Práce s geologickou mapou Geologická mapa představuje model geologického prostředí, tj. zmenšený a zobecněný obraz geologické stavby území zobrazený na vhodném topografickém podkladu. Dělení geologických map • Dle účelu: a) Komplexní – zobrazují komplexní geologickou informaci (bez nebo včetně vrstev pokryvných útvarů, tektonické poměry, stratigrafické jednotky, výskyt nerostných surovin, příp. hydrogeologické údaje) b) Specializované – zobrazují speciální geologickou informaci (např. pouze tektoniku, hydrogeologické poměry, inženýrskogeologické poměry apod.) • Dle měřítka: a) Přehledné – 1:75 000; 1:100 000; 1:200 000 a menší b) Základní – 1:20 000; 1:25 000; 1:50 000 c) Podrobné – 1:10 000; 1:5 000 a větší • Podle způsobu vypracování: a) Nedokumentované – pouze na základě pozorování v terénu na základě znalostí geologie a jejích zákonitostí a současného studia morfologie terénu (rychlý, leč poměrně nepřesný způsob, vhodné pouze pro mapy malých měřítek) b) Dokumentované – opírají se o síť tzv. dokumentačních bodů, jejichž počet na 1 km2 bývá předepsán dle požadovaného měřítka mapy a složitosti geologických poměrů na příslušném listu mapy • Dle zobrazení geologické situace: a) Zakryté, přikryté – celková geologická situace včetně pokryvných útvarů (Obr. 1a) b) Odkryté – pouze horniny geologického podloží (Obr. 1b) c) Částečně odkryté – geologická situace v určité hloubce pod terénem (obvykle 2 m nebo 5 m), časté u IG map d) Podpovrchové – vrtné, tj. mapy izolinií mocností, strukturní mapy, apod.; důlní, tj. důlní geologické mapy, důlní mapy zásob, apod.
1
Pozn. Dokumentační bod = místo, kde můžeme nahlédnout pod povrch a studovat geologický profil či geologické poměry v podloží, tj. vrt, kopaná sonda, štola, výchoz horniny na povrchu, provozovaný či opuštěný lom, pískovna, hliník, cihelna, jakýkoliv odkryv, studna, apod.
Pokryvy, pokryvné útvary = vrstvy standardně nezpevněné, kvartérního či recentního stáří, obvykle zeminy
Podloží = vrstvy starší kvartéru
Obr. 1: a – mapa zakrytá, b – mapa odkrytá (převzato z Chamra a Pacovský, 1990).
2
V rámci zpracování některých mapových děl, byly kromě vlastní mapy zpracovány také textové vysvětlivky k mapovým listům (Obr. 2). Obsah a v rámci možností rozsah je u jednoho mapového díla standardizován.
Obr. 1: Vysvětlivky k základní geologické mapě ČR (převzato z http://www.czechmaps.cz/data/seminar_221010/Cejchanova.pdf). Geologické mapy používané v České republice •
Přehledné geologické mapy 1:1 500 000 a 1:1 000 000 – velmi přehledné mapy pouze pro výukové potřeby
3
•
• • •
Přehledná geologická mapa 1:500 000 – vydaná tiskem jako odkrytá komplexní geologická mapa ve dvou listech (Český masív a Západní Karpaty), v současnosti nedostupná, nahrazena edicí komplexních a specializovaných digitálních map (geologická, radiometrická, geomagnetická, metalogenetická, radonového rizika, minerálních vod, gravimetrická, krajinného pokryvu) Přehledná geologická mapa 1:200 000 – pochází z geologického mapování v 60. letech 20. stol. Jedná se o odkrytou mapu předčtvrtohorních útvarů, ke každému listu vydány Podrobné vysvětlivky, území celého Československa pokrylo celkem 35 listů. Základní hydrogeologická mapa 1:200 000 – včetně map chemismu podzemních vod Geologické a účelové mapy přírodních zdrojů 1:50 000 – zpracovává Česká geologická mapa pro území celé ČR od r. 1985, vydávány v následujících tematických listech: Ø Mapa geologická (Obr. 3)
Obr. 3: Geologická mapa. Ø Mapa hydrogeologická (Obr. 4) Ø Mapa inženýrskogeologického rajónování Ø Mapa geochemie povrchových vod (Obr. 5)
4
Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
Mapa geochemické reaktivity hornin Mapa radonového indexu geologického podloží Mapa ložisek nerostných surovin Mapa geofyzikálních indikací a interpretací Mapa aeromagnetometrická Mapa půdní Mapa půdně interpretační Mapa chráněných území přírody Mapa geofaktorů životního prostředí (významných krajinných jevů) Mapa geofaktorů životního prostředí (signální mapa střetů zájmu) Mapa antropogenních zátěží a geodynamických jevů Mapa šlichová
Obr. 4: Hydrogeologická mapa.
5
Obr. 5: Mapa geochemie povrchových vod. Pozn. K mapám nejsou vydávány vysvětlivky, aktuálně vydané listy je možné zjistit na mapovém serveru České geologické služby.
•
Základní geologická mapa 1:25 000 – ve třech modifikacích, konstruována jako zakrytá, převážně území jižních a západních Čech a část jižní Moravy, včetně podrobných vysvětlivek
6
Inženýrskogeologické mapy Inženýrskogeologické mapy jsou pro stavební inženýry většinou prvním orientačním vodítkem při návrhu nového stavebního díla. Jsou typem specializovaných geologických map, poskytujících informace o složkách geologického prostředí a mají význam z hlediska územního plánování, při projektovaní a provádění staveb a pro využití a ochranu území. Při jejich sestavování se vychází z morfologických, geologických a hydrogeologických map a získané informace se potom zpracovávají z inženýrskogeologického hlediska. Jsou nejobsáhlejším zdrojem informací o inženýrskogeologických podmínkách územního celku. V inženýrskogeologických mapách jsou znázorněny a hodnoceny hlavně tyto složky: • • • •
Horniny -‐ litologický charakter, geneze, úložné poměry, rozšíření, porušení a druhotné přeměny, fyzikálně-‐mechanické vlastnosti, Hydrogeologické poměry -‐ typ zvodnění a rozsah, hloubka hladiny podzemní vody a její kolísání, vodní režim, horninová propustnost, směr filtračního proudění, výskyt a typ povrchové vody, rozsah inundace, mineralizace, pH, tvrdost, teplota, agresivita, Geomorfologické poměry -‐ charakter reliéfu, vztah k morfostruktuře, členitost, sklonitost, významné tvary, Geodynamické jevy -‐ eroze, akumulace, eolické jevy a procesy, svahové gravitační pohyby a deformace, projevy objemových změn hornin, sufoze, seismicita, projevy neotektonických pohybů, vlivy antropogenní činnosti.
Pro sestavování a vydávání inženýrskogeologických map platí: • • •
Pokyn č.1/1970 předsedy ČGÚ (Českého geologického úřadu) o inženýrskogeologickém mapování Příručka Mezinárodní komise pro inženýrskou geologii (IAJSG) o inženýrskogeologických mapách z roku 1976, která mezinárodně sjednocuje zásady sestavování těchto map, jejich náplň i metody a metodiku mapování Směrnice stálé komise pro geologii z roku 1966 o vypracování inženýrskogeologických map.
Moderní inženýrskogeologická mapa obsahuje velké množství údajů, které z důvodu dobré přehlednosti a čitelnosti nelze zobrazit do jedné mapy. Proto se v současné době skládá inženýrskogeologická mapa nejméně ze tří listů. První list tvoří mapa inženýrskogeologických poměrů,
7
druhý list je mapa hydrogeologických poměrů, třetí list je mapa dokumentační. Z těchto tří základních listů je dále možno sestavit různé rajónové mapy. Rozdělení inženýrskogeologických map podle jejich obsahu •
Mapy analytické (specializované, Obr. 6) – zobrazují jednotlivé složky geologického prostředí (např. mapa seismicity, mapa sesuvných území, mapa poddolovaných území, mapa zvětrávání apod.)
Obr. 6: Mapa sesuvných území (zdroj: http://mapy.geology.cz/svahove_nestability/).
8
•
• •
Mapy souborné (komplexní) – zobrazují všechny podstatné složky geologického prostředí – mapa IG poměrů nebo mapa IG rajónů, obě v měřítku 1:50 000; mapa IG poměrů je podobná mapě geologické (doplněné o IG údaje), mapa IG rajónů doplňuje mapu předchozí o rozdělní území do charakteristických rajónů s podobným charakterem horninového prostředí z inženýrskogeologického hlediska (generalizuje přítomný geologický profil včetně hladiny podzemní vody); mapa IG rajónů bývá obvykle doplněna o rozsáhlé vysvětlivky (legendu) na zvláštním listě, jednotlivé rajóny (podrajóny) jsou ve vysvětlivkách vykresleny graficky v řezu, doplněny mocnostmi vrstev (příp. i hloubkou h.p.v.) a písmenočíselným kódováním popisujícím profil. Mapy pomocné (specializované) – zobrazují pomocná data k IG mapě, např. mapa dokumentačních bodů, které byly použity k sestavení IG mapy Mapy doplňkové (specializované) – zobrazují doplňující informaci k IG mapě – např. mapa geofyzikálních anomálií, mapa radiometricky anomálních území, mapa pedologická, mapa dobývacích prostorů, mapa hydrogeologické prozkoumanosti, mapa inundačních území apod.
Během vývoje inženýrskogeologických map se ukázalo, že nelze veškeré údaje, které má mapa obsahovat, přehledně vměstnat do jednoho listu. Pro dobrou srozumitelnost je zapotřebí nejméně tří listů. Charakteristika inženýrskogeologických map jednotlivých měřítek Všechny inženýrskogeologické mapy musí být řádným způsobem dokumentovány. Počet dokumentačních bodů na jednotku zobrazované plochy je závislý na složitosti inženýrskogeologických poměrů, měřítku a účelu mapování a musí být takový, aby poskytl dostatečné údaje pro sestavení objektivního a přesného obrazu inženýrskogeologických poměrů v mapě daného měřítka. Pokyn č. 1/1970 ČGÚ o inženýrskogeologickém mapování doporučuje přibližný počet dokumentačních bodů, z nichž alespoň polovina jich má zasahovat do předkvartérního podkladu, je-‐li v hloubce menší než 10–15 m. Na náplni a měřítku inženýrskogeologické mapy závisí její použití pro jednotlivé stupně územního plánování a různé jiné účely.
9
Schematické inženýrskogeologické mapy s měřítkem 1:500 000 a menším Tyto mapy jsou určeny pro: • • •
perspektivní plánování zástavby velkých územních celků, racionální rozmístění velkých objektů, sídelních celků, průmyslových center a vytváření koncepce investiční výstavby s ohledem na přírodní poměry, studium a objasnění všeobecných a inženýrskogeologických zákonitostí (např. vznik svahových deformací na určitých horninových jednotkách apod.), sestavení podkladů pro podrobnější inženýrskogeologický průzkum.
Jako příklad lze uvést "Přehlednou inženýrskogeologickou mapu Slovenska 1:500 000" (M. Matula 1969), kde na jednom listě jsou znázorněny jak inženýrskogeologické poměry, tak i inženýrskogeologické rajónování. Jsou zde vyznačeny hlavní faciálně genetické komplexy hornin, hlavní současné geodynamické procesy (sesuvy, kras apod.) a hydrogeologické poměry (včetně agresivity podzemních vod). Celé území je typologicky rajonizováno a v tabulkách připojených k mapě jsou charakte-‐ristiky hornin a inženýrskogeologických rajónů. Přehledné inženýrskogeologické mapy s měřítkem 1:200 000 a 1:100 000 Tyto mapy jsou určeny pro: • • • •
územní prognózu nebo územní plán velkého územního celku, posouzení rozmístění sídelních a průmyslových center, dopravních a vodohospodářských staveb apod., přípravné průzkumné práce pro výstavbu velkých inženýrských staveb studium zákonitostí změn inženýrskogeologických poměrů.
Jako příklad lze uvést inženýrskogeologickou mapu 1:200 000 list Hradec Králové (J. Hruška 1974), kde na třech listech jsou znázorněny všechny složky geologického prostředí (geologické a litologické poměry v hloubce l a 10 m, geodynamické jevy, ložiska nerostných surovin a stavebních hmot, chráněná území a přírodní rezervace, zemědělské půdy apod.) a rajónové rozdělení podle vhodnosti pro zastavění. Další mapy tohoto měřítka nebyly již v českých zemích sestaveny.
10
Základní inženýrskogeologické mapy s měřítkem 1:50 000 a 1:25 000 Tyto mapy patří v současné době k nejvyužívanějším mapám a používají se zejména pro: • • • • •
územní plánování a územní projekty sídelních aglomerací a velkých územních celků, posouzení variant rozmístění velkých průmyslových, hydrotechnických a dopravních staveb, výběr staveniště pro méně náročné stavby, přípravu a sestavení projektů detailnějšího inženýrskogeologického průzkumu vyhodnocování různých faktorů na životní prostředí apod. Jako příklad lze uvést základní inženýrskogeologickou mapu 1:25 000 list Hradec Králové (K. Kraus 1973), kterou tvoří soubor tří listů.
Na mapě inženýrskogeologických poměrů jsou vyznačeny petrografické typy hornin stejné geneze, pokryvné útvary o mocnosti přes l m, rozšíření a hloubka prvního zvodnělého horizontu, přibližné hloubka hladiny a směr proudění podzemní vody, její agresivita, prameny, bažiny, místa trvale zamokřená a hranice inundační oblasti při povodních. Déle jsou zde zakresleny sesuvné oblasti, přesypy, erozní rýhy a dejekční kužele. Mapa je doplněna charakteristickým geologickým řezem. Na mapě inženýrskogeologického rajónování (Obr. 7a -‐ d) jsou typologicky vyčleněny rajóny, vyneseny ochranné zóny vodních zdrojů a ložiska přírodních stavebních hmot a oblasti s geodynamickými procesy. Na mapě dokumentačních bodů je vyznačeno celkem l 239 dokumentačních bodů (vrty, sondy, studny apod.), které byly použity při sestavení mapy.
Průvodní zpráva obsahuje souhrnné zhodnocení území, popis dokumentačních bodů, geologické řezy a další dokumentaci.
11
Obr. 7a: Mapa inženýrskogeologického rajónování, 1:50 000.
12
Obr. 7b: Vysvětlivky k mapě IG rajónování.
13
Obr. 7c: Typy rajónů a jejich charakteristika.
14
Obr. 7d: Schématické řezy podrajónů.
15
Podrobné inženýrskogeologické mapy s měřítkem 1:10000, 1:5000 a větším Tyto mapy jsou určeny především pro: • • •
územně plánovací Činnost a projekční činnost v sídelním útvaru – městě, vypracování konkrétních projektů pro průmyslové, hydrotechnické a dopravní stavby, zpřesnění základových poměrů staveniště při vlastní výstavbě.
Nejznámější a nejvíce používané jsou podrobné inženýrskogeologické mapy v měřítku 1:5000. V současné době je k dispozici cca 405 listů této mapy, což představuje plochu 2 025 km, tj. asi 1,58 % rozlohy našeho státu. Jen pro území hl. m. Prahy bylo od roku 1969 vydáno přes 100 listů této mapy, což představuje plochu téměř 500 km, další listy jsou připraveny k vydání. Při zpracování bylo použito celkem asi 70 000 dokumentačních bodů. Listoklad podrobné inženýrskogeologické mapy Prahy v měřítku 1:5000 je na následujícím obrázku. Podrobná inženýrskogeologická mapa Prahy v měřítku 1: 5000 se skládá ze čtyř listů (A,B,C,D), průvodní zprávy a popisu dokumentačních bodů. Listoklad této mapy je na Obr. 8.
16
Obr. 8: Listoklad inženýrskogeologické mapy Prahy v měřítku 1:5000.
17
List A -‐ mapa geologických poměrů (Obr. 9) Je to podrobná geologická mapa odkrytá do dvou metrů, která zobrazuje jak horniny předkvartérního podkladu (v mapě značené hnědošedou šrafou), tak i horniny pokryvných útvarů (v mapě značené barvou plochy -‐ pokud leží na povrchu, nebo barevnými proužky, pokud leží pod jiným pokryvným útvarem ve druhé vrstvě). Sytostí barev se pak odlišují hloubky báze pokryvných útvarů od povrchu v rozmezí 2 -‐ 4 m, 4 -‐ 6 m, 6 -‐ 10 m a více než 10 m. Dále jsou na tomto listě znázorněny navážky, lomy, strže, zářezy, pískovny, hliniště, chráněná území, geodynamické jevy, ochranná pásma apod. Tato mapa je základní, nejobsažnější a nejdůležitější a vždy z ní vycházíme při studiu geologických poměrů určitého území. Ostatní listy B,C,D tuto mapu geologických poměrů doplňují. List B -‐ mapa mocnosti pokryvných útvarů (Obr. 10) Je mapou pomocnou, znázorňuje celkovou mocnost pokryvných útvarů a vrstevnice předkvartérního povrchu (červeně). Mocnost je znázorněna různými barvami a je odstupňována po 2 m (do hloubky 20 m) a po 5 m (do hloubky 30 m). Tato mapa je dobrým podkladem pro zakládání ve větších hloubkách v místech s velkou mocností pokryvných útvarů. List C -‐ mapa hydrogeologických poměrů (Obr. 11) Mapa zobrazuje nejvyšší zjištěnou hladinu podzemní vody modrými čarami (hydroizohypsy) po l m a po 5 m, barevně hloubku hladiny podzemní vody pod po-‐vrchem (černé čáry -‐ hydroizobaty) po 2 m (do hloubky 20 m) a po 5 m (do hloubky 30 m). Dále je zde vyznačeno horninové prostředí výskytu podzemní vody, propustnost, směr proudění podzemní vody, prameny, zamokřená území, chemické vlastnosti vody apod. Kromě vyhodnocení hydrogeologických poměrů může být tato mapa použita i k posouzení vlivu výstavby na změnu režimu podzemních vod v širším okolí.
18
List D -‐ mapa dokumentačních bodů (Obr. 12) Je to mapa pomocná, která shromažďuje veškerou dostupnou geologickou dokumentaci s detailním členěním. Popisy dokumentačních bodů jsou přiloženy k průvodní zprávě. Průvodní zprávy k jednotlivým listům obsahují podrobný popis geomorfologických, geologických a hydrogeologických poměrů, tektoniky, technických vlastností hornin a zemin a jejich inženýrskogeologické charakteristiky, jsou zde popsány geodynamické jevy (sesuvy apod.) zhodnoceny stavební suroviny, zemědělská půda a podmínky pro výstavbu. Podrobné inženýrskogeologické mapy jsou vhodným základem pro sestavení výchozích geologických podmínek pro všechny stupně dokumentace staveb až po projektový úkol. Jsou také základním materiálem všech druhů předběžných geologických průzkumů a slouží při plánování podrobných průzkumů. Používají se také při objasňování vztahů mezi antropogenní činností a přírodním prostředím a při zkoumání vlivu geologie na životní prostředí.
19
Obr. 9: Mapa geologických poměrů, 1:5 000.
20
Obr. 10: Mapa mocnosti pokryvných útvarů, 1:5 000.
21
Obr. 11: Mapa hydrogeologických poměrů, 1:5 000.
22
Obr. 12: Mapa dokumentačních bodů, 1:5 000.
23
Mapy inženýrskogeologických poměrů Mapa zobrazuje nejvyšší zjištěnou hladinu podzemní vody modrými čarami (hydroizohypsy) po l m a po 5 m, barevně hloubku hladiny podzemní vody pod po-‐vrchem (černé čáry -‐ hydroizobaty) po 2 m (do hloubky 20 m) a po 5 m (do hloubky 30 m). Dále je zde vyznačeno horninové prostředí výskytu podzemní vody, propustnost, směr proudění podzemní vody, prameny, zamokřená území, chemické vlastnosti vody apod. Kromě vyhodnocení hydrogeologických poměrů může být tato mapa použita i k posouzení vlivu výstavby na změnu režimu podzemních vod v širším okolí. List D -‐ mapa dokumentačních bodů (Obr. 12) Je to mapa pomocná, která shromažďuje veškerou dostupnou geologickou dokumentaci s detailním členěním. Popisy dokumentačních bodů jsou přiloženy k průvodní zprávě. Průvodní zprávy k jednotlivým listům obsahují podrobný popis geomorfologických, geologických a hydrogeologických poměrů, tektoniky, technických vlastností hornin a zemin a jejich inženýrskogeologické charakteristiky, jsou zde popsány geodynamické jevy (sesuvy apod.) zhodnoceny stavební suroviny, zemědělská půda a podmínky pro výstavbu. Podrobné inženýrskogeologické mapy jsou vhodným základem pro sestavení výchozích geologických podmínek pro všechny stupně dokumentace staveb až po projektový úkol. Jsou také základním materiálem všech druhů předběžných geologických průzkumů a slouží při plánování podrobných průzkumů. Používají se také při objasňování vztahů mezi antropogenní činností a přírodním prostředím a při zkoumání vlivu geologie na životní prostředí.
24
Mapy inženýrskogeologických poměrů Mapa objektivně zachycuje výsledky inženýrskogeologického průzkumu a obsahuje vybrané přírodní prvky důležité pro stavebnictví. Pro inženýrskogeologické mapování bylo komisí IAEG doporučeno používat čtyřstupňovou taxonomickou klasifikaci horninových jednotek: -‐ litologické formace
přehledné a schematické mapy
-‐ litologický komplex
přehledné a schematické mapy
-‐ litologický typ
základní mapy
-‐ inženýrskogeologický typ
podrobné mapy
Tato klasifikace vychází ze zákonitostí vztahů mezi genezí a geologickým vývojem hornin a masívů a jejich inženýrskogeologickými charakteristikami. Příklad vyčleňování taxonomických jednotek v mapách různých měřítek je na následujícím schématu (Obr. 13). Litologická formace je soubor příbuzných faciálně-‐litologických komplexů hornin, které vznikly za podobných geotektonických a paleogeografických podmínek. Každá formace se vyznačuje určitou všeobecnou stejnorodostí v prostorovém uspořádání hornin a v jejich specifickém seskupení (např. flyšové formace, formace silně metamorfovaných hornin apod.). Představuje určitý model geologických poměrů na větších územích. Faciálně-‐litologický komplex je soubor příbuzných petrografických typů hornin, které vznikly za podobných faciálních podmínek (např. komplex fluviálních uloženin, rulový komplex apod.) Litologický typ představuje horninu se stejným mineralogickým složením, texturou a strukturou, u které je možno určit rozsah fyzikálně-‐ mechanických vlastností a předvídat její chování při různých technických zásazích (např. pískovec, vápenec, granit, amfibolit apod.). Inženýrskogeologický typ se může vyčlenit z petrografického typu pomocí podobnosti některých vlastností -‐ zvětrávání, porušení, konzistence, ulehlost apod. (např. navětralý granodiorit, měkký jíl, ulehlý štěrk aj.). Představuje model geotechnicky stejnorodého horninového prostředí, pro které můžeme jednoznačně stanovit hodnoty pevnosti, stlačitelnosti, propustnosti apod.
25
Obr. 13: Taxonomické jednotky v mapách různých měřítek (převzato z Chamra a Pacovský, 1990). Seznam použitých informačních zdrojů Chamra Sv., Pacovský J. (1990): Mechanika hornin a inženýrská geologie, Pomůcka pro cvičení. Vydavatelství ČVUT, 166 str. http://mapy.geology.cz/geocr_50/ http://geotech.fce.vutbr.cz/studium/mech_hornin/mhig_3.pdf http://departments.fsv.cvut.cz/k135/wwwold/webkurzy/ig/ig-‐web/mapy.html
26
