www.geology.sk
PROBLÉMY OCHRANY PODZEMNÝCH VOD 12. december 2012, VÚVH Bratislava
GEOTERMÁLNE VODY NA SLOVENSKU
Daniel Marcin – Anton Remšík – Radovan Černák
www.geology.sk
Geotermálne a termálne vody - základné pojmy I. Podzemnými vodami sú všetky vody nachádzajúce sa pod povrchom zeme v pásme nasýtenia a v bezprostrednom kontakte s pôdou alebo s pôdnym podložím vrátane podzemných vôd slúžiacich ako médium na akumuláciu, transport a exploatáciu zemského tepla z horninového prostredia (ďalej len „geotermálna voda“/ Zákon č. 364/2004 Z.z., Vodný zákon). Minerálna voda je podzemná voda s originálnym pôvodom akumulovaná v prírodnom prostredí, vyvierajúca na zemský povrch z jednej alebo viacerých prirodzených alebo umelých výstupných ciest, ktorá sa odlišuje od inej podzemnej vody najmä a) svojím pôvodom, b) obsahom stopových prvkov, c) obsahom a charakterom celkových rozpustených tuhých látok presahujúcich 1 000 mg.l-1 alebo obsahom rozpustených plynných látok presahujúcich 1 000 mg.l-1 oxidu uhličitého, alebo najmenej 1mg.l-1 sulfánu, alebo d) minimálnou teplotou vody v mieste výveru 20 °C (Zákon č. 538/2006 Z.z., Kúpeľný zákon). Vyhláška č. 100/2006 minerálne vody s teplotou nad 20°C označuje za “termálne“ minerálne vody.
www.geology.sk
Geotermálne a termálne vody - základné pojmy II. Termálna voda je prírodná podzemná voda, ktorá je zohriata pôsobením zemského tepla v horninovom prostredí s minimálnou teplotou vody v mieste výveru 20 °C (Zákon č. 569/2007 Z.z., Geologický zákon ) Geotermálna voda je podzemná voda, ktorej tepelný obsah je možné využívať na energetické ciele (Franko in Hanzel et al., 1998). Geotermálne vody sa delia na subpotenciálne (15 – 30 °C), nízkopotencionálne (30 – 100 °C), strednopotencionálne (100 °C – 150°C), vysokopotencionálne (nad 150 °C). Geotermálne vody na Slovensku sú prevažne viazané na sedimenty mezozoika a neogénu, menej na sedimenty paleogénu a neovulkanické horniny (andezity) a ich klastika. V ojedinelých prípadoch sa nachádzajú aj na tektonických zónach v horninách kryštalinika.
www.geology.sk
Podiely jednotlivých druhov obnoviteľných a druhotných zdrojov energie na technicky využiteľnom potenciáli (Uznesenie vlády SR č. 282/2003)
Druh
Technicky využiteľný potenciál (TJ)
(%)
biomasa
60 458
46,7
geotermálna energia
22 680
17,5
solárna energia
18 720
14,5
odpadové teplo
12 726
9,8
biopalivá
9 000
6,9
malé vodné elektrárne
3 722
2,9
veterná energia
2 178
1,7
129 484
100
Celkom
www.geology.sk
Chemické zloženie geotermálnych vôd na Slovensku 1. Geotermálne vody s thalasogénnou mineralizáciou, s dominantným zastúpením iónov Na a Cl, resp. Na a HCO3, medzi ktoré patria: a) reliktné morské vody, ktorých celková mineralizácia je v súlade s paleosalinitou primárnych morských vôd, pričom sú metamorfované iba v systéme voda – hornina, resp. príronom CO2, b) v rôznom čase a stupni infiltračne, petrogénne, resp. biogénne degradované morské vody, c) vysokomineralizované geotermálne vody, ktoré vznikli lokálnym zahusťovaním morskej vody, resp. rozpúšťaním halitu morskou vodou.
2. Geotermálne vody s petrogénnou mineralizáciou (primárna voda je meteorická) s celkovou mineralizáciou do 5 g.l-1, reprezentované meteorickými vodami s hlbším a hlbokým obehom. Podľa podmienok sú prevládajúcimi iónmi v týchto vodách Ca, Mg, Na, HCO3 a SO4. 3. Geotermálne vody zmiešanej genézy s komplikovaným chemickým zložením. Z chemického hľadiska prevažuje typy Na-HCO3, Na-Cl-HCO3, Na-Cl, Ca-Mg-HCO3, Ca-Mg-HCO3-SO4, resp. Ca-Mg-SO4-HCO3 typu vôd s mineralizáciu 0,4 – 90,0 g.l-1.
Perspektívne geotermálne oblastí Slovenska
www.geology.sk
www.geology.sk
Na základe rozšírenia kolektorov geotermálnych vôd a aktivity geotermického poľa bolo na území Slovenska vymedzených 26 perspektívnych geotermálnych oblastí, na získanie geotermálnych vôd.
Zhodnotené perspektívne oblastí (10/26): • 2 - Komárňanská kryha (Remšík a Franko et al., 1979) • 1 - Centrálna depresia podunajskej panvy (Franko et al., 1984: ) • 9 - Liptovská kotlina (Remšík et al., 1998), • 10a - Popradská kotlina (Daniel et al., 1998), • 17a - Žiarska kotlina (Remšík et al., 2000), • 7 - Hornonitrianska kotlina (Fendek et al., 2004), • 6 - Topoľčiansky záliv a Bánovská kotlina (projekt Fendek/ Remšík et al., 2007), • 8 - Skorušinská depresia (Bajo et al., 1998) • 25 - Humenský chrbát (Bajo et al., 2007) • 23 - Rimavská kotlina (projekt M. Fendek/ Marcin et al., 2009), • 7a - Rudnianska kotlina (Marcin et al., 2011) – súčasť Hornonitrianskej kotliny
www.geology.sk
Stav zhodnotenia perspektívnych oblastí geotermálnych vôd v roku 2011 (1-číslo perspektívnej oblasti/ počet geotermálnych vrtov, 2 – bradlové pásmo, 3 – perspektívne oblasti, v ktorých sa realizovalo hydrogeotermálne zhodnotenie, 4 – perspektívne oblasti, v ktorých prebieha hydrogeotermálne zhodnotenie, 5 – perspektívne oblasti, v ktorých sa doteraz nerealizovalo hydrogeotermálne zhodnotenie)
www.geology.sk
Prehľad výsledkov geotermálnych vrtov realizovaných na Slovensku – I. Perspektívna oblasť
Teplota (°C)
Výdatnosť -1 (l.s )
Tepelný výkon MWt
Mineralizácia -1 (g.l )
(min - max)
(min - max)
(min - max)
(min - max)
centrálna depresia PD
19 - 91
0,1 – 25,0
0,01 – 6,80
0,5 – 18,6
komárňanská vysoká kryha
20 - 40
2,1 – 70,0
0,05 – 7,33
0,7 – 0,8
komárňanská okrajová kryha
51 - 56
5,0 – 6,0
0,75 – 1,02
3,1 – 90,0
viedenská panva
73 - 78
12,0 – 25,0
2,91 – 6,59
6,8 – 10,9
levická kryha
69 - 80
28,0 – 53,0
6,32 – 14,42
19,2 – 19,6
topoľčiansky záliv a BK
20 - 55
1,7 – 18,8
0,12 – 1,78
0,7 – 5,9
Hornonitrianska kotlina
19 - 59
2,5 – 22,0
0,05 – 4,08
0,4 – 1,9
skorušinská panva
28 - 56
35,0 – 100,0
1,09 – 17,16
0,8 – 1,3
Liptovská kotlina
32 - 62
6,0 – 31,0
0,43 – 5,30
0,5 – 4,7
levočská panva Z a J časť
25 - 58
8,0 – 61,2
0,33 – 6,08
0,6 – 4,0
Košická kotlina
18 - 129
4,9 – 65,0
0,12 – 29,0
0,7 – 31,0
www.geology.sk
Prehľad výsledkov geotermálnych vrtov realizovaných na Slovensku – II. Perspektívna oblasť
Teplota (°C)
Výdatnosť -1 (l.s )
Tepelný výkon MWt
Mineralizácia -1 (g.l )
(min - max)
(min - max)
(min - max)
(min - max)
Turčianska kotlina
54
12,4
2,02
2,5
komjatická depresia
78
12
2,5
20,1
18 - 75
1,5 – 15,0
0,17 – 2,40
1,6 – 30,0
24
14,5
0,55
2,52
stredoslov. neovulkanity SZ časť
27 - 57
3,5 – 23,2
0,17 – 3,10
0,4 – 4,5
Žilinská kotlina
24 - 42
13,4 – 22,0
0,60 – 1,51
0,4 – 0,5
hornostrhár. - trenčská prepadlina
21 - 38
1,5 – 10,5
0,09 – 0,50
0,4 – 3,1
Rimavská kotlina
18 - 33
3,3 – 45,0
0,19 – 1,01
1,7 – 5,9
levočská panva SV časť
51 - 65
4,0 – 5,0
0,57 – 1,20
8,7 – 12,3
29
4
0,25
11,9
18 - 129
0,1 – 100,0
0,01 – 29,00
0,4 – 90,0
dubnícka depresia trnavský záliv
humenský chrbát Spolu
www.geology.sk
Perspektívne geotermálne oblasti boli vybrané geotermálnych vôd pre Rámcovú smernicu o vode. Perspektívne geotermálne oblastí
aj
ako
útvary
útvary geotermálnych vôd
Pri uvedenom preberaní sa stalo, že do útvarov geotermálnych vôd neboli začlenené hydrogeotermálne štruktúry, ktoré sa nachádzajú mimo perspektívnych geotermálnych oblastí (hydrogeotermálne štruktúry liečivých termálnych vôd – Trenčianske Teplice, Dudince), alebo
zasahujú iba čiastočne (Piešťany, Lúčky, Bojnice, Sliač) alebo boli overené prieskumom v neskoršom období Rapovce v Lučenskej kotline.
www.geology.sk
Útvary geotermálnych vôd na Slovensku, ochranné pásma prírodných minerálnych vôd a prírodných liečivých vôd
Útvary geotermálnych vôd s cezhraničným prestupom vôd
www.geology.sk
Hydrogeologické štruktúry geotermálnych vôd Geotermálne vody sú charakteristické hlbokým obehom a preto aj zmeny vyvolané v ich kvantitatívnych a kvalitatívnych parametroch sa prejavujú za podstatné dlhšie časové obdobie ako je to v prípade obyčajných podzemných vôd. Pre ochranu geotermálnych sa určujú podmienky vnútornej ochrany a odberu vôd. Ich úlohou je vykonať také opatrenia aby sa prírodné zdroje využívali racionálne a v súlade s podmienkami formovania geotermálnych vôd. Na zabezpečenie podmienok vnútornej ochrany a odberu vôd sa realizuje
• vybudovanie optimálnych záchytných zariadení, • stanovenie prípustného odberového množstva a režimu odberu, • vybudovanie merných objektov a spôsob merania, • systém kontroly a vedenia záznamu o odbere vôd.
www.geology.sk
Schematický blokdiagram hydrogeologickej štruktúry v Piešťanoch – otvorená hydrogeologická štruktúra) Marcin, 2008
www.geology.sk
Levická kryha - zatvorená hydrogeologická štruktúra (Podhájska - využívanie geotermálej vody spôsobom reinjektáže)
Geologická rez cez levickú kryhu (Gaža 1963, podľa Bielej, 1978 upravil Remšík, 1987) Vysvetlivky: 1 – dák, 2 – pont, 3 – panón, 4 – sarmat, 5 – báden (klastiká), 6 – báden (andezitové tufy, andezity), 7 – mezozoikum (dolomity a vápence), 8 – mezozoikum-paleozoikum (kremence, metakvarcity), 9 – kryštalinikum, 10 – vrt, 11 – zlom.
www.geology.sk
Monitorovanie zložiek hydrologického cyklu Zrážkové vody (monitorovací systém - SHMÚ)
Povrchové vody - Podzemné vody (monitor. systém, SHMÚ) (monitor. systém, SHMÚ) útvary kvartérnych PV (SHMÚ) útvary predkvartérnych PV (SHMÚ) útvary geotermálnych vôd (vlastník odberného zariadenia – geotermálneho vrtu?)
Systém kontroly a vedenia záznamu o odbere vôd z útvaru geotermálnej vody
www.geology.sk
Ochrana geotermálnych vôd Legislatíva – termálne resp. geotermálne vody patria pod ministerstvo zdravotníctva (IKŽ) – kúpeľný zákon, Ministerstvo životného prostredia – vodný a geologický zákon – podľa účelu, na ktorý sa využívajú. Nosným zákonom by mal byť vodný zákon, ktorý by sa v špecifických prípadoch odvolával na zákon geologický resp. kúpeľný. Príprava legislatívy by malá byť taká, aby pokrývala celý proces manažmentu vôd – bez rozdielu ich využitia, pretože chrániť je potrebné všetky vody či už sú na začiatku hydrologického cyklu alebo na jeho konci. Legislatíva
manažment vôd
www.geology.sk
Ochrana geotermálnych vôd Kvantitatívne zmeny v stave geotermálnych vôd sa veľmi často odrážajú v ich kvalitatívnom stave, pretože priamo dokumentujú zmeny v procese formovania vôd. Podľa charakteru hydrogeologickej štruktúry sa môže v priebehu času ukázať pokles výdatnosti, tlaku resp. hladín podzemnej vody, čo je sprevádzané poklesom/ nárastom mineralizácie alebo obsahu plynov. Otvorená a polootvorená hydrogeotermálne štruktúry infiltračná oblasť Zatvorená a polozatvorená hydrogeotermálna štruktúra akumulačná oblasť
Kvalitatívna ochrana podzemných zdrojov vôd Ochranné pásma - záchytných objektov, v odôvodnených prípadoch aj ochranné pásma – infiltračných oblastí/ prevažná väčšina chránená cez ochranu vodárenských zdrojov. Pravidelná kontrola kvality podzemných vôd v jednotlivých útvaroch podzemných vôd. Kvantitatívna ochrana podzemných vôd Vykonávať prehodnotenie využiteľných množstiev podzemných vôd po určitom časovom období pre zabezpečenie udržateľného rozvoja a zohľadnenia vplyvu klimatických zmien na hydrogeologické štruktúry.
www.geology.sk
Hornonitrianska kotlina Š1-NBII Nováky - Laskár Ohrievanie banských vetrov a vykurovanie skleníkového hospodárstva
Hornonitrianska kotlina BR-1 Bojnice Kúpeľná starostlivosť, rekreácia a vykurovanie liečebného domu
www.geology.sk
Centrálna depresia podunajskej panvy Č -1 Veľký Meder rekreácia, klimatizácia a vykurovanie objektov termálneho kúpaliska
Centrálna depresia podunajskej panvy FGČ - 1 Čilistov Kúpeľná starostlivosť a vykurovanie objektov liečebného komplexu
www.geology.sk
Záver
Na Slovensku sa 141 geotermálnymi vrtmi overilo 2 084 l.s-1 vôd s teplotou na ústi vrtu 18 – 129 °C, geotermálne vody boli získané vrtmi hlbokými 64 3 616 m, výdatnosť voľného prelivu na ústí vrtov sa pohybovala v rozmedzí 1,5 – 100,0 l.s-1, prevažuje Na-HCO3, Ca-Mg-HCO3, Ca-Mg-SO4-HCO3 a Na-Cl typ vôd s mineralizáciou 0,4 - 90,0 g.l-1, tepelný výkon GV pri využití po refer. teplotu 15 °C je 345,0 MWt, čo je 5,5 % z celkového potenciálu GE SR, ktorý bol hydrogeotermálnym výskumom ohodnotený na 6 234 MWt. Ochrana geotermálnych vôd predstavuje dôležitý prvok pri racionálnom využívaní tohto obnoviteľného zdroja energie, ktorý napomáha nielen rozvoju ekonomických subjektov a tiež prispieva k upevneniu zdravia obyvateľstva. Okrem legislatívnych predpokladov je potrebné aby manažment podzemných vôd zahŕňal všetky vody bez rozdielu využitia. K tomu by mali napomáhať kontrolné opatrenia zamerané na sledovanie kvantitatívnych a kvalitatívnych parametrov geotermálnych vôd. Sledovanie uvedených parametrov by mali vykonávať majitelia odberných zariadení – geotermálnych vrtov, ktoré by odovzdávali poverenej organizácii.
www.geology.sk
Komárňanka vysoká kryha SB -1 Patince rekreácia
Ďakujem za pozornosť.
