm. Na 20 vrtech byly provedeny krátkodobé samostatné 3-denní þerpací
zkoušky, vždy v režimu konstantního snížení pĜi tĜech hladinových stupních. Vyhodnocením zkoušek hydraulickou metodou pomocí grafĤ Q = f (S) byly pro jednotlivé vrty stanoveny využitelné vydatnosti v rozmezí 2,6÷9,4 l/s [21]. Upozorníme, že vzhledem k velmi krátké dobČ trvání samostatných þerpacích zkoušek zjištČné vydatnosti vrtĤ neodpovídají stacionárnímu režimu filtrace a jsou tudíž nadhodnoceny. 3
MČĜítko 1:50 000 -----
1
2
3
Obr. 1.1. Situace zájmové oblasti. 1 - hranice zájmového území; 2 - ložisko štČrkopískĤ „Napajedla“; 3 - hranice JÚ KnČžpole. 4
Podle projektové dokumentace [4] Hydroprojektu Ostrava byla koncem padesátých let v jímacím území KnČžpole II zbudována þerpací stanice a poblíž zdČná sbČrná studna S-II o ∅ 5 m, zdČná sbČrná studna S-IIa o ∅ 4 m u Ĝeky Moravy a dále 18 jímacích studní S-1÷18, odvrtaných prĤmČrem 1260/610 mm a vystrojených plnostČnnými betonovými skružemi ∅ 1,0 a 0,5 m. Studny S-1÷9 byly rozmístČny napĜíþ nivou v linii zhruba kolmé k Ĝece MoravČ a studny S-10÷18 v linii S-J smČru soubČžnČ s tokem Moravy. V letech 1964-1965 provádČla organizace IGHP Brno doplĖkový hydrogeologický prĤzkum v levobĜežní þásti moravní nivy v prostoru jižnČ od linie HuštČnovice - KnČžpole až po soutok Moravy a BĜeznice [6]. Cílem tohoto prĤzkumu bylo zabezpeþit nové zdroje podzemních vod v množství kolem 20 l/s.
1)
Ve zkoumaném prostoru, nazvaném JÚ KnČžpole III, bylo v první etapČ prĤzkumu zrealizováno 8 pozorovacích hydrogeologických vrtĤ P-1÷8, hlubokých 11÷12 m. Ve vztahu ke kvartérnímu kolektoru šlo o vrty podle stupnČ prĤniku hydrodynamicky úplné. Vrty byly vystrojeny ocelovými plnými a perforovanými zárubnicemi o
∅
267 mm. Na všech osmi vrtech byly usku-
teþnČny samostatné 3-denní þerpací zkoušky pĜi zadaném konstantním snížení S = 1 m, pĜiþemž vydatnost jednotlivých vrtĤ þinila 3,2÷13,3 l/s. Z údajĤ o prĤbČhu zkoušek byly pro kvartérní fluviální štČrkopísky urþeny hodnoty koeficientu filtrace k ≈ 14÷295 m/den a prĤmČrná veliþina k ≈ 153 m/den, dané hodnoty však s ohledem na metodiku jejich stanovení a na jejich znaþný rozptyl nelze pokládat za vČrohodné. PĜi druhé etapČ prĤzkumných prací bylo zbudováno celkem 6 širokoprofilových jímacích vrtĤ HV-101÷106 o hloubce 11,0÷12,3 m, které byly vystrojeny stáþenými plnými a perforovanými plechy
∅
630 mm. Na všech vrtech Ĝady HV byla uskuteþnČna dlouhodobá poloprovozní
skupinová þerpací zkouška v trvání 75 dní. Zkouška probíhala v režimu konstantního snížení pĜi 3 hladinových stupních, pĜiþemž sumární vydatnost vrtĤ pĜi snížení ve vrtech kolem 1 m þinila asi 36 l/s, pĜi S ≈ 2 m cca 74 l/s a pĜi S ≈ 2,5÷3,0 m pĜibližnČ 95 l/s. Vzhledem k silnému ovlivĖování chemismu podzemních vod ve vrtech HV-105÷106 moravní vodou bylo doporuþeno tyto vrty nevyužívat. Pro skupinu zbývajících 4 vrtĤ HV-101÷104 byly využitelné zásoby podzemních vod ocenČny množstvím cca 30 l/s pĜi maximálním snížení hladiny vody v jímacích vrtech o cca 2,0 m, což odpovídá kótČ zhruba 173,5 m n.m. PĜi þerpacích zkouškách na vrtech Ĝady P a skupinové þerpací zkoušce na vrtech Ĝady HV byl rovnČž sledován chemismus podzemních vod. Podle výsledkĤ laboratorních rozborĤ podzemní vody vykazovaly zvýšenou celkovou tvrdost a zvýšené obsahy železa, manganu a amon1)
V té dobČ sumární odbČr podzemních vod ze studní v JÚ KnČžpole I a KnČžpole II þinil 70÷110 l/s. 6
ných iontĤ pĜirozeného pĤvodu. BČhem obou etap prĤzkumu byla poprvé v JÚ KnČžpole provádČna systematická režimní mČĜení hladin kvartérních podzemních vod. V podmínkách nenarušených þerpáním se v období let 1964-1965 hladina vody ve sledovaných vrtech pohybovala pĜevážnČ v úrovni 175÷176 m n.m. KromČ upomenutých prací byly v rámci doplĖkového prĤzkumu zrealizovány 3 širokoprofilové studny S-5÷7 (pozdČji oznaþené jako S-2a/I, S-3/Ia a S-5/Ia), situované v JÚ KnČžpole I. Studny byly odvrtány do hloubky 11,5÷12,0 m a vystrojeny stáþenými plechy
∅
630 mm. PĜi
orientaþních samostatných tĜídenních þerpacích zkouškách jejich vydatnosti þinily zhruba 12÷13 l/s (pĜi snížení 1,0 m ve studních S-5 a S-7 a cca 0,4 m ve studni S-6). Pro trvalý odbČr byly specifické vydatnosti studní S-5÷6 odhadnuty na 5,3 l/s⋅m a studny S-7 na 4,7 l/s⋅m. V r. 1968 firma IGHP Brno v JÚ KnČžpole I vyhloubila a vystrojila jímací studnu S-8, pĜejmenovanou pozdČji na S-6/Ia. Tato studna byla ukonþena v hloubce 9,0 m p.t. a byla vystrojena betonovými skružemi prĤmČru 0,8 a 1,5 m [17]. Další rozsáhlejší hydrogeologické práce byly v KnČžpolském lese uskuteþnČny až v letech 1975-1977, kdy firma Vodní zdroje Holešov dostala za úkol zrekonstruovat JÚ KnČžpole II [27]. PĜi tomto prĤzkumu bylo vybudováno 15 vrtaných studní HV-1÷15, které nahradily dosluhující skružové studny S-1÷18 z konce padesátých let, a dále 15 pozorovacích vrtĤ PV-1÷15. Studny Ĝady HV byly hloubeny do 10,5÷11,8 m p.t., vystrojeny byly UGI filtry ∅ 360/300 mm a plnými ocelovými zárubnicemi ∅ 377 mm. Vrty Ĝady PV, hluboké 9,0÷11,5 m, byly vystrojeny plnými a perforovanými novodurovými trubkami ∅ 110 mm. BČhem vrtných prací byly ze všech studní HV-1÷15 odebírány vzorky zemin na zrnitostní analýzy. Z kĜivek zrnitosti byl urþen koeficient filtrace k kvartérních štČrkopískĤ v rozmezí hodnot 12÷1728 (!) m/den. NetĜeba dokazovat, že podobné veliþiny jako k ≈ 1728 m/den jsou pro štČrkopísky fyzikálnČ naprosto nereálné. 1) Využitelná vydatnost studní HV-1÷15 byla ovČĜována dvoumČsíþní poloprovozní skupinovou þerpací zkouškou, provádČnou v režimu konstantního snížení pĜi 2÷3 hladinových stupních. PĜi snížení hladiny vody ve studních na kótu kolem 173,5 m n.m. (tzn. pĜi snížení S ≈ 1 m ve studních HV-1÷7 a snížení S ≈ 2÷2,5 m ve studních HV-8÷15) þinila sumární vydatnost studní HV-1÷7 cca 35,7 l/s a studní HV-8÷15 rovnČž 35,7 l/s, tj. celkem 71,4 l/s. V prĤbČhu þerpací zkoušky byly z každé jímací studny Ĝady HV odebrány 4 vzorky na fyzikálnČ chemický rozbor, tj. celkem 60 vzorkĤ. PĜed skupinovou zkouškou, bČhem ní i po jejím
1)
Absolutní chyba stanovení filtraþních parametrĤ podle kĜivek zrnitosti þiní obvykle 2÷3 Ĝády. 7
ukonþení byla v celém JÚ KnČžpole provádČna rozsáhlá režimní mČĜení hladin kvartérních podzemních vod. Z tohoto dĤvodu byly výškovČ a polohovČ zamČĜeny nejen nové vrty PV-1÷15 a HV-1÷15, ale i vČtšina starších vrtĤ. V r. 1980 v JÚ KnČžpole I firma Vodní zdroje Holešov jako náhradu za poškozené studny S-4 a S-7÷8 (tj. S-4/Ia÷6/Ia) zrealizovala v jejich bezprostĜední blízkosti nové jímací vrty S-4A, S-5A a S-6A. Tyto vrty byly ukonþeny v hloubce 10,5÷11,0 m, vystrojeny byly plnými ocelovými zárubnicemi
∅
324 mm a UGI filtry ∅ 300/360 mm [26]. Geodetické zamČĜení nových vrtĤ
se neprovádČlo. V záĜí - listopadu 1982 Vodní zdroje Holešov zbudovaly v JÚ KnČžpole III nové jímací studny HV-101A÷105A o hloubce 10,3÷11,2 m, situované 8÷10 m od starých jímacích objektĤ HV-101÷105, které musely být nahrazeny kvĤli špatnému technickému stavu. Studny HV-101A a HV-102A byly vystrojeny ocelovými pažnicemi ∅ 324 mm a UGI filtry ∅ 300/360 mm, studny HV-103A÷105A pak ocelovými pažnicemi ∅ 630 mm a UGI filtry ∅ 617/690 mm [28]. Bohužel, ani tyto studny nebyly zamČĜeny. Pásma hygienické ochrany (PHO) jímacího území KnČžpole byla stanovena rozhodnutím odboru vodního a lesního hospodáĜství a zemČdČlství ONV Uherské HradištČ v prosinci 1989. V letech 1991-1994 zpracovaly firmy KNT Opava, Aqua-Gea Holešov a Ecoland Praha návrhy na zmČnu stávajících hranic PHO, tyto návrhy však byly podloženy nekorektními výpoþty [7], nebo nebyly hydrogeologicky podloženy vĤbec [18,22]. Naposled se otázkou ochranných pásem JÚ KnČžpole zabývala práce [11] z r. 1997, ale ani ta nepodala žádné hydrodynamické zdĤvodnČní novČ navrhovaných hranic vnitĜní a vnČjší þásti PHO 2. stupnČ. Od r. 1994 až do r. 1998 byla v JÚ KnČžpole provádČna firmou Hydrogeologie Napajedla pravidelná režimní mČĜení hladin kvartérních podzemních vod [10]. Cílem tČchto mČĜení bylo zachytit zmČny úrovní hladiny, pĜípadnČ smČru proudČní podzemních vod pĜi probíhající exploataci jímacího území. Z regionálního hydrogeologického hlediska byl kvartér JÚ KnČžpole v té þi oné míĜe vyhodnocován ve studiích Z. KouĜila [5], M. Starobové [15,16] a J. Malého [8]. K významným pracím patĜí rovnČž hydrogeologický prĤzkum zamČĜený na studium vodonosného komplexu neogenních sedimentĤ hradišĢského pĜíkopu, který v letech 1988-1992 zrealizovala organizace Vodní zdroje Holešov [23]. Všechny uvedené práce shrnují rozsáhlý publikovaný i archivní materiál a obsahují bohatou dokumentaci, ale vzhledem ke svému zamČĜení podávají pouze základní geologicko-hydrogeologickou charakteristiku jímacího území. 8
Vedle prĤzkumĤ v jímacích územích KnČžpole I÷III se od r. 1968 provádČly hydrogeologické prĤzkumné práce ještČ i v JÚ KnČžpole IV [13,19,20]. Toto území už ale není pĜedmČtem našeho zájmu, neboĢ leží v pravobĜežní þásti údolní nivy Ĝeky Moravy (jihovýchodnČ od obce HuštČnovice v blízkosti starých Ĝíþních ramen „KoĖov“ a „Markéta“ - viz obr. 1.2). Pro úplnost ještČ nutno uvést, že v JÚ KnČžpole (zvláštČ v JÚ KnČžpole I) bylo v minulosti uskuteþnČno i nČkolik dalších úþelových hydrogeologických prĤzkumĤ, avšak ne všechny provedené práce byly geologicky zadokumentovány. Mimoto, geologická dokumentace starších prĤzkumĤ se v nČkterých pĜípadech nedochovala, nČkdy je neúplná. Situování hydrogeologických vrtĤ, zbudovaných v JÚ KnČžpole I÷III po r. 1946, je patrné z obr. 1.3÷1.5. (KromČ vrtĤ zmínČných výše v textu jsou na obr. 1.3÷1.4 v JÚ KnČžpole I zakresleny i nČkteré z tČch vrtĤ, k nimž prvotní geologická dokumentace chybí.) Základní údaje o hydrogeologických vrtech, ke kterým byla k dispozici pĤvodní dokumentace, jsou shrnuty v tab. 1.1. Na základČ analýzy výsledkĤ hydrogeologických prací, uskuteþnČných v JÚ KnČžpole I÷III v minulém období, lze uþinit následující obecné závČry: 1. V prĤbČhu prĤzkumĤ z let 1944-1998 byly získány vcelku podrobné poznatky o geologické stavbČ jímacího území a dále byl vyhodnocen pĜírodní hydrochemický režim a þásteþnČ vyjasnČn hladinový režim podzemních vod kolektoru kvartérních nivních štČrkopískĤ. 2. ÚroveĖ znalostí o hydrogeologických podmínkách jímacího území je, bohužel, pomČrnČ nízká. PĜestože byl v rámci dĜívČjších prĤzkumĤ proveden znaþný objem technických prací, nejsou známy ani ty základní hydrogeologické parametry kvartérního kolektoru. PĜi žádném z prĤzkumĤ nebyly nikdy zjišĢovány objemové nebo migraþní parametry štČrkopískĤ, urþován byl obvykle jen hydraulický gradient a v nČkterých pĜípadech ještČ koeficient filtrace, avšak i ten byl stanoven chybnČ. 3. Schéma provozovaných jímacích studní (tj. jejich poþet, rozmístČní, režim þerpání atd.) bylo zvoleno empiricky, nikoli na základČ hydrodynamických propoþtĤ, a nemusí tedy ani zdaleka odpovídat optimálnímu zpĤsobu využití kvartérních podzemních vod v jímacím území. Totéž platí i o pásmech hygienické ochrany 2. stupnČ, která byla vymezena do znaþné míry intuitivnČ, bez patĜiþných hydrogeologických výpoþtĤ.
9
PV5
PV2
PV12
J4 CH5 J3
S10 HV8
PV10
PV7 S12
CH4 J2
CH3 S9
H4 S13 PV6 SIIa G4 HV12
J1
CH2 S5
CH1
S4
H3 SII
G3 G2
F3 HV13 F2 S16 HV14 S17 HV15 E2 S18
F1 E1
D2
PV1
D1
S1
S7 H7 S8 SIa S4 G1 H6 S6 S3 G5 S5 14 S2 G6 P5 H3 F4 PV13 P3 S1 SI H1 PV14 5 H1
13
C2 C1
PV15
PV11
B3 B2 A3 B1 A2 A1 P1
P3
P2
HV101A HV102A
P4
SIII
P6 P5 HV104A
P7
HV106
P8
MČĜítko 1:25 000
B3
1
S1
2
PV7
3
SII
4
Obr. 1.3. Schéma rozmístČní hydrogeologických vrtĤ v JÚ KnČžpole I-III. 1 - prĤzkumné vrty z roku 1957; 2 - jímací vrty (studny); 3 - pozorovací vrty; 4 - sbČrné studny.
10
1.2. Struþný popis pĜírodních pomČrĤ Podle regionálního geomorfologického þlenČní se jímací území KnČžpole nachází v severní þásti Dyjsko-moravské nivy, která je podcelkem Dolnomoravského úvalu [2]. Území se vyznaþuje akumulaþním reliéfem, který je tvoĜen rovinatou údolní nivou Ĝeky Moravy. Niva je zde široká 4÷5 km a její povrch dosahuje nadmoĜské výšky okolo 179÷181 m. o
Studované území spadá do teplé klimatické oblasti s prĤmČrnou roþní teplotou kolem 9 C a s dlouhodobým prĤmČrným roþním úhrnem srážek kolem 570÷620 mm [3]. Roþní srážkové úhrny v letech 1998-2000 zde þinily cca 600÷680 mm [14]. Hydrologicky JÚ KnČžpole patĜí k dílþímu povodí 4-13-01 Morava od DĜevnice po Olšavu. Hydrografickou síĢ tady tvoĜí Morava se svým levostranným pĜítokem BĜeznicí a dále potok Burava, ústící do BĜeznice u Jarošova. Zprava Ĝeka Morava pĜibírá pĜi severozápadním okraji zkoumaného území potok Vrbku a asi 1 km jižnČji pak Kudlovický potok. K dalším hydrologickým faktorĤm patĜí plavební kanál po pravé stranČ Moravy a stará Ĝíþní ramena. ÚroveĖ hladiny vody v Ĝece MoravČ je regulována jezy, z nichž nejbližší jsou u SpytihnČvi a u Kunovic. Podle prĤtokĤ lze Moravu charakterizovat jako tok stĜednČ velký (s prĤtoky n⋅(1÷10) m3/s), Ĝíþka BĜeznice a potoky Burava, Kudlovický a Vrbka se Ĝadí mezi toky drobné. Základní hydrologické charakteristiky Ĝek Moravy a BĜeznice a Kudlovického potoka, stanovené na základČ dlouhodobých mČĜení ýHMÚ, jsou uvedeny v tab. 1.2÷1.3. PrĤmČrné denní prĤtoky a stavy hladiny v Ĝece MoravČ bČhem roku 2000 pro vodomČrnou stanici ýHMÚ ve SpytihnČvi jsou uvedeny v pĜíloze 1 a graficky znázornČny na obr. 1.6. Tab. 1.2. Základní hydrologické charakteristiky Ĝek Moravy a BĜeznice a Kudlovického potoka. Plocha PrĤmČrné roþní hodnoty Tok Místo povodí srážky odtok spec. odtok prĤtok 2 2 km mm mm l/s.km m3/s Morava Morava BĜeznice
SpytihnČv vodoþet nad BĜeznicí
ústí Kudlovický p. ústí
7890,71 7980,01
715 714
216 214
6,84 6,81
54,00 54,20
124,21 45,66
635 630
96 90
3,06 2,85
0,38 0,13
Tab. 1.3. PrĤtoky (m3/s) Ĝek Moravy a BĜeznice a Kudlovického potoka, pĜekroþené prĤmČrnČ po dobu n dnĤ v roce. Tok Místo n, den 30 90 180 270 330 355 364 Morava SpytihnČv vodoþet 136,0 63,3 34,2 19,3 11,3 7,90 4,99 Morava nad BĜeznicí 138,0 63,6 34,5 19,5 11,5 7,96 5,04 BĜeznice ústí 0,88 0,42 0,20 0,12 0,08 0,05 0,03 Kudlovický p. ústí 0,30 0,14 0,08 0,06 0,04 0,03 0,02 17
MČĜítko 1:50 000
Obr. 1.8. Geologická mapa zájmové oblasti. 24
J
S
m n.m. 181
HV-15
HV-14
HV-13
HV-12
HV-11
HV-10
HV-9
181
HV-8
179
179
177
177
175
175
173
173
171
171
169
169
167
167
x, m 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
J
S
m n.m. 181
181 HV-106 HV-105
HV-104
HV-103
HV-102
HV-101
179
A-1
179
B-1
177
177
175
175
173
173
171
171
169
169
167
167
x, m 0
200
400
1
600
2
800
3
1000
1200
4
Obr. 1.9. Schematické hydrogeologické Ĝezy jímacího území KnČžpole. Sestaveno podle [6,21,27]. 1 až 2 - KVARTÉR: 1 - fluviální náplavové hlíny a jíly; 2 - fluviální štČrkopísky; 3 - NEOGÉN: jíly; 4 - úroveĖ hladiny podzemních vod 26
27
m n.m.
200
Obr. 1.9. (pokraþování)
0
400
600
800
1000
1200
1400
1600
H-6
1800
S6=S3/Ia
2000
x, m
S5=S2a/I
181
167
S7=S5/Ia
167
HV-1
169
HV-2
169
HV-3
171
H-2
171
HV-4
173
HV-5
173
HV-6
175
HV-7
175
H-4
183
177
HV-9
JV
177
Morava
179
PV-9
Burava
179
181
183
PV-10
SZ BĜeznice
1.3. Souþasný stav vodárenského využití podzemních vod Jak již bylo zmínČno v kap. 1.1, jímací území KnČžpole je rozþlenČno na dílþí jímací území I÷IV, oznaþovaná vodárensky jako prameništČ. Samotné JÚ KnČžpole I se pak ještČ dČlí na prameništČ Ia, zaujímající prostor mezi Ĝíþkou BĜeznicí a potokem Burava, a na prameništČ I, které leží východnČ od BĜeznice. V celém jímacím území KnČžpole je nyní 45 jímacích studní, které jsou rozdČleny do šesti skupin (viz tab. 1.4). Situování pramenišĢ a jednotlivých skupin jímacích objektĤ je patrné z obr. 1.2÷1.5 a též z pĜílohy 2.
1)
Tab. 1.4. Vodárenské rozþlenČní JÚ KnČžpole [11]. ýást JÚ
Jímací studny pĤvodní oznaþení
poþet
Q, l/s 35
SbČrná studna
prameništČ I prameništČ Ia
S-1÷3, S-5÷6, H-1÷4 S-4, H-5÷7
9 4
S-I S-Ia
prameništČ II, 1. vČtev
HV-1÷7
7
prameništČ II, 2. vČtev
HV-8÷15
8
prameništČ III
HV-101÷102, HV-101A÷105A
7
40
S-III
prameništČ IV
HV-101÷110
10
20÷30
-
S-II
40
S-IIa
kde: Q - sumární využitelné zásoby podzemních vod pro dané studny.
PrameništČ IV po pravém bĜehu Ĝeky Moravy slouží jako záložní a vodohospodáĜsky se zatím nevyužívá. Od povodní v þervenci 1997 nejsou v provozu ani studny v prameništi III. V letech 1998-2000 bylo v JÚ KnČžpole provozováno celkem 28 jímacích studní: v prameništích I a Ia studny S-1÷6 a H-1÷7 a v prameništi II studny HV-1÷15. Technické parametry studní S-1÷4 a H-1÷7 jsou v tab. 1.5, údaje o studnách S-5÷6 a HV-1÷15 jsou v tab. 1.1. Tab. 1.5. Technické parametry jímacích studní S-1÷ ÷4 a H-1÷ ÷7 v JÚ KnČžpole I [11]. Studna S-1 S-2 S-3 S-4 H-1 H-2 H-3 H-4 H-5 H-6 H-7
1)
Hloubka studny
PrĤmČr výstroje
Osazení filtru
m p.t.
mm
interval, m p.t.
630 630 630 630 630 630 630 630 630 630 630
4,0 - 7,5 3,6 - 7,5 4,0 - 7,5 4,0 - 7,6 4,0 - 8,2 4,0 - 8,2 4,0 - 7,8 4,0 - 8,2 4,0 - 8,6 4,0 - 8,6 4,0 - 8,5
9,8 8,5 9,0 8,8 11,5 11,3 10,8 12,0 11,8 12,0 11,5
Mapu uvedenou v pĜíloze 2 poskytla firma Slovácké vodárny a kanalizace, a.s., Uherské HradištČ. 28
2. ýÍSLICOVÉ MODELOVÁNÍ GEOFILTRACE V ZÁJMOVÉ OBLASTI Hlavním cílem þíslicového modelování geofiltrace v zájmové oblasti je: a) ocenit vliv dobývání ložiska štČrkopískĤ „Napajedla“ na hydrodynamický režim kvartérních podzemních vod v okolí tČžebního prostoru a v nedalekém jímacím území KnČžpole; b) posoudit, zda tČžaĜská þinnost mĤže ohrozit kvalitu zdrojĤ podzemních vod v jímacím území KnČžpole.
2.1. Elementy hydrogeologické schematizace a výbČr vstupních parametrĤ Kvartérní fluviální písky a písþité štČrky údolní nivy Ĝeky Moravy pĜedstavují ve zkoumané oblasti tlakovČ netlakový kvazihomogenní kolektor o promČnlivé mocnosti cca 3÷8 m. Oblast filtrace je plošnČ poloohraniþená: vnČjší hranici tvoĜí na západČ Ĝeka Morava. Východní linie vykliĖování štČrkopískĤ je hranicí plošné rĤznorodosti, tj. kontaktem vodonosných systémĤ s rozdílnými filtraþními vlastnostmi, a pĜedstavuje tak vnitĜní hranici oblasti filtrace. VnitĜními hranicemi jsou rovnČž jezera a plochy rekultivované jílovito-hlinitými navážkami v místČ odtČžených dobývacích prostorĤ, dále mrtvá moravní ramena „Pahrbek“ a „NČmecké“ a též Ĝíþka BĜeznice. Morava i všechny vnitĜní hranice filtraþní oblasti mají složitou konfiguraci. Hydraulická spojitost fluviálních štČrkopískĤ s vodními toky a nádržemi je rozdílná: s jezery je tČsná, s Ĝekou Moravou ztížená a s Ĝíþkou BĜeznicí a starými moravními rameny velmi slabá. TČlesa navážek ze skrývek se vyznaþují malou propustností a tvoĜí tak v kolektoru štČrkopískĤ pomČrnČ rozsáhlé zóny plošné filtraþní rĤznorodosti. PĜirozený hydrodynamický režim kvartérního kolektoru je narušen nejen stávající tČžaĜskou þinností na ložisku štČrkopískĤ „Napajedla“, ale i vodárenským odbČrem podzemních vod v jímacím území KnČžpole, kde je v posledních letech provozováno 28 jímacích vrtĤ. Je zĜejmé, že vyjmenované faktory nelze souhrnnČ zohlednit v rámci analytických výpoþtových schémat. Proto námi bylo pro Ĝešení geofiltraþní úlohy pĜijato þíslicové modelování, jež umožĖuje pĜesnČ a flexibilnČ imitovat veškerou složitost hydrogeologických pomČrĤ zájmové oblasti. Modelování bylo provádČno pomocí programu VISUAL MODFLOW (© Waterloo Hydrogeologic Inc., 1999-2000). Tento program, založený na metodČ koneþných rozdílĤ, Ĝeší trojrozmČrné úlohy stacionární i nestacionární filtrace v mnohovrstevném heterogenním anizotropním pórovitém prostĜedí a dovoluje zadávat libovolné poþáteþní podmínky a hraniþní podmínky I., II. a III. rodu.
34
Obr. 2.1
MAPA ZÁJMOVÉ OBLASTI V MċěÍTKU 1:25 000
Legenda:
- jezera - jílovito-hlinité navážky ze skrývek HGS7
HV5
G2
HV101
- pozorovací vrty v zájmovém území - exploatované studny v jímacím území KnČžpole (prameništČ I, Ia, II) - pozorovací vrty v jímacím území KnČžpole - záložní studny v jímacím území KnČžpole (prameništČ III)
37
Pahrbek
VB173
HGS11
HGS4 ecké N Čm
Bezedný HGS3 HGS6 tČžební j. HGS7
tČžební jez.
Šoulet
HP1 HP2
HGS2
U jezu HGS8
U jezu
HGS1
Topolná HGS9 HGS10
VB178
HV8 HV9 PV8 H4 HV7HV6 HV10 HV5 H3
HV11 HV12
HV4
G4
HV13 F3 HV14 HV15 E3
CH3
HV3
H1
CH1
HV1 H6 H5 H7 H5 S4
S6 H4 S3
NP 7
G2
HV2
S5 S2 NP5 H3 NP2 NP3 H2 S1 H1
PV15
A1 HV101 HV101A HV102A HV102 P6
HV103A HV104A
HV105A
Obr. 2.7
HYDRODYNAMICKÁ SÍġ KVARTÉRNÍCH PODZEMNÍCH VOD Stav pĜi odbČru podzemních vod v JÚ KnČžpole v množství 62,5 l/s (MČĜítko 1:25 000)
Legenda: - souþasné tČžební jezero - jílovito-hlinité navážky, náležející k souþasnému tČžebnímu jezeru - moravní rameno "NČmecké" a stará tČžební jezera - jílovito-hlinité navážky ze skrývek - Ĝeka Morava a Ĝíþka BĜeznice - linie vykliĖování fluviálních štČrkopískĤ HGS7
HV5
PV8
180.5
- pozorovací vrty v zájmovém území - exploatované studny v jímacím území KnČžpole (prameništČ I, Ia, II) - pozorovací vrty v jímacím území KnČžpole - izolinie piezometrických výšek - proudnice (t = 1 rok) - proudnice (t = 10 let) - proudnice
53
VB173
HGS11
HGS4
HGS6 HGS3
HGS7 HP1 HP2 HGS2
HGS1 HGS8
HGS9 HGS10
VB178
HV8 HV9 PV8 HV10 HV11 HV12
HV7 HV6
HV5 HV4
HV3
HV2
HV1 H6 H5
HV13 HV14 HV15
H7 S4
S6 H4 S3 S5 S2 H3 H2 H1
PV15
S1
Literatura:
1. Buday T. et al. VysvČtlivky k pĜehledné geologické mapČ ýSSR 1:200 000, M-33-XXX Gottwaldov. ÚÚG, Praha, 1963. 2. Czudek T. et al. Geomorfologické þlenČní ýSR. Studia Geographica 23. Geografický ústav ýSAV, Brno, 1972. 3. Jetel J. et al. VysvČtlivky k základní hydrogeologické mapČ ýSSR 1:200 000, list 25 Gottwaldov. ÚÚG, Praha, 1988. 4. KošĢálek V. Skupinový vodovod Uh. HradištČ. PrameništČ II. - jímání vody v KnČžpolském lese. Hydroprojekt, Ostrava, 1958. 5. KouĜil Z. Podzemní vody údolí Ĝeky Moravy. Studia Geographica 10. Geografický ústav ýSAV, Brno, 1970. 6. Kuklová K. Uherské HradištČ - KnČžpole. Zpráva o provedení doplĖujícího hydrogeologického prĤzkumu pro vodovod Uherské HradištČ. IGHP, Brno, 1966. 7. Landa I. Hydrogeologické posouzení a návrh na zmírnČní ochranných opatĜení na severní hranici "PHO 2. stupnČ - vnČjší" jímacího území KnČžpole. Odborný posudek. Ecoland, Praha, 1994. 8. Malý J. Dolnomoravský úval, hydrogeologická syntéza. Regionální hydrogeologický prĤzkum. Geotest, Brno, 1990. 9. Malý J. Hydrogeologický posudek k odbČrĤm podzemní vody a vývoji její hladiny v jímacích územích u KnČžpole a Ostrožské Nové Vsi. Hydrogeologie, Napajedla, 1994. 10. Malý J. KnČžpole - Ostrožská Nová Ves - Polešovice. Úþelová pozorovací síĢ podzemní vody. III.-VII. fáze. Hydrogeologie, Napajedla, 1994-99. 11. Novák J. Technická dokumentace ochranných pásem vodních zdrojĤ: zdroj KnČžpole, okres Uherské HradištČ. Pilotní projekt. Brno, 1997. 12. Polák M. Uherské HradištČ - Kunovice - Let - OPV. ZávČreþná zpráva. Geotest, Brno, 1989. 13. Ptáþník J., Pavliš R. Zpráva o vybudování jímacích vrtĤ a provedení þerpací zkoušky v prameništi KnČžpole IV. I. etapa. Vodní zdroje, Opava, 1968. 14. Sovadina L. Hydrogeologický prĤzkum pĜilehlého okolí ložiska štČrkopískĤ „Napajedla“. ýást I. Terénní a laboratorní práce. ZávČreþná zpráva. Hydrogeologická služba, Zlín, 2001. 15. Starobová M. Hydrogeologický rajón XXI a XXIV-Q-26b. Hydrogeologická studie. Geotest, Brno, 1972. 16. Starobová M. Hydrogeologický rajón XXI a XXIV-R-33c. Hydrogeologická studie. Geotest, Brno, 1974. 17. Starobová M. KnČžpole u Uh. HradištČ. Zpráva o doplĖujícím hydrogeologickém prĤzkumu v jímacím území. IGHP, Brno, 1968. 18. Tichý. Návrh PHO pro jímací území KnČžpole I-IV, okr. Uherské HradištČ. KNT, Opava, 1991. 19. Tomek I. Dílþí zpráva o revizi jímacího území KnČžpole IV. Geotest, Brno, 1990. 20. Tomek I. ZávČreþná zpráva o revizi jímacího území KnČžpole IV. /dokonþení/. Geotest, Brno, 1992. 21. Vacek J. Výsledek vrtných prací a þerpacích pokusĤ akce KnČžpole u Uh. HradištČ. Hydrogeologický prĤzkum, Praha, 1957. 22. Vacek Z. Oponentní posudek na revizní návrh PHO jímacího území KnČžpole. Aqua-Gea, Holešov, 1992. 59
PĜíloha 3
SEZNAM SOUěADNIC HYDROGEOLOGICKÝCH OBJEKTģ V JÍMACÍM ÚZEMÍ KNċŽPOLE I-III
66
Vrt
Y
X
(studna)
Z (Bpv)
PĜevzato z geologické
terén
pažnice (skruž)
dokumentace
Jímací území KnČžpole I S-1 (S-1/I)
533 201,81
1 177 188,30
180,16
180,99
S-2 (S-2/I)
533 314,27
1 176 968,71
180,29
182,13
S-3 (S-3/I)
533 442,63
1 176 809,98
180,08
182,14
S-4 (S-4/Ia)
533 635,35
1 176 688,62
180,59
181,63
–
–
179,32
180,43
533 384,74
1 176 895,07
179,68
181,08
–
–
179,83
180,68
533 530,65
1 176 758,39
180,73
181,55
–
–
179,16
179,97
533 771,73
1 176 629,99
179,58
180,21
–
–
–
–
S-5 (S-2a/I) S-6 (S-3/Ia) S-7 (S-5/Ia) S-8 (S-6/Ia)
533 842,70
1 176 606,62
179,31
180,30
S-7/I (H-1)
533 227,26
1 177 186,59
179,69
180,43
S-8/I (H-2)
533 301,60
1 177 155,11
179,37
180,43
S-9/I (H-3)
533 304,51
1 177 019,24
179,73
180,75
S-10/I (H-4)
533 457,64
1 176 795,29
179,96
180,76
5
533 147,55
1 177 251,64
179,68
180,05
13
532 924,41
1 177 128,52
179,92
180,68
14
533 113,21
1 176 981,06
180,09
181,01
P-1
533 260,77
1 177 165,57
179,53
180,67
P-2 (NP-2)
533 306,62
1 177 078,43
179,76
180,57
P-3 (NP-3)
533 344,22
1 177 067,85
179,49
180,50
P-5 (NP-5)
533 365,72
1 176 949,67
179,73
180,94
P-7 (NP-7)
533 480,25
1 176 779,64
180,04
181,29
1)
ŽĤrková I., 1978
2)
Kuklová K., 1966
1) 2) 1) 2) 1) 3)
Starobová M., 1968
1) 1)
Jímací území KnČžpole II A-1
–
–
178,02
178,22
A-2
–
–
178,54
178,76
A-3
–
–
178,54
178,94
B-1
–
–
177,92
178,32
B-2
–
–
178,53
178,82
B-3
–
–
178,08
178,51
C-1
–
–
177,95
178,42
C-2
–
–
176,28
176,72
D-1
–
–
178,07
178,58
–
–
179,23
179,66
534 630,00
1 177 144,20
179,18
179,63
–
–
177,98
178,51
–
–
179,03
179,60
534 894,30
1 177 012,60
179,00
179,54
–
–
178,15
178,62
534 541,25
1 177 000,24
179,40
179,83
D-2
E-1
4)
KošĢálek V., 1958
4) 2) 1) 4) 2) 1) 4) 1)
kde: (S-5/Ia) – pozdČjší oznaþení vrtu. 67
