GEOTERMÁLNE VODY NA SLOVENSKU - vuvh.sk · Chemické zloženie geotermálnych vôd na Slovensku 1....
Transcript of GEOTERMÁLNE VODY NA SLOVENSKU - vuvh.sk · Chemické zloženie geotermálnych vôd na Slovensku 1....
www.geology.sk
GEOTERMÁLNE VODY NA SLOVENSKU
Daniel Marcin – Anton Remšík – Radovan Černák
PROBLÉMY OCHRANY PODZEMNÝCH VOD
12. december 2012, VÚVH Bratislava
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
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
Celkom 129 484 100
Podiely jednotlivých druhov obnoviteľných a druhotných zdrojov
energie na technicky využiteľnom potenciáli
(Uznesenie vlády SR č. 282/2003)
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.
www.geology.sk
Perspektívne geotermálne oblastí Slovenska
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
(l.s-1
)
Tepelný výkon
MWt
Mineralizácia
(g.l-1
)
(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
(l.s-1
)
Tepelný výkon
MWt
Mineralizácia
(g.l-1
)
(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
dubnícka depresia 18 - 75 1,5 – 15,0 0,17 – 2,40 1,6 – 30,0
trnavský záliv 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
humenský chrbát 29 4 0,25 11,9
Spolu 18 - 129 0,1 – 100,0 0,01 – 29,00 0,4 – 90,0
www.geology.sk
Perspektívne geotermálne oblasti boli vybrané aj ako útvary
geotermálnych vôd pre Rámcovú smernicu o vode.
Perspektívne geotermálne oblastí 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
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.
Levická kryha - zatvorená hydrogeologická
štruktúra
(Podhájska - využívanie geotermálej vody
spôsobom reinjektáže)
www.geology.sk
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
Monitorovanie zložiek hydrologického cyklu
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
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.
Záver
www.geology.sk
Ďakujem za pozornosť.
Komárňanka vysoká kryha
SB -1 Patince rekreácia