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