Hlavní obsah

Metodika

K tomu, aby bylo možno odhadnout bilanci zdrojů podzemní vody a tím i vývoj stavu podzemních vod, se využívá modelování proudění podzemní vody. Základem pro realizaci takovýchto modelů jsou dva relevantní dílčí systémy: geologie/hydrogeologie a vodní hospodářství.

Horninové podloží a jeho specifické vlastnosti, vyplývající především z typu hornin, jejich uložení a tektonického namáhání, představuje strukturální komponentu pro akumulaci a pohyb podzemní vody. Tyto poznatky jsou vkládány do geologických a hydrogeologických 3D modelů, které jsou základem pro numerický model proudění podzemní vody.

 

Postupy při modelování

  

Za účelem plnění průběžných úkolů jsou v rámci projektu cíleně řešeny otázky, vztahující se ke geologii podloží. Pro zodpovězení těchto otázek byly provedeny geofyzikální průzkumy, jejichž cílem byl průzkum hluboce uložených a doposud neobjevených prvků, jako jsou poruchy či mocnosti křídových sedimentů. Intenzivně sledovány byly oblasti Žitavských hor nedaleko obce Lückendorf. Přitom bylo využito celé spektrum metod geofyzikálního průzkumu. Pro získání detailního obrazu geologické situace v Žitavských horách byly přitom seismické průzkumy spojeny s gravimetrickými údaji a geoelektrickými průzkumy. Získané poznatky tak umožňují vyvodit závěry k poruchové situaci v oblasti Lužického zlomu, případně příčných poruch, ale i detailní poznatky o poloze granodioritu a křídy v řešeném území. Výsledky mohou být poté využity v detailních hydrologických studiích. Projekt ResiBil tak díky své unikátnosti ukazuje cestu, prostřednictvím které mohou různé přírodovědné obory dospět ruku v ruce k cenným a trvalým výsledkům. Z geovědního pohledu proto patří oblast  kolem Lückendorfu mezi nejlépe prozkoumané oblasti mimo těžební oblasti v Sasku.

  

Pro geologii přeshraničního řešeného území byl vytvořen běžný geologický profil, který zahrnuje všechny plošné významné geologické jednotky, nacházející se v řešeném území. Tyto jednotky byly podle jejich časového zařazení tabulkově a synopticky seřazeny. Do zpracování běžného profilu byly zahrnuty genetické, hydrologické a petrografické charakteristiky.

Běžný profil a geologické řezy tvoří společně principiální model struktury řešeného území a představují kostru pro trojrozměrný model.

 

Běžný profil Žitavských hor z předchozího projektu GRACE 

  

Přeshraniční trojrozměrné modely se skládají z výškového modelu s hustotou rastru 25 x 25 m a spodních a svrchních ploch geologického rozhraní, vymezující relevantní zvodně v dílčích územích. Tyto plochy jsou převzaty z předem společně vytvořeného, korelovaného geologicko-stratigrafického profilu.

Pod pojmem korelace je zde chápáno sloučení dvou dílčích geologických modelů, pomocí kterých je možno navzájem odladit jednotlivé vrstvy podloží a takto je sloučit. Každý z partnerů připravuje data, která budou použita pro interpolace ploch, za svoji část dílčího území. To zahrnuje kódování údajů horninových vrstev jako v běžném profilu, shrnutí dat horninových vrstev pro jednotlivé hloubky a interpolace dat v ploše. Následně je zpracováno rozšíření modelových jednotek formou polygonů a digitalizace relevantních prvků poruch formou linií. Partneři projektu si datové sady, sloužící ke konstrukci modelových ploch, navzájem vymění a zahrnou do příslušné interpolace. Tento postup zajišťuje kvalitní technickou korelaci ploch na kontaktu mezi českou a německou částí modelu.

Ze strany českého partnera, České geologické služby, je interpolace realizována prostřednictvím programu »Golden Software Surfer«. Oproti tomu německá strana používá program »ESRI ArcGIS 10.5« s rozšířením Spatial Analyst a 3D Analyst. Z obou aplikací je možno exportovat na softwaru nezávislý formát dat X-Y-Z, což umožňuje bezproblémovou výměnu a import dat.

Svrchní plocha modelu se tvroří z dat výškového modelu s rozlišením 10 m a přepočte se na modelový rastr 25 m. Pro zamezení horizontálních posunů a z nich vyplývajících výškových rozdílů byl na začátku řešení dohodnut jako závazný souřadnicový systém pro všechny modelové práce a práce s GIS souřadnicový systém ETRS89/UTM. Po dokončení dílčích trojrozměrných modelů dojde ke sloučení geologických vrstev do celkového modelu.

 

  

Důležitým základem pro modelování procesů v rámci projektu jsou trojrozměrné geologické modely. Dvourozměrné mapy mohou zobrazit pouze části celkového prostoru, oproti tomu trojrozměrné modely mohou podloží zobrazit jako celek. Přitom jsou pomocí programů pro trojrozměrné modelování slučovány nejrůznější údaje, jako například geologické mapy, řezy profilů, plány izolinií, mapy geologické struktury, výsledky geofyzikálních průzkumů a informace z vrtů, které jsou ověřovány z hlediska jejich konzistence. Tato vstupní data jsou následně převedena do ploch svrchních a spodních vrstev, tektonických poruchových vrstev nebo také těles nad sebou položených vrstev a jednotně zobrazena. Takto vzniklý trojrozměrný model je základem pro vývoj specifických odborných modelů (hydrogeologie, hydrologie). Pro tyto účely jsou modelované jednotky, případně tělesa obsazena příslušnými fyzikálními horninovými vlastnostmi.

Trojrozměrný model území v okolí Lückendorfu z předchozího projektu GRACE 

  

Hydrogeologický model vrstev z projektu GRACE  © G.E.O.S. 2014

Při vytváření modelů proudění podzemní vody je nutno předem vytvořit model hydrogeologické struktury. Informace z poměrů geologického podloží jsou přitom abstrahovány a zjednodušeny. Takto vzniklé hydrostatické jednotky (zvodně/izolátory) jsou obsazeny parametry (mimo jiné hydrogeologickými parametry, hydrologickými okrajovými podmínkami) a vyhodnoceny.








Literatura:
G.E.O.S. 2014: Entwicklung zweier 3D-Modelle im sächsisch-böhmischen Grenzgebiet, Abschlusspräsentation Teilgebiet Lückendorf.
zpět na začátek stránky