7. REALIZAČNÍ ETAPA

Obsah

7.1. KOPNÉ PRÁCE
7.2. VRTNÉ PRÁCE
7.3. GEOFYZIKÁLNÍ MĚŘENÍ VE VRTECH
7.4. MĚŘICKÉ PRÁCE
7.5. DOKUMENTACE KOPNÝCH A VRTNÝCH PRACÍ
7.6. DETAILNÍ GEOFYZIKÁLNÍ PRŮZKUM
7.7. STRUKTURNĚ PETROLOGICKÁ ANALÝZA
7.8. HYDROLOGIE
7.9. MONITORING LÁTKOVÝCH TOKŮ A KRITICKÝCH ZÁTĚŽÍ V MALÉM POVODÍ
7.10. HYDROGEOLOGIE
7.11. GEOCHEMICKÝ VÝZKUM
7.12. INŽENÝRSKÁ GEOLOGIE A GEOTECHNIKA
7.13. AKTUALIZACE GEOLOGICKÉ MAPY
7.14. KOORDINACE, ŘÍZENÍ A DOPROVODNÉ PRÁCE
7.15. SYNTÉZA PRACÍ A ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA
7.16. ROZPOČET PRACÍ REALIZAĆNÍ ETAPY - SUMARIZACE

Z důvodu organizace zadávání veřejných zakázek byly tabulky obsahující podrobné členění nákladů, považované za obchodní tajemství, z následujícího textu vypuštěny.


7.1. KOPNÉ PRÁCE

Z báňských prací je projektována realizace 2 500 bm rýh o průměrné hloubce 2 m. Hloubení šachtic se v této etapě prací nepředpokládá.

7.1.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Cílem projektovavých mělkých technických prací je ověření a verifikace údajů zjištěných při úvodní etapě geologického průzkumu, zejména pak:

7.1.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Celková metráž :

 2 500 bm

Průměrná hloubka rýhy:

 2 m

Šířka rýhy:

 1 m

Celková kubatura:

 5 000 m3

Předpokládané zatřídění hornin dle ČSN 73 3050:

třída těžitelnosti II.

 30 %

třída těžitelnosti III.

 40 %

třída těžitelnosti IV.

 30%

Převážná část rýh bude hloubena jako strojní rýhy. Pouze v oblastech pro strojní mechanizaci nepřístupné nebo v místech, kde by mohlo dojít při použití těchto mechanizmů k poškození majetku nebo životního prostředí, bude přijata varianta ručních rýh. Z celkového projektovaného objemu báňských prací je plánováno 90% rýh v provedení jako strojní a 10 % jako ruční.

7.1.3. Způsob realizace a zabezpečení jakosti

Před zahájením prací bude vypracován provozním technikem technologický postup prací, který bude obsahovat zejména rozměry rýhy, způsob těžení zeminy a hornin, zajištění a likvidaci díla a opatření týkající se bezpečnosti práce dle § 51 Zák. č. 26/1989 Sb. Rýhy budou závazně provedeny dle popisu uvedeném v technologickém postupu. Součástí prací bude i případné čerpání podzemní vody z díla. Po dokumentaci a ovzorkování (viz níže) budou rýhy likvidované záhozem a pozemky uvedeny do původního stavu. Zajištění rýh, do nichž budou vstupovat pracovníci musí být provedeno dle § 53 Zák. č. 26/1989 Sb. ve znění Vyhl. ČBÚ č. 340/ 1992 Sb.

Báňské práce budou prováděny v jednosměnném provozu. Každá rýha bude geologicky zdokumentována popisem stěn a dna v měřítku 1 : 50 s vyznačením odběru jednotlivých druhů vzorků. Dokumentační vzorky budou odebrány z každé litologicky odlišné polohy. Odebrané vzorky budou uloženy do igelitových pytlů a převezeny do skladu Geofondu. Popis vzorků zajistí geolog. Průběh rýhy bude zaměřen měřickou skupinou.

Před vlastním zahájením rýhovacích prací budou koordinátorem projektu vyřešeny vstupy na pozemky dle Zák. č. 62/1988 Sb. ve znění Zák. ČNR 543/1991 Sb.

Obdobně bude zajištěno vyjádření jednotlivých vlastníků o existenci podzemních inženýrských sítí.

Veškeré práce musí být prováděny podle technologického postupu a v souladu s Vyhl. ČBÚ č. 340/1992 Sb. a Vyhl. 324/1990 Sb. S tímto technologickým postupem a zajištěním bezpečnosti práce budou prokazatelně seznámeni pracovníci provádějící kopné práce.

7.1.4. Současná připravenost metody

Rýhovací práce patří mezi zcela rutinní metody používavá desítky let při provádění geologického průzkumu a není tedy třeba je ověřovat na testovací lokalitě.

7.1.5. Ochrana životního prostředí při kopných pracech

Hlavní zásady ochrany zemědělského a lesního půdního fondu pro potřeby báňských prací jsou stanoveny Zák. ČNR č. 334/1992 Sb. a Zák. č. 289/1995 Sb. Rýhovací práce budou realizovány především v době vegetačního klidu. Práce budou prováděny tak, aby byla odděleně deponována skrývka svrchní kulturní úrodná zemina od ostatních těžěných hornin. Po dokumentaci prací budou dotčené pozemky rekultivovány a protokolárně předány majiteli, příp. uživateli pozemků.

7.1.6. Předpokládaný časový průběh

Časová náročnost provedení kopných prací je předpokládána na 3 měsíce v případě kontinuálního průběhu prací.

7.1.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.2. VRTNÉ PRÁCE

Vrty představují nejdůležitější část projektovaných technických prací. U vrtných prácí budou kladeny vysoké nároky na jejich technickou úroveň a kvalitu, zejména pak u středně hlubokých a hlubokých vrtů a to z hlediska jejich polyfunkčního využití pro jednotlivé geologické obory.

7.2.1. Mapovací vrty

Jako mapovací vrty jsou označované jádrové vrty do průměrné hloubky 15 m.

7.2.1.1. Cíl prací

Plánované mapovací vrty budou sloužit ke zpřesnění geologické stavby území a k získání podrobnější charakteristiky svrchních částí převážně granitových masívů. Lokalizace vrtů bude odvozena z požadavků na ověření výsledků rekognoskační etapy geologického průzkumu. Výsledkem prací bude mj. získání těchto geologických informací:

Mapovací vrty budou navazovat na realizaci mělkých vrtů (vpichů) a budou předcházet provedení středně hlubokých a hlubokých vrtů.

7.2.1.2. Rozsah prací

Typ vrtu 

klasické strojní jádrové vrty s rotačním vrtáním s přímým proplachem, např. soupravami URB.

Průměrná hloubka vrtů 

  15 bm

Konečný průměr vrtů 

  min. 137 mm

Počet vrtů na lokalitě 

  50 ks

z toho monitorovacích 

  25 ks

Úklon vrtů 

  svislý (0°)

Výnos jádra 

  min. 90 %

Celkem metrů 

  750 bm


Geologický profil a zatřídění dle vrtatelnosti hornin :

třída vrtatelnosti I. 

 10 %

třída vrtatelnosti II. 

 20 %

třída vrtatelnosti III. 

 30 %

třída vrtatelnosti IV. 

 40 %

7.2.1.3. Způsob realizace a zabezpečení jakosti

Stojní a technické vybavení
Vrtná souprava typu URB se standartním vybavením pro vrtání průměrů 156 mm a 137 mm. Vrtné nářadí a materiál úměrný předpokládané metráži.

Konstrukce a technologie vrtání
Vrty se začnou hloubit Ć 156 mm TK do hloubky 6 m bez výplachu. Po zapažení Ć  152 mm se bude pokračovat ve vrtání Ć  137 mm až do konečné hloubky.
ÚK 0,0 - 6,0 m TK Ć  156 mm, pažení Ć  152 mm na sucho
TK 6,0 - 15,0 m TK Ć  137 mm, na sucho, v případě s výplachem při vrtání obtížně vrtatelných hornin tř. vrtatelnosti IV. se použije jednoduchá diamantová korunka Ć  137 mm. Vrty budou hloubeny jednoduchým jádrovákem na sucho, zkrácenými návrty se snahou o maximální výnos vrtného jádra. Po přechodu na Ć  137 mm se podle potřeby použije výplach v minimálním možném množství.

Režim vrtáníot/min

TK Ć  156 mm

 30 - 80

TK Ć  137 mm

 150 - 200

dia Ć  137 mm

 450 - 500

Uvedené hodnoty režimu vrtání jsou pouze orientační a musí být upraveny dle konkrétních geologických podmínek a charakteru vrtaných hornin. Vodní výplach bude použit až po schválení postupu vrtných prací geologem u každého vrtu individuálně. Technologický předpis vypracuje vrtný technik na základě skutečné geologické situace na lokalitě. Tento předpis bude závazný po celou dobu trvání prací a vrtné osádky s ním musí být prokazatelně seznámeny.

Výplachové hospodářství
Před naražením hladiny podzemní vody vrtat zásadně na sucho. Výplach nasadit podle situace, ale používat ho pouze v nezbytně nutných případech. Očišťování výplachu provádět v uzavřeném okruhu - vrt - sediment. jímka - vrt.

Přípravné a likvidační práce
Součástí přípravných prací před vlastním zahájením vrtání bude doprava soupravy na lokalitu a příprava pracoviště. Pro potřeby projektu předpokládáme dopravu soupravy v rozsahu 500 km. Zároveň očekáváme nutnost zřizování příjezdových cest v délce 500 m. Při dopravě v terénu se bude používat jediný jízdní pruh.

Před nastěhováním na lokalitu bude souprava důkladně očištěna a zkontrolována, zda neuniká olej nebo nafta (benzín). Po celou dobu prací na lokalitě je nutno přísně dbát na to, aby nedošlo ke znečištění vody hlavně ropnými produkty. Případné účinky nafty, benzínu nebo oleje je nutno ihned likvidovat vapexem.

V rámci likvidačních prací bude odklizen veškerý materiál, suroviny a odpad a terén bude urovnán do původního stavu. Likvidační práce navážou ihned na práce průzkumné a budou ukončeny v době co nejkratší. Po zdokumentování budou vrty likvidovány záhozem vhodným inertním materiálem (štěrkem nebo drceným kamenivem) nebo budou vystrojeny pro využití vrtu pro hydrogeologické účely.

Zajištění prací

Počet směn:

  1 směna

Doba trvání prací:

  práce budou realizovány v etapách dle požadavků geologů

Hmotná dokumentace
Každý vrt bude geologicky zdokumentován popisem litologie. Údaje o naražené podzemní vodě budou zaznamenány do vrtného deníku, úroveň ustálené podzemní vody bude změřena geologem. Po dobu geologického vyhodnocení bude celá metráž uložena v normalizovaných jádrovnicích, které budou náležitě označeny číslem vrtu, metráží a vyznačením návrtů. Odebrané vzorky jádra budou uloženy do igelitových pytlů. Popis vzorků zajistí geolog.

Jako dokumentační vzorek bude zachována pevná nezvětralá část jádra, která bude převezena do skladu Geofondu ČR.

Mapovací vrty nebudou karotovány.

Po ukončení prací budou mapovací vrty zaměřeny měřickou skupinou.

Monitorovací vrty
Polovina mapovacích vrtů bude vystrojena pro hydrogeologické účely jako monitorovací vrty v počtu 15 ks a indikační vrty v počtu 10 ks, které budou sloužit k režimnímu sledování úrovně hladiny podzemní vody a vývoje jejího chemismu. Tyto vrty budou trvale vystrojeny umělohmotnou zárubnicí o průměru 110 mm, která bude ve zvodnělém horizontu perforovaná (příčná štěrbinová perforace - 20%). Plná pažnice bude umístěna i na počtu vrtu a to v délce min. 1,0 m kde bude plnit funkci kalníku. Mezikruží mezi stěnou vrtu a pažnicí bude ve zvodnělém prostředí obsypáno praným štěrkem zrnitosti 1,6 - 4 mm. V úseku nad zvodnělým prostředím bude mezikruží vyplněno jílovitocementovým resp. bentonitovým těsněním. Minimální hloubka těsnění od povrchu bude 3,0 m. Ústí vrtů budou chráněna ocelovými chráničkami zabetonovanými cca 0.5 m pod terénem a vyčnívajícími cca 0.5 m nad úroveň terénu. Chráničky budou opatřeny uzamykatelným, či jinak uzavíratelným krytem se signalizační tyčí. Na vrtech bude umístěn potisk s označením vrtu.

Monitorovací vrty, které budou sloužit ke stanovení hydrodynamických charakteristik zvodnělého prostředí, budou rozšířeny na průměr vrtu 220 mm a vystrojeny umělohmotnými pažnicemi průměru 160 mm. Perforace bude totožná s vrty Ć110 mm, stejně jako hloubkové úrovně těsnění a štěrkového obsypu.

7.2.1.4. Současná připravenost metody

Mapovací vrty patří mezi zcela rutinní vrtné technologie, jejichž aplikace v geologickém průzkumu je prověřena letitými zkušenostmi řady geologických firem.

7.2.1.5. Předpokládaný časový průběh

Předpokládaná doba realizace 1 mapovacího vrtu i s případným vystrojením jako monitorovacího vrtu je 1 den, tzn. technický harmonogram prací při objemu 50 vrtů činí 3 měsíce prací.

7.2.1.6. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.2.2. Jádrové vrty do hloubky 300 m

7.2.2.1. Cíl prací

Cílem těchto vrtů bude získání informací o hloubkovém vývoji potenciální struktury pro HÚ do hloubky 100 - 300 m. Údaje z vrtů dále zpřesní geologickou stavby území a využití těchto děl bude polyfunkční z hlediska aplikace různých geologických metod, jejichž výsledkem budou údaje o petrografickém, mineralogickém a geochemickém vývoji geologického profilu, strukturně tektonické údaje a informace o hydrogeologických a inženýrsko geologických poměrech studovaného území.

7.2.2.2. Zadávací podmínky a rozsah prací

Typ vrtu

 strojní jádrové vrty technologií wire - line 

Průměrná hloubka vrtů do

100 bm

300 bm

Konečný průměr vrtů

NQ, (min. 59 mm jako havarijní průměr) 

Počet vrtů na lokalitě

10 ks

8 ks

Úklon vrtů

 svislý nebo šikmý (0 - 45°) 

Výnos jádra

 min. 98 % 

Celkem metrů

1 000 bm

2 400 bm


Dovolená odchylka vrtů
V závislosti na podmínkách lokality budou vrty prováděny buď jako svislé s možností využití přirozeného zakřivení, nebo jako vrty ukloněné 0-450 .


Předpokládaný geologický profil vrtů

0 - 3 m

 kvartérní suť, eluvium,

3 -10 m

 rozvětralé granitoidní horniny,

10 - 300 m

 granitoidní horniny celistvého charakteru.

Vrstevnatost hornin se nepředpokládá, předpokládají se poruchová a puklinová pásma o různém úklonu a směru. Vodonosné horizonty lze předpokládat v celém profilu vrtů s tlakem ne vyšším než hydrostatickým.

Předpokládané obtíže při vrtání
Možnost ztrát výplachového média a cirkulace v místech poruchových pásem a tektonických úseků, možnost přítoků vody do vrtu z těchto úseků.

Hloubky odběrů vzorků hornin - jádrování
Vrty budou v celé délce jádrovány. Požadovaný výnos je min. 98 % z celého vrtu. Předpokládá se realizace technologií WL. Je požadováno provedení orientovaného odběru jádra nebo jeho druhotné orientace.

Karotážní metody a měření
Předpokládá se zajištění komplexu karotážních metod pro ověření:

Vzhledem k předpokládané karotážní metodice je nutno zajistit průchodnost vrtů do konečné hloubky pro karotážní sondy, tedy minimální průměr 59 mm.

Požadavky na izolaci horninových poloh
Svrchní kvartérní a rozvětralé partie izolovat pažnicovou kolonou. Případné poruchy a pásma přítoků vod, které bude nutno pro další vrtání sanovat, izolovat např. cementací. Předpokládá se, že vrty budou provedeny bez pažení, v krajním případě po dohodě s řešitelem bude pažení upřesněno v průběhu prací.

Prováděná měření ve vrtech

Požadavky na výplachovou kapalinu
Použít výplachovou kapalinu, která by neovlivňovala provrtané horniny a okolní prostředí, nekontaminovala horninu, umožňovala provést karotážní měření a testy ve vrtu. Kapalina nesmí ovlivňovat životní prostředí okolí vrtu a vodotečí.

Použitá technika pro vrtné práce
Technika a technologie pro provedení výše uvedené práce bude použita wire-line. V případě nedostupnosti technického vybavení bude navržena alternativa spolupráce se zahraničím, zejména při řešení problemu orientovaného obděru jádra.

Požadavky na přípravu pracoviště pro vrtné práce
Pro předkládaný projekt uvažujeme s příjezdovou cestou 100 m, el. energie použita z dieselagregátu, provozovaného vrtnou firmou, zábor pracovní plochy minimalizovat ve vztahu k technologickým požadavkům, dovoz vody uvažovat ze vzdálenosti do 10 km.

7.2.2.3. Způsob realizace a zabezpečení jakosti

Základní koncepce a systém WIRE - LINE
Technologie jádrového vrtání s těžitelnou jádrovnicí na laně je velmi efektivní technologií získávání vrtného jádra. Tuto technologii je možno využít při vrtání mělkých vrtů do 100 m i u hlubokých průzkumných vrtů do 1000 m. Získávání jádra je velmi rychlé, nemusí se těžit celá vrtná kolona, ale po naplnění vnitřní jádrovnice vrtným jádrem je vytěžena vnitřní jádrovnice na laně uvnitř vrtné kolony. Tato výhoda se zvyšuje s hloubkou vrtu, protože klesá doba neproduktivních operací (těžení, zapouštění vrtného nářadí). Kladem je rovněž to, že stěna vrtu zůstává chráněna vrtným soutyčím v průběhu těžení jádra, jádro je maximálně chráněno před vlivem vrtného výplachu. Podle americké normy DCDMA jsou k označení jednotlivých průměrů používána velká písmena A, B, N, H, P, S. WIRE-LINE nářadí je vyráběno několika výrobci, z nichž nejznámější je firma BOART-LONGYEAR. která ho i vyvinula. Na zadané vrtné práce budou použity následující rozměrové typy technologie WIRE-LINE:

označení

vnější Ć  řezného nástroje

vnitřní Ć  (= Ć  jádra)

BQ

59,5 mm

36,4 mm

NQ

 75,3 mm

47,6 mm

HQ

 93,0 mm

59,0 mm

PQ

122,6 mm

85,0 mm

Kromě jednoduchých jádrováků mohou být i v tektonicky porušených zónách použity i jádrováky dvojité, které v kombinaci s průtokovými diamantovými korunkami maximálně ochraňují jádro před vlivy vrtného výplachu. Použití této technologie se vzhledem k požadovanému výnosu jádra ukáže jako nezbytné nezbytné.

Konstrukce vrtů
Na základě zadání bude nosným vrtným průměrem průměr NQ (75,3 mm), havarijně se musí počítat i s průměrem BQ (59,5 mm). Svrchní části všech vrtů přes kvartér a zvětralé zóny budou propaženy úvodní pažnicovou kolonou (ÚPK), která bude sloužit ke stabilizaci svrchních nekompaktních horizontů a také na ni bude posazena těsnící odtoková hlava k řízenému odvádění výplachu.

Konstrukce vrtů do hloubky 100 m a 300 m jsou uvedeny na obrázcích 1 (6 kB), 2 (8 kB), a 3 (6 kB) (viz níže).

Při vrtání vrtů do 100 m bude použit vodní nebo polymerový výplach neškodný životnímu prostředí. U vrtů kategorie 300 m bude použit polymerový výplach, který bude plnit tyto funkce:

Pro vrtný výplach bude použit uzavřený výplachový systém s objemem nádrží 3 - 10 m3. Při problémech se stabilitou stěn vrtu, v zónách kdy stabilitu stěn vrtu neudrží ani použitý výplach budou tyto úseky stabilizovány technologickou cementací. V případech, kdy by nebyla úspěšná ani technologická cementace bude nestabilní část vrtu zapažena pažnicemi typu III L.

vrtný průměr 

 odpovídající pažnice

PQ (122,6 mm)

 108 mm

HQ (93 mm) 

 89 mm

NQ (75,3 mm)

 73 mm

Technologická doplnění
Pokud by byl některý z vrtů vrtán pod úklonem menším než 450 , musel by být použit jádrovák i overshot s úpravou pro začerpávání.

K nálevovým a tlakovým zkouškám budou použity nadouvací pakry PETRMETALIC nebo COMDRILL do Ć  42 - 120 mm.

Pro orientovaný odběr jádra by bylo použito zařízení firmy BOART LONGYEAR. Problematika orientovaného odběru jádra či jeho druhotné orientace bude v předstihu řešena na testovací lokalitě (Procházka J. et al. 1999).

Ztráty výplachu budou řešeny technologickými cementacemi, použitím těsnících bentonitů.

Technické parametry vrtných souprav, jejichž nasazení příchází v úvahu

Vrtná souprava

ONRAM 1000

WIRTH B3A

WIRTH B1A

GEODRILL 800

poháněcí motor

el. hydraulický 

37 kW

diesel-hydraulický 

184 kW

diesel-hydr. 

65,4 kW

diesel-hyd. 

130 kW

hloubkový dosah

Ć  PQ - 1000 m 

Ć  HQ - 1400 m 

Ć  NQ - 1700 m

Ć  PQ - 1000 m 

Ć  HQ - 1400 m 

Ć  NQ - 1700 m

Ć  PQ - 450 m 

Ć  HQ - 650 m 

Ć  NQ - 850 m

Ć  PQ - 650 m 

Ć  HQ - 1000 m 

Ć  NQ - 1200 m

posuvové zařízení 

délka posuvu (mm)

3 065

9800

7800

přítlak do vrtů (kN)

25,5

100

35

53

rychlost při vrtání (m/s)

0,36

 

 

  0,11 - 0,42

rychlost při těžení (m/s)

1,0

 

 

  0,16 - 0,61

max. zdvih (mm)

1700

7000

6400

4115

rotační zařízení

 

 

 

 

průchodnost rotační hlavy (mm)

77

-

-

68,3

rozsah otáček (min-1 )

0-2000

max. 200

34-750 dle převodu

749

kroutící moment (Nm)

při 100 min-1 720 

při 373 min-1 490 

při 2000min-1 137

při 15-37min-1 16 000 

při 30-80min-1 7300 

při 60-180min-1 3350

186-4119 dle převodu

11030 

max. průchodnost svěracích čelistí (mm)

102

224

178

356

pohon vrátku

hydraulický

hydraulický

hydraulický

hydraulický

kapacita lana (m)

Ć  6 mm - 600

 

Ć  12 mm - 200 

Ć  8 mm - 500

Ć  13 mm - 46

tažná síla (kN)

7,8

70

21,5/7,5

28/33

rychlost navíjení (m/s)

2,0

5,7

0,88/2,5

34,7/31,0

výrobce

HAGBY BRUK

WIRTH

WIRTH

ATLAS COPCO


Parametry čerpadel, jejichž nasazení příchází v úvahu

Typ čerpadla

Druh pohonu

Maximální dopr. množství (l/min.)

Maximální prac. Tlak(MPa)

Hmotnost (kg)

Dopravované množ. při max tlaku (l/min)

NB - 3

elektrický

120

4,0

450

70

NB-4

elektrický

160

6,3

520

90

NB-50

hydraulický

660

6,3

 

470

X LK 6x1/4

hydraulický

1582

3,8

 

800

Hmotná dokumentace
Vrty budou kompletně zdokumentovány geologickým popisem a karotážním měřením. Údaje o naražené a ustálené podzemní vodě budou zaznamenány do vrtného deníku. Po dobu geologického vyhodnocení bude celá metráž uložena v normalizovaných jádrovnicích, které budou náležitě označeny. Vrtné jádro bude kromě úvodní metráže se zvětralou částí jádra kompletně převezeno a uloženo ve skladu. Zde bude podélně rozříznuto. Jedna polovina jádra bude uložena jako dokumentační, druhá část jádra bude použita pro analýzy.

7.2.2.4. Předpokládaný časový průběh

Harmonogram těchto prací lze odvodit od doby vrtání jednoho díla, které v případě hloubky vrtu do 100 m představuje časovou náročnost 3 - 4 týdny včetně prostojů při provádění měření resp. u vrtu do hloubky 300 m 6 - 7 týdnů. V těchto časových údajích je zahrnuto i 5 dní na přípravu pracovní plochy a příjezdové cesty. Uvažujeme-li o přítomnosti dvou vrtných souprav na lokalitě, pak za předpokladu nepřetržitého chodu dvou souprav vychází doba trvání vrtných prací do 100 - 300 m na 11 měsíců.

7.2.2.5. Rozpočet prací

V projektovaném rozpočtu prací jsou odděleně kalkulovány vrtné práce do 100 m a do 300 m vždy ve variantě svislé a úklonné.

Obrázek 1: Typová konstrukce W-L vrtu do hloubky 100 m (6 kB)

Obrázek 2: Typová konstrukce W-L vrtu do hloubky 300 m (varianta A)(8 kB)

Obrázek 3: Typová konstrukce W-L vrtu do hloubky 300 m (varianta B)(6 kB)

7.2.3. Jádrové vrty do hloubky 1 000 m

7.2.3.1. Cíl prací

Úkolem odvrtání tohoto pilotního vrtu je získání klíčových geologických informací o stavbě horninového masívu v celém geologickém profilu až do hloubky 1 000 m. Tento vrt ověří důležité, všeobecně využitelné geologické údaje, např. změny fyzikálně chemických parametrů hornin s hloubkou, strukturně tektonické poměry v nižších hloubkových úrovních masívu, podrobnou hydrogeologickou charakteristiku prostředí atd. Uvedený vrt má nezastupitelnou úkolu v tom, že informace z těchto hloubkových úrovní nejsou v současnosti v Českém masívu z obdobného horninového prostředí k dispozici.

7.2.3.2. Zadávací podmínky a rozsah prací

Typ strojně jádrového vrtu

 technologií wire - line

klasické jádrové vrtání

Hloubka vrtu

1 000 bm 

Konečný průměr vrtu

min. 59 mm

min. 93 mm

Počet vrtů na lokalitě

1 ks 

Úklon vrtu

svislý nebo šikmý (0 - 45°)

svislý (0°)

Výnos jádra

 min. 98 % 

Celkem metrů

1 000 bm 

Projektem požadované odvrtání vrtu do hloubky 1000 m s min. výnosem jádra 98 % v celé metráži jádrovaného a s předpokládaným odběrem orientovaného jádra nebo s jeho následnou orientací lze realizovat :

Přednosti a nevýhody obou technologií lze shrnout takto:

Z těchto důvodů je projekt na vrt zpracován variantně pro oba typy vrtání. Předběžně považujeme za vhodnější pro realizaci vrtu do 1000 m systém vrtání wire line. O realizaci typu vrtu bude rozhodnuto po vyhloubení vrtů na testovací lokalitě.

Předpokládaný geologický profil vrtu:

0 - 3 m

  kvartér, sutě, aluvia

- 10 m

  rozvětralé granitoidní horniny

- 1000 m

  granitoidní horniny převážně nezvětralé

Vrstevnatost se nevyskytuje, v průběhu vrtání možnost průchodu poruchových a puklinových pásem o různém úklonu a směru.Vodonosné horizonty lze předpokládat v celém profilu vrtu s tlakem podhydrostatickým, v místech tektonických poruch možnost ztráty výplachu.

Karotážní měření ve vrtu budou provedena pro zjištění:

Karotážní měření se předpokládá v celé délce vrtu.

Měření ve vrtu

Izolace vrtu

Kvartérní a rozpukaný granitoidní interval izolovat pažnicovou kolonou s cementací. Místa se ztrátou výplachu sanovat cementací. Celá zbývající metráž vrtu bez pažení. V krajním případě po dohodě s řešitelem by mohlo být pažení upřesněno v průběhu prací.

Výplach by neměl ovlivňovat provrtávané horniny, měl by umožnit karotážní měření a testy ve vrtu. Výplachová kapalina nesmí negativně ovlivňovat životní prostředí.

Přípravné a likvidační práce

Upravit rozsah prací pro přípravu pracoviště vrtné soupravy s cílem minimalizovat rozsah záboru půdy. Počítat s příjezdovou cestou cca 100 m. Pro zabezpečení el. energie - diesel agregát.

Obrázek 4: Typová konstrukce W-L vrtu do hloubky 1000 m (11 kB)

7.2.3.3. Způsob realizace a zabezpečení jakosti

V této kapitole je podrobně popsána technologie klasického vrtání. Provedení vrtu systémem wire-line do hloubky 1 000 m je znázorněno na obr. 4 a způsob realizace těchto prací je komentován v předcházející kap. 7. 2. 3.

Konstrukce vrtu

Konstrukce vrtu vyhovuje základnímu požadavku na provedení detailního geologického průzkumu - profilu vrtu a zajišťuje bezpečnost vrtání. Řídící kolona bude zapažena do nepropustných vrstev, a bude opatřena plášťovou cementací. Pod patou řídící kolony se bude pokračovat ve vrtání do konečné hloubky bez pažení.

Kolona

 Délka

 Prům.x síla stěny

 Jakost.stupeň x závit /1m

 Tíha celkem

ŘK

 0 - 15 m

 168/7,32 mm

 J - 55, záv. K

 290 N/m

TěK

 15 - 1000 m

 Bez pažení - vrtáno 112 mm 

 4,4 kN

Řídící kolona (ŘK) se buduje za účelem ochrany podzemních vod a pro zabezpečení cirkulačního okruhu výplachu při vrtání do konečné hloubky. Cementace ŘK cementem I 32,5 , cem. klid 24 hod. V krajním případě je po zapažení řídící kolony dostatečná průměrová rezerva pro event. propažení potřebného úseku.

Vrtná souprava a tech. zařízení

Pro realizaci projektovaného vrtu bude použito vrtné soupravy

  FS 32 s nosností 320 kN.

Vrtná věž - výška

  27 m

Max. délka vrtných pásů

  18 m

Kladkostroj

  3 x 4, hák typu MC - 32, lano 18 mm

Motor soupravy

  Rolls Royce Eagle 162,7 kW

Rotační stůl

  MRS - 175, průchod 445 mm , otáčky do 200/min

Výplachová hlava

  CH - 50 , průtočný průměr 40 mm

Výplachové čerpadlo

 11GRI (NB 50) má dostatečnou výkonnost k zajištění režimních parametrů vrtání.

Průměr válců

 80 - 100( 110 ) mm

Max. dov. tlak

 4 - 6,3 MPa

Litráž

 4 - 7 l/s

Výplachový systém o objemu min. 80 m3 se speciální nádrží umožňující očišťování cirkulujícího výplachu gravitačním způsobem.

Na pracoviště nebude možno přivést elektrickou energii z veřejné sítě, proto bude po celou dobu realizace vrtu nasazen diesel agregát - min 75 kW.

Ubytovací maringotky budou umístěny mimo pracoviště a budou napojeny na el. energii z místní sítě. Dodávka pitné vody v kontejnerech, technická voda dovozem cisternou ze vzdálenosti do 10 km.

Vrtné nářadí a režim vrtání

Vrtné trubky f 2 3/8" / 7,11 mm,2 3/8" IF, jak. E,

 900 m - 94 kN

Dovolený tah 1441 kN, dotahový moment

 4740 Nm

Zátěžky f 89 / 38 mm

 108 m - 43 kN

Maximální tíha kolony ( na vzduchu )

 137 kN

Spojníky VT, ZT a jádrováku mazat plastickým mazadlem

 GT - 2 EP.

Délka zátěžek je stanovena orientačně. Skutečnou délku ZT je nutno operativně upravit dle postupu vrtání v rámci technologického sledu prací. Vzhledem k hloubce vrtu ( 1000 m) nedojde k mimořádnému namáhání vrtné kolony.

Režim vrtání

Interval

  Nástroj

  Přítlak

  Otáčky

  Litráž

  Tlak

( m )

  (mm)

  (kN)

  ( min-1)

  ( l/s)

  (MPa)

0 - 12

  DV 216

 -

 -

 max

 -

- 1000

  Dia 112

  do 12

  100 - 140

  do 6

  do 4

Vrtání na jádro bude zahájeno v hloubce 15 m, t. j. po zapažení řídící kolony f 6 5/8" Dále bude vrtáno pomocí dvojitého univerzálního jádrováku UDJ 1A - f108 mm s Dia impregnovanou korunkou f112 mm, délky 6 m, event. jiným podobným nářadím, které zajistí požadované jakostní parametry. Provozní zkušenosti s tímto typem zařízení v GPO jsou zárukou požadovaného výnosu jádra, který podle zadání má být 98 % z celého vrtu.Technologický postup pro jádrové vrtání bude zpracován podle konkrétních podmínek ve vrtu.

Vnitřní průměr řídící kolony 150 mm dává dostatečnou bezpečnostní rezervu při vrtání na jádro f. 112 mm/ 80 mm na event. příbírku f 143 mm pro nutné přepažení a dále je možné použít havarijní průměr 93 mm. Požadavek na orientovaný odběr jádra klasickým způsobem nelze v současné době zabezpečit v tuzemsku, ale je možno tuto metodu nahradit karotážní metodou t. zv. akustického televizoru, která bude vyzkoušena na testovací lokalitě.

Kontrolu průběhu vrtného stvolu provádět v intervalu po 100 m a přijímat technologická opatření tak, aby bylo možné hodnotit vrt jako svislý, který využívá přirozený nábor křivosti. Eventuální zásah do sestavy nářadí za účelem ev. rovnání vrtu je v kompetenci technologické služby a dozoru zadavatele. Sledování režimních parametrů ? vizuálně ze stanoviště směnmistra a registrace režimních parametrů na pásku pomocí aparatury REMA.

Výplachové hospodářství

Pro odvrtání řídící kolony a pro jádrování sondy v intervalu 15 - 1000 m bude použito polymerového výplachu, zaručující optimální očišťování počvy a chlazení dianástroje, dostatečný výnos drti. Měrný elektrický odpor výplachu pro snadnou interpretaci karotáže bude udržován pomocí KCl pod 0,1 W / m, čímž se umožní měření metodou SP.

Úpravy výplachu budou prováděny průběžně dle skutečných podmínek, aby nedocházelo k náhlým změnám jeho parametrů. Složení výplachu je z hygienicky přípustných chemikálií. Kontrola parametrů výplachu 1 x za 24 hodin. Měření měrné hmotnosti, průtočnosti Marsh, filtrace API, pH, písek. Očišťování výplachu pomoci systému gravitačního usazování drti.

Orientační parametry:

Měrná hmotnost

 1050 kg/m3

Průtočnost Marsh

 35 - 50 s

Předpokládaná spotřeba

 60 m3

Zásoba chemikálií na vrtu, aditiva dle aktuální potřeby. Veškerá spotřeba chemikálií dodávaná na vrt bude zaznamenávána do vrtného deníku.

Množství odvrtané drti, cirkulační obsah, zásoba výplachu

Interval

  odvrtaná hornina

  cirkulační obsah

  zásoba

( m )

  (m3

  ( m3 )

  (m3)

0 - 1000

 15

  15 + 30

  cca 30 m3

Karotážní práce

Karotážní měření budou provedena za účelem:

Úsek měření bude následující:
měření v úseku od 15- 1000 m tj.do konečné hloubky proběhne v rozsahu:

S ohledem na požadavky kladené na vyhodnocení karotážního měření musí být upraven výplach tak, aby nepotlačoval tvorbu anomálií spontánní polarizace.

Čerpací zkouška

Bude provedeno ověření míst přítoku vody, jejich intenzity a složení v průběhu vrtání. Znamená to cca 3 x v průběhu vrtání zjištění kavernometrie a upnutí testeru a měření přítoku. Nálevové a tlakové hydraulické zkoušky by se prováděly t. zv. straddle testerem na vybraných obzorech - cca 1 x na 100 m.

Příprava a likvidace pracoviště a příjezdové cesty
Příprava vrtného pracoviště zahrnuje veškeré práce, které je nutno provést před nastěhováním vrtné soupravy a rozmístěním a obsazením technologického zařízení nutného pro realizací vrtných a vystrojovacích prací.

Plocha bude sloužit i pro veškeré další nutné vybavení pracoviště, jako je kancelář vrtmistra, pracovní maringotky, koupelna, sklad materiálu pro případnou likvidaci ropné havárie, sklady materiálu apod.

Zastavěná plocha

Pro realizaci prací je potřeba celková plocha, která je limitována na max. rozměr 45 x 55 m. Okrajové pruhy slouží pro uložení ornice a případný přebytek zeminy. Vlastní plocha vrtného pracoviště nutného k realizaci prací postačuje v krajním případě 36 x 55 m.

Pro zajištění příjezdu na pracoviště je potřeba provést zábor i pro příjezdní panelovou vozovku (s podkladní vrstvou konstrukce pro definitivní cestu). Stavební pruh je podle potřeby terénu 4 až 6 m široký.

Zábor pozemků je pro vrtné pracoviště cca 2 500 m2. Pracoviště má dočasný charakter.

Přípravné práce

Jako první se provedou nutné zemní práce a to skrývka ornice o stanovené mocnosti. Podle konfigurace terénu se provede přesun zeminy v rámci pracoviště tak, aby plocha byla celá v jedné rovině, spádovaná v 1 až 2 % ve směru předpokládaného umístění odpadové jímky. Současně se provedou i nutné terénní úpravy pro příjezdní panelovou komunikaci.

Ornice se uloží po stranách pracoviště na deponii do patřičných figur, aby nedošlo k jejímu znehodnocení. Rovněž tak se uloží i případný přebytek zeminy z hrubých úprav terénu (odděleně od ornice). Kolem pracoviště se v případě potřeby vyhloubí odvodňovací rýha aby nedocházelo k zaplavování zpevněné plochy přitékajícími srážkami z okolních pozemků.

Základní plocha pracoviště v rozsahu min. 36 x 55 m bude vypanelováno železobetonovými silničními panely rozměru 1,2 x 3 x 0,21 m, které budou uloženy na pískový podsyp 0,1 m

V prostoru skladu oleje a mazadel, nádrží PHM, čerpacího agregátu a vrtné soupravy bude pod panelovou plochou položena izolační folie PENEFOL, která bude spojena svarem nebo lepidlem. Folie bude položena na geotextilii a proti poškození shora bude překryta geotextilií. Plochy budou sestaveny v mírném spádu směrem do jímky. Folie bude na svých okrajích vyvedena spárou nad panely. Vzhledem k trvalému provozu a přehlednému uspořádání nebude pracoviště zvláště střeženo. Pracoviště bude ohraženo a opatřeno výstražnými tabulkami.

Příjezd na pracoviště bude zajištěn spojovací komunikací. Po provedení skrývky ornice a urovnání terénu se provede podkladní konstrukce definitivní příjezdní komunikace, na kterou budou položeny silniční panely. V místech, kde bude terén rozmočen, bude pro zpevnění použita geotextilie GEOFILTEX.

Příjezdní komunikace bude v min. šířce 3 m, která umožní min. poloměr zatáčení 18 m.

Likvidační práce

Po provedení veškerých technických prací se provedou likvidační práce vrtu a vrtného pracoviště. Vlastní vrt bude likvidován cementací. Ostatní práce budou provedeny tak, aby pozemky zabrané při realizaci vrtu byly pokud možno uvedeny do původního stavu.

Po odstěhování technologie se likviduje ocelová jímka a okolní zásypový materiál. Poté se bude postupně demontovat panelová plocha.

Podsypový materiál se shrne, naloží a odveze rovněž na skládku. Po odstranění veškerých pozůstatků vrtné činnosti se provedou terénní úpravy, popř. i oprava meliorací, a to tak, aby bylo možno uvést pracoviště do původního stavu. Na závěr se přes upravený terén přehrne vrstva ornice z deponií na hranicích pracoviště.

Veškeré odpadní materiály, které vzniknou při likvidaci nebo byly zanechány na pracovišti po odstěhování vrtné soupravy, budou uloženy na skládky, nebo dány k druhotnému využití, tak jak ukládá zákon o odpadech.

Hmotná dokumentace

Jádro bude po očištění ukládáno do normalizovaných vzorkovnic s řádným popisem. Pro potřeby geologické služby bude na vrtu postavena buňka - vzorkovna. Vrt bude kompletně zdokumentován geologickým popisem, karotážním měřením a odběrem vzorků. Údaje o naražené a ustálené podzemní vodě budou zaznamenány do vrtného deníku.

Vrtné jádro bude kromě úvodní metráže se zvětralou částí jádra kompletně uloženo jako dokument, který bude převezen a uložen ve skladu Geofondu ČR.

7.2.3.4. Předpokládaný časový průběh

Při provedení vrtů metodou wire line soupravou Wirth lze očekávat dobu hloubeni vrtu 3,5 - 4 měsíce, při klasickém vrtání soupravou FS 32 bude provedení vrtu trvat 4,5 - 5 měsíců, vč. přípravy v délce 1 měsíc.

7.2.3.5. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7. 2. 4. Ochrana životního prostředí při vrtných pracích

Z hlediska ochrany životního prostředí se projektované práce řídí stávajícími právními normami a to řídí především:

Před vlastním zahájením rýhovacích prací budou zodpovědným řešitelem projektu vyřešeny vstupy na pozemky dle Zák. č. 62/1988 Sb. ve znění Zák. ČNR 543/1991 Sb. Obdobně bude zajištěno vyjádření jednotlivých vlastníků o existenci podzemních inženýrských sítí.

Prvotní ochranou je dodržení ochranných pásem vodních toků a dalších zdrojů vody, jejichž stav bude kontrolován a zaznamenán před zahájením a po ukončení technických prací na vrtu. Před zahájením prací budou k rozboru odebrány vzorky vod k následnému porovnání a rovněž bude v dosahu pracoviště vybudován monitorovací hydrouzel.

Při dodržení požadavku na technickou realizaci nebude mít provoz vrtného pracoviště negativní vliv na ŽP. Proti proniknutí ropných látek do podloží jsou plochy pod vrtným strojem, výplachovým čerpadlem a skladem PHM izolovány folii PENENOL. Odpady a vedlejší produkty jsou na pracovišti skladovány v kontejnerech nebo nádržích. Veškeré tyto látky jsou odváženy mimo pracoviště a předávány specializovaným firmám k likvidaci, případně druhotnému zpracování. Při transportu a následných činnostech jsou dodržovány zákonem stanovené podmínky pro transport odpadů. Doprava odpadů v souladu se zák. č. 111/93 Sb. o silniční dopravě.

Za uskladnění odpadů na vrtném pracovišti zodpovídá vrtmistr a druh a množství odpadů je evidováno ve vrtném deníku.

Výplachové a technologické vody a vrtná drť jsou zařazeny do kategorie odpadu "O" hodn. 01 05 03 a 01 05 04. Jsou odváženy cisternami na skládky či odvaly s jejichž majiteli a provozovateli je toto uskladňování smluvně zajištěno. Odpadní vody z umývárny jsou odváděny do ocelové nádrže ( cca 5 m3 ) a její objem je podle nutnosti odčerpáván a odvážen fekálním vozidlem.

Při manipulaci, skladování a používání ropných látek a chemikálií dodržovat obecné předpisy platné pro práci s těmito látkami. K provozování skladu olejů a mazadel a nádrží na PHM bude vydán souhlas OVÚ - r. ŽP dle zák. 138/71 Sb., jako příloha doložena k žádostí o rozhodnutí o využití území a umístění dočasné stavby. Před zahájením prací musí být osádka, která bude projektované práce realizovat, seznámena s účelem díla, požadavky na kvalitu prací a o možných komplikacích při jejich provádění.

Podmínkou zahájení prací dle projektu je předání staveniště a příslušných povolení a kladné vyřízení střetu zájmů a stavebního povolení pro hluboký vrt do 1 000 m.

U obvodního báňského úřadu , pod jehož dozor územní aktivita dle projektu spadá, musí být v termínu do 8 dnů před zahájením prací podáno písemné oznámení o jejich zahájení.

7.3. GEOFYZIKÁLNÍ MĚŘENÍ VE VRTECH

7.3.1. Zdůvodnění prací, jejich popis a použitelnost výsledků

Geofyzikální měření ve vrtech tvoří velmi rozsáhlou a rozmanitou skupinu geofyzikálních metod, jejichž cílem je určení stavu horninového masívu ve větších hloubkách. Na rozdíl od povrchových geofyzikálních metod mají tyto metody výhodu v tom, že měřicí sensory jsou v bezprostřední blízkosti zkoumaného masívu a tak měřené veličiny obrážejí fyzikální stav masívu přesněji a jednoznačněji. Tyto metody jsou členěny podle mnoha různých hledisek. Z hlediska aplikace celého komplexu metod měření ve vrtech a okolí pro účely sitingu HÚ VAO je lze rozdělit do čtyř skupin podle jejich připravenosti a přínosu:

  1. Klasické karotážní metody

    Do skupiny karotážních metod jsou zahrnuty metody geofyzikálního měření podél osy v jednom vrtu, jeho následné zpracování a prezentace a komplexní geologická interpretace. Karotážní měření se podle účelu použití dělí čtyři skupin:

    • litologický komplex karotáže,
    • hydrogeologický komplex karotáže,
    • stanovení geotechnických parametrů a stavů napjatosti horninového prostředí,
    • určení technického stavu vrtu a jeho prostorového průběhu (technická karotáž).

    Jednotlivé dílčí karotážní metody jsou podle svého účelu aplikace zařazeny do některé z uvedených skupin, při čemž mohou být přínosné pochopitelně i v několika skupinách. Interpretace jak litologických, tak i geotechnických a hydrogeologických charakteristik vyžaduje vždy širší komplex metod, protože tyto charakteristiky jsou určeny nepřímo z fyzikálních parametrů na základě statistické závislosti.

    Z litologického komplexu jsou vhodnými postupy interpretovány různé charakteristiky horninového prostředí (přirozená radioaktivita, objemová hmotnost, pórovitost, měrný elektrický odpor, složková analýza ap.), upřesnění jednotlivých zastoupených horninových typů, odlišení prostředí podle litologie a upřesnění geologického vertikálního profilu určeného na základě odběru a analýzy vrtních jader.

    Hydrogeologický komplex karotáže slouží pro určení hydrogeologických charakteristik v okolí vrtu, např. určení míst přítoků podzemních vod do vrtu, příp. ztrát výplachové vody do okolí, hydraulické vlastnosti horninového masívu, součinitel filtrace a průtočnosti, filtrační rychlost, směr proudění podzemních vod, propustnost, vlastnosti výplachové kapaliny, pohyb vody ve vrtu (osové - vertikální a příčné - horizontální složky proudění) a pod.

    Specíálním komplexem metod se určí některé geotechnické parametry horninového prostředí (Poissonovo číslo, pevnost v tahu a tlaku, modul celkové deformace, geotechnický profil vrtu, určení intervalů kompaktních a rozpukaných hornin a pod.).

    Technickou skupinou metod se určuje hlavně prostorový průběh osy vrtu (úklon a azimut) a sledují se spojitě změny skutečného průměru vrtu, stavu stěn vrtu, určuje se morfologie kavern ve stěnách vrtu, kvalita pažnic, cementace a další.

    Komplex klasických karotážních metod obsahuje hlavně následující metody:

    • elektroodporová karotáž s různými sondami (gradientové nadložní/horní a podložní/dolní, potenciálové a pod. různých délek), rezistivimetrie (opakované měření měrného odporu výplahové kapaliny),
    • karotáž přirozených elektrických potenciálů (spontánní polarizace - filtrační, difuzní a j. potenciály),
    • dielektrická karotáž,
    • úhrnná gama karotáž a spektrální gama karotáž,
    • gama-gama karotáž selektivní a hustotní, neutron-neutron karotáž,
    • karotáž magnetické susceptibility (kapametrie), jaderně magnetická karotáž (nuclear magnetic resonance),
    • termometrie,
    • fotometrie, optická karotáž televizní kamerou, tzv. akustická televize (acustic telewiever),
    • akustická či ultrazvuková karotáž, seismokarotáž,
    • inklinometrie pro zjištění úklonu vrtu a měření směru/azimutu sklonu či úklonu osy (magnetický azimut od směru totálního vektoru
    • magnetického pole podle střelky nebo moderním měřením směru vektoru pole třísložkovým sensorem/magnetometrem).

    Účelem rozsáhlého komplexního souboru těchto měření je

    • zjištění fyzikálních vlastností hornin v přímém okolí vrtu (vlastnosti hornin v přirozeném stavu in-situ),
    • kontrola souslednosti a výnosu vrtního jádra,
    • upřesnění litologie na základě zjištěných fyzikálních vlastností,
    • zjištění fyzikálního stavu horninového masívu hlavně z hlediska stavu jejich porušenosti,
    • určení vlastností kapaliny ve vrtu (vrtního výplachu),
    • stanovení stavu napjatosti v přímém okolí vrtu,
    • určení technického stavu vrtu,
    • zaměření jeho prostorového průběhu a interpretaci dalších parametrů vrtu a okolního prostředí.

    Karotážní metody často přinášejí o stavu masívu in situ více informací než finančně nákladnější jádrové vrtání. Karotážní měření upřesňují místa určená pro situování hydrogeologických testů a geotechnických měření a zkoušek ve vrtech a jsou podkladem pro vytypování míst dalšího výzkumu a ověřování účinnosti ostatních testovacích metod. Z tohoto důvodu je nutno provést komplexní karotážní měření na všech hloubených vrtech. Bezprostřední či téměř bezprostřední (prostřednictvím výplachových kapalin a příp. i pažnic) umístění vrtních karotážních sensorů v horninovém masívu dovoluje určit stav a fyzikální vlastnosti zastižených hornin s vysokou přesností, i když pouze v malém dosahu do okolí vrtu.

  2. Seismokarotážní metody

    Seismokarotážní metody jsou metody zkoumání bezprostředního i vzdálenějšího okolí vrtu prostřednictvím šíření seismických vln. Geofony nebo body odpalu jsou umístěny ve vrtu a nezřídka je využívána varianta s částečným umístěním bodu odpalu či registrace na povrchu (nebo v mělkém vrtu) v okolí vrtu. Jednotlivé varianty jsou velmi blízké a liší se hlavně rozsahem registrace a způsobem zpracování. Výsledkem seismokarotážních metod je určení velikosti rychlostí seismických vln ve vertikálním směru, prostorová zobrazení odrazných ploch v okolí vrtu, určení seismických rychlostí v širším okolí atd. Tyto údaje pak slouží k detailnějšímu určení stavu porušení horninového masívu v okolí vrtu. Některé zahraniční firmy mají vyvinutý sofistikovaný software pro zpracování dat a konstrukci 3-D obrazu stavu porušení v okolí vrtu. V ČR tyto metody, kromě jednodušších verzí pro určení rychlostí seismických vln ve vertikálním směru, málo používané. Do této skupiny patří následující metody:

    • seismokarotáž,
    • vertikální seismické profilování,
    • vertikální seismické profilování s multi-offsetovým systémem měření,
    • metoda vrtní refrakce.

    Metoda vertikálního seismického profilování (VSP - vertical seismic profilling) je modernější modifikací seismokarotáže (registrace pouze prvního příchodu vlny) a slouží primárně k určení změn seismických rychlostí hornin ve vertikálním směru měřením ve vrtech. Registrace příchodů seismických vln od dalších odrazných rozhraní umožňuje podrobnější studium stavu okolí vrtu a interpretaci prostorového průběhu odrazných ploch. Zdroje seismické energie a geofony jsou umístěny ve vrtech přímo ve zkoumaném horninovém masívu a nebo v mělkých vrtech v okolí a na povrchu. Nedochází tak ke zkreslení signálu průchodem nízkorychlostní vrstvou.

    Komplexnější metoda Multi-Offset VSP (MOVSP) využívá k měření a vzbuzování signálu více vrtů a umožňuje určit prostorové 3-D rozmístění odrazných ploch, které jsou projevem puklinatosti hornin (metoda MOVSP patří spíše do skupiny metod seismické tomografie). Díky registraci pomocí třísložkových geofonů, které jsou v různých hloubkových úrovních ve vrtu, je možné využít polarizace příjímaného signálu ke zjištění orientace odrazných rozhraní. Proměřením několika vrtů v daném horninovém masívu lze pak prostorově vymapovat rozpukané zóny a tektoniku i strmě upadající. Metoda se používá zejména v krystalických horninách, tedy právě v podmínkách předpokládaného umístění úložiště. Aplikace komplexního multi-ofsset vertikálního seismického profilování MOVSP nahrazuje klasickou seismokarotáž a vertikální seismické profilování a substituuje do značné míry i seismickou tomografii.

    Metoda vrtní refrakce je obdobou pozemní verze a slouží k určení přesného tvaru a průběhu refrakčního rozhraní zastiženého vrtem. Jedná se o kombinaci měření ve vrtu (místo odpalu) a povrchu.

  3. Skanovací metody

    Detailní karotážní skanovací metody pro určení puklinatosti, trhlinatosti a dalších detailních nehomogenit, deformací a poruch ve stěnách vrtu, které jsou podkladem pro stanovení hydrogeologických a geotechnických parametrů , nejsou v ČR v současné době na dostatečné úrovni využívány v celém komplexu (zvláště tzv. FIL - fracture identification log). Patří sem zvláště metody

    • mikrolog, laterolog a metody detailní elektroodporové karotáže, karotáž spontánní polarizace,
    • gama-gama karotáž selektivní a hustotní, neutron-neutron karotáž,
    • akustická či ultrazvuková karotáž,
    • kavernometrie, stratametrie (dipmeter) ,
    • formační mikroskaner (FMS - formation mikroscanner),
    • optická karotáž - televizní kamera (barevný orientovaný skaning), akustická (sonická) televize (acustic televiewer),
    • vrtní varianta georadaru s oběma anténami v jednom vrtu.

    Kromě přímých geotechnických metod měření napětí ve vrtu (hydrofracturing, overcoring atp.), které stanoví tyto napěťové stavy jen na stěnách vrtu a v bezprostředním okolí, lze pro zjišťování stavu napjatosti či parametrů napětí masívu v širším okolí vrtu využít seismická měření ve vrtu, např. akustickou či ultrazvukovou karotáž, seismokarotáž a podobné metody. Detailní studium komplexních a detailních karotážních záznamů (FMV, borehole videocamera, acustic) umožňují určit puklinatost, drolivost, tlakové porušení, některé prvky tlakového pole a pod.). Tyto výzkumy nejsou v ČR běžné (určité výsledky jsou získatelné z karotážního pracoviště Nafta Kbely, pouze však pro široké průměry přes 120 mm), je možno se navázat na firmu Schlunmberger, která je v tomto směru špičkovou firmou ve světě, což je pěkně vyváženo značnými cenami. Určité výzkumy provádí i firma GeoMechanics International Inc., mající zastoupení v ČR a firmy finské. Všechny tyto výzkumy jsou prováděny hlavně pro naftovou prospekci, bude nutno je adaptovat pro účely sitingu úložiště.

    K určení deformací a anizotropií napjatosti (elipticity) lze využít i dalších měření karotážních, např.

    • směrová kavernometrie, která podle tvarů kaverny přispívá k upřesnění napěťové anizotropie,
    • vrtní variantu georadaru s oběma anténami v jednom vrtu, upřesňují rovněž
    • prostorovou topologii nehomogenit.

    Georadarová metoda (GPR - ground penetrating radar) je radarová registrace odrazů vysokofrekvenčních elektromagnetických pulzů od rozhraní a nehomogenit v horninovém prostředí) a je běžně používána v pozemní variantě. Pro vrtní variantu (reflexní verzi) nutno pozemní aparatury dovybavit vhodnými vrtními anténami (vysílací a přijímací) vhodných do průměru vrtu 76 mm s možností propojením až do hloubek mnoha set metrů. Metoda GPR slouží k určení vzdálenosti, tvaru, polohy, sklonu a dalších geometrických parametrů reflexního rozhraní.

  4. Mezivrtní tomografie

    Širší dosah (někdy do značných vzdáleností) mají metody zkoumání objemu masívu mezi vrty, které řadíme do metod tomografických. Na pomezí metod vrtních (karotážních) a tomografických leží metoda určování změn seismických rychlostí ve vertikálním směru podél vrtu s využitím měření na povrchu v okolí vrtu. Ostatní seismická měření s umístěním geofonů a míst odpalu ve vrtu a na povrchu, např. vertikální seismické profilování, a měření mezi vrty (seismické prozařování mezi vrty - cross-hole seismic tomography), které mohou napěťostní stavy sledovat i do značných vzdáleností od vrtů. Kromě seismické tomografie se používá i elektrická odporová tomografie, která citlivě detekuje vodivé polohy v horninovém masívu, jež bývají projevem jeho porušenosti. Metody vrtní elektrické tomografie jsou ve světě používány jen zcela ojediněle.

7.3.2. Cíl činnosti, návaznost

Komplex karotážních metod bude proměřen ve všech vrtech v celé jejich délce hned po vyvrtání vrtů před provedením různých dalších testů, které by mohly porušit přirozený stav masívu. Metody hydrogeologické karotáže budou nasazeny v předstihu před hydrogeologickými testy. Komplex karotážních metod bude nasazen v celé délce projektovaných vrtů.

Skanovací a seismokarotážní metody budou nasazeny až po provedení klasických karotážních metod pro detailní sledování puklinatosti a mikrostruktur v horninovém masívu v okolí vrtů a to pouze ve vybraných úsecích. Výsledky budou korelovány s dalším geotechnickými metodami, hydrogeologickými testy a strukturními metodami zkoumání, provedenými na vrtních vzorcích/jádrech a v blízkém okolí vrtů. Moderní finančně nákladné zahraniční technologie se ověří na vytypovaných úsecích vrtů v celkové délce kolem 300 m. Prohlídka vrtů TV kamerou či (ultra)zvukovou sondou (sonic televiewer) patří do skupiny přímých metod. Je sice prováděna obdobným způsobem jako karotážní metody, řadíme ji ale mezi přímé geotechnické metody zkoumání stavu stěn vrtů (viz. kap. 7. 12. Inženýrská geologie a geotechnika).

7. 3. 3. Způsob realizace

Karotážní měření probíhá co nejdříve po odvrtání a přípravě vrtu, nejlépe ještě před případným zapažením (to se předpokládá pouze ve svrchní porušené vrstvě).

Měření bude provedeno na vrtních polygonech. Vyžaduje alespoň jeden vrt do masívu krystalických hornin (do hloubky podle požadavku na hloubku zjištění porušených zón) pro vzbuzení seismické energie. Minimální průměr sondy spouštěné do proměřovaného vrtu je 43 mm. Nejvhodnější je lokalita se známým průběhem tektonických zón na povrchu.

Všechny uvedené metody seismokarotážní leží na rozhraní karotážních a tomografických metod a bude účelné provádět společně, přesněji řečeno simultánně, tj. komplexní registrací seismických vln v mnoha bodech ve vrtu či jeho okolí pří buzení signálu v dalších prostorově rozmístěných bodech. Zpracování dat je velmi náročné a vyžaduje speciálně vyvinutý software (SW).

U některých metod seismokarotáže bude účelné v etapě testování využít komplexních zkušeností zahraničních firem, např. Vibrometric Helsinki Finsko. V prvním kroku nutno vstoupit v jednání se zmíněnou firmou a realizovat exkurzi na její pracoviště, příp. lokality, kde tyto práce v současnosti provádí. V každém případě jsou nutné testy těchto metod na testovací lokalitě.

Při objemnějších měřeních na více lokalitách lze uvažovat v budoucnosti i o dovybavení stávajících aparatur včetně softwaru. Při komplexním měření seismickými vrtními metodami na obou polygonech vždy pro měření mezi vrty lze velmi hrubě odhadnout dobu terénního měření asi na 20 dní.

7.3.4. Současná připravenost metody

Metody klasické karotáže jsou v ČR rozpracovány na velmi dobré úrovni (Karotážní oddělení Aquatest Praha, W + R Brno, Karotáž a cementace Hodonín, Geotrend Slaný atd.). Aplikace karotáže pro účely výstavby hlubinného úložiště radioaktivního odpadu má specifické podmínky. Existuje také úzká skupina metod detailního sledování stavu porušenosti masívu v prostorovém obraze (skanovací metody), kterou bude v první fázi vhodné aplikovat ve spolupráci se zahraničními karotážními pracovišti (např. s firmou Schlumberger Francie, Geofohrsching Potsdam Německo či Vibrometric Finsko).
Karotážní sondy (sensory ve vrtu) jsou vyráběny většinou v průměrech do 50 mm, což vyžaduje minimální průměr vrtu 76 mm (NQ). Karotážní měření je vhodné provádět v nevypažených vrtech co nejdříve po odvrtání. Některé metody se používají v době vrtání (MWD - measurements while drilling). Některé speciální metodiky pro detailní sledování stavu vrtních stěn (skanovací metody pro detailní určení puklinatosti, trhlinatosti a pod., které jsou odvozeny z metod ropné prospekce v puklinatých kolektorech) však vyžadují průměry až kolem 175 mm a už z důvodů jejich vysokých cen bude proto vhodné je realizovat na minimálním úseku s možností dalšího rozvoje této metodiky na domácích pracovištích, příp. nahrazení dostupnou vhodnou metodikou. V zahraničních projektech jsou uvedené moderní karotážní metodiky používány.

Z karotážních metod nejsou u nás běžné metody akustické televize a jaderné magnetické karotáže. Pro spektrální gama karotáž, která má vysokou determinační schopnost z hlediska litologie, je vyvíjena v ČR aparatura (W+R Brno).

Z uvedených metod jsou méně používané vizuální televize do velmi malých průměrů (požadovaných 76 mm), zvláště barevná televize, není běžná akustická televize a vrtní georadarová metoda. Pro barevné vizuální sledování stěn vrtu pomocí malé kamery malých průměrů s možností záznamu obrazu lze využít i dostupného vybavení pro zkoumaní maloprůměrových kanalizačních linií. Vyřešit bude nutno otázku kabeláže do hlubokých vrtů. Pod pojmem akustická televize je míněna metoda postupného sledování stěn vrtu ve všech směrech (po spirále při tažení sondy ve vrtu vzhůru) pomocí vysílaného a odraženého signálu zvukových či jiných frekvencí. Tento způsob v poslední době nahrazuje vizuální televizní kameru, protože je použitelný i v neprůhledné vrtní výplachové kapalině a má větší průnik i do horniny za stěnou vrtu.

V ČR také není dosud vybavení pro vrtní georadar. Nejvhodnější je doplnění komerčně vyráběnými anténami (o prům. 48 mm) typ Ramac GPR Mala GeoScience, jež pro pozemní verzi v ČR existuje asi v 5 ks. Další aparatury v českých firmách, např. GSS - SIR a Sensor and Software Pulse EKKO mají zatím možnost dosahu hloubky jen do asi 100 m. Adaptace, upgradace, doplnění, nákup aparatur s anténami jsou možné asi za 4,4 mil Kč, nájem antén pro testování by stál cca 0,6 mil Kč, provedení testovacích prací v délce asi 400 m vrtního profilu zahraniční firmou by přišlo asi na asi 0,8 mil Kč. Později však doporučujeme jeden komplet vrtních aparatur zakoupit, protože metoda GPR bude značně využívána i na dalších kandidátních lokalitách.

7.3.5. Zabezpečení jakosti

Pro většinu karotážních metod jsou tuzemská pracoviště vybavena vysoce přesnými aparaturami a vybavena také odpovídající technologií. Pouze pro menší skupinu metod bude vhodné ověřit jejich funkčnost a přínosnost nájmem zahraničních aparatur nebo provedením prací zahraničními firmami. Ekonomičtější však bude v tomto případě se pro provedení prací s pomocí zahraniční firmy pro taková měření vybavit, protože tak lze náklady snížít velmi citelně (v některých případech dojde téměř o řádové snížení jednotkové ceny).

7. 3. 6. Předpokládaný časový průběh

Karotážní práce se provádí vždy hned po odvrtání vrtu, u delších vrtů se provádí po částech. Zhruba lze říci, že na jeden výjezd karotážní skupiny je možné změřit kolem 300 m vrtní délky (u hlubších vrtů méně) širokým komplexem karotážních metod. Různé speciální práce prováděné případně i zahraničními firmami by však trvaly déle v závislosti na možnosti sladění prací v optimálním harmonogramu. Odhad doby trvání měření moderními metodami: Počítá se asi s 20 výjezdy/dny terénních karotážních měření komplexním klasickým souborem a dalšími asi 15 výjezdy pro měření novými zahraničními metodami. Zpracování a interpretace bude trvat asi 3,5 měsíců.

7. 3. 7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.4. MĚŘICKÉ PRÁCE

7.4.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Geodetické práce budou prováděny pro účely přesného polohového a výškového určení průzkumných děl, vytýčení koncových bodů geologických profilů a zjištění polohy sporných vlastnických hranic v místech prací.

7.4.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Rozsah prací je stanoven pro hypotetickou lokalitu 40 km2:

  1. Vybudování základní sítě 50 bodů podrobného bodového pole stabilizovaných umělohmotnými mezníky a trubkami. Síť bude vyhotovena klasickými metodami a vyrovnána. Předpokládá se doplňování sítě v průběhu bližší lokalizace činnosti prací. Budou vyhotoveny místopisy - údaje o PBPP.
  2. Zaměření průzkumných děl v počtu 50 mapovacích vrtů, 19 středně hlubokých a hlubokých vrtů a 50 rýh bude provedeno polárně ze základního bodového pole. U vrtů bude určována výška terénu i pažnice. Seznam souřadnic a výšek v souřadnicovém systému JTSK a výškovém BPV bude archivován na disketě (ASCII nebo DBF tvar).
  3. Zaměření geologických dokumentačních bodů a mělkých vrtů bude provedeno pomocí korekčního přijímače OMNISTAR s okamžitou přesností určení polohy 0,8 - 3 metry.
  4. Vytýčení 80 - 100 koncových bodů profilů - vytyčované body budou určovány digitálně z dostupných mapových podkladů menších měřítek. Body budou zajištěny stabilizací umělými mezníky a trubkami a budou zaměřeny.
  5. Zjišťování sporných vlastnických hranic v místech výzkumu - předpokládá se 50 případů při realizaci výzkumných prací. Vytýčení bude provedeno z podkladů získaných u katastrálních úřadů - geometrických a vytyčovacích plánů, katastrální mapy. Vytýčení bude provedeno méně přesnými metodami a nebude prováděno vyhotovení geometrických plánů a jiných podkladů pro evidenci v katastru nemovitostí.

7.4.3. Způsob realizace a návaznosti

Při všech geodetických pracích v terénu bude využita totální stanice ZEISS ELTA 3 s registračním zařízením umožňujícím sběr naměřených dat i určení polárních vytyčovacích prvků. Zpracování bude provedeno na PC geodetickým software GROMA v. 4 a kontrolním výstupem v prostředí MICROSTATION 95 s možností rastrového zobrazení mapových podkladů. Kontrolní kresba bude provedena plotrem HP250C.

Dokumentační body a mělké vrty budou zaměřeny s nižší přesností 0,8 - 3 m. K dosažení této přesnosti bude použit korekčního přijímač OMNISTAR, který zajistí výpočet zpřesněné polohy spolu s GPS přijímačem v reálném čase. Pro příjem korekcí bude využito služby Virtual Reference Cell (VRC), která umožní příjem korekcí a výpočet zpřesněné polohy v území o poloměru 100 kilometrů. Střed pro toto území si bude specifikovat uživatel. Služba je dostupná 24 hodin denně, 365 dní v roce, korekce jsou šířeny spojovacím satelitem. Příjem korekcí není závislý na počasí ani jiných vnějších podmínkách, jediným limitem pro příjem signálu je nezakrytý výhled na oblohu.

7.4.4. Současná připravenost metody

Veškeré výše uvedené geodetické práce jsou rutinní, mnohokrát opakované činnosti prováděné odborníky s náležitou kvalifikací a praxí. Všechny textové a grafické výstupy budou ověřeny razítkem odpovědného geodeta.

7.4.5. Zabezpečení jakosti

Geodetické práce budou provedeny podle platných zákonů a norem a to především vyhlášky ČBÚ 435/1992 Sb., vyhlášky 190/1996 Českého úřadu zeměměřického a katastrálního a ČSN 013411. Výpočet bodového pole bude vyhovovat 3. třídě přesnosti, popřípadě bude ověřen nezávislou firmou metodou GPS.

7.4.6. Předpokládaný časový průběh

Časový průběh měřičských prací lze operativně přizpůsobit požadavkům odpovědného řešitele tak, aby nebyl narušen sled prací na lokalitě.

7.4.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.5. DOKUMENTACE KOPNÝCH A VRTNÝCH PRACÍ

7.5.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Každé technické dílo na lokalitě bude nejen zaměřeno ale samozřejmě i geologicky zdokumentováno popisem litologie a odběrem vzorků. Na dokumentaci se budou mimo dokumentaci provádějícího geologa podílet všichni spolupracující specialisté neboť informace, které technické práce poskytnou, budou základní pro každý obor geovědních disciplín.

7.5.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Dokumentace rýh bude prováděna v závislosti na rychlosti jejich hloubení. Dokumentace bude provedena jak v grafické formě (dno a obě boční stěny), tak i ve formě psané. Zaznamenány budou nejen všechny litologické změny a strukturní prvky, ale i místa odběrů vzorků se stanovení jejich účelu.

V případě vrtných prací bude rovněž provedena grafická a psaná prvotní dokumentace která bude obsahovat popis litologie, všech viditelných strukturních prvků, místa naražené hladiny podzemní vody a pod. Zaznamenány budou i technické údaje o průběhu vrtných prací, haváriích, vrtných průměrech a pod. Rozdílná bude metodika dokumentace mezi vrty mapovacími a hlubšími. Zatím co mapovací vrty budou dokumentovány a vzorkovány na místě odvrtu, ostatní vrty budou po uložení do vzorkovnice zdokumentovány pouze pohledem (tedy bez poškození celistvosti jádra použitím geologického kladiva) a teprve po odvezení do skladu hmotné dokumentace budou zdokumentovány klasickým způsobem. Předpokládáme že zde budou vrtná jádra prostorově zorientována, nafotografována a budou z nich odebrány orientované vzorky. Teprve potom budou zbylá jádra podélně rozříznuta a polovina z nich bude předána příslušným specialistům ke zkoumání. Druhá polovina jádra bude sloužit jako dokumentační, resp. pro pozdější využití.

Takto provedená dokumentace bude zkonfrontována s výsledky karotáže a teprve potom bude zpracován tzv. přijatý profil vrtu který bude zapracován do GISu a bude s ním dále pracováno při řešení problematiky HÚ.

7.5.3. Způsob realizace

Dokumentace bude prováděna jedním geologem za široké spoluúčasti specialistů ostatních geovědních disciplín. Po provedení dokumentace rýhy bude před její likvidací záhozem svolán tým specialistů pracujících na úkolu přímo na lokalitu a tam bude každému z nich umožněno seznámit se nejen s předběžnou grafickou dokumentací, ale každý z nich bude moci osobně projít celou rýhou a odebrat si vzorky z partií které ho zajímají.

Obdobný způsobem bude postupováno i v případě mapovacích vrtů před jejich svozem do skladu hmotné dokumentace. Postup dokumentace ostatních vrtů je popsán výše.

7.5.4. Současná připravenost metody

Metoda je známá a připravená k požití. Jedná se vyloženě o rutinní práce, který ovšem bude věnována mimořádná pozornost.

7.5.5. Zabezpečení jakosti

Kvalita dokumentace závisí na kvalitě a zkušenosti geologa provádějícího dokumentaci. Kvalita konečných výstupů však bude podpořena řadou exaktních poznatků (výsledky geofyziky, laboratorních prací atd.), kterými se prvotní poznatky výrazně zobjektivizují. Nicméně bude třeba vypracovat řadu směrnic, které objektivizaci výstupů podpoří (např. minimální množství vzorků na jednotku vrtu nebo rýhy, frekvenci měření v rýhách a vrtech a j.)

7.5.6. Předpokládaný časový průběh

Dokumentace technických prací je přímo spojena s průběhem těchto prací na lokalitě. jak vyplývá z harmonogramu prací (Příl. 1), technické práce na lokalitě budou trvat 18 měsíců. Po tu dobu bude probíhat i zde popisovaná činnost. Předpokládáme, že po jejím skončení ještě minimálně dva měsíce potrvá dokončení prací. Jak je patrno z rozsahu technických prací, zaměstná dokumentace prací jednoho geologa na plný úvazek po dobu dvaceti měsíců a minimálně dalšího pracovníka na poloviční úvazek.

7.5.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.6. DETAILNÍ GEOFYZIKÁLNÍ PRŮZKUM

7.6.1. Zdůvodnění prací, jejich popis a použitelnost výsledků

Měření na 10 plochách o rozměrech do 100 x 100 m s malým krokem měření (1 - 2 m) přinese informace o detailním stavu horninového masívu z hlediska geotechnických a hydrogeologických parametrů, o stupni a charakteru jeho porušení a pod. v místech výchozů. Na zakrytých plochách bude navíc určena i mocnost a charakter pokryvu. Uplatní se hlavně tyto geofyzikální metody:

V georadarové metodě je jednou anténou vysílán puls o nosné frekvenci v MHz a ve druhé přijímací anténě na povrchu jsou registrovány odrazy od podzemních překážek a vrstev. Metoda je určena pro mělký, ale velmi detailní průzkum skalního masívu. V tzv. georadarových řezech, které vzniknou spojitou registrací odrazů podél profilu, se projeví různé nehomogenity a porušení horniny. Podobné výsledky dává také seismická tomografie či detailní a radiální seismické měření. Zde se do země vysílají seismické (mechanické) signály a metoda má větší hloubkový dosah na úkor detailnosti obrazu. Elektrická tomografie je složité měření odporového profilu pohyblivým měřicím dipólem při mnoha různých polohách zdrojové elektrody. Měření je možné automatizovat vhodnou aparaturou s použitím mnohažilného kabelu spojujícího ekvidistantně umístěné elektrody s přepínačem a měřicí aparaturou. Výsledkem je opět velmi detailní odporový řez, lokalizující místa porušení hornin a další skryté nehomogenity. Výsledky geofyzikálního průzkumu budou zobrazeny v mapách 1 : 500 - 2 000 a řezech podle potřeby a detailnosti měření. Budou korelovány s výsledky detailních strukturních studií na výchozech, v lomech a podobně.

7.6.2. Cíl činnosti, návaznost

Cílem detailních geofyzikálních měření a jejich interpretace prací je podrobné zkoumání stavu horninového masívu in-situ geofyzikálními metodami. Tyto detaily se budou v některých případech krýt s detaily strukturních výzkumů. Výsledku povedou k podrobnému popisu stavu masívu v anomálně postižených i neporušených hornin.

7.6.3. Způsob realizace

Detailní geofyzikální průzkum bude proveden na asi 10 detailech o celkové ploše 0,1 km2. Jejich rozmístění bude provedeno na základě výsledků plošného průzkumu a rekognoskace terénu. Krok měření bude 2 m (podle typu metody i méně).

7.6.4. Současná připravenost metody

Přístrojové, softwarové i hardwarové vybavení je dostupné v ČR na požadované úrovni. Geofyzika Brno vyrábí aparaturu pro elektrickou odporovou tomografii, lze však také použít běžné odporové aparatury. V ČR je v současnosti k dispozici asi 15 aparatur pro georadarovou metodu a asi 10 aparatur vhodných pro detailní seismická měření.

7.6.5. Zabezpečení jakosti

Geofyzikální metody jsou vesměs zajištěny přístrojovým vybavením, většinou zahra- niční provenience, jejichž přesnost měření přesahuje často požadovanou.

7.6.6. Předpokládaný časový průběh

Terénní práce budou zahájeny v průběhu plošného geofyzikálního průzkumu, na který budou navazovat a budou trvat 3 měsíce. Finální zpracování pro vypracování etapové zprávy bude trvat 1 měsíc.

7.6.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.7. STRUKTURNĚ PETROLOGICKÁ ANALÝZA

7.7.1. Cíle činnosti a zdůvodnění prací

Cílem prací strukturní geologie v nedestruktivní etapě výzkumu HÚ je použít takové metody, které přímo vedou nebo napomáhají k identifikaci geologických objektů (především granitoidních intruzí), resp. jejich částí vyhovujících pro ukládaní radioaktivních odpadů. Pro nedestruktivní fázi průzkumu úložiště je podstatné odhadnout možnosti propustnosti hornin pomocí povrchových strukturně geologických prací a identifikovat dráhy, kterými mohou fluida migrovat. Propustnost a průlinatost geologických těles je kontrolována dvěma geometrickými faktory: 1) charakterem a intenzitou zlomové a puklinové sítě, 2) celkovou porozitou horninového masivu. Předpokládáme, že hlavním horninovým typem, který bude sloužit jako potenciální materiál pro ukládání rizikových odpadů, budou granitoidní masivy, které vyžadují určitou specifickou techniku práce, jež zahrnuje šest základních výzkumných oblastí:

  1. Terénní 3-D rekonstrukce puklinové a zlomové sítě.
  2. Analýza orientovaných dat z orientovaného vrtného jádra.
  3. Numerické modelování puklinové sítě.
  4. Posouzení stability magmatických staveb a identifikace pozdně magmatických puklin v rámci studovaných granitoidních těles.
  5. Strukturně geologický a petrologický výzkum pláště plutonu a jeho puklinové sítě.
  6. Testování metod porozity mylonitů, kataklazitů a slabě porézních granitoidních hornin.

Ad A. Terénní 3-D rekonstrukce puklinové a zlomové sítě

Pukliny a zlomy maximálním způsobem ovlivňují propustnost horninových masivů a proto i jejich výzkum zasluhuje maximální pozornost. Hlavním cílem je 3-D rekonstrukce puklinové sítě ve studovaných oblastech s maximálně možným hloubkovým dosahem. Terénní výzkum sleduje posouzení hustoty frakturových systémů, interkonektivitu puklinové sítě, genezi a polyfázový charakter puklinových sítí a jejich plošný rozsah. V oblasti studia křehkých deformací granitoidních hornin budou sledovány délky zlomů, rozteč a jejich zakončení na jiných zlomových systémech s cílem vytvořit terénní model interkonektivní puklinové sítě. Za tímto účelem bude rozvíjen výzkum vedoucí k definování korelace mezi charakterem puklinové sítě a napětím, které generuje zlomové pole během několika etap.

Jedním z cílů studia je určení napěťových polí jež jsou zodpovědná za vznik puklinových a zlomových systémů. Relativní příspěvek naložených napěťových režimů může být jednak posouzen detailním studiem struktur spjatých s degenerací napětí a dále rektivací stávající sítě. Kvalitativní a kvantitativní metody používají jak terénních pozorování tak i složitých numerických postupů, jež umožňují určit posloupnost a typ napěťových režimů.

Ad B. Analýza orientovaných dat z orientovaného vrtného jádra

Další data musí vycházet ze studia orientovaných vrtných jader. Vrt je orientován několika metodami, z nichž v dalším textu uvádíme získání orientace pomocí sonické kamery. Orientace vrtu je klíčová pro získání souboru dat o zlomech a puklinách do hloubky až cca. 1000 m. Tato data mohou být následně zpracována stejným způsobem jako povrchová data tj. je možno sestavit hloubkový obraz puklinové sítě a její návaznost s povrchem. Nedílnou součástí je i analýza povrchu puklin a jejich rozevřenosti vzhledem k nárůstu litostatického tlaku. Tato metodika je klíčová pro sestavení celkového 3-D modelu puklinové a zlomové sítě studovaných granitoidů. Způsob prezentace dat je stejný jako u klasické povrchové metody.

Ad C. Numerické modelování puklinových sítí

Na každé lokalitě je nutno vytvořit nejprve reálný podklad geometrie zlomů a puklin následovaný modelováním teoretické puklinové sítě pomocí existujícího a dále rozvíjeného software. Tyto sítě budou modelovány na základě statisticky definovaných souborů zlomů a puklin za použití standardních statistických přístupů, jako je klastrová analýza, fraktální rozdělení hustoty puklin apod. Následně bude modelována anizotropie sítě, její interkonektivita a propustnost pro fluida. Namodelované sítě budou prezentovány pomocí vertikálních a horizontálních řezů zlomovým systémem. Modelované sítě budou testovány pro různě orientovaná deviatorická napětí. Tyto modely jsou nejdůležitější částí výzkumu zlomové sítě a jsou nástrojem k zjištění propustnosti fluid v různých hloubkách v závislosti na klesajícím vertikálním zatížení a klesající intenzitou exfoliace. Dále budou modelovány napěťové režimy, jež budou zjištěny měřením napětí in situ ve vrtech. Výsledným výstupem bude identifikace směrů a domén s nejvyšší a nejnižší propustností v závislosti na interkonektivitě a anizotropii studovaných puklinových sítí.

Ad D. Posouzení stability magmatických staveb a identifikace pozdně magmatických puklin v rámci studovaných granitoidních těles

Cílem výzkumu magmatických staveb je definice orientace magmatických foliací a lineací ve studovaném granitickém tělese. Tyto údaje je možno získat jak mezoskopickým měřením v případě obzvláště usměrněných hornin a také pomocí kvantitativních metod v případě slabých staveb. Kromě základních stavebních prvků bude dále určována intenzita magmatické stavby (přednostní orientace jednotlivých stavebních prvků) a symetrie stavebního elipsoidu. Výsledky studia získané pomocí metody reflexní goniometrie (studium přednostní orientace velkých živcových vyrostlic a slíd) a metody anizotropie magnetické susceptibility umožní kombinovaným způsobem určit tenzor deformace a charakterizovat celkovou stavbu horniny.

Na základě celkové geometrie granitoidních masivů a plošného rozsahu mapovaných strukturních prvků, jako jsou fraktury a magmatické stavby, bude možné posoudit i hloubkový dosah určitého typu magmatického toku a s ním geneticky spjatého typu fraktur. Zóny určitého typu deformace (magmatického či jiného původu), charakterizované mírou intenzity stavby, symetrie elipsoidu a orientací os stavby, mají totiž elipsoidální tvar odpovídající přibližně tvaru stavebního elipsoidu. Cílem těchto výzkumů je získání map geometrie magmatických staveb a to zejména magmatických foliací, lineací a kinematiky magmatického toku ve vztahu ke geometrii vmístění magmatu v rámci plutonického komplexu. Kromě těchto výsledků budou zobrazovány v mapách též informace o celkovém stupni anizotropie stavby získané pomocí metody magnetické anizotropie a pomocí metody reflexní goniometrie. Dále budou mapově zobrazovány údaje o symetrii stavby tj. budou posouzeny stavby planární a lineární v rámci jednotlivých magmatických těles.

Dalším záměrem výzkumu jednotlivých granitoidních masivů je tedy studium plošných rozsahů a tvarů domén s určitým typem deformace a tvaru převládajícího stavebního elipsoidu v dané doméně. Na základě této informace bude odhadnuta i hloubková osa dané magmatické stavby. V rámci masivu pak budou identifikovány domény s určitým typem magmatické stavby ve vztahu k orientaci puklin. Tyto vztahy budou kvantifikovány pomocí Rechesovy metody s hlavním cílem korelace elipsoidu magmatické stavby s geometrií primární puklinové sítě. Jelikož všechny následující puklinové sítě musí degenerovat ve vztahu k první existující puklinové stavbě je tento výzkum velmi důležitý pro posouzení stability zlomových struktur v rámci masivu.

Ad E. Strukturně geologický a petrologický výzkum pláště plutonu a jeho puklinové sítě

Cílem tohoto výzkumu je podat co možná nejúplnější charakteristiku vztahu vnitřní stavby plutonických těles a jejich metamorfovaného a nemetamorfovaného pláště. Koherence staveb hornin pláště a plutonu je klíčová pro posouzení kontinuity staveb jednotlivých domén a eventuálního plynulého nebo velmi ostrého přechodu (litologického či pouze strukturního). K tomuto typu výzkumu patří rozsáhlý mikrostrukturní výzkum magmatických hornin z hlediska jejich deformačních struktur vzniklých v subsolidu či v solidu. Tento výzkum přináší jasné informace o vnitřní anizotropii hornin v závislosti na tvarové přednostní orientaci minerálů a naložené duktilní deformaci.

Pro plášťové horniny je klíčové definovat posloupnost deformačních struktur s cílem posoudit vztah deformací pláště granitoidů vzhledem k strukturám a stavbám v sousedním magmatickém tělese. Tento výzkum je zaměřen na klasickou strukturní metodu, jež pomocí strukturních map a různých statistických metod strukturní analýzy poskytuje obraz o geometrii a deformačním vývoji systému magma - jeho plášť. Výzkumy budou doplněny o kvantitativní analýzu křehkých deformací a o jejich korelaci s puklinovým systémem granitoidů.

Petrologický výzkum pláště založený na detailní mikroskopické analýze klíčových typů hornin pláště a následné analýze chemismu minerálů může poskytnout informaci o hloubkovém dosahu intruze a o reologickém stavu okolních hornin v době vmísťování magmatických hornin. Tyto vztahy pomáhají v odhadech tvaru plutonitů a jejich vztahům k okolním geologickým strukturám. Výzkum puklinové sítě pláště je pak klíčový k posouzení možné komunikace s puklinovu sítí plutonu. Dalším důležitým bodem je kvantitativní studium pozdních žilových rojů protínajících jak granitoidní tělesa tak i plášť. Tyto žíly totiž mnohdy geneticky souvisejí s hostitelským magmatem (petrologicky i geochemicky) avšak pronikají do již vychladlého křehkého granitu. Lze se tedy domnívat, že jejich intruze následovala křehké rozpukání granitoidů spojené s jeho chladnutím.

Výzkum termální historie granitoidních hornin a jejich pláště pak poskytuje podklady pro nejprve termální a následně i reologické modelování okolí intruze. Tyto modely jsou numerické a mají za cíl poskytnout údaje o chladnutí plutonu a jeho reologických vlastnostech. Chladnutí plutonu a termální ovlivnění pláště (včetně kontaktní metamorfozy) bude modelováno pomocí řešení Fourierovy rovnice pro kulovitá a deskovitá tělesa. Dále bude řešen reologický vývoj granitoidů a pláště pomocí rovnic pro křehké a duktilní chování materiálů na základě experimentálních dat pro granit, křemen apod. Cílem těchto výpočtů je zjistit dobu chladnutí plutonu a dobu existence jednotlivých napěťových režimů a období, kdy vznikaly primární puklinové systémy.

Ad F. Výzkum porozity mylonitů, kataklazitů a slabě porézních granitoidních hornin

Faktorem ovlivňujícím propustnost magmatických hornin je i stupeň jejich duktilní a křehké deformace (kataklázy). Magmatické horniny mohou být také postiženy posttektonickými deformačními událostmi, které vedou ke vzniku mylonitických, kataklazitových zon s vysokým stupněm propustnosti. Velmi podstatné je rozeznání typů deformačních mechanismů a míry koheze a kompatibility povrchu minerálů. Je experimentálně prokázáno, že horniny s vysokým stupněm planární stavby, reflektující duktilní deformace, mají sice vysokou anizotropii, avšak velmi nízkou propustnost. Naproti tomu, některé mírně deformované horniny s rozvinutými střižnými pásy mohou být silně propustné. Cílem těchto výzkumů je tedy definice deformačních mechanismů, popis diskontinuit a jejich mapování a nakonec určení typu horniny s potenciální nejvyšší propustností. V této oblasti je nutné vytvořit velkou databázi přírodních mylonitů a kataklazitů a jistým způsobem klasifikovat tyto horniny z hlediska míry anizotropie a míry jejich propustnosti.

V okolí zlomů dochází k mikrofrakturaci hornin, jež je téměř nepostřehnutelná avšak může mít velký vliv na propustnost granitů. Tyto mikrofraktury mohou vytvářet rozsáhlé zóny, jejichž propustnost několikanásobně převyšuje propustnost nepostižené horniny.

Cílem výzkumu porozity hornin plutonitů a jeho pláště je podat mapový obraz porozity a z ní odvozené propustnosti magmatických hornin a hornin pláště. V této fázi je zejména nutné vytvořit mapový obraz deformací magmatických hornin vzniklých během syntektonického chladnutí plutonu (porézní tektonity regionálního rozsahu) a obraz sítě pozdních mylonitů vzniklých díky naložené deformaci (tektonity lokálního rozšíření) avšak s možnou vysokou interkonektivitou. Tyto údaje budou kvantifikovány pomocí metod obrazové analýzy jednak na základě klasické optické mikroskopie a jednak pomocí metody elektronové mikroskopie. Porozita bude zjišťována v okolí zlomových pásem a puklinových zón jakož i v pokud možno neporušené hornině za účelem identifikace porozitního kontrastu mezi neporušenou a porušenou horninou. Stejný postup bude aplikován i v případě hornin pláště, kde bude testován stupeň anizotropie horniny kolmo a rovnoběžně s foliací a dále pak ve vztahu k pozdním frakturám.

7.7.2 Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Ad A. Terénní 3-D rekonstrukce puklinové a zlomové sítě

Mapovaní fraktur. Je to hlavní a nejdůležitější metodika sběru dat a pozůstává z několika dílčích postupů:

  1. 1-D měření distribuce a rozteče fraktur. Metoda spočívá v zaznamenání pozice puklin podél nejdelší referenční linie. Tato data slouží k charakteristice distribuce a rozteče puklin na dané lokalitě a taky pro přímou korelaci s dalšími 1-D daty jako jsou vrty a karotážní data.
  2. 2-D puklinové sítě. Extrakce dat spočívá ve výběru vhodné plochy o rozloze 5-25 m2. Po pečlivém rozměření jsou zaznamenány (na milimetrový papír, nebo formou souřadnic vůči zvolenému počátku) všechny pukliny, jejichž délka je větší než 10-30 cm v závislosti na velikosti vybrané plochy. V některých případech je možné pukliny překreslovat ze série prostorově navazujících fotografií. Metoda je stejná jako u mapování zlomu v důlních dílech.
  3. 3-D puklinové sítě. Získaní 3-D modelů puklinových sítí přímo v terénu představuje nejkvalitnější zdroj dat, avšak realizace bez technických prací je možná jen v malém množství případů. U této metody se zaznamenává pozice každé pukliny a její ohraničení resp. ukončení na okolních puklinách. Vše je pak převedeno do prostředí CAD v počítači (např. Microstation). Výhodou je kvalitní vizualizace a rychlá tvorba orientovaných řezů pro 2-D analýzu.

Tento výzkum tedy zahrnuje detailní zpracování lomů či jiných trojrozměrných a velkoplošných lokalit. Zlomové sítě budou vizualizovány pomocí 3D zobrazení pro statisticky nejvýznamnější zlomové systémy. Nebudou-li velkoplošné lomy k dispozici pak je nutno zpracovávat data na základě výzkumu kopaných rýh (předpoklad 1,5 km se jeví reálný).

Laboratorní zpracování naměřených zlomových a puklinových dat bude zahrnovat statistické zpracování, tj. orientační analýzu, statistickou analýzu hustoty puklin a zákonitostí hustotních distribucí (fraktální, exponenciální…, metodika a software BRGM, Francie). Interkonektivita jednotlivých systémů puklin (vlastní software a software Imperial College, London) a trojrozměrné modely puklinových a zlomových sítí a jejich vizualizace. Výsledky statistického výzkumu budou zpracovávány do podoby informačního systému (GIS ArcView) založeného na vybudované databázi, užívané oddělením GIS ČGÚ.

Ad B. Analýza orientovaných dat z orientovaného vrtného jádra

Orientovaná data zlomů a puklin musí vycházet ze studia orientovaných vrtných jader. Domníváme se, že alespoň jeden hluboký vrt (1000 m) a dále 8 vrtů vrtaných do hloubky 300 m by měly mít orientované jádro. Tyto technické práce musí být profesionálně dokumentovány a přesně analyzovány tak aby byly co nejpřesněji definovány prostorové charakteristiky puklinové a zlomové sítě. Pro analýzu povrchu vrtu existuje několik metod, avšak jako nejužitečnější se jeví výzkum povrchu vrtu pomocí sonické kamery jež je prakticky užívána v BRGM Francie. Vrty budou analyzovány průběžně pro potřeby puklinové a zlomové tektoniky. Pro potřeby analýzy vnitřní stavby granitoidů postačuje vzorkování asi po pěti metrech.

Obrazová analysa stěn vrtu je získávána Borehole televiewer (BHTV), což je sonická kamera, která poskytuje plný obraz stěny vrtu. Povrch stěny vrtu je ozářen rotačním systémem ultrasonického zářiče a přijímače "transducer". Metoda snímání obrazu i popis přístroje jsou uvedeny v práci (Genter, 1991, Genter, 1991). Zásadní je užití sonické kamery pro orientovanou analýzu zlomů, puklin a ohlazových ploch z orientovaných vrtných jader či analýzy obrazu stěn vrtu. Tato metoda byla vyvinuta prof. Angelierem na universitě Paris 6 a její rozvoj byl předmětem několika doktorských disertací financovaných BRGM viz. např. Dezayes, 1992.

Metodika je dostupná v BRGM, s kterým má ÚPSG velmi úzkou spolupráci, právě v oblasti studia staveb orientovaných jader při výzkumu geotermální energie v Rýnském prolomu (Schulmann, 1993). Domníváme se, že studium technologie diagrafického zpracování vrtných stěn by bylo dostupné prostřednictvím našich francouzských spolupracovníků a mohlo by být po nákupu sonické kamery používáno v rámci projektu.

Ad C. Numerické modelování puklinových sítí

Zpracování dat probíhá na velkokapacitních počítačích umožňujících modelování sítí o velikosti několika tisíc uzlů. Teoretické zlomové sítě budou modelovány za použití dat o síti získaných během terénních výzkumů a následujících laboratorních zpracování.

Za účelem generování puklinových síti a jejich následné analýze byla na našem ústavu vyvinuta série speciálních programů FRACTNET. Při jejich tvorbě byly použity všechny dostupné znalosti a zkušenosti získané při pobytu Mgr. Lexy na Imperial College, London. Jednotlivé moduly umožnují:

FRACTGEN - Počítačové generování puklinových sítí se širokou škálou volitelných parametrů. Jako vstupní data modulu FRACTGEN slouží získané charakteristiky. Program vytvoří dvě matice. První je matice propojenosti uzlů puklinové sítě (za uzel je považováno ukončení pukliny nebo intersekce pukliny) a druhá matice obsahuje souřadnice jednotlivých uzlů.

FRACTAL - Tento modul určí fraktálovou dimenzi D=log(N)/log(1/r) metodou Box-counting. Vstupními daty jsou sítě vygenerované modulem FRACTGEN.

DENSITY2D - Vstupními daty jsou sítě vygenerované modulem FRACTGEN. Stanovení hustoty puklinové sítě v 2D ploše. Dvojrozměrná mapa puklin je překryta sítí čtverečků o malé hraně vzhledem ke střední délce puklin. V případě, že čtvereček je protnut alespoň jednou puklinou, je mu přiřazeno číslo 1, v opačném případě 0. V druhém kroku se zvolí čtverec jehož hrana je celým násobkem hrany čtverečku a přiřadí se mu hodnota odpovídající počtu čtverečku s hodnotou 1. Tyto čtverce jsou posléze konturovány a vizualizovány.

FRACTSURF - Výpočet orientační funkce, definující míru přednostní orientace puklinové sítě a kvantifikaci vlivu jednotlivých puklinových systémů. Tento modul je modifikací přístupů využitých Panozzo (1984) pro analýzu přednostních orientací eliptických částic tzv. projekčními technikami, které sledují tvarové charakteristiky objektu jako celku (volume analysis - SURFOR) anebo sledují segmenty povrchu (PAROR). Přístup SURFOR analyzuje soubor puklin jako eliptický objekt a vlastně definuje tvar puklinami postižených domén. Přístup PAROR analyzuje jednotlivě všechny pukliny (respektive jejich části) a zjišťuje tak vnitřní stavby puklinami postižených oblastí. Tento přístup může být použit pro definování orientačních a jiných distribučních charakteristik zlomové sítě z fotografií, aniž bychom znali přímá měření zlomové sítě provedené kompasem.

FRACTCOPE - Soubor programů sloužící k evaluaci konektivitních charakteristik puklinových sítí.

Určení hodnoty konektivity C podle Xing Zhang et al., (1992).

Vizualizace míry distribuce konektivity systému. Tato část programového vybavení je vyvinuta Mgr. Lexou (UPSG).

Separace puklinové sítě na jednotlivé vzájemně propojené segmenty. Každou z vydělených konektivních domén je možné zvlášť analyzovat všemi výše zmíněnými moduly.

Definování konduktivní části puklinové sítě. Tento postup eliminuje všechna slepá zakončení zlomu a puklin a zachová pouze jednoznačně navzájem navazující pukliny.

Modul simulující vliv tlaku fluid a velikostí a orientace regionálního napětí na rozevření nejvhodněji orientovaného systému puklin. Při vysokém diferenciálním napětí a nízkém tlaku fluid bude rozevřen pouze jeden systém puklin zatímco množství rozevíraných systémů bude narůstat s zvyšujícím se tlakem fluid a snižujícím se diferenciálním napětí. Tento modul umožňuje predikci konektivity puklinových systémů v různých hloubkách a nebo pro různá recentní napětí. Modul je velmi podstatný pro řešení ovlivnění napětí v horninových masivech při budování báňských děl.

Práce musí být provedeny na všech dostupných terénních lokalitách, tak aby byl podán co možná nejhustší obraz zlomových struktur. V plutonu střední velikosti je nutno několika (3 - 4 ) terénních sezón k úplnému zpracování. Kromě lomů je nutno zahustit obraz pomocí kopaných rýh a především vrtů s orientovaným jádrem. Zpracování jedné lokality popsaným software zabere cca. 2 dny práce vyškoleného pracovníka. Metoda je náročná na vybavení velkokapacitním počítačem a na dokoupení velkoplošného ploteru. Cena vybavení tohoto typu se pohybuje okolo 600 000 Kč.

Ad D. Posouzení stability magmatických staveb a identifikace pozdně magmatických puklin v rámci studovaných granitoidních těles

Stavby magmatických těles jsou určovány jednak pomocí mezoskopické analýzy struktur a jednak pomocí kvantitativních metod. Mezoskopická analýza magmatických staveb je náročná technika zatížená často subjektivní chybou, nicméně u řady silně foliovaných magmatických těles je možno alespoň určit průběh magmatické foliace. Jako vhodné indikátory slouží magmatické šlíry, orientace tabulkových minerálů a magmatických enkláv. Některá tělesa nabízejí studium velkého množství mafických enkláv jejichž tvar je měřitelný na libovolném řezu a z nich je pak určen pomocí počítačových metod elipsoid stavby. Tato metoda je ideální avšak ne vždy využitelná díky absenci enkláv či jejich malému počtu. K jejímu vyhodnocení je nutno využívat standardních numerických programů. Tyto výzkumy jsou závislé na dlouhodobých terénních výzkumech jež následují detailní geologické mapování.

Magmatické stavby jsou zobrazovány pomocí strukturních map a různých typů stereografických diagramů. Výsledným produktem je mapa stavby magmatické foliace provedená v co možná největším detailu.

Kvantitativní výzkumy magmatických staveb budou provedeny pomocí metody anizotropie magnetické susceptibility (dále AMS) a pomocí metody reflexní goniometrie. Vzorky určené ke studiu AMS budou odebrány pomocí ruční vrtačky a to přibližně deset vzorků z jedné lokality. Naměřená data budou zpracována pomocí stávajícího software a budou prezentována pomocí map orientace foliací, lineací a intenzity a symetrie elipsoidu AMS. Práce vyžadují několik terénních sezón podle velikosti plutonického tělesa avšak metoda AMS je nejspolehlivější a nejrychlejší technikou k získání úplného obrazu magmatických staveb.

Druhou kvantitativní metodou je reflexní goniometrie, která je obzvláště vhodná pro studium zejména porfyrických magmatitů. Výsledkem je získání map orientace, symetrie a intenzity magmatických staveb včetně smyslu paleoproudění magmatu v hornině. Tato metoda je neobyčejně účinná ale zdlouhavá a vyžaduje velmi dobře zacvičený personál jak v měření tak i v následném počítačovém zpracování.

Na systematický výzkum magmatických staveb navazuje výzkum puklinové sítě a identifikace primárních pozdně magmatických puklin. Tento výzkum je založen na komplikovaném matematickém aparátu (Reches 1977, 1981) avšak umožňuje podat informaci, jež je hloubkového dosahu neboť zjišťuje kauzální vztahy mezi stavbou magmatu a s ní geneticky spjatou puklinovou sítí. Na této metodě je výrazně závislá predikce distribuce fraktur v místech s nedostatečným odkrytím resp. směrem do hloubky. Rozvoj studia míry rozevření různě orientovaných puklinových systémů s hloubkou a z toho vyplívající změny anizotropie toku fluid. Pro tento účel bude nutno získat údaje akumulované z hlubokých vrtných prací typu KTB, Geotermie Soultz sous Forets a pod.

Všechny metody jsou časově náročné a vyžadují několik, nejméně však 3 a 4 terénní sezóny pro studium plutonu střední velikosti. Vyžadují rovněž poměrně početný personál a kvalifikované pracovníky v oboru informatiky.

Ad E. Strukturně geologický a petrologický výzkum pláště plutonu a jeho puklinové sítě

Základní strukturní metodou je mezoskopický strukturní výzkum metamorfních struktur a křehkých deformací. Studium pláště je prováděno klasickou strukturní metodou a provádí se pomocí analýzy polyfázové deformace a detailního strukturního mapování. Struktury měřené geologickým kompasem v terénu jsou vyneseny do geologických map, včetně os metamorfních lineací, vrás a duktilních střižných zón. Tyto strukturní mapy jsou sestaveny pro fázi předcházející intruzi magmatu a pro fázi synchronní s vmístěním tělesa. Analýza polyfázové defomace je klíčovou metodou a vyžaduje dobrou znalost deformačních struktur metamorfitů a schopnost rozeznat mechanické chování jednotlivých litotypů za stejných a odlišných teplotních podmínek. V této fázi výzkumu je podstatné určení posloupnosti deformací na jednotlivých výchozech.

Křehké deformace jsou studovány stejným způsobem a na výchozech je sledována orientace zlomů a puklin, jejich frekvence, délkový rozsah a kvalita povrchu či výplně. Je sledován geometrický vztah puklin a zlomů vzhledem k metamorfní stavbě. Orientace fraktur je zobrazována pomocí různých typů růžicových a stereografických diagramů, frekvence pomocí histogramů a trendy fraktur jsou vynášeny do strukturních map.

Petrologický výzkum zahrnuje detailní analýzu minerálních asociací v okolí plutonu, následovanou laboratorním výzkumem tj. studiem pomocí elektronové mikrosondy a elektronového mikroskopu. Výstupem je jednak mapa minerálních asociací a PT diagramy indikující na termální stav horniny před intruzí a během intruze. Termální dosah intruze je jedním z pomocných parametrů, které mohou být použity k posouzení reologického stavu magmatického tělesa před a během intruze. Tento stav je kritický pro rozvoj puklinové sítě jejíž mapa bude korelována s puklinovou sítí plutonu.

Výzkum vyžaduje nejméně 3 sezóny a velmi kvalifikovaný tým v oblasti strukturní geologie a fázové petrologie, včetně odborníka v oblasti informatiky.

Ad F. Výzkum porozity mylonitů, kataklazitů a slabě porézních granitoidních hornin

Tyto studie se provádí jednak pomocí přímých metod studia mikrostruktury hornin a jednak pomocí nepřímých technologicky velmi náročných metod. Přímé metody používají optického mikroskopu, počítačové obrazové analýzy a elektronové mikroskopie, která umožňuje identifikaci a kvantifikaci sítě střižných pásků či povrchu preparátu. Pomocí videokamery jsou identifikovány disjunktivní plochy, které jsou převedeny do počítače pomocí software SURFOR a PARFOR. Intenzita přednostní orientace střižných pásků (porézních kanálů) a jejich četnost se graficky prezentuje pomocí histogramů či jiných typů zobrazení (Panozzo 1994). Míra propustnosti horniny nepochybně narůstá s intenzitou deformace v pevném stavu. Skanovací elektronová mikroskopie SEM je nejúčinnější metoda výzkumu porozity neboť je možno pozorovat tvary a velikost porů na kolmých řezech. Dva řezy umožňují rozeznat trojrozměrný model porozity ve vzorku.

Skanovací elektronová mikroskopie je metoda, která umožňuje s neobyčejnou přesností studovat povrch porézního materiálu a určovat 3-D obraz porézních prostorů. V rastrovacím mikroskopu se k zobrazení používají sekundární elektrony, nebo též s horší rozlišovací schopností odražené primární elektrony. Preparát (6´6´3 mm) je ozářen koncentrovaným paprskem elektronů, jejichž zdrojem je např. žhavená katoda z wolframového vlákna. Protože povrch vzorků musí být elektricky vodivý, pokrývá se u nevodivých vzorků tenkou vrstvou hliníku, mědi, zlata, slitiny zlata a paladia nebo uhlíku. Elektronový optický systém mikroskopu zpracuje paprsek. Měřeným signálem je tedy proud sekundárních nebo odražených elektronů, rtg záření nebo elektronů absorbovaných vzorkem. Různé typy zobrazení pak přinášejí vzájemně se doplňující informace o zkoumaném předmětu. Zvětšení je 10 000-200 000´ s velkou hloubkou ostrosti. Finální čočka zaostřuje na povrch preparátu svazek elektronů, které vytvoří rast a sekundární elektrony zachycené detektorem vytvoří po zesílení obraz povrchu preparátu na obrazovce.

Na základě takovéto mikrostrukturní analýzy je možno vytvořit mapu granitoidního masivu a vyčlenit stupně duktilního či křehkého postižení. Je možno sledovat gradient deformace, a dosah sítě mikrofraktur ve vzdálenosti od velkého zlomu. Tento výzkum je velmi časově náročný (nejméně 5 let pro středně velký granitoidní masiv) a vyžaduje jednak kvalifikovaný odběr dat v terénu ale zejména pak velmi kvalifikovanou práci v oblasti počítačového zpracování.

Nepřímé metody výzkumu porozity jsou zatím jen těžko dostupné. Jedná se především o následující:

Nukleární magnetické rezonanční (NMR) zobrazování, což je metoda používaná v medicíně k detailnímu pozorování prostorových obrazů tělesných orgánů. Ve vědách o materiálech je NMR metoda používaná nejvíce ve stavebnictví pro zobrazování množství vody ve stavebních kamenech.

Tato metoda patří mezi spektroskopické, magnetické rezonanční nebo též magnetometrické metody. Původně byla vyvinuta pro medicínské a biologické účely (získání 3-D představy o mozkovém nádoru, přesné zobrazení cév), postupně využita též v geofyzikální praxi. Spekter NMR se používá především ke strukturním studiím. Spolu s absorpční spektroskopií je základní technikou ve strukturní analýze organických sloučenin. Nicméně, jedná se o dosti nákladnou záležitost, na světě existují v praxi pouze čtyři aparatury ( Fr, N, USA, R). Metoda je založena na fyzikálním principu jaderné spinové rezonance, který byl poprvé popsán americkým chemikem Paulem Christianem Lauterburem v roce 1972. Principem vzniku signálu ve spektrech NMR je absorpce elektromagnetického záření, jedná se o radiofrekvenční záření, kterou potřebuje jádro k reorientaci magnetického momentu. Vzorek je vysušen a vakuován a následně napuštěn vodou. Je vložen do magnetického pole, kde dojde k excitaci elektronů do jiného spinového stavu, což se detekuje zářením. Signál závisí na kvalitě a kvantitě fluida a na velikosti pórů .

Rentgenová tomodensitometrie je metoda běžně využívaná v lékařství jako diagnostická metoda. Metoda je založena na zeslabení rentgenových paprsků což je měřítkem radiologické hustoty. Rozeznávací schopnost je v rozmezí asi 1 mm3 a radiologické hustoty závisí spíše na mineralogickém složení než na porozitě. Metoda byla původně vyvinuta pro medicínské účely (do klinické praxe zavedena r.1977), v geologii užívaná pro sedimentární struktury, experimentální studie deformace a cirkulace fluid, v petrofyzice na určování porozity v sedimentárních i vyvřelých horninách, hustotních variací, fraktur. Je založena na zjišťování útlumu intenzity tentgenového záření procházejícího vzorkem. Zeslabení je ovlivněno tloušťkou řezu, gravimetrickou hustotou, chemickým složením materiálu a totální porozitou. Jedná se o kvantitativní i kvalitativní analýzu totální porozity, tedy izolované i propojené, při níž nedochází k destrukci vzorku, na rozdíl od dřívějších metod ( př. X - radiografie). Zdroj rtg paprsků spolu s detektorem rotují ve 360o okolo vzorku, přičemž je provedena sada cca 500 000 měření, která počítač zpracovává. První CT scanner byl vyvinut v roce 1972 Hounsfieldem (1973 získává Nobelovu cenu).

Rtuťová injekční porozimetrie je metoda, která umožňuje určit porozitu a velikost porů na základě měření objemu rtuti , která je injektována do předtím vysušeného vzorku. Merkurometrie se používá na měření celkového objemu a objemu póru. Vzorek je vysušen a evakuován, následně je plněn rtutí v několika krocích. Díky kapilárním silám se vytvoří deprese a je nutné zvýšit tlak, aby rtuť do horniny vstupovala. Získá se tak porozita propojenná, tvořící síť. Jako jediná dostupná metoda měření porozity je v současné době technika napouštění vzorků magnetickými kapalinami (doc. Hrouda).

Další elegantní a dostupná metoda v ČR je analýza anizotropie elastických vln, kterou je možno realizovat ve spolupráci s geofyzikálním ústavu ČAV (Dr. Pros a kolektiv). Elastické vlastnosti je možno měřit v ČR na aparatuře jež měří rychlost průběhu elastických vln vzorkem. Rychlost elastických vln se mění v závislosti na přítomnosti mikrofraktur a pórů v magmatických a metamorfovaných horninách Zde se kromě anizotropie složení, teploty a tlaku uplatňují i fraktury a póry. S rostoucím počtem pórů klesá rychlost vln. Rozdíly v rychlostech mezi suchou a vodou saturovanou horninou narůstají s rostoucí porozitou a klesají s nárůstem tlaku. Závislost je výraznější pro P-vlny (rozdílná stlačitelnost fluid a plynů) než pro S-vlny (pouze rozdíly v hustotě).

Všechny výše uvedené metody studia porozity granitoidních hornin jsou finančně velmi náročné avšak jejich využití je potenciálně nezbytné pro další výzkumy v souvislosti s ukládáním radioaktivních odpadů.V této oblasti školí UPSG několik studentů. Metody jsou náročné na laboratorní vybavení a vyžadují mezioborový přístup případně dosah na vybavení v zahraničí.

7.7.3 Způsob realizace a návaznosti

Ad A. 3D rekonstrukce puklinové sítě.

Práce budou realizovány v terénu po dobu několika terénních sezón a dále pak na pracovišti UPSG pomocí počítačového vybavení. Předpokládáme zpracování cca. 10 lokalit na hypotetické lokalitě daných rozměrů. Práce zahrnuje rozměření lokality geodetickými metodami, měření fraktur geologickým kompasem a měření rozteče a délky zlomů. Zpracování jedné velkoplošné lokality zabere zkušenému týmu 4 pracovníků dva celé dny (kompletní dokumentace). Stěny jsou dokumentovány pomocí geodetických přístrojů metodami obvyklými v důlní praxi. Podobně je dokumentována i počva lomu. Pukliny a zlomy jsou pečlivě rozměřeny a dále je pořizována fotografická dokumentace. Mezi hlavní parametry měřené v terénu patří:

Charakterizování puklinové sítě spočívá v definování počtu směrově podobných zlomů a puklin, přičemž každá skupina má vlastní zbývající charakteristiky (délka puklin, rozteč puklin, zakončení puklin). Rozdělení do směrově podobného systému puklin je založeno na výpočtu matice vzájemných úhlů všech ploch. Z této matice je klastrovou analýzou zkonstruován dendrogram, který definuje hladiny amalgamace jednotlivých puklin. Ve vhodné úrovni je zvolen úhlový limit, který definuje rozdělení do směrově podobných puklinových systémů. Dále je zjišťována míra přednostní orientace puklin a typ statistického rozdělení (normální a uniformní).

V dalším kroku je u již definovaných směrových skupin statisticky charakterizována průměrná délka puklin a zlomů a eventuelně její statistická variabilita. Zatímco délky puklin je možno v lomové stěně ve většině případu snadno určit, zlomy procházejí často napříč celým lomem a tudíž jejich délka není definovatelná. Délky zlomů jsou na úrovni současného výzkumu modelovány (testovány jsou různé délky), ale tento nedostatek lze snadno eliminovat pomocí dálkového průzkumu země nebo pomocí geofyziky.

Rozteč směrových puklinových systému je statisticky zpracována tak, že je zjištěna střední hodnota rozteče v případě statistického rozdělení a nebo je zjištěna fraktální dimenze v případě fraktálového rozdělení. U každého puklinového směrového systému je definována pravděpodobnost zakončení na jiném puklinovém systému. Dále bude nezbytné doplnit měření o studium puklin v kopaných rýhách. Odhad 1,5 km rýh se jeví jako reálný. Zde bude kladen důraz na pokud možno co nejkontinuálnější profily spojující velkoplošné lokality. Rýhy by měly být pořizovány kolmo na sebe, přičemž by rýhy neměly být vzdáleny více než je maximální dosah studovaných puklinových a zlomových systémů. Statistické zpracování je prováděno pomocí standardních statistických metod na běžných počítačích. Nicméně, i tato metodika je časově náročná a vyžaduje vyškolené pracovníky.

Rekonstrukce puklinové sítě navazuje zejména na výzkumy povrchové geofyziky a hydrogeologie, kde je nutno navázat na geoelektrické a magnetometrické výzkumy. Modelování puklinové sítě souvisí s modelováním pohybu fluid puklinovou sítí.

Ad B. Analýza orientovaných dat z orientovaného vrtného jádra

V této oblasti je nutné zpracovat kompletně celý vrt o délce 1000 m a dále i 8 kratších vrtů o hloubkovém dosahu 300 m. Tyto vrty by měly být situovány tam, kde není možno provést povrchovou studii a dále i v blízkosti velkoplošných povrchových lokalit. Lokalizace vrtů je nesmírně citlivou záležitostí jež umožní sestavit konečný 3D model zlomové sítě. Proto je nutné konzultovat lokalizaci vrtu zejména s geofyziky. Zlomy a pukliny jsou studovány podél celého vrtu a je tedy nutno s jádrem nakládat s maximální opatrností. Z každého jádra bude pořizována fotodokumentace metodou vyvinutou k tomu účelu při studiu superhlubokého vrtu KTB v Německu. Vzorky pro AMS a pro texturní goniometrii jsou odebírány s frekvencí 20 metrů v případě neporušeného jádra. Vzorky jsou navrtány pro účely AMS rovnoběžně s osou vrtu. pro texturní goniometrii je metoda destruktivní a bude nutno odsekávat změřenou část jádra po tenkých vrstvách. Tato metodika byla již v praxi užita při řešení podobné úlohy ve vrtných pracech vázaných na výzkum geotermální energie ve Francouzském Soultz sous Forets. Tato metodika musí být v prvé řadě úzce korelována s geofyzikálním výzkumy.

Ad C. Numerické modelování puklinové sítě

Publikované údaje o počítačových puklinových sítích ukazují, že minimální velikost generované sítě pro objektivní posouzení interkonektivitních charakteristik musí být nejméně desetkrát větší, než je maximální velikost přítomných zlomů. Vzhledem k tomu, ze délka nejdelšího zlomového systému obvykle není definována, jsou zvoleny následující velikosti sítě:

Výsledné sítě jsou zobrazeny na mapách zlomových sítí v horizontálním řezu a na dvou v S-J řezu. Pro vygenerování první sítě je obvykle vybrána maximální hustota obou přítomných systémů puklin za účelem získání konektivitních charakteristik intenzivně frakturovaných částí. Tato procedura je počítačově nejnáročnější částí analýzy a lze ji provést na pracovních stanicích Silicon Graphics.

Distribuce hustoty zlomové sítě je počítána pomocí modulu FRACTDEN jehož výsledek je visualizován formou konturových map. Je třeba zdůraznit, že hustota celé sítě není z hlediska konektivity systému důležitá a je do značné míry ovlivněná vstupními parametry. Z tohoto důvodu je nejprve určena konduktivní část puklinové sítě a to tak, že jsou eliminována všechna volná zakončení zlomů s výjimkou okrajů mapy. Hustota takto modifikované puklinové sítě je v dalším kroku analyzována modulem FRACTDEN jehož výsledkem je mapa hustoty puklinové sítě. Díky výše různě vyvinuté konektivitě puklinové sítě je nezbytné se zabývat její vnitřní stavbou za pomoci programu PAROR. Vnitřní stavba je obvykle kontrolována nejdelším a nejhustším puklinovým systémem. Největší intenzita přednostní orientace zlomů je pak zobrazena minimem na diagramu. První derivace funkce dále kvantifikuje statistický význam příspěvku jednotlivých puklinových sytému k celkové konektivitě. Míra příspěvku je dána výškou diskontinuitní části funkce v okolí maximální anizotropie pro jednotlivé puklinové systémy. Šířka diskontinuitní části diagramu odpovídá míře přednostní orientace jednotlivých systémů.

Dalším důležitým kriteriem pro posouzení konektivity sítě do hloubky je sledování vlivu změny diferenciálního napětí směrem do hloubky. Je tedy velmi podstatné znát stav recentního napětí, které významným způsobem ovlivňuje celkovou konektivitu puklinové sítě. Proto jsou modelovány některé situace možných variací v napětí a tlaku fluid. Důsledkem působení horizontálního orientovaného napětí je uzavření systému kolmého vůči napětí rozevření systému ve velkém úhlu k napětí. V příznivých orientacích však orientované napětí nemá na celkovou konektivitu žádný vliv. Při jiných orientacích způsobuje již minimální diferenciální napětí v horizontálním směru kolaps konduktivity puklinové sítě a znemožňuje prostupnost fluidy. Aby byla udržena celková konektivita sítě je buď nutný vysoký tlak fluid nebo musí napětí působit v takovém úhlu k oběma puklinovým systémům aby integrální součet normálových napětí na obou systémech byl minimální (aby byly pukliny aktivovány jako střižné zlomy).

U vertikální řezů je sledována interkonektivita od povrchu směrem do hloubky z důvodů posouzení možné infiltrace povrchových vod. Barevně je zvýrazněna ta část sítě jež komunikuje s povrchem. Výsledkem jsou série map puklinových sítí, jejich konduktivní části, hustoty a dále propustnosti ve vertikálních a horizontálních řezech.

Ad D. Posouzení stability magmatických staveb a identifikace pozdně magmatických puklin v rámci studovaných granitoidních těles

Práce budou realizovány jednak v terénu a jednak v laboratořích UPSG (reflexní goniometrie) a firmy AGICO (magnetická anizotropie). Pro účely texturní goniometrie je třeba zpracovat cca. 50-60 vzorků na těleso o velikosti melechovského masivu. Měření jednoho vzorku trvá jeden den a další jeden den jeho statistické a matematické zpracování. Pro účely analýzy susceptibility magnetické anizotropie je potřebné měřit asi 10 válečků na jednu lokalitu. Odběr je náročný na přesnost a na čas, zejména jsou-li vrtány odolné granitické horniny. Měření probíhá na aparatuře firmy AGICO a je plně automatizované. Počítačové zpracování může probíhat v Praze i v Brně u firmy. Konstrukce map staveb je procedura vyžadující vynikající počítačové vybavení a pracovníka zběhlého v metodách informatiky. Z každého válečku bude odebrán orientovaný výbrus metodou odzkoušenou doc. Hroudou, který bude určen na texturní pozorování. Celkově bude na plošné mapování staveb odebráno asi 300 válečků pro účely AMS a 300 orientovaných výbrusů.

Tyto metody navazují v prvé řadě na mapovací práce ČGÚ, petrologický a geochemický výzkum magmatitů a to zejména na pracovišti ČGÚ a ústavu geochemie Př FUK.

Ad E. Strukturně geologický a petrologický výzkum pláště plutonu a jeho puklinové sítě

Tyto práce vyžadují detailní vzorkování v plášti plutonu, kde lze očekávat cca 200 až 300 výbrusů, z toho 100 leštěných. Následné petrologické práce spojené s výzkumem na eletronové mikrosondě vyžadují cca 20-25 směn.

Následné modelování termálního efektu plutonu a reologické modelování probíhá na běžném počítačovém vybavení. Obvykle je modelována horká geoterma s následujícími parametry: plášťový tok 40 mW/m2, radioaktivní teplo produkované v mocnosti kůry 15 km o velikosti 2 mW/m3, termální konduktivita 2,25 W/mKTato geoterma byla relaxována po dobu několika desítek milionů let, vzhledem k rovnovážné hloubce 70 km a teplotě 1260 °C za použití metody konečných diferencí s Dirichletovyou okrajovou podmínkou.

Reologické podmínky byly modelovány pomocí Bayerlyho zákona pro křehkou deformaci a pomocí reologických experimentů pro duktilní deformaci. Křehce duktilní přechod je formálně počítán pro nižší hodnoty tokového napětí pro duktilní deformaci než pro křehké porušení. Tato hranice umožňuje mapovat spodní hranici křehké deformace během chladnutí.

Výsledky numerických experimentů jsou pak zobrazeny v diagramech napětí a hloubky pro jednotlivé geotermy vypočtené pro stadia chladnutí kůry. Tyto výpočty umožňují definovat mocnost křehké části kůry po intruzi.

Práce budou realizovány zejména v terénu s následnou petrologickou analýzou v laboratořích UK a z části i ČGÚ. Práce navazují na geofyzikální výzkumy, hydrogeologii a zejména na mapovací práce ČGÚ.

Ad F. Studium porozity a propustnosti hornin.

Tyto práce budou realizovány v terénu pouze z části. Jejich hlavní váha leží v laboratoři, kde přímá měření mohou být prováděna na vybavení UK, avšak nepřímá měření s výjimkou AMS studia pórů v cizině. Metody klasické mikroskopie jsou doplněny elektronovou skanovací mikroskopií, jež je dostupná v laboratořích UK. Pro studované granitoidní masivy bude potřebné odebrat cca 150 až 200 vzorků k mikrostrukturním výzkumům. Předpokládáme cca 100 leštěných nábrusů na elektronovou mikroskopii. Dále budou využity programy obrazové analýzy porů jež vyžadují velkokapacitní počítače.

Vzorky napouštěné magnetickými kapalinami budou zpracovány v laboratořích firmy AGICO. Očekáváme asi 50 vzorků, jež budou zpracovány tímto způsobem.

V Čechách je rovněž možné studovat mikrofrakturaci pomocí metody anizotropie elastických vln. Tato metoda je velmi pomalá a lze počítat s maximálně 5 až 10 vzorky za jeden rok. Metoda je rovněž finančně náročná a práce budou muset být nasmlouvány s geofyzikálním ústavem AV v případě souhlasu odpovědných pracovníků AV (ing. Pros).

Pro studium NMR, CT a merkurometrie je možno využít v prvních letech laboratoří v cizińě. Jako nejvhodnější partner je považován Institute de Geochime de Surface de Strasbourg, kde doc. Schulmann působí jako řádný profesor. Vybavení strasbourgské univerzity je tedy možné považovat v krátkodobém horizontu za dostupné. Celkově očekáváme v prvních letech zpracování cca 20 - 30 vzorků metodami NMR a CT ve Francii. Po zaběhnutí technologie bude možno pracovat s většími objemy vzorků. Je otázkou zda v budoucnu bude účelné přenést některé techniky do Čech nebo zda zůstat u využití přístrojového vybavení v cizině. Tyto práce navazují na výzkumy geochemie prováděné ústavem mineralogie UK.

7.7.4. Současná připravenost metody (event. potřeba testovací lokality, nutnost dovybavení a pod.)

Ad A. 3D rekonstrukce puklinové sítě.

Metodika je ve stadiu rozvoje jak v oblasti terénního tak i v oblasti teoretického a výzkumu geneze fraktur a jejich informatického zpracování. Díky různým školením pracovníků UPSG na Imperial College London, IGS ve Francii se lze domnívat, že metoda bude dostupná a ve standardním stavu během nejbližších 3 až 5 let. K dnešnímu dni je dostupný soubor programů vytvořený Mgr. O. Lexou, jež umožňují kompletní statistické zpracování jakékoliv sítě a její následné zobrazení pomocí programů CAD.

V oblasti vybavení bude nutné doplnit skutečně výkonnými počítači a velmi nákladným programovým vybavením (GIS, CAD apod). Řada software je majetkem BRGM či jiných institucí a je sice na trhu avšak za značné finanční náklady. Programové vybavení a jeho nákup včetně výkonné stanice se pohybuje řádově okolo 300 000 Kč software a 300 000 Kč výkonná stanice.

Ad B. Analýza orientovaných dat z orientovaného vrtného jádra

Jedná se o u nás dosud nepoužívanou metodu, jež je však běžně rozvinuta v řadě západních zemí. Nejbližší jsou vztahy k francouzské geologické službě BRGM, která disponuje kompletní technologií, vyškolenými specialisty a manuály na použití. Domníváme se, že vyškolení dvou pracovníků by trvalo maximálně 6 měsíců. Vybavení je třeba zakoupit pro účely dalšího výzkumu. Cena sonické kamery se pohybuje okolo 200 000 FF, tj. cca 1200 000 Kč.

Ad C. Numerické modelování puklinové sítě

Viz bod A.

Ad D. Posouzení stability magmatických staveb a identifikace pozdně magmatických puklin v rámci studovaných granitoidních těles

Většina metodiky je plně zvládnuta na pracovištích ČR. Texturní goniometry existují dva, oba na pracovišti ÚPSG. Metodika zpracování vzorku je již plně zvládnuta a vzorek může být měřen zaškoleným personálem.

Metoda analýza magnetické susceptibility je plně zvládnuta v ČR a patří ke špičkovým na světě. Lze plně využít stávajícího vybavení ÚPSG a firmy AGICO v Brně. Orientované horninové vzorky pro studium AMS budou odebrány ze všech typů granitových intruzí pomocí přenosné, ruční benzinové vrtačky. Na každé studované lokalitě bude vyvrtáno 5-10 vrtných jader, které budou rozřezány a upraveny na 10-20 vzorků pro následné měření AMS. Magnetická anizotropie hornin bude měřena na střídavém můstku KLY-2 a KLY-3S (Jelínek 1978, Jelínek a Pokorný 1997). Měření budou vyhodnocena pomocí souboru programů ANISOFT (Hrouda et al. 1990).

Nejméně je zvládnuta technika korelace fraktur a magmatických staveb, jež vyžaduje další rozsáhlý výzkum.

Ad E. Strukturně geologický a petrologický výzkum pláště plutonu a jeho puklinové sítě

Většina metodiky je plně zvládnuta na pracovištích ČR. Je třeba doplnit zchátralé mikroskopické vybavení o moderní a výkonné optické mikroskopy. Cena kvalitního mikroskopu činí v současné době cca 500 000 Kč a bude vhodné dokoupit dva nové přístroje, tj. za asi 1 000 000 Kč včetně fotografického vybavení.

Ad F. Studium porozity a propustnosti hornin

Tato metodika je prakticky nezvládnuta v ČR. Pouze některé aspekty kvantitativních přímých výzkumů porozit jsou zvládnuty na optické mikroskopické úrovni a jejich počítačové aplikace. Použití elektronové mikroskopie je v počátcích, přičemž nepřímé metody jsou ve stadiu rešeršní činnosti. Lze přepokládat, že plné zvládnutí nyní dostupných technologií proběhne v příštích 3 letech.

7.7.5. Zabezpečení jakosti

Jakost výsledků musí být zabezpečena optimálním vzorkováním, zodpovědnou manipulací se vzorky a jejich jednotnou přípravou. Systém externích a interních kontrol a auditů je nezbytnou podmínkou úspěšnosti výzkumů. Externí kontroly musí mít mezinárodní charakter.

7.7.6. Předpokládaný časový průběh

Strukturní studium je plánováno na 3 roky. Důležitý bude postup vrtných prací a kapacita laboratoří. Výzkum jednoho plutonického tělesa bude probíhat v následujících etapách:

  1. Detailní terénní výzkum pláště plutonu během prvních 18 měsíců. Vyžaduje detailní strukturní mapování, studium vnitřních staveb metodou AMS, reflexní goniometrie a mezostruktur, včetně petrologických výzkumů. Konstrukce strukturních map a map puklin a frakturových pásem. Tento výzkum probíhá v návaznosti na mapování ČGÚ, geochemický výzkum a základní povrchovou geofyziku. Analýza lomů a rýh pro účely konstrukce puklinové sítě. Konstrukce map konektivity puklinových sítí. Měření a vyhodnocení metody AMS. Zpracování dat získaných vrtnými pracemi průběžně po dobu výzkumu. Během této etapy jsou cíleně odebírány vzorky na studium porozity horninového masivu a probíhají přímá měření porozity pomocí optických metod a elektronové skanovací mikroskopie. Vzniknou mapy puklinových a zlomových sítí, mapy staveb granitoidů a mapy deformací okolních hornin. Dále budou definovány PT podmínky vmístění granitu.
  2. Následuje jednoletá etapa korelace puklinového systému s magmatickými stavbami, korelace s geofyzikou a konstrukce makropropustnosti masivu pomocí modelování interkonektivity puklinové a zlomové sítě.
  3. Závěrečná etapa výzkumu zahrnuje metody nepřímé analýzy porozity na vybraných typech vzorků a kombinované výpočty propustnosti na základě znalosti modelů struktury puklinové sítě. Budou sestaveny 3D modely puklinových sítí, reologicko termální modely granitu a jeho křehkého chování v čase. Posledním výstupem je úplný model propustnosti granitoidního masivu založeného na mapě konduktivní části puklinové sítě a na mapě mikro- a makroporozity granitoidního masivu. Tyto modely pak slouží k navázání na hydrogeologické modelování.

7.7.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.8. HYDROLOGIE

7.8.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Reálně zjištěné údaje o klimatických poměrech průzkumné oblasti, povrchovém odtoku, úrovních hladin podzemních vod, vydatnostech pramenů a o kvalitativních ukazatelech povrchových a podzemních vod představují soubor podkladů potřebný pro hodnocení vodního fondu zájmového území. Popis a sledování stavu přírodního prostředí, jehož je vodní fond nedílnou součástí, je základním předpokladem pro objektivní hodnocení vlivu úložiště na hostitelskou strukturu. Jak vlastní zdrojová data, tak i odvozené charakteristiky budou současně využívány jako vstupy do řešení navazujících problémových úloh (modelové výpočty, vyhodnocení kritických zátěží, projektování staveb aj.).

7.8.2. Rozsah prací, jejich popis

Práce realizační průzkumné etapy jsou členěny do dvou okruhů činností:

  1. Hydrologický monitoring
  2. Pojem "monitoring" v sobě zahrnuje dlouhodobé sledování celé škály hydrologických parametrů, vyhodnocování jejich časového průběhu a posuzování příp. zaznamenaných kvalitativních i kvantitativních změn v jejich vývoji. S monitorováním hydrologických veličin jsou spojené tyto činnosti:

    1. Provoz OMS a ostatních měrných objektů pozorovací sítě
    2. S ohledem na požadavky zabezpečení jakosti realizovaných prací musí údržbu měřících přístrojů a zařízení a kontrolu jejich funkce provádět odborně vyškolená obsluha. Provoz vodoměrných stanic a pozorovacích objektů podzemních vod spolu s odběry vzorků vod pro chemické analýzy proto bude zajišťovat specializovaná pracovní skupina s odpovídajícím přístrojovým vybavením a personálním zajištěním ("servisní středisko monitoringu"), v jejímž organizačním rámci bude zahrnuta trvalá servisní služba.

    3. Sběr a zpracování údajů
    4. Stanovení hydrologických charakteristik vychází z měření hydrologických prvků na pozorovací síti v období průzkumu oblasti. Část objektů pozorovací sítě bude dále využita i pro monitorování chodu zájmových parametrů v průběhu následných průzkumných etap. Při tom se jedná o pořízení obrovských množství údajů, které vytváří poměrně značné nároky na systém sběru, shromažďování a zpracování dat, jejich archivaci a vyhodnocování sledovaných veličin.

      Problematika získávání, sběru a zpracování dat souvisí především s podmínkami technického zabezpečení pozorovacích sítí. Klíčovým požadavkem je zde i vybudování centrálního databázového systému pro zpracování velmi rozsáhlých souborů dat. Předpokládá se, že databázový systém bude spravován v rámci jednotného informačního systému vybudovaného pro potřeby programu vývoje HÚ, na který bude terminálově napojeno pracoviště vybavené prostředky pro:

      • vstup naměřených dat,
      • kontrolu dat,
      • zpracování dat do vhodného tvaru pro archivaci.

      Pracovní náročnost spojená se zpracováním a kontrolou pořízených dat je odhadována v rozsahu cca 2 hod na měsíční provoz jedné stanice.

    5. Hydrometrické práce.
    6. Ve vodoměrných stanicích se průběh měrné křivky Q = f(H) ověřuje i v průběhu provozu stanic kontrolním měřením průtoků 2x ročně (nízké a vysoké stavy).

    7. Laboratorní práce.
    8. Pro sledování kvalitativních ukazatelů se budou ve vybraných říčních profilech a v dalších objektech pozorovací sítě odebírat vzorky povrchových a podzemních vod, jakož i kumulativní vzorky srážek. Vzorkování se bude provádět podle předem zpracovaného řídícího předpisu (program odběru vzorků a laboratorních analýz), ve kterém budou zohledněny všechny požadavky vyplývající z potřeb ostatních oborů (geochemie, projekční činnosti, výzkum interakcí v blízkém poli atd.) nebo z řešení dílčích úloh (monitoring látkových toků). Metodika vzorkování (způsob odběru, fixace vzorků a manipulace, časové intervaly apod.) bude pro jednotlivé typy odběrů rovněž stanovena řídícím předpisem.

      Analytické zpracování odebraných vzorků vod bude zadáno vybrané akreditované laboratoři. Vzorky budou podrobeny komplexním chemickým, příp. radiochemickým a bakteriologickým rozborům, provedeným podle standardních operačních postupů laboratoře. Rozsah stanovených parametrů bude rovněž určen řídícím předpisem, příp. může být operativně upraven pokyny (dokladovanými) pracovníka zodpovědného za realizaci hydrologických prací. Z hlediska uplatnění systému jakosti musí být řídícím předpisem stanoveny též pravidla identifikace vzorků, vedení záznamů o provedených analýzách, jejich archivace a začlenění výsledků analýz do informačního systému. Předpokládaný počet analýz vychází z odhadů potřeb souvisejících geologických oborů - geochemie a monitoringu látkových toků.

    9. Vyhodnocení monitoringu.
    10. Kromě možnosti okamžitého použití naměřených údajů archivovaných v centrální databázi pro potřeby řešení dílčích úloh různých oborů (hydrogeologie, hydrogeochemie) se předpokládá vydávání ročních přehledů o vývoji sledovaných parametrů.

      Pozorovací období je navrženo v délce tří let. Tato tříletá doba provozu vodoměrných stanic a pozorovacích objektů podzemních vod se poměrně dobře shoduje s pravděpodobným časovým rozpětím nedestruktivní fáze geologického a hydrogeologického průzkumu. Naměřené datové řady budou představovat dostačující podklad pro stanovení základních hydrologických charakteristik (statistické parametry, specifické odtoky, zabezpečenost průtoků a hladinových úrovní aj.). V rámci závěrečného zpracování režimových pozorování budou vyhodnoceny charakteristiky vodních stavů, odtokové poměry, teplotní charakteristiky vodotečí a podzemních vod a parametry jakosti podzemních a povrchových vod.

      Stanovené hydrologické charakteristiky budou zpracovány do souboru map (v digitální formě), který bude spolu s ostatními "informačními balíky" (geologie, hydrogeologie, geochemie, dopravní sytém, urbanismus atd.) začleněn do zvoleného geografického informačního systému (GIS). Tímto způsobem lze vyhodnocovat jak prvky plošného charakteru (říční síť, specifický odtok, vegetační kryt apod.), tak bodově zjištěné údaje ve sledovaném území (hydrogramy průtoků v měrných profilech, lokální jevy aj.).

  3. Ostatní hydrologické práce
  4. Kromě monitorování hydrologických prvků na síti pozorovacích objektů budou v rámci realizační průzkumné etapy realizovány ještě tyto další práce:

    1. Aplikace hydrologických metod při řešení hydrogeologické problematiky a studiu vzdálených interakcí.
    2. Vedle hydraulických metod kvantifikace přírodních zdrojů podzemních vod na základě stanovení odporových a kapacitních parametrů horninového prostředí hydrodynamickými zkouškami se při hodnocení hydrogeologických poměrů zkoumané lokality uplatní i některé hydrologické metody oceňování. Jde tu hlavně o řešení otázek spojených s problematikou tvorby podzemních vod, složitého procesu jejich odtoku v povodí a vzájemného vztahu s povrchovými toky. Za nejvhodnější je možné považovat především metody založené na analýze časového a prostorového režimu odtoku, s kvantifikací jednotlivých složek vodního fondu území. Sem patří rozbor výtokových čar pro stanovení akumulovaných zásob podzemních vod, metody vyčlenění základního odtoku z průtokových řad, příp. hydrologické modelování srážko-odtokových vztahů. Výhodou těchto metod je, že spočívají na údajích o průtocích ve vodotečích, které je možné považovat za relativně nejpřesněji měřitelné prvky ze všech hydrologických veličin. Při výběru hydrologických aplikací bude rovněž třeba zohlednit nároky použitých hydrogeologických postupů (modelové řešení), které ovšem budou vycházet ze zadání požadovaných vstupů pro bezpečnostní hodnocení zkoumané oblasti.

    3. Doplňková hydrologická měření
    4. V projektu měření budou na základě rozborů hydrogeologické problematiky navržena některá další hydrologická měření zaměřená na oceňování přírodních zdrojů podzemních vod. Běžně užívaná je metoda postupného profilování toků pro hodnocení vlivu dílčích hydrogeologických jednotek a tektonické stavby území, nabízí se např. i metoda přímého měření infiltrace do půdního profilu aj.

      V průběhu realizační etapy budou realizována také speciální měření a pozorování hydrologických prvků pro potřeby hydrogeologického testování. Zařazení těchto účelových měření do programu prací bude operativní dle časového postupu prováděných testů. Detailní náplň a organizace měření vyplyne z požadavků zpracovaných v rámci projektové přípravy hydrogeologických zkoušek a ze situace testovaných objektů.

    5. Vodohospodářská bilance území
    6. Souběžně s prováděním hydrologických měření bude probíhat sběr potřebných podkladů pro sestavení vodohospodářské bilance zkoumané oblasti. Zpracuje se soupis všech zdrojů podzemních a povrchových vod, určí se lokalizace odběrů, způsob jejich využití a návratu do vodotečí. Z bilančního hlediska jsou zvlášť významné informace o převodech vody mezi dílčími povodími, příp. mimo zájmové území.

7.8.3. Současná připravenost metody

Pro realizaci hydrologických prací není třeba přijímat zvláštní organizační opatření. Praktické provádění navržených metod a postupů bylo ověřeno již v rámci jejich uplatnění při řadě akcí ložiskového a regionálního hydrogeologického průzkumu.

7.8.4. Zabezpečení jakosti

Pro převážnou většinu dat získaných v průběhu hydrologického monitoringu je charakteristická jejich výrazná proměnlivost v čase. Výsledky měření hydrologických prvků proto není možné plně ověřovat následnou kontrolou. Z hlediska zabezpečení jakosti je tedy třeba hydrologické monitorování zařadit mezi zvláštní procesy. Prováděná měření a jejich vyhodnocení se řídí existujícími standarty a normami (např. ČSN 73 6561, ČSN 73 6805, ČSN ISO 5667) a ostatními souvisejícími právními předpisy. Protože se jedná o zvláštní proces musí být pro měření stanovena i kvalifikační kritéria (v rámci "Plánu zabezpečení jakosti hydrologických prací") a vlastní realizace měření musí těmto kvalifikačním kritériím vyhovovat. Dokumentace systému jakosti musí zahrnout:

  1. Kvalifikační požadavky na personál
  2. Požadavky na zařízení a na dokumentaci
  3. Podmínky nezbytné pro správný průběh procesu (např. kalibrační požadavky)
  4. Požadavky na použití norem a standardů, včetně kritérií přijatelnosti.

Organizace zajišťující provoz pozorovací sítě a sběr dat musí sestavit program pro výběr, výchovu a výcvik personálu, který bude monitorovací práce provádět.

7.8.5. Rozpočet hydrologických prací realizační etapy

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.8.6. Harmonogram prací

Harmonogram prací v MS Project (7 kB)

7.9. MONITORING LÁTKOVÝCH TOKŮ A KRITICKÝCH ZÁTĚŽÍ V MALÉM POVODÍ

7.9.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Monitoring látkových toků naváže v této etapě bez přerušení na práce popsané a realizované v rekognoskační etapě.

7.9.2. Rozsah prací

Práce na monitoringu budou probíhat další tři roky a budou zakončeny závěrečnou zprávou.

7.9.3. Způsob realizace

Metodika prací se s největší pravděpodobností nezmění. Po ukončení monitoringu bude zpracována závěrečná shrnující zpráva.

7.9.4. Předpokládaný časový průběh

Program monitoringu látkových toků je ve své podstatě programem dlouhodobým a musí probíhat po celou dobu činnosti na lokalitě až do jejího opuštění. Pokud se studijní lokalita stane lokalitou kandidátní, monitoring bude pokračovat mimo jiné i s ohledem na výše uvedenou roli ve vztazích k veřejnosti. Svoji roli hraje i klimatická a hydrologická variabilita jednotlivých roků a skutečnost, že některé změny mají kumulativní charakter a projeví se až po delší době. V této etapě prací předpokládáme provedení tříletého měření na lokalitě.

7.9.5. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.10. HYDROGEOLOGIE

Hydrogeologickému průzkumu perspektivních lokalit pro hlubinné úložiště radioaktivního odpadu je v zemích, které se již po léta zabývají touto problematikou věnována velká pozornost. Výsledky hydrogeologického průzkumu hrají velkou roli při hodnocení vhodnosti dané lokality pro hlubinné úložiště. V České republice stála doposud hydrogeologie při řešení problematiky hlubinného úložiště poněkud v pozadí ostatních geovědních disciplin. Tento stav je způsoben nedostatkem našich zkušeností s hydrogeologickým průzkumem hlubších partií krystalinika.

V granitoidních masivech se podzemní voda pohybuje po puklinách či puklinových zónách, které jsou obklopeny neporušenými horninami s velmi nízkou propustností. Jedná se o nehomogenní prostředí, kde se propustnost v rozsahu několika málo metrů může změnit až o několik řádů. Pro získání hydrogeologických charakteristik v tomto prostředí je nutné použít speciální metody i přístrojové vybavení.

Jako naprosto nezbytné se proto jeví vytvoření týmu hydrogeologů (specialistů v oborech hydraulika, hydrochemie a matematické modelování) a techniků, kteří se dokonale obeznámí s problematikou hydrogeologie hlubinného úložiště a absolvují dlouhodobé stáže na zahraničních pracovištích. Tento tým se poté bude podílet na sestavení prováděcích projektů pro testovací lokalitu i lokality studijní a dohledem nad prováděním a vyhodnocováním prací na lokalitách. Dobu potřebnou k sestavení a zaškolení tohoto týmu odborníků odhadujeme na dva roky.

7.10.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Tok podzemní vody je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících bezpečnost hlubinného úložiště radioaktivního odpadu. Podzemní voda způsobuje degradaci inženýrských bariér, rozpouštění odpadu a migraci radionuklidů z úložiště do biosféry. Studium hydrogeologických charakteristik horninového prostředí představuje proto klíčovou a nenahraditelnou metodu při průzkumu studijních lokalit.

Cílem hydrogeologického průzkumu v ověřovací etapě nedestruktivního průzkumu studijní lokality je:

Výskyt výrazných zvodnělých poruch bude jedním z kritérií, která mohou danou lokalitu vyřadit z užšího výběru kandidátních lokalit.

7.10.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

V realizační etapě nedestruktivní fáze geologického průzkumu studijních lokalit budou prováděny následující hydrogeologické práce:

  1. Hydrogeologický monitoring
  2. Krátkodobé hydrodynamické zkoušky na mělkých vrtech v kvartéru
  3. Hydrodynamické zkoušky v průběhu vrtání
  4. Hydrodynamické zkoušky po ukončení vrtání a měření s průtokoměrem
  5. Vodní tlakové zkoušky
  6. Hydrodynamické zkoušky z jednotlivých etáží s odběrem vzorků podzemních vod pro chemické analýzy
  7. Matematické modelování

  1. Hydrogeologický monitoring
  2. V realizační etapě geologického průzkumu bude nadále pokračovat ve stejném rozsahu monitoring stávajících objektů započatý v etapě předchozí. Monitorovací síť bude dále rozšířena o 25 mělkých kvartérních vrtů a 19 hlubších vrtů (100, 300 a 1000 m hlubokých).

    Sledovány budou následující údaje:

  3. Krátkodobé hydrodynamické zkoušky na mělkých vrtech v kvartéru
  4. Na 25 vybraných mapovacích vrtech v kvartéru budou uskutečněny čerpací zkoušky metodou neustáleného proudění a následně stoupací zkoušky. Totožné vrty budou zahrnuty do monitorovací sítě.

    Čerpací zkouška bude provedena:

    Stoupací zkouška bude provedena:

    V průběhu čerpací i stoupací zkoušky budou kontinuálně sledovány změny hladiny podzemní vody v testovaném vrtu a současně i v ostatních objektech hydrogeologické monitorovací sítě (stávající objekty, mapovací vrty). Obě zkoušky budou vyhodnocovány standardním způsobem dle Theise a Jacoba.

  5. Hydrodynamické zkoušky v průběhu vrtání
  6. V průběhu vrtání hlubších vrtů na studijní lokalitě budou tyto vrty testovány po jednotlivých etážích a to v tomto rozsahu:

    Po odvrtání 30 resp. 100 metrového úseku vrtu, budou přerušeny vrtné práce a provedena čerpací zkouška v podmínkách neustáleného proudění s konstantní vydatností. Testovaná etáž bude oddělena od svrchního úseku vrtu (s výjimkou první odvrtané etáže) pomocí pakru. V průběhu čerpání budou kontinuálně sledovány změny tlaku v etáži v závislosti na čase. Minimální délka trvání zkoušky je dána časem potřebným pro odběry vzorků podzemní vody. Před odběrem je nutné minimálně 3x odčerpat vodu obsaženou ve vrtu a výstroji. Poté následuje zkouška stoupací. Podle zahraničních zkušeností je vhodné provádět tyto zkoušky v časových intervalech 6 hodin čerpací a 6 hodin stoupací zkouška.

    K výplachu je nezbytné používat výhradně podzemní vodu z blízkých zdrojů. Výplach je nabohacován ekologicky nezávadnými stopovači za účelem stanovení míry znečištění odebraných vzorků podzemní vody vodou výplachovou. Koncentrace stopovače ve výplachu je průběžně sledována po celou dobu vrtání.
    Pro provedení hydrodynamických zkoušek na hlubších vrtech jsou nezbytné teleskopické vrty, u kterých je svrchních cca 100 m vrtáno s průměrem min 112 mm. Tento průměr umožňuje osazení čerpadel a měřící techniky.

  7. Hydrodynamické zkoušky po ukončení vrtání a měření s průtokoměrem
  8. Uvedené testy budou provedeny na všech projektovaných vrtech hloubky 100, 300 a 1000m. Jedná se o čerpací zkoušku na otevřeném vrtu s konstantní vydatností, v jejímž průběhu je prováděno měření rychlosti proudění podzemní vody ve vrtu s průtokoměrem. Cílem těchto testů je lokalizace hydraulicky vodivých zón ve vrtu a zjištění vydatnosti vrtu pro konstrukci křivky vydatnosti. Po čerpací zkoušce následuje zkouška stoupací. Uvedené čerpací a stoupací zkoušce bude předcházet čištění vrtu airliftem a měření ve vrtu s průtokoměrem za klidového režimu.

  9. Vodní tlakové zkoušky
  10. Ve vyhloubeném vrtu se postupně po jednotlivých etážích o délce 30 m měří propustnost masivu. Do etáže ve vrtu vymezené pakry je za stálého tlaku vtlačována voda. Po ukončení vtlačování je přívodní ventil do etáže uzavřen a dále je sledován pokles tlaku do původního stavu.Během zkoušky je automaticky zaznamenáváno množství vtlačované vody (l.s-1) a tlak v etáži, kromě těchto parametrů je monitorován atmosférický tlak, teplota a výška hladiny podzemní vody v otevřeném úseku vrtu nad vrchním pakrem testované etáže.

    Testován bude následující počet vrtů:

    Po vyhodnocení těchto testů s rozsahem pakrů 30 metrů bude provedeno ve více propustných úsecích upřesnění lokalizace vodivých poruch stejným typem zkoušky s použitím etáží o délce 3 m.

    V zahraničí byly tyto zkoušky prováděny v těchto časových intervalech: pakry po 30 m 1-2 + 1-2 hodiny, pakry po 3 m 15 + 15 minut.
    Cílem zkoušky je hloubkový profil propustnosti masivu a stanovení propustnosti jednotlivých poruchových zón.

  11. Hydrodynamické zkoušky z jednotlivých etáží s odběrem vzorků podzemních vod pro chemické analýzy
  12. Na základě dat získaných z karotáže a v předchozích zkouškách, po provedení čerpacích zkoušek z jednotlivých etáží při vrtání, po čerpací zkoušce z volného vrtu po ukončení vrtání a po vyhodnocení vodních tlakových zkoušek budou provedeny z vybraných etáží další průzkumné čerpací zkoušky.

    Etáž bude zvolena tak, aby zachycovala samostatně se tlakově či parametricky projevující zvodeň (puklinový systém). Čerpací zkouška bude prováděna při ustáleném režimu proudění za kontinuálního měření vydatnosti a snížení hladiny. Vybraná etáž bude vymezena pakry. V průběhu čerpací zkoušky budou odebrány vzorky vody pro podrobné fyzikálně chemické analýzy.

    Předpokládaný počet testovaných vrtů a etáží:

  13. Matematické modelování
  14. Sestavení matematického modelu vyžaduje syntetické zhodnocení veškerých dostupných dat o přírodních poměrech a oběhu vod na posuzované lokalitě. Klíčovou etapu prací proto představuje shromáždění a studium těchto dat. Rozsah území, ze kterého je třeba tato data shromáždit přitom nelze omezit pouze na vlastní oblast modelu, ale je třeba vyhodnotit i oblast přilehlého okolí. Vzhledem k charakteru řešené problematiky bude nutné hodnotit celou oblast uzavřeného hydrogeologického cyklu, tj. oblast od hydrogeologické rozvodnice až po drenážní bázi (širší modelovaná oblast). Vlastní úložiště a jeho blízké okolí pak bude možné modelovat v rámci detailu (užší modelovaná oblast).

    Specifikace prací:

    Nejprve je nutné zajistit topografické podklady vhodného měřítka (nejčastěji 1:10000) a rozsahu. Rozsah území bude dán hranicemi uzavřeného hydrogeologického cyklu (předpokládá se cca 40 km2). Topografické mapové podklady je vhodné doplnit leteckými snímky. Tyto mapové podklady je dále nutné digitalizovat, případně scanovat do formátu, který bude vyžadovat použitý program. Topografická data a letecké snímky budou finálně zpracovány pomocí geoinformačního systému (GIS).

    Vstupní data, která je nutné v souvislosti a matematickým modelováním hodnotit tvoří tyto obsahové skupiny:

    1. Klimatická data:
      • údaje o srážkové činnosti (dlouhodobá režimní sledování), teplotách, atmosférickém tlaku, výparu a evapotranspiraci.
    2. Hydrologická data:
      • průtoky a vodní stavy na vodních tocích, případně nádržích,
      • výškové profily a staničení vodních toků,
      • hodnocení postupných průtočných profilů vodních toků,
      • hodnocení pramenního odtoku,
    3. Geologická a geofyzikální data:
      • údaje o geologické stavbě,
      • údaje o tektonické stavbě,
      • výsledky geofyzikálních prací.
    4. Hydrogeologická data:
      • údaje o hydrogeologické stavbě.
      • výsledky hydrodynamických zkoušek (pro každou vrstvu, sestrojení map izolinií transmisivity a propustnosti),
      • údaje o stavech podzemních vod (režimní sledování),
      • sestrojení map izolinií hladiny podzemních vod (hydroizohypsy, resp. hydroizopiesy).
    5. Údaje o využití podzemních i povrchových vod v zájmovém území:
      • bilance množství čerpaných podzemních i povrchových vod (umělé odběry),
      • informace o případném zasakování vod (umělá dotace).
    6. Hydrochemická a hydrofyzikální data:
      • údaje o složení a vlastnostech podzemních a povrchových vod,
      • zonální hodnocení,
      • interakční hodnocení,
      • časový vývoj.

7.10.3. Způsob realizace a návaznosti

  1. Hydrogeologický monitoring
  2. Monitorovací práce budou navazovat na režimní měření (monitoring) zahájená v rekognoskační etapě a budou probíhat podle totožné metodiky a se stejným technickým vybavením ( viz kap. 6.X.3.).

  3. Krátkodobé hydrodynamické zkoušky na mělkých vrtech v kvartéru
  4. Čerpací zkouška bude realizována pomocí elektrického ponorného čerpadla v mělkých mapovacích vrtech vystrojených umělohmotnou zárubnicí o průměru 120 mm. Změny stavu hladiny v průběhu čerpací i stoupací zkoušky na testovaném i okolních vrtech budou kontinuálně sledovány pomocí automatického snímače výšky hladiny (tlaku) - dataloggeru.

  5. Hydrodynamické zkoušky v průběhu vrtání
  6. Zkoušky budou prováděny v pravidelných intervalech, nebo po naražení a zaregistrování silného přítoku podzemní vody či silné ztráty výplachu. Předběžně se počítá se zkouškami při dosažení těchto hloubek :

    Při hloubení vrtů do zkoušky při dosažení hloubky (m)
      40
    100 m 70
      100
      100
    300 m 200
      300
      100
      200
      300
      400
    1000 m 500
      600
      700
      800
      900
      1000

    Testovaná etáž bude oddělena od svrchního úseku vrtu pomocí pakru usazeného na vrtných tyčích. V horní části bude zapouštěna do hloubky rozšířené části vrtu (do úvodní pažnice) kolona pažnic s přechodem na vrtné soutyčí tak, aby zde mohlo být instalováno ponorné el. čerpadlo (např.Grundfos JS1 až JS4 o f 71 mm s výtlakem 29 m až 152 m). Toto je třeba zajistit pouze v případě vrtání s vnitřním f menším než je f čerpadla).

    Množství čerpané vody je řádově odhadováno do Q = 0,2 l/s.
    Průtok bude měřen kontinuálně pomocí průtokoměru s dostatečnou citlivostí (např. Hoffer řady HO), kontrolně měřením času potřebného k naplnění odměrné nádoby.

    Měření poklesu a nástupu hladiny (tlaku) při čerpací i stoupací zkoušce bude provedeno pomocí inteligentního snímače hladiny (tlaku) - dataloggeru (např.DCI PLI 03, DC I PGI O Data Con s.r.o. Praha), který zaznamenává datum, čas měření, naměřenou hodnotu s dostatečnou přesností a s návazností automatického počítačového vyhodnocení.

    Odběr vzorků bude proveden až po ustálení kontinuálně měřených fyzikálněchemických parametrů (pH, vodivost, teplota) indikujících eliminaci vnějšího ovlivnění podzemních vod (výplachem), které mají být vzorkovány.

    Návaznosti:

    Čerpací zkouška bude uskutečněna po provedení inklinometrie a kavernometrie a následném usazení pakru.

  7. Hydrodynamické zkoušky po ukončení vrtání a měření s průtokoměrem
  8. Čištění vrtu - odpískování bude provedeno mamutovým čerpadlem (airliftem) a bude při něm měřena hladina vody ve vrtu a orientačně (do odměrné nádoby) čerpané množství vody v průběhu čištění. Čistění bude prováděno až do doby dosažení vytékání čiré vody bez klastických a organolepticky zjistitelných příměsí a vymizení stopovacích látek přidávaných do výplachu. Poté bude následovat orientační stoupací zkouška. Čerpání bude prováděno elektrickým ponorným čerpadlem Grundfos JS 2-06 s Hmax. 88 m, Hnor 51 m, Qnor 0,44 l/s (případně jiným vhodným typem řady JS 1 až JS 8). V průběhu zkoušky bude zaznamenávána kontinuálně vydatnost Q a snížení hladiny citlivým průtokoměrem a pomocí dataloggeru (bude použito obdobných zařízení jako u předchozích zkoušek). Čidla budou umístěna zásadně min. 2 m nad košem čerpadla. Při poklesu vodního sloupce nad čerpadlem k čidlu bude čerpané množství sníženo škrcením ventilu tak, aby hladina byla ustálená 2 m nad čidlem.

    Čerpací zkouška bude prováděna minimálně při dvou depresích vodní hladiny, v jejím průběhu bude ustálen režim proudění při dvou párech vydatnosti a snížení. Čerpané množství bude zvoleno na základě výsledků orientační stoupací zkoušky po vyčištění vrtu tak, aby došlo k ustálení režimu proudění v bližším okolí vrtu v reálném čase několika dní. Délku čerpací zkoušky odhadujeme na 6 dní.

    Současně bude při ustáleném režimu proudění proměřen průtok vody ve vrtu v podélné ose vrtu přístrojem Otwell s potřebnou citlivostí. Průtokoměr Otwell bude zapuštěn do vrtu před instalací čerpací soupravy. Měření s průtokoměrem proběhne ve stejném rozsahu také v klidovém stavu tj. před zahájením čerpání.

    Po skončení čerpací zkoušky bude provedena stoupací zkouška. Po vypnutí čerpadla bude kontinuálně zaznamenávána úroveň hladiny pomocí stejného dataloggeru až do nástupu hladiny podzemní vody do úrovně před čerpací zkouškou, nebo do ustálení hladiny. Délku stoupací zkoušky odhadujeme na 6 dní.

  9. Vodní tlakové zkoušky
  10. Testovaná etáž bude oddělena zdola i shora pomocí pakru umístěného na vrtném soutyčí. Vrtné tyče mezi pakry budou perforovány. Pro hlubší vrty s malým průměrem (75,3 mm, 93 mm) budou použity opěrné pakry (Karotáže a cementace s.r.o. Hodonín), pro mělčí vrty a větší průměry mohou být použity pneumatické pakry (Resat Praha). Pro provedení zkoušek je také možné použít speciálních zahraničních pakrovacích soustav, které nejsou v České republice zatím k dispozici.

    Do vymezené etáže bude vtlačována voda za stálého tlaku, předpokládáme tlak 200 - 300 kPa, pomocí nízkotlakého čerpadla.
    Množství vtláčené vody, změny tlaku v etáži a v otevřeném úseku vrtu budou kontinuálně měřeny s dostatečnou přesností pomocí průtokoměru (opět např. Hoffer) a snímačů hladiny a tlaku (např. DataCon). Zpřesňující vodní tlakové zkoušky budou provedeny v úsecích, ve kterých byla na základě předchozích testů a karotáže indikována vyšší propustnost (vodivost). U těchto zkoušek bude, jak už bylo uvedeno, zvolen interval pakrů 3 m. Metodika testování a technické zajištění bude stejné jako u zkoušek s intervalem 30 m, pouze doba testování bude kratší. Průměrný počet třímetrových etáží odhadujeme na 10 na 100 m délky vrtu.

  11. Hydrodynamické zkoušky z jednotlivých etáží s odběrem vzorků pro chemické analýzy
  12. Vybraná etáž bude uzavřena shora i zespodu pakrem (typu K+C nebo Resat). Mezi pakry bude soutyčí perforováno tak, aby voda mohla proudit dále vrtnými tyčemi nad horní pakr až k ponornému čerpadlu, které bude umístěno v pažnicové koloně spojené vodotěsně s horním koncem vrtného soutyčí.
    Čerpací a stoupací zkouška z etáže bude prováděny obdobnou metodikou jako čerpací a stoupací zkoušky po ukončení vrtání (čerpání minimálně při 2 depresích vodní hladiny při ustáleném režimu proudění atd) a obdobné bude i technické zajištění zkoušky.

    Zkoušky budou probíhat v následujícím časovém rozmezí:

    monitorování piezometrické výšky v etáži  2 dny
    čerpací zkouška  6 dní
    stoupací zkouška  6 dní

  13. Matematické modelování
  14. Matematický model hydrogeologických vlastností masivu a proudění podzemní vody, bude zpracováván na základě dat získaných v průběhu prací realizovaných během předrealizační, rekognoskační a realizační etapy nedestruktivní fáze geologického průzkumu i na základě dat archivních.

    Modelování bude prováděno v následujících navazujících etapách:

Ve všech těchto etapách bude probíhat supervizní dohled.

7.10.4. Současná připravenost metody

Z výše uvedených metod patří mezi v České republice známé a běžně užívané pouze hydrogeologický monitoring (v této fázi průzkumu ještě nepředpokládáme použití finančně i technicky velmi náročného multipakrového systému pro dlouhodobé monitorování jednotlivých puklinových zón) a krátkodobé hydrodynamické zkoušky na mělkých vrtech v kvartéru.
U ostatních metod je nezbytně nutné provést jejich odzkoušení na testovací lokalitě s dostatečným předstihem před započetím prací na lokalitách studijních.

Technické vybavení českých firem pro provádění etážových zkoušek ve velkých hloubkách je v současné době nedostatečné, týká se to zejména pakrů do maloprůměrových vrtů o průměru 75,3 a 93 mm. Pakry uvedených rozměrů vlastní pouze firma Karotáže a cementace s.r.o. Hodonín, tyto pakry nejsou ale běžně využívány. Etážové hydrodynamické zkoušky jsou v České republice prováděny převážně za účelem naftové prospekce či čištění stárnoucích hydrogeologických vrtů a to v odlišném geologickém prostředí než v jakém je plánována výstavba úložiště radioaktivních odpadů.

Z uvedených důvodů musíme konstatovat, že v České republice nejsou dostatečné zkušenosti s prováděním a zejména s vyhodnocováním hydrodynamických zkoušek v krystaliniku. V oblasti matematického modelování existují v České republice pracoviště s odbornými i praktickými zkušenostmi s modely pro prostředí s průlinovou nebo kombinovanou puklinovou a průlinovou propustností. Složité modely pro puklinové prostředí nebyly dosud používány.

7.10.5. Zabezpečení jakosti

K zabezpečení jakosti hydrogeologických prací považujeme za nezbytné sestavení týmu odborníků zmiňovaného v úvodu této kapitoly a zejména dostatečné odzkoušení metod na testovací lokalitě. Na základě výsledků zkoušek na testovací lokalitě budou sestaveny závazné postupy pro provádění a vyhodnocování hydrodynamických testů tak, aby byla zaručena kvalita výsledků srovnatelná se světovým standardem.

Veškeré práce budou provedeny v souladu s dostupnými normami.

7.10.6. Předpokládaný časový průběh

Krátkodobé hydrodynamické zkoušky na mělkých vrtech v kvartéru proběhnou po odvrtání a vystrojení mapovacích vrtů. Zkoušky budou provedeny v průběhu maximálně čtyř měsíců. Jednotlivé vrty budou zařazeny do monitorovací sítě ihned po odvrtání a vystrojení a monitorovány budou po celou dobu trvání prací na studijní lokalitě.

Hydrodynamické zkoušky budou na hlubších vrtech uskutečněny v tomto pořadí:

  1. Hydrodynamické zkoušky v průběhu vrtání.
  2. Hydrodynamické zkoušky po ukončení vrtání a měření s průtokoměrem.
  3. Vodní tlakové zkoušky.
  4. Hydrodynamické zkoušky z jednotlivých etáží s odběrem vzorků podzemních vod.

Hydrodynamické zkoušky budou na jednotlivých vrtných dílech provedeny postupně za současného kontinuálního sledování hladin podzemní vody v okolních objektech. Celková délka trvání hydrodynamických zkoušek na studijní lokalitě je závislá na rychlosti postupu vrtných prací a nelze ji proto předem stanovit. Získaná data včetně archivních budou postupně zpracována do matematického modelu a to v několika etapách, předběžné modely budou na základě nových dat kalibrovány a upravovány.

7.10.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.11. GEOCHEMICKÝ VÝZKUM

7.11.1. Cíl činnosti a zdůvodnění prací

Hlavním cílem geochemických prací v realizační etapě bude získat základní geochemické a mineralogické charakteristiky studované horninové struktury a provést detailní výzkum všech vlastností, které mohou mít vliv na bariérový efekt této struktury vzhledem k radionuklidům. Cílem této etapy prací je i praktické geochemické ověření prostorových modelů, vytvořených na základě vyhodnocení plošných metod. Předpokladem k realizaci této etapy prací je komplexní 3D interpretace dosud získaných geofyzikálních, geochemických, strukturních a petrografických poznatků.

K naplnění výše uvedených cílů je třeba řešit následující okruhy problémů:

  1. geochemická charakteristika primárních a sekundárních minerálních asociací, identifikace geochemických bariér,
  2. mineralogická a geochemická charakteristika puklinového prostředí,
  3. studium distribuce a migrace přirozených radionuklidů a některých dalších izotopů,
  4. hydrogeochemický výzkum,
  5. atmogeochemický výzkum,
  6. geochemické studium organické hmoty a mikrobiologického oživení.

Ad A) Vzhledem k tomu, že kritická rešerše prokázala absolutní nedostatek relevantních geochemických a mineralogických dat pro jednotlivé lokality, je cílem tohoto studia dokonalé poznání primárních minerálních asociací všech horninových typů. Detailní studium chemického složení jednotlivých horninotvorných minerálů umožní stanovit teplotně - tlakové podmínky jejich vzniku a predikovat jejich chování za změněných p-t podmínek a jejich stability v prostředí nízce temperovaných fluid (do 100 o C) Toto poznání je nutné pro posouzení stability primárních asociací v podmínkách ovlivněných uloženým vyhořelým palivem.

V hlavních horninotvorných minerálech bude nezbytné poznat strukturní vazbu a distribuci chemických prvků pro posouzení jejich retardační a sorpční kapacity vzhledem k radionuklidům.

Kromě chemického složení hlavních minerálů, budou studovány i minerály akcesorické (zejména ty, které obsahují přirozené radionuklidy - U, Th, Sr atd.). Poznání fyzikálně - chemických podmínek rovnovážné stability akcesorií umožní identifikovat procesy vedoucí k migraci přirozených radionuklidů v geologickém čase.

Důležité informace o podmínkách za kterých docházelo k interakcím primárních minerálů s cirkulujícími fluidy přinese studium fluidních inkluzí (určení P-V-T-X podmínek) které je nutné pro předpověď budoucích možných změn způsobených např. zvýšenou teplotou v hostitelské struktuře ovlivněnou uloženým vysoce aktivním odpadem. Mikrostrukturní a mikrotermometrický výzkum paleofluid na studijní lokalitě umožní poznat detailně i puklinové systémy. Puklinové systémy v horninách, ať mesoskopického či mikroskopického měřítka, představují oslabené zóny, po kterých přednostně proudí fluida. Studium cirkulace paleofluid v horninovém systému pomocí mikrostrukturního a mikrotermometrického studia fluidních inkluzí může přispět k pochopení recentní cirkulace fluid v granitoidních horninách, interakce voda-hornina a transportu hmoty a k rekonstrukci fluidního režimu v granitoidních horninách během geologického času.

Jednotlivé horninové typy budou charakterizovány i pomocí distribuce hlavních a stopových prvků. Kromě běžné silikátové analýzy (s důrazem na obsahy fluidních fází, např. síry, karbonátového iontu atd.) bude provedeno stanovení vybraného spektra stopových prvků, popř. i některých izotopů v různých horninových typech. Bude studována geochemická zonálnost (tj. rozložení vybraných hlavních a stopových prvků) v prostoru studované lokality .

Vznik sekundárních minerálů, v pří-povrchové části tělesa, zónách nehomogenity a alterace, v oblastech kde dochází k interakci s vodou může výrazně ovlivnit retardační vlastnosti horninového prostředí. Většina těchto minerálů navíc obsahuje chemicky vázanou vodu a působením tepla dochází k jejich dehydrataci a tím ke kvalitativním změnám. Přítomnost sulfidů a jejich oxidace může výrazně ovlivnit změny pH a Eh prostředí. Proto je třeba identifikovat změny v distribuci prvků v sekundárních minerálních paragenezích, charakterizovat látkové toky a identifikovat nově vzniklé geochemické bariéry.

Studium sekundárních minerálních asociací musí zahrnovat identifikaci jednotlivých fází a podmínek jejich vzniku. Musí být charakterizovány i procesy při kterých dochází k jejich rekrystalizaci, dehydrataci, rozpadu či změnám krystalové mřížky a s tím spojeným změnám sorpčních vlastností. Pozornost bude věnována i studiu zvětrávacích procesů a chování některých radionuklidů při vzniku půdního horizontu (např. pomocí chování stronciových izotopů v půdách, které je funkcí času lze charakterizovat jak vlastní proces zvětrávání horninotvorných minerálů, tak identifikovat zdroj vybraných kationtů a sledovat výměnu kationtů mezi půdním horizontem a granitem).

Cílem geochemicko - mineralogického studia je charakterizova i t změny v transportu chemických prvků, popř. radionuklidů v podzemní vodě ovlivněné přirozenými změnami prostředí na geochemických barierách. Je třeba poznat geochemickou rovnováhu mezi fluidy (zejména podzemní vodou) a okolními horninami, charakterizovat změny ke kterým dochází při různém pH a Eh okolního prostředí. Poznání a charakteristika geochemických bariér je nutné pro predikci látkových toků a jejich změn v okolí budoucího HÚ.

K hlavním geochemickým bariérám patří zóny kde dochází k reakci horniny s vodním prostředím (dochází k rozpouštění minerálů, k látkovým změnám, uvolňování či retardaci radionuklidů atd.). K těmto jevům dochází zejména při změně typu horniny (např. i změně zrnitosti), v okolí tektonických zón, v okolí puklin atd. Proto bude nezbytné provést geochemické studium na prostorově a časově orientované síti puklin a zlomů a poznat detailně distribuci stopových prvků popř. některých izotopů a její změny, provést korelaci s distribucí těchto prvků a izotopů v matečných, alterací neovlivněných hostitelských horninách. Bude třeba provést výzkum oxidačně-redukční kapacity hornin (změna Eh či pH ovlivňuje rovněž vznik geochemických bariér) pomocí poměru Fe2+/Fe3+ vs Fetot v minerálech a oxidačního stavu (např. pomocí poměrů Fe2+/Fe3+, Mn2+/Mn4+, S2-/S0/S4+ apod.) minerálů ve vrtných jádrech a jeho změny do hloubky.

Ad B) Zvláštní pozornost je nutné věnovat možným transportním cestám, po kterých může docházet k migraci chemických látek v okolí HÚ. K velice rizikovým patří zejména tektonické zóny a pukliny . Pozornost musí být věnována zejména jejich výplním a alteracím v jejich okolí s cílem popsat látkové toky ke kterým v těchto zónách dochází. Důležité bude sledovat změny zejména v distribuci stopových prvků. Studium bude zaměřeno jak na otevřené pukliny, kterými proudí podzemní voda (v návaznosti na hydrogeochemii a hydrogeologii), tak na charakteristiku minerálních paragenezí (nízkoteplotních i vysokoteplotních) které jsou citlivým indikátorem koloběhu fluid v daném horninovém prostředí.

Nízkoteplotní výplně (jílové minerály, zeolity či kalcit atd.) je nutné studovat jak ve vertikálním, tak v horizontálním puklinovém systému, protože jen tak lze získat informace o prostorové migraci hydrotermálních fluid. Je potřeba poznat zonalitu minerálního a chemického složení směrem od centra pukliny k okrajům, popř. v alterační zóně v matečné hornině. Důležité informace o složení a migraci paleofluid přinese studium fluidních inkluzí v jednotlivých minerálech (např. kalcitu) puklin (rozlišení různých generací inkluzí, jejich mísivost a rozsah tlaků a teplot jejich vzniku). Toto zjištění je nezbytné pro predikci možné budoucí migrace.

Ad C) Cílem je poznat přirozenou distribuci izotopů (izotopových poměrů) v geologickém prostředí dané lokality. Je nutné věnovat pozornost zejména distribuci a možné migraci izotopů Sr, U, Th, Cs, I, K a Ar. Poznání přirozených izotopových rovnovah a jejich změn umožňuje identifikaci a popis procesů, které vedou k jejich ztrátě či ziskům. Lze i charakterizovat stupeň alterací primárních minerálů (např. pomocí změn poměru 87Sr/86Sr v profilu vrtu) směrem do hloubky. Důležité je i studium mobility aktinidů, prvků vzácných zemin a sledování rovnováh 234U/238U, 230Th/234U a 226Ra/230Th v minerálech puklinové výplně a v sekundárních minerálech. Porušení této rovnováhy bude indikovat ztráty nebo zisky těchto radionuklidů způsobené prouděním podzemní vody v minulých geologických dobách a umožní predikovat jejich migraci v horninovém prostředí HÚ. Izotopů bude využitu i pro určení stáří hornin (metoda 87Rb - 87Sr a U(Th) - Pb), po případě některých tektonických fenomenů (např. stáří střižných zón metodou 40K - 40Ar či 39Ar-40Ar)

Pozornost je třeba věnovat i stabilním izotopům a změnám jejich poměrů (např. d18O, d13C, d34S atd.). Tento výzkum umožní identifikovat mateřská fluida, vlastnosti cirkulujících roztoků a popsat procesy vedoucí k frakcionaci izotopů.

Ad D) Hydrogeochemický výzkum patří k nejdůležitějším fázím geochemických prací. Voda je hlavním transportním mediem působícím v litosféře a proto je nutné poznat všechny vlastnosti vodních roztoků v prostoru budoucího HÚ. Primární poznatky jsou nezbytné i pro pozdější monitorování změn ovlivněných vlastním úložištěm.

Hydrogeochemické práce budou směřovat k popisu dané lokality z hlediska chemismu povrchových a podzemních vod, stejně tak jako k popisu jejich fyzikálné-chemických, izotopických a mikrobiologických vlastností.

Kvalita a složení vod, její reakce s okolím, její pozice a pohyb ve všech úrovních zkoumaného horninového objektu mají klíčový význam pro výběr vhodné hostitelské struktury. Výsledky hydrochemických zkoušek a analýz budou důležité pro popis pohybu a cirkulace vody, stanovení rychlosti a směru pohybu, prostupnosti vody horninou, určení zonálnosti v chemismu podzemních vod, propojenosti a vydatnosti jednotlivých kolektorů, určení schopnosti vody rozpouštět a přenášet radioaktivní elementy apod. Rovněž pro tvorbu modelů v pokročilejších fázích výzkumu studijní lokality je třeba mít kvalitní vstupní údaje, aby bylo možné modelovat pohyb různých složek v horninovém prostředí. Bude rovněž třeba posoudit vlastnosti a agresivitu vody, která se bude dostávat do kontaktu s materiály, ve kterých bude uložen VAO a modelovat migraci látek, které by se mohly z kontejnerů uvolnit do podzemních vod.

Izotopové analýzy vod mohou sloužit k určování původu vod, v případě radioaktivních izotopů k posouzení stáří vod. Tyto práce budou úzce spjaty s výzkumy hydrologickými a hydrogeologickými.

Ad E) Cílem atmogeochemického studia je dokonalé poznání podzemní atmosféry na studované lokalitě. Bude obsahovat měření množství radonu a dalších plynů, sledování jejich izotopového složení, migračních cest atd. Důležitým cílem atmogeochemie, který má velký význam zejména pro poznání změn podzemní atmosféry v souvislosti s budováním HÚ a hlavní směry migrace, je dlouhodobé atmogeochemické monitorování (např. metodika GEOGAS).

Je nutné studovat i migraci prvků v molekulárních formách. Toto studium je nezbytné pro posouzení mobility minerálních nebo mineralizovaných hlubinných vod v dané geologické struktuře a lokalizovat jejich původ. Tato netradiční metoda není klasickou atmogeochemickou metodou, ale je založena na průchodu vzduchu kapalným sorbentem, ve kterém jsou pak analyzovány vybrané ionty.

Nasazení metody molekulární formy prvků (MFP) je po otestování na testovací lokalitě pravděpodobné i pro nedestruktivní fázi vyhledávání hlubinného úložiště. Tato netradiční metoda je v různých variantách používána v řadě zemí. Způsob průzkumu firmy AGEX je založen na principu kvantové mechaniky (Prof. R. Holub - Colorado School of Mines, Denver a Prof. P. Smrz - University of New Castle, Austrálie). Průzkum se provádí tak, že zařízením pohybujícím se rychlostí 20 metrů za minutu jsou kontinuálně zachycovány v sorbentu prvky, které se v zařízení lokalizují z vlnových balíků jednotlivých atomů emitovaných geologickými strukturami. Tato metoda s vysokou efektivností mapuje průběhy geologických struktur, a to pod jakýmkoliv pokryvem, včetně hlubinných, dokáže zkoumat ložiska kovů i lokalizovat geologické struktury s minerálními nebo mineralizovanými vodami a podává informace i o prvcích nacházejících se na struktuře.

Ad F) Cílem této činnosti je poznat a charakterizovat organické komponenty přítomné zejména v hlubinných partiích hostitelského geologického tělesa a jejich vliv na látkové toky v tomto prostředí. Organické látky, zejména hydrofobní a hydrofilní kyseliny, mají v aerobních podmínkách velký vliv na sorpce izotopů v sekundárních minerálech granitoidů a mohou měnit i sorpční vlastnosti hornin.

Bude třeba poznat i případný vliv mikroorganismů (IRB a SRB bakterie atd.)na horninové prostředí popř. uložený kanistr s vyhořelým palivem. Mikroorganismy mohou ovlivňovat mobilizaci nerozpustných železitých oxihydroxidů či způsobovat redukci sulfátů na sulfidy atd.

7.11.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

V průběhu realizační etapy je v návaznosti na výsledky rekognoskační fáze na lokalitě plánováno uskutečnit celkem 2.5 km průzkumných rýh, každá o předpokládané délce cca do 150 m, 50 mapovacích vrtů do hloubky 15 m, 10 průzkumných vrtů do hloubky 100 m, dále 8 průzkumných vrtů do hloubky 300 m a jeden hluboký vrt do 1000 m. Povrchové vzorkování bude navazovat na etapu geologického mapování. Již vzhledem k finanční nákladnosti jejich realizace by měla být všechna tato díla všestranně využita, tj. nejen k získání geologických údajů, ale i údajů geofyzikálních a geochemických. Objektivní obraz prostorové geologické stavby masívu umožní pouze komplexní vyhodnocení souboru výsledků dotčených vědních disciplin. Předpokládáme proto ovzorkování všech průzkumných děl pro geochemické a mineralogické studium.

Činnost spojená se studiem primárních a sekundárních minerálních asociací (ad A) vychází z metodiky, která je uplatňována rutinně na řadě geologických pracovišť. Jedná se zejména o úplné silikátové analýzy (včetně rozlišení Fe2+ a Fe3+ a stanovení vody, CO2, S, F a dalších fluidních komponent). Předpokládáme , že v homogenním granitovém prostředí by byly silikátové analýzy prováděny jen u vybraných vzorků a to tak, aby každý horninový typ byl charakterizován nejméně 3 analýzami.

Kromě studia makrochemismu budou provedeny analýzy vybraného spektra stopových prvků ( K, Rb, Sr, Ba, Pb, Co, Ni, Cr, REE, Y, U, Th, Cs, I, Ti, Zr, Hf, Nb), studium minerálů (hlavních i akcesorických) pomocí optických mikroskopů a elektronového mikroanalyzátoru, popř. laserové sondy. V minerálech bude sledován jejich chemizmus, plošná distribuce prvků (zonálnost), alterační změny a jejich chemické projevy atd.

Studium akcesorických minerálů bude vyžadovat i analýzy izotopového složení některých chemických prvků a sledování poměrů mezi izotopy. Poměry mezi některými izotopy lze zjišťovat ve výbrusech či nábrusech pomocí laserové sondy v kombinaci s ICP - MS (zařízení je k dispozici např. na PřF UK). Pro toto studium však bude nutné provádět i separaci minerálů. Vzhledem k tomu, že se jedná o komponenty obsažené v horninách maximálně v desítkách gramů na tunu, bude nutné odebírat poměrně objemné vzorky.

Vzorkování zvětrávací zóny bude provedeno z velké části v rekognoskační etapě (plošná geochemie). V realizační etapě bude nutné provést vzorkování nehomogenních a alteračních zón v okolí tektonických fenoménů ve vrtech. Studium sekundárních minerálních asociací bude komplikováno nepravidelnou distribucí těchto zón a proto bude nutné jejich samostatné vzorkování. Práce by měly probíhat jak v rekognoskační, tak realizační etapě, bude třeba plánovat některé vrtné práce tak, aby bylo možno změny složení sledovat směrem do hloubky.

Paleofluida ke svému proudění nevyužívala pouze otevřených zlomových a puklinových struktur, ale i sítě velmi drobných, mikroskopických puklin v minerálech. Tyto pukliny jsou fluidy vyhojovány a daný proces je doprovázen zachycením fluidních inkluzí podél vyhojované pukliny (tzv. fluid inclusion trail - FIT). Práce na studijní lokalitě by byly zaměřeny na mikrostrukturní a mikrotermometrické studium puklinové mineralizace a FIT v horninotvorných minerálech. Práce budou zahrnovat:

Počet vzorků, odebraných na jedné studijní lokalitě, je odhadován na 50.

Optimalizaci studia puklinových mineralizací (ad B) bude třeba provést podle výsledků získaných na testovací lokalitě. Problémem bude odběr orientovaných vzorků vrtných jader, který je nutný pro zjištění pozice pukliny v prostoru. V minerálech puklin a jejich alterovaném okolí bude třeba provést i charakteristiku distribuce jak radioaktivních, tak stabilních izotopů. To si vyžádá i speciální vzorkování, které se musí přizpůsobit místu odběru. Metodika tohoto studia není dosud v ČR běžná. Bude nutné aplikovat i některé netradiční metody (radiometrická emanační metoda - REM , emanační termická analýza - ETA, vliv záření a a b simulované mikrotronem atd.) které mohou identifikovat změny měrných povrchů minerálů při interakci s vodou.

Studiu distribuce izotopů (ad C) je ve většině zahraničních programů přikládán značný význam. Metoda ve své komplexnosti, jak je výše popsána, nebyla v ČR dosud systematicky aplikována. Proto bude nutné provést studium existující literatury. Lze konstatovat, že metodika bude mimořádně náročná na lidský potenciál, finanční prostředky, přístrojové vybavení a potřebou objemných vzorků (cca 3 - 5 kg).

V rámci hydrogeochemického studia (ad D) v nedestruktivní etapě bude analyzována voda z povrchových toků, pramenů, podzemní voda z vhodných studní, podzemní voda z hydrogeologických vrtů, provedených v rámci této etapy prací. Monitoring chemického složení povrchových a mělkých podzemních vod je popsán v příslušných kapitolách o hydrologii a hydrogeologii, včetně vyčíslení nákladů za provedení chemických analýz. Vzorkování z vrtů si vyžádá konstrukci nebo zakoupení membránového čerpadla a terénní laboratoře. Při odběrech podzemních vod z hlubších vrtů bude použita technologie multipakrového systému, kterou bude třeba nejdříve odzkoušet na testovací lokalitě.

Předpokládá se, že v realizační etapě bude na vybraných místech vyvrtáno celkem 19 hlubších vrtů. Postup vedoucí k výběru míst k provedení vrtů je popsán v předchozích kapitolách o hydrogeologii. Z 19 vrtů bude 10 vrtů o hloubce 100 metrů, 8 vrtů o hloubce 300 metrů a 1 vrt o hloubce 1000 metrů. Během vrtání bude prováděno čerpání a etážové zkoušky, při nichž budou odebírány i vzorky k chemické analýze. Další vzorky budou odebírány v pravidelných časových intervalech po skončení vrtání. Byl zvolen v zásadě dvojí přístup ke vzorkům určeným k analýze (viz následující tabulka).

Skupina parametrů Analýzy - program A Analýzy - program B
(základní) (rozšířený)
Fyzikálně-chemické parametry pH, elektrická vodivost, alkalita, Eh viz program A
Kationty Al, Ca, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, NH4+, Sr, Zn viz program A
Anionty Cl-, F-, HCO3-, NO3-,SO42- viz program A
Stopové prvky   Co, Cr, Mo, Ni, Rb, Ba, As, Be, Cd, Cu, Pb, Hg
Radioaktivní složky, izotopy   U, Ra, Rn, H-3, C-14, D, O-18, S-34
Rozpuštěné plyny   H2, N2, O2, He, Ar, CO2, uhlovodíky C1 - C6

Výše uvedené analýzy lze vesměs provádět na tuzemských pracovištích (např. ČGÚ, VÚV Praha, PřF UK Praha, Ecochem, Vodní zdroje, Moravské naftové doly a.s.).

Komplexní metodiku atmogeochemického studia (ad E), která kromě studia radonu nebyla dosud v ČR aplikována, bude nutné předem studovat na testovací lokalitě. Měření lze provádět jak ve vrtech v kombinaci s hydrogeochemickým studiem, tak i přímo z povrchu (např. na spolehlivě identifikovaných tektonických zónách. Kromě radonu budou v podzemní vodě sledovány i obsahy CO2, N, Ar, CH4 atd. Bude sledováno i izotopické složení uhlíku, kyslíku a vodíku, které pomůže zjistit provenienci plynů.

Migrace prvků v molekulárních formách bude měřena kontinuálně na povrchu krokem 20 metrů s tím, že na každém km2 by bylo asi 5 km profilů. Kapalné sorbenty budou analyzovány metodou AAS na Ca, K a Zn, což podle naší dosavadní více než dvacetileté praxe postačí k identifikaci všech významnějších geologických struktur. Analyzování většího spektra prvků (např. při zkoumání ložiskových indicií) by znamenalo určité navýšení nákladů. Výstupy budou v měřítku 1:10.000.

Bude nutné zvládnout metodiku vzorkování zejména vod pro mikrobiologický rozbor (ad F) a chemickou analýzu organického uhlíku. Jediným dostupným zařízením, které lze při mikrobiologickém studiu použít je skanovací elektronová mikroskopie, popř. Ramanova spektroskopie.

7.11.3. Způsob realizace a návaznosti prací

Geochemická charakteristika primárních a sekundárních minerálních asociací (ad A) bude provedena v návaznosti na geologické mapování a výsledky geofyziky a plošné geochemie. Identifikaci a studium geochemických bariér lze provádět jen v úzké součinnosti se strukturně geologickým, hydrogeochemickým a geochemickým studiem primární horniny a puklinových mineralizací. Geochemické bariéry lze částečně identifikovat i z výsledků získaných plošným geofyzikálním průzkumem a zvláště pak z měření na profilech.

Rovněž studium puklinových mineralizací (ad B), a alteračních zón v okolí puklin bude aplikováno v realizační etapě v úzkém sepětí se strukturně - geologickým, hydrogeologickým a hydrogeochemickým výzkumem.

Studium distribuce a migrace přirozených radionuklidů a dalších izotopů (ad C) bude v realizační etapě probíhat v návaznosti na výsledky geologického mapování, petrologického a geochemického výzkumu primárních , sekundárních a puklinových minerálů. Vzhledem k nákladnosti metody budou vzorkována jen místa, která budou mít velkou vypovídací schopnost.

Pro dosažení optimálních výsledků a poznání prostorového rozložení významných geochemických fenoménů budou vzorkována všechna výše vyjmenovaná průzkumná díla. V případě rýh bude odběr realizován tzv. bodovou brázdou, tj. otlukem zhruba z 5 m úseku za respektování přirozených geologických hranic. Při projektované metráži rýh odběr tímto způsobem reprezentuje celkem 500 vzorků. U mapovacích vrtů bude pro analýzu odebírán pouze konec jádra, čímž je celkový počet vzorků totožný s počtem projektovaných vrtů (tj. 50 vzorků).

U průzkumných vrtů plánujeme vzorkovat 1000 m a 300 m vrty krokem 10 m, 100 m vrty pak v segmentech po pěti metrech . Vzorky (segmenty) musí být odebrány i ze všech zastižených nehomogenit (horninových rozhraní, alteračních zón, puklinových výplní atd.). Celkový počet vzorků získaných pravidelným vzorkováním ve vrtech je tedy 540 , k tomu množství lze ještě přiřadit cca 70 vzorků získaných v nepravidelné vzorkovací síti. Vzorkování bude prováděno otlukem či řezáním, objem vzorku se bude řídit zrnitostí horniny (minimálně 0.5 kg u jemnozrnných hornin, maximálně 5 kg u alteračních zón, nehomogenit, puklin, atd.). Objem vzorků, na kterých budou prováděny stanovení izotopů popř. minerální separace se bude pohybovat od 1 do 5 kg.

Celkem bude během technických prací odebráno 1 700 horninových vzorků, určených k chemické analýze popř. dalšímu zpracování. Každý horninový typ by měl být dokumentován nejméně 3 úplnými silikátovými analýzami. Pochopitelně, při sebemenším makroskopickém projevu změny minerálních asociací ve studované hornině je třeba silikátovou analýzu doplnit. Silikátové analýzy budou prováděny i na všech vzorcích určených pro izotopové studium. Předpokládáme, že na průměrnou lokalitu v granitoidním prostředí bude třeba provést cca 200 silikátových analýz (počítáno jen pro vzorky odebrané z vrtných prací) .

U všech vzorků odebraných ve vrtech doporučujeme provést analýzu vybraného spektra stopových prvků . Navrhujeme stanovovat tuto škálu : K, Rb, Sr, Ba, Pb, Co, Ni, Cr, REE (úplná sada), Y, U, Th, Cs, I, Ti, Zr, Hf a Nb. Počet stanovovaných stopových prvků lze redukovat, pokud bude možno vyzkoušet jejich vypovídací schopnosti na testovací lokalitě. Zvláštní pozornost musí být věnována zejména "mobilním" stopovým prvkům v prostředí poruchových zón, puklin a dalších možných migračních cest. Zde detailní studium distribuce těchto prvků ve vrtné síti může přinést důležité informace podstatné pro vytvoření 3D migračního modelu pro danou lokalitu.

Totéž se týká i studia radionuklidů , stabilních izotopů a jejich poměrů. Pro tyto účely doporučujeme odebrat ve vrtech cca 20 vzorků hostitelských hornin (charakteristika primárního prostředí) a pozornost dále věnovat všem důležitým transportním cestám, alteračním zónám atd. (dalších cca 50 vzorků) Tato studia lze provádět kombinací stanovení pomocí hmotnostní spektrometrie (stabilní izotopy a některé radioizotopy) a ICP MS s LA (laserovým analyzátorem) zejména pro studium změn poměrů izotopů.

Analýzy horninových vzorků budou po úpravě (drcení a mletí na analytickou jemnost) prováděny většinou instrumentálními metodami. Pro některé z nich (ICP, ICP MS, AAS atd.) bude třeba převedení pevných fází do roztoku, což zvýší cenu analytických prací. Je nutné si však uvědomit, že instrumentální metodika je citlivější, přesnější, reprodukovatelnější a při velkých sériích vzorků i lacinější.

Pro geochemické charakteristiky jednotlivých horninových typů bude dále zhotoveno ze vzorků vrtných jader cca 650 odkrytých (leštěných) výbrusů (popř. nábrusů) pro optické studium a pro analýzu minerálů na elektronovém mikroanalyzátoru. V případě stanovování některých izotopových poměrů a sledování jejich distribuce v minerálech bude těchto preparátů možné využít i pro studium pomocí laserové mikrosondy v kombinaci s ICP MS, což značně sníží nákladnost metody klasického studia prováděného pomocí hmotnostního spektrometru. Tyto preparáty budou využity i pro petrografickou charakteristiku. Nedomníváme se, že je třeba postupovat klasickou cestou a zhotovovat pro tyto účely i kryté výbrusy.

Měření fluidních inkluzí (tj. měření směru, délky a sklonu FIT) budou prováděna na Fjodorovově univerzálním stolku, fluidní inkluze budou měřeny pomocí komerční mikrotermometrické aparatury Chaixmeca. Vyhodnocení mikrostrukturních měření bude provedeno ve spolupráci se strukturními geology.

Pro identifikaci některých minerálních fází (zejména sekundárních a akcesorických) a poznání významných krystalochemických vlastností minerálů, které by mohly mít vliv na retardaci radionuklidů bude třeba provést cca 60 RTG difrakčních záznamů. Vybrané minerální fáze budou separovány pro stanovení vody a ostatních fluidních fází (CO2, SO4,a pod.). Předpokládá se zpracování cca 50 vzorků.

Pro studium zvětrávacích procesů a chování přirozených radionuklidů při vzniku půdního horizontu budou využity i vzorky získané při plošné geochemii.

V návaznosti na petrografické práce (viz kap. 6.3., resp. 7.5.) očekáváme, že bude odebíráno v každém díle vždy i po jednom vzorku z přítomných petrografických typů hornin pro mineralogickou analýzu (tzv. umělý šlich). Tyto vzorky budou rozemlety a vyhodnoceny pod mikroskopem na přítomné akcesorické minerály. Celkem tedy předpokládáme pro mineralogickou analýzu odběr cca 300 vzorků. Na testovací lokalitě pak bude rozhodnuto, zda bude vyhodnocení obsahů těžkých minerálů v jednotlivých horninových typech prováděno kvantitativně či semikvantitativně a zda je efektivní provádět u těchto vzorků též i chemickou analýzu. Výhodou těchto vzorků je skutečnost, že pochází přímo ze zcela konkrétní horniny a nepředstavují tedy směs minerálů z různých horninových typů. Výsledky mineralogických analýz tak umožní identifikovat minerální asociace charakteristické pro jednotlivé petrografické typy hornin. Na jejich základě bude možné blíže definovat chemický vývoj magmatických těles a sledovat primární magmatickou stavbu. Významnou měrou také budou využity v rámci petrografického a geochemického výzkumu, prováděného PřF UK.

Hydrogeochemický výzkum (ad D) v rámci realizační etapy bude prováděn v úzké součinnosti s hydrogeologickým studiem v návaznosti výsledky geofyzikálního výzkumu, plošné geochemie atd.. V těchto etapách bude provedena terénní rekognoskace, vymezena zúžená lokalita, provedeno hydrologické, geologické, hydrogeologické a inženýrsko-geologické mapování, hydrologický monitoring apod. V návaznosti především na tyto aktivity budou určena místa pro sledování chemismu povrchových vod a proveden výběr objektů pro sledování podzemních vod. Budou využity i dostupné výsledky prací na testovací lokalitě.

Během vrtání hlubších vrtů budou kontinuálně monitorovány podíl výplachové vody, obsah stopovače a iontová síla vody. Po skončení vrtání těchto vrtů budou rovněž prováděny čerpací zkoušky, během nichž budou odebírány vzorky vod k chemické analýze. Odběr vzorku k analýze může být zahájen po určité době čerpání, až z ní zmizí stopovač, ukazující na přítomnost výplachové vody. Vzorky budou odebrány vždy na začátku, uprostřed a na konci čerpací zkoušky. Vzorky odebrané na začátku a uprostřed čerpací zkoušky budou analyzovány podle programu A, vzorky odebrané na konci zkoušky podle rozšířeného programu B (přehled analyzovaných složek viz tabulka v textu). Předpokládá se, že ve 100 m vrtech budou maximálně 2 zkoušky, v 300 m vrtech 4 zkoušky, a v 1000 m vrtu asi 5 zkoušek. Celkem se bude jednat maximálně o 57 zkoušek. Bude požadavek vzorkovat každý významný přítok podzemní vody do vrtu. Počet analýz během čerpacích zkoušek v průběhu vrtání by odpovídal 114 analýzám podle programu A a 57 analýzám podle programu B. Tyto údaje budou zásadní pro pochopení chemismu podzemních vod na lokalitě.

Po skončení vrtných prací budou vrty využívány mimo jiné i k režimním odběrům podzemních vod. Monitoring chemismu podzemních vod by se prováděl na 1000 m vrtu a dvou 300 m vrtech. Před odjezdem vrtné soupravy (a to co nejdříve po odvrtání vrtu) bude na 1000 m vrtu a na vybraných dvou 300 m vrtech nutné cementováním oddělit úrovně vybrané k pozorování a instalovat do nich trubky pro čerpání vody. Ve vrtu o hloubce 1000 m se předpokládají přibližně 4 úrovně pro odběr, ve 300 m vrtech 2 až 3 úrovně, ze kterých budou odebírány vzorky vod. První rok režimních odběrů by byly vzorky odebírány jednou za dva měsíce, tzn. na všech třech vrtech by bylo odebráno celkem 54 vzorků, které budou analyzovány podle programu B. Druhý a třetí rok by vzorky byly odebírány jednou za půl roku, tzn. každý rok by bylo odebráno 18 vzorků, které budou analyzovány podle programu B. Je pravděpodobné, že chemismus podzemních vod bude více méně neměnný, což se zjistí v průběhu prvního roku monitoringu. V tomto případě by se interval mezi odběry mohl prodloužit, což by znamenalo snížení nákladů na čerpání a chemické analýzy.

Předpokládáme, že uváděné počty vzorků nebudou vyšší. V horninách, ve kterých se budeme pohybovat, se totiž může stát, že hladina podzemních vod bude zastižena podstatně níže nebo v některých vrtech nebude zastižena vůbec.

Vrty, které nebudou využívány k dlouhodobému monitoringu, musí být tamponovány. Musíme zajistit, aby byl co nejméně narušen přirozený režim podzemních vod.

Atmogeochemická měření (ad E), monitorování a měření emanací iontů bude nutné provést v rámci kooperací se specializovanou firmou. Atmogeochemické práce budou aplikovány ve všech fázích realizační etapy. Budou kombinovány zejména s geofyzikálním měřením, hydrogeologickými pracemi a pochopitelně aplikovány na všech vrtných dílech. Velmi úzké je sepětí s metodikou hydrogeochemickou a strukturně - geologickou.
Měření koncentračních polí jednotlivých sledovaných molekulárních forem prvků bude nutné provést v rámci kooperací se specializovanou firmou. Emise prvků geologickými strukturami sleduje např. firma AGEX spol. s r.o. a má s ní bohaté zkušenosti prezentované a ověřené jak u nás, tak v zahraničí.

Metoda bude použita v rámci nedestruktivní fáze. Není závislá na jiných aktivitách na průzkumné lokalitě. Její výsledky budou konfrontovány s výsledky strukturně-geologických a některých geofyzikálních metod.

Mikrobiochemická metodika (ad F) bude aplikována zejména v součinnosti s hydrogeochemickým výzkumem. Její aplikaci,možnosti uplatnění a vypovídací schopnosti a detailní rozpracování postupů bude nutné předem studovat v podmínkách testovací lokality.

7.11.4. Současná připravenost metod

Pro studium primárních a sekundárních minerálních asociací (ad A ) je na řadě pracovišť (ČGÚ, PřF UK, ÚJV, Ecochem atd) k dispozici odpovídající přístrojové zařízení (mikrosonda, elektronový skanovací mikroskop, hmotnostní spektrometry, ICP- MS, optické mikroskopy, , RTG. - difrakce, atd.). Metodika až na drobné výjimky je dobře známa a běžně aplikována. Pro studium sekundárních mineralizací, vzhledem k tomu, že řada přístrojů není schopna stanovit vodu a další fluidní komponenty v minerálech, bude nutné v daleko větší míře využívat k identifikaci jednotlivých fází RTG-difrakci, infračervenou spektroskopii, DTA a GTA. Některé z těchto metodik bude třeba vyzkoušet na testovací lokalitě.

Metodický postup studia paleofluid v granitoidních horninách byl částečně vyzkoušen v oblasti lokality melechovský masív, kde byly odebírány orientované vzorky v povrchových lomech. Bude zřejmě nutné se zabývat metodikou odběru orientovaných vzorků z vrtů. Pro vyšší efektivnost práce při mikrostrukturních měřeních by bylo vhodné doplnit mikroskopickou aparaturu o videokameru a monitor.

Pro studium puklin a jejich mineralizací či alterací v jejich okolím je možné použít běžně aplikovaných analytických metod (viz výše), řadu z nich však bude nutné přizpůsobit studované problematice. Některé metody bude třeba předem testovat a pro zjištění specifických parametrů bude nutné vytvořit novou metodiku a využít zkušeností ze zahraničních podzemních laboratoří. Velkým problémem bude umístit tyto hlavní transportní cesty do prostoru studijní lokality. Zde bude zejména nutné vyřešit problematiku odběru orientovaných vzorků z vrtných jader.

Studium izotopů a jejich distribuce (ad C) má v ČR poměrně slušné zázemí, některá pracoviště jsou vybavena hmotovými spektrometry jak pro radioaktivní, tak pro stabilní izotopy (zejména ČGÚ) a některá měření (zejména izotopových poměrů) lze provádět pomocí laserové sondy (v pevné fázi) či v roztoku na ICP- MS (PřF UK). Přístrojový park však, vzhledem k nedostatku finančních prostředků na jeho údržbu a renovaci, začíná být zastaralý. Je nutné vzít v úvahu i fakt, že většina izotopových studií byla zatím zaměřena na problémy geochronologie ( v případě radioaktivních izotopů), či ložiskovou problematiku životního prostředí, popř. ložisek nerostných surovin (zejména v případě stabilních izotopů). Proto bude nutné některé pracovní postupy, které mají přímý vztah k ukládání radioaktivního odpadu předem vyzkoušet na testovací lokalitě.

Metodika výzkumu chemismu povrchových vod, podzemních vod z pramenů, studní a mělkých hydrogeologických vrtů je dostatečně známá. Při odběrech podzemních vod z vrtů technologií multipakrového systému se počítá s tím, že metoda bude po nákupu příslušného zařízení nejprve testována na testovací lokalitě.

Metodika atmogeochemického studia (ad E ) je ve své komplexnosti ČR známa pouze teoreticky, provozně je sledován především radon. . Stávající přístrojové vybavení (jak terénní, tak laboratorní) je na odpovídající úrovni a lze pomocí něho získat velmi rychle relevantní data.

Metoda molekulární formy prvků byla během více než dvacetileté praxe odzkoušena na celé řadě lokalit doma i v zahraničí např. při mapování geologických struktur na lokalitě Bratislava a okolí, kde v měřítku
1:5 000 bylo zmapováno kolem 200 km2, hlubinných struktur pro stavbu podzemních plynových zásobníků (Mäntsälä - Finsko, Brod u Příbrami, termálních vod (Rakousko, Alžírsko) apod. Vhodnost jejího použití pro vyhledávání hlubinného úložiště bude sledována na testovací lokalitě.

Geochemické studium organické hmoty a mikrobiálního oživení horninového prostředí (ad F) nemá zatím v ČR vypracován metodický postup. Většina prací se v minulosti zabývala víceméně jen vztahem organických látek k ložiskotvorným procesům. Proto bude nutné tuto metodiku zařadit do plánu aplikovaného výzkumu na testovací lokalitě. Rovněž přístrojové vybavení nutné pro toto studium (např. Ramanova spektrometrie atd.) je zatím nedostačující a bez jeho pořízení budou výsledky tohoto velmi důležitého studia problematické. Odhad finančních nákladů na tuto problematiku prezentovaný v tomto projektu je velmi přibližný.

Stávající přístrojový park ČR bude nutné jak pro studium na testovací lokalitě, tak při výběru vhodné lokality pro HÚ a jejím detailním výzkumu v některých případech renovovat (viz. výše) a popř. doplnit dalšími zařízeními jako jsou:

Vysoce rozlišovací spektrometr s plazmovým zdrojem který dosahuje takového rozlišení hmotového spektra, kdy je možné rozlišit izobarické interference prvkových a molekulárních iontů a umožňuje přesnou analýzu izotopického složení analyzovaných látek. Přístroj slouží ke stanovení izotopického složení a ultrastopových koncentrací prvků od atomového čísla 6.. Tento hmotový spektrometr je možné kombinovat s UV laserovou sondou, která již byla zakoupena na PřF UK a provádět izotopickou a prvkovou analýzu přímo z pevné fáze. Tento přístroj spojuje výhody hmotového spektrometru s termální ionizací (přesnost a reprodukovatelnost analýzy) a běžného ICP-MS (velké množství analyzovaných vzorků za jednotku času a možnost současné analýzy prvků s různou ionizační energií) a je tedy nezbytným nástrojem pro studium migrací prvků a jejich izotopů v přírodním prostředí a kontrolu izotopického složení jaderných paliv a odpadů. Přístroj je dodáván např. firmou VG Elemental (Velká Británie) a jeho pořizovací cena při současném kursu koruny je 19 mil. Kč.

Vysokotlaká kapalinová chromatografie je optimální zařízení pro stanovení hlavních i stopových koncentrací vybraných látek v roztocích . Zařízení je schopné analyzovat iontové sloučeniny ( např. kationty a anionty - Na, K, Mg, Fe, NH4+, Cl, F, SO4) ve vodných roztocích s měnícím se složením mobilní fáze. Zařízení separuje jednotlivé iontové formy více vazných látek a umožňuje tak stanovení odlišných forem (speciací) téhož prvku v roztocích. Zařízení ve spojení s elementárním analyzátorem (např. ICP MS) dokáže stanovení jednotlivých komplexů např. uranu, které mohou být přítomny v přírodních vodách. Totéž platí pro stanovení mocenství daného prvku. Zařízení dodává řada renomovaných firem (Hewlet Packard, Watrex, Dionex), pořizovací cena zařízení je cca 1 mil Kč.

Analyzátor pro elementární analýzu C, N, H, S je konstruován pro elementární analýzu lehkých prvků. Stanovení je možné provádět v různých druzích matricí, v široké škále koncentrací (v pevném vzorku s navážkou 0.02 - 800 mg, nebo v 20 - 200 ml roztoku). Přístroj je možné modifikovat volbou detektorů (IR, UV, MS) pro jednotlivé druhy úloh. Zařízení v běžné sestavě (fy Leco, Elementar) dodávají prodejci v ceně cca 1 mil Kč.

Ramanova mikrospektrometrie je v současnosti nejvhodnější metodou strukturního výzkumu malých objemů - anorganických i organických pevných, kapalných i plynných vzorků. Významnou předností RM je jednoduchost studia vzorků bez jejich zvláštní úpravy. Nejvhodnější jsou vzorky ve formě nábrusů, výbrusů nebo zrn, je možno analyzovat i práškové vzorky, inkluze, zrna, zóny apod. Jako zásadní se jeví možnost popisu strukturních změn ke kterým dochází při interakci horninového prostředí s cirkulujícími fluidy za různých teplot i v souvislosti s radiolytickým působením. Umožňuje rovněž analýzy organických fází, pevných, kapalných i plynných uhlovodíkových a diagenetických fluid, v systému C-O-H-N-S, identifikaci přírodních a syntetických fází, polymorfních fází, minerálních inkluzí, strukturní popis alterací minerálů a skel atd. Parametry potřebné pro studia spjatá s vyhledáním a výzkumem HÚ splňuje např. stolní zařízení firmy LABRAM Jobin-Yvon (Dilor) z Francie, které v cenách roku 1998 stojí cca 5 mil. Kč .

7.11.5. Zabezpečení jakosti

Jakost výsledků musí být zabezpečena optimálním vzorkováním, zodpovědnou manipulací se vzorky a jejich jednotnou přípravou pro analýzy a analytickým zpracováním (odbourání časových souborů, vlivu lidského faktoru, změn metodiky analýz atd.) . Pochopitelně bude nutné opatřit řadu kvalitních analytických standardů pro granitoidní horniny a určité chemické komponenty i izotopy. Analytické práce by měly být prováděny v akreditovaných laboratořích .

Kvalita výsledku studia minerálů bude záviset i na kvalitě přípravy leštěných nábrusů a destiček pro studium fluidních inkluzí.

Reprezentativnost hydrogeochemických výzkumů bude záležet především na kvalitním odběru vzorků a na výběru laboratoří k provedení analýz. Musí se jednat opět o akreditované laboratoře s dostatečnou kapacitou. Pro kontrolu kvality analýz budou do souborů systematicky doplňovány kontrolní vzorky a analytické standardy v souladu se státními normami.

7.11.6. Předpokládaný časový průběh

Geochemické studium je plánováno na 2 roky. Určujícím faktorem bude postup vrtných prací a kapacita laboratoří. Některé metody (např. hydrogeochemie, atmogeochemie a studium mikrobilogické) mohou, pokud se jedná o monitorování probíhat i delší dobu (3 - 4 roky). Časová náročnost se bude řídit i tím, jestli bude k dispozici terénní laboratoř, která by bezpochyby část prací zlevnila a urychlila.

V prvním roce studia geochemický výzkum naváže na výsledky geologického mapování, plošné geochemie a hydrogeologie. Práce budou cíleny na odběr a zpracování reprezentativních vzorků z povrchových technických prací (rýhy, mělké vrty) a vrtných prací. Bude provedena základní petrografická, mineralogická a geochemická charakteristika, vybrány vzorky s největší vypovídací schopností pro detailní zpracování. Bude zahájeno i detailní mineralogické studium na elektronovém mikroanalyzátoru, separace minerálů, studium jejich krystalochemických vlastností. Od začátku technických prací bude probíhat i studium hydrogeochemické, atmogeochemické a prováděny migrační testy. Bude zahájeno i dlouhodobé monitorování.
Časový rozsah terénních prací pro studium migrace prvků v molekulárních formách a vypracování zprávy pro lokalitu o rozsahu kolem 40 km2 se předpokládá kolem 6 měsíců.

V druhém roce studium migrace fluid po puklinových systémech, studia izotopová a speciální studia na vybraných vzorcích. Měření jednoho vzorku, tj. měření směru, délky a sklonu FIT a měření inkluzí na těchto FIT, příp. měření inkluzí v puklinových minerálech, trvá přibližně týden. Při zvoleném objemu zhruba 50 vzorků by trvalo zpracování a vyhodnocení studovaného materiálu přibližně 1 rok (v případě, že problematiku bude řešit jen jeden pracovník).

Na druhé pololetí je pak plánováno interpretační stadium s možností doplňkových prací. Pokud se v některých speciálních případech objeví nutnost dlouhodobého sezónního monitorování (hydrogeochemie, atmogeochemie), je třeba počítat s prodloužením výzkumu o další minimálně dva roky.

U hydrogeochemického výzkumu předpokládáme, že po skončení vrtných prací budou odběry vod na jednotlivých vrtech probíhat zhruba po dobu tří let. Délku vrtných a čerpacích prací hydrogeologové zatím nemohou stanovit.

7.11.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12. INŽENÝRSKÁ GEOLOGIE A GEOTECHNIKA

Projekt prací v oboru inženýrská geologie a geotechnika vychází z příslušných částí aktualizovaného Obecného projektu z r. 1997. Ve smyslu rozboru metodiky geologických prací (Woller - Skopový 1998) pokládáme za účelné rozšíření laboratorních prací o reologické zkoušky a zařazení jedné z polních zkoušek - měření modulů ve vrtu, které byly původně předpokládány až pro destruktivní etapu prací. Dále je v projektu nově navržena metoda prohlídky vrtů TV kamerou a ultrazvukovou sondou, jejíž výsledky budou využity všemi zúčastněnými specialisty, zejména pro zjištění orientace diskontinuit.

7.12.1. Terénní geotechnické práce

7.12.1.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Cílem prací je zjištění základních geotechnických vlastností horninového masivu do hloubek dosahu technických prací. Znalost geotechnických parametrů hornin je významná pro posouzení stability v okolí výrubů realizovaných při budování úložiště i přístupových cest k němu. Terénní geotechnické zhodnocení horninového masívu je též nezbytné při budování komplexu svrchní stavby úložiště.

Součástí prací bude též dokončení inženýrskogeologické mapy, jejíž koncept byl připraven během rekognoskační etapy.

7.12.1.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

V rámci terénních prací bude provedena geotechnická dokumentace všech vrtů, rýh a šachtic. Na základě aktualizovaného obecného projektu se předpokládá dokumentace 4 400 m vrtů a 2 500 délkových m rýh o průměrné hloubce 2 m.

Pro dokončení inženýrskogeologické mapy se počítá s navržením a provedením doplňovacích mělkých mapovacích vrtů. Po dokončení těchto vrtů bude zpracován čistopis inženýrskogeologické mapy, doplněný o nové poznatky z dokumentace technických prací realizační etapy.

Geotechnická dokumentace bude obsahovat následující činnosti:

Stanovení stupně navětrání či alterace horniny. Na základě ČSN 72 1001 bude horninový masiv ve vertikálním i horizontálním smyslu rozčleněn do 5 stupňů dle technické kvality.

Zjištění hodnoty RQD (Rock quality designation) na vrtných jádrech, která je modifikací procentuálního výnosu jádra. Představuje základní informaci pro geotechnickou klasifikaci RMR (Rock mass rating) a zřetelně vymezuje úseky více či méně rozpukané.

Určení indexu pevnosti v bodovém zatížení (PLSI) na jádrech vrtu bude provedeno přenosným přístrojem v terénu. Ze získaných hodnot měření lze přepočtem určit přibližnou pevnost v prostém tlaku. Event. bude pevnost horniny odvozena z měření Schmidtovým kladivem. V rýhách a šachticích bude pevnost zjišťována Schmidtovým kladivem a to na plochách diskontinuit i lomových plochách.

V rámci geotechnické dokumentace technických prací bude též pro pokryvné útvary a svrchní část horninového masivu stanovena těžitelnost, která rozděluje horniny a zeminy, podle obtížnosti jejich rozpojování resp. odebírání, na 7 tříd dle ČSN 73 3050. O tyto výsledky bude doplněna inženýrskogeologická mapa, jejíž předběžná verze bude výsledkem rekognoskační etapy.

Horninový masiv má charakter diskontinua s diskontinuitami podmiňujícími jeho mechanické chování. Je důležité, aby jak struktura horniny, tak povaha diskontinuit byla pečlivě popsána dle směrnic ISRM (International Society for Rock Mechanics). Tyto parametry jsou nepostradatelné při stabilitních analýzách.

Strukturní měření musí obsahovat pro každý systém diskontinuit jeho orientaci, hustotu, stálost, průběžnost (po směru a sklonu), drsnost, rozevření, výplň a event. průsak.

Orientace diskontinuit v rýhách a šachticích bude měřena stupňovým kompasem jako směr sklonu, výsledky zpracovány za použití softweru pro zpracování tektonických měření DIPS version 3 (konturové diagramy).

Hustota diskontinuit udává jejich vzájemnou vzdálenost. Pro každý systém diskontinuit budou zjištěny minimální, průměrné a maximální vzdálenosti. Distribuce bude presentována v histogramech pro každý systém, za použití klasifikace doporučení ISRM.

Stálost (průběžnost) diskontinuity se vyjadřuje v m a to jak ve směru, tak po sklonu.

Drsnost plochy diskontinuity je charakterizována zvlněním nebo nerovností. Vyjadřuje se číslem JRC odpovídajícím typickému profilu drsnosti dle doporučovaných metod ISRM. Představuje důležitou informaci pro odhad pevnosti ve smyku.

Pevnost v tlaku na ploše diskontinuity bude zjišťována Schmidtovým kladivem L a to ve směru kolmém na plochu. Je velmi důležitou komponentou pevnosti ve smyku, zejména když stěny jsou v přímém kontaktu jako v případě puklin bez výplně.

Rozevření diskontinuit je kolmá vzdálenost oddělující stěny nevyplněné pukliny. Rozevření je odlišné od šíře pro vyplněnou diskontinuitu.

Výplň diskontinuit tvoří materiál vysrážený na puklinách z vodních roztoků, či v různém stupni drcená hornina v případě poruch. Stanovení mineralogického složení je náplní geochemie či petrografie.

Velikost bloku je mimořádně důležitý indikátor pro chování horninového masívu. Je podmíněna hustotou diskontinuit, množstvím systémů a rozevřením puklin omezujících bloky. Pro klasifikaci je nutno určit index blokovitosti (Ib), objemovou puklinatost (Jv) na jejímž základě bude určeno RQD v případech, kdy nebude k dispozici vrtné jádro (např. šachtice).

Odlučnost jádra (Jointing of borehole cores) bude sledována ve vrtech. Charakter rozpadu jádra má význam z hlediska vymezení tlakových zón v horninovém masívu.

Dokumentace dodatkových mělkých vrtů pro finalizaci inženýrskogeologické mapy. Požadavky na tento typ vrtů a rozsah prací, včetně jejich popisu, jsou uvedeny v kapitole věnované rekognoskační fázi.

Odběr vzorků hornin pro laboratorní, fyzikální a mechanické zkoušky bude realizován převážně z vrtů tak, aby byly odzkoušeny základní geotechnické typy.

Výsledky výše uvedených prácí spolu s výsledky studia výchozové části horninového masivu z rekognoskační etapy budou součástí komplexního geotechnického zhodnocení svrchní části horninového masívu.

7.12.1.3. Způsob realizace a návaznosti

Terénní geotechnická dokumentace bude realizována průběžně během vrtných a ostatních technických prací. Vzhledem k tomu, že studiem tektonických prvků se bude zabývat strukturní geolog, požadujeme úzkou spolupráci s tímto specialistou a včasné předání veškerých dat pro geotechnické zhodnocení a klasifikaci dle směrnic ISRM (International Society for Rock Mechanics).

7.12.1.4. Současná připravenost metody

Metodika terénního geotechnického průzkumu je v České republice dostatečně známá a praxí ověřená. Běžné terénní přístrojové vybavení mají větší firmy k dispozici. Pro určení orientace puklinových systémů ve vrtech je nutno počítat s investicí na TV kameru a ultrazvukovou sondu. Náklady jsou uvedeny v kapitole 7.12.6. Před použitím těchto přístrojů na studijní lokalitě se předpokládá jejich vyzkoušení na testovací lokalitě v souladu s projektem "Program prací na testovací lokalitě (Procházka et al. 1999).

7.12.1.5. Zabezpečení jakosti

Zabezpečení jakosti geotechnických terénních prací bude garantováno dodržením pracovních postupů dle ISRM Committee on field tests, document No. 4. a použitím doporučených geotechnických klasifikací pro horninový masiv (Bieniawski). Kvalita prací bude též garantována uplatněním systému zabezpečení jakosti v prováděcí firmě, která bude splňovat kritéria ČSN EN ISO 9001.

7.12.1.6. Předpokládaný časový průběh

Dokumentační geotechnické práce budou probíhat průběžně, v těsném sledu za postupem technických prací. Pro účely geotechnického zhodnocení je bezpodmínečně nutné mít k dispozici jádro nedotčené činností ostatních specialistů, zejména pro stanovení hodnot RQD a odběr delších úseků jádra na mechanické zkoušky. Proto bude potřeba koordinace specializovaných prací na dokumentaci jader a odběrů vzorků.

7.12.1.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12.2. Laboratorní zkoušky

7.12.2.1. Cíl činností a zdůvodnění

Z jádrových vrtů budou odebrány vzorky reprezentující vyčleněné geotechnické typy a na nich provedeny fyzikálně-mechanické, termofyzikální, technicko-petrografické a reologické zkoušky.

  1. Výsledky fyzikálně-mechanických zkoušek představují významné parametry, na jejichž základě je možno charakterizovat geotechnické vlastnosti horninového masivu.
  2. Zkoušky termofyzikálních vlastností přinesou základní údaje o chování hornin za zvýšené tepelné zátěže předpokládané v průběhu času po uložení kontejnerů. Tyto parametry je třeba znát pro odhad možných změn v mechanickém chování horninových mas.
  3. Technicko-petrografické analýzy mají za cíl určit strukturní rysy, stupeň a typ případných alterací, tedy stavební prvky, které rozhodujícím způsobem ovlivňují geotechnické vlastnosti. Součástí technicko-petrografických analýz je stanovení mikropetrografického indexu kvality K. Mechanická charakteristika horniny je snadněji představitelná zavedením indexu kvality K odvozeného z mikropetrografického pozorování. Bylo doloženo, že index K spolehlivě reprodukuje variace mechanických charakteristik hornin. Smyslem stanovení indexu kvality je kvantitativní porovnání stupně alterace v určitých částech vrtů. Tato metoda je vhodná pro vyjádření změn kvality horniny v lineárních dílech.
  4. Reologické zkoušky hornin byly zařazeny po konzultaci s vedením projektu a představiteli Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ČR, který je v současné době jediným pracovištěm kde je možné tyto experimenty realizovat. Smyslem navrhovaných zkoušek je ověření reologických parametrů horninového masivu a sledování reakce horninového vzorku na dlouhodobé zatěžování. Stanovení změn mechanických a fyzikálních vlastností při dlouhodobém zatěžování je důležité při řešení otázek stability a porušenosti hornin zejména pro podzemní úložiště, která mají být dlouhodobě izolovaná od biosféry. Tyto zkoušky nejsou pro jednotlivé lokality vyřazovacím kritériem, ale pomohou při rozhodování o výběru kandidátní lokality.

7.12.2.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

  1. Fyzikálně-mechanické zkoušky budou realizovány jednak jako základní soubory zkoušek, jednak rozšířené soubory zkoušek.

    Základní soubor zahrnuje následující stanovení:

    • objemová hmotnost
    • měrná hmotnost
    • nasákavost
    • pevnost v prostém tlaku
    • index pevnosti v bodovém tlaku

    Tyto zkoušky budou realizovány na všech horninových vzorcích reprezentujících vyčleněné geotechnické typy.

    Objemová a měrná hmotnost spolu s hodnotou nasákavosti citlivě indikují změny technické kvality horniny (alterace) a na jejich základě lze stanovit pórovitost. Zkouškou nasákavosti bude též sledována kvalita horniny v 1 000 m hlubokém vrtu.

    Základní pevnostní charakteristiky geotechnických typů budou presentovány pevností v jednoosém tlaku a indexem pevnosti při bodovém zatížení. Pevnost v tlaku je všeobecně používaná metoda pro určení statických pevnostních charakteristik, zejména pro odhad tlaků a smykového chování masivu okolo podzemních prostor. Též v matematických stabilitních modelech horninového masivu mají hodnoty parametrů statické pevnosti své uplatnění. Index pevnosti v bodovém zatížení je orientační hodnota při rychlém posuzování pevnosti hornin s možností odvodit přibližnou pevnost v jednoosém tlaku.

    Rozšířený soubor zkoušek zahrnuje všechny zkoušky základního souboru a navíc následující stanovení:

    • modul přetvárnosti, pružnost a Poissonovo číslo,
    • dynamický modul pružnosti,
    • abrazivnost,
    • brazilská zkouška pevnosti v příčném tahu,
    • zkouška střihové pevnosti.

    Rozšířený soubor zkoušek bude realizován na omezeném množství vzorků (max. 10 ks).

    Přetvárné vlastnosti (modul pružnosti, modul přetvárnosti) se určují při zkouškách v prostém tlaku a charakterizují vztahy mezi napětím a přetvořením horninového vzorku. Poměr mezi podélnou a příčnou deformací je Poissonovo číslo. Přetvárné charakteristiky slouží k posouzení stability nebo únosnosti horniny a ke stanovení jejího přetvoření pro dané zatížení. Dynamický modul pružnosti, zkouška spočívá ve zjištění rychlosti šíření ultrazvukových vln ve zkušebním tělese horniny. Rychlost podélných a příčných vln jsou ukazatelem reakce horniny na šíření tlaku a smyku v hornině. Tyto informace jsou nezbytné pro geomechanické posouzení stability důlních děl.

    Zkouška abrazivnosti zjišťuje schopnost horniny povrchově opotřebovávat nástroj v procesu rozpojování. Podstatou je zjištění úbytku hmotnosti normalizovaného kovového roubíku při jeho pohybu po povrchu zkušebního tělesa. Jedná se o zkoušku doplňkovou, jejíž výsledky jsou použitelné ke stanovení rychlosti otupování korunek či nožů razících strojů.

    Brazilská zkouška pevnosti v příčném tahu je základní metodou, která charakterizuje mechanickou pevnost. Její hodnoty se užívají v mechanických geotechnických modelech a dávají představu o stabilitním chování horninového masivu v okolí podzemních výrubů.

    Zkouška střihové pevnosti je základní metoda v souboru pevnostních charakteristik. Pevnost ve střihu je tangenciální síla vztažená na velikost střihové plochy.

  2. Z termofyzikálních vlastností budou na základních geotechnických typech zjištěny:
    • tepelná vodivost,
    • objemová tepelná kapacita,
    • koeficient tepelné roztažnosti - lineární a objemové.

    Tyto veličiny jsou základními kontrolními parametry pro přenos tepla horninou.

    Tepelná vodivost je vyjádřená koeficientem, který je roven množství tepla prošlému jednotkovou plochou za jednotku času, při jednotkovém teplotním rozdílu. Objemová tepelná kapacita představuje množství tepla, které je spotřebováno na ohřátí 1 m3 horniny o 1 °C. Koeficient tepelné roztažnosti (a - lineární, b - objemové) udává délkové a objemové změny v závislosti na zvyšování teploty.

    Hodnoty tepelné vodivosti a tepelné kapacity hornin budou sloužit k výpočtům rychlosti šíření a množství tepla v úložném prostoru a jeho okolí. Na základě tepelné roztažnosti lze předpokládat případné změny v chování horniny podmíněné změnou objemu minerálních součástí, což může mít za následek vznik drobných diskontinuit a změny mechanických vlastností hornin.

  3. Technicko-petrografické rozbory budou realizovány pro každý vzorek odrobený fyzikálně-mechanickým či termofyzikálním zkouškám. Ve výbrusech horninových vzorků budou sledovány zejména typy deformačních struktur, charakter a stupeň alterací.

    Mikropetrografický index kvality K bude zjišťován na vrtných jádrech v úsecích přechodu zdravé a alterované horniny k numerickému vyjádření stupně alterací a jejich změn. Je definovaný pro daný objem horniny jako objem nealterovaných k objemu alterovaných minerálů + trhlinkám + dutinkám. Mikropetrografický index kvality má uspokojivou přímou korelaci s modulem pružnosti horniny a můžeme očekávat, že přinese úzkou korelaci s dalšími mechanickými vlastnostmi. Metoda byla vyvinuta v Národní laboratoři stavebního inženýrství v Lisabonu v letech 1964 - 1966, autory jsou prof. F. Mello Mendez, prof. L. Aires Barros a F. Peres Rodriques, šéf divize zakládání a tunelářských prací.

  4. V rámci reologických zkoušek budou při dlouhodobém zatěžování sledovány následující vlastnosti hornin:
    • dlouhodobá pevnost a průběh převáření v čase při jednoosém namáhání v tlaku popř. tahu,
    • kinematické a dynamické parametry procházejících ultrazvukových vln,
    • vývoj seismoakustické emise v průběhu zatěžování.

    Do programu je zahrnuto i zjišťování geofyzikálních parametrů a to z důvodu možného budoucího využití rychlých a levných geofyzikálních metod pro případné monitorování dlouhodobých změn napjatosti a porušenosti horninového masívu v okolí podzemních staveb.

    Na základě konzultací se specialistyna geotechnický průzkum podzemních děl vyplynulo, že do projektu prací této etapy výzkumů není vhodné zařazovat triaxiální testy hornin, výzkum pevnostních a přetvárných vlastností hornin při teplotách očekávaných v HÚ, měření napětí ve vrtech a injektážní zkoušky. Tyto zkoušky je důležité realizovat zejména v hostitelském prostředí úložiště, kde budou probíhat ražby, jejichž směrování a technologie mohou tyto výsledky významně ovlivnit. Jejich realizaci na všech zkoumaných lokalitách z horninového materiálu z vrtů vedených z povrchu nepokládáme za účelné. Jejich realizace se předpokládá v podzemní laboratoři a samozřejmě bude zařazena do destruktivní fáze průzkumu kandidátních lokalit.

7.12.2.3. Způsob realizace a návaznost

Vzorky horniny pro fyzikálně-mechanické i termofyzikální zkoušky budou odebrány průběžně s vrtnými pracemi tak, aby základní zjišťované parametry byly stanoveny pro každý geotechnický typ. Z každého vzorku podrobeného fyzikálním a mechanickým zkouškám bude realizován technicko-petrografický rozbor. Mikropetrografický index kvality se stanoví z výbrusů horniny o velikosti cca 30 x 20 mm, při vzdálenosti linií 1 mm.

Reologické zkoušky budou prováděny na vzorcích vrtného jádra délky 1,5 - 2 m Ć 46 mm, ze kterého bude zhotoveno min. 5 zkušebních tělísek pro každý druh zkoušky. Každé zkušební těleso bude stupňovitě zatěžováno počínaje napětím rovným cca 50 - 60 % krátkodobé pevnosti s postupným zvyšování zatížení po 5 - 10 %. Mezi hlavní zatěžovací stupně bude zařazen i odlehčovací cyklus pro získání podkladů pro výpočet modulů pružnosti a srovnání časových průběhů dotváření při zatížení a odlehčení.

Při odběru vzorků na fyzikální a mechanické zkoušky je nutná úzká spolupráce s ostatními specializacemi, (které též budou manipulovat s jádrem), aby nedošlo k poškození úseků jádra vyčleněných pro zkoušky. Je třeba zajistit zapůjčení vybraných výbrusů hornin od specialisty petrografa pro technicko-petrografické analýzy v rámci geotechnických metod. Užší spolupráce bude též vhodná s geologem pro paralelizaci petrografických a geotechnických typů.

7.12.2.4. Současná připravenost metod

Navrhované laboratorní zkoušky fyzikálně-mechanické, termofyzikální a technicko-petrografické jsou v České republice běžně užívané a není zapotřebí dalších podpůrných programů.

Reologické zkoušky je možné realizovat pouze v ústavu struktury a mechaniky hornin AVČR, kde bylo v minulosti vyvinuto zkušební zařízení a základy metodiky pro tyto druhy zkoušek. V současné době neexistuje v ČR jiné pracoviště, které by se dlouhodobě zabývalo prováděním reologických zkoušek. Vzhledem k objemu prací je nutné uvažovat o vhodném doplnění a modernizaci měřících a registračních aparatur.

7.12.2.5. Zabezpečení jakosti

Zabezpečení jakosti fyzikálně mechanických zkoušek bude garantováno použitím Metodiky ČGÚ III. (mechanika hornin) z r. 1987 - Metodiky laboratorních zkoušek, kapitoly 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 11, 12 a 13. Jakost termofyzikálních zkoušek, které z velké části nemají normový předpis, bude zajištěna na základě publikovaných metodických postupů a použitím moderní přístrojové techniky.

Zkoušení v oblasti reologie hornin se vyznačuje absencí závazného předpisu v podobě norem či metodických postupů. Zkoušky budou prováděny ve smyslu doporučení ISRM (International Society for Rock Mechanics) a na základě metodických postupů a zkušeností publikovaných v řadě výzkumných zpráv.

7.12.2.6. Předpokládaný časový průběh

Vzorky hornin pro fyzikálně-mechanické, termofyzikální a technicko-petrografické laboratorní zkoušky budou odebírány průběžně s vrtnými pracemi a bezprostředně předány do laboratoří, kde budou zpracovány. Výsledky těchto zkoušek budou kompletní 1 měsíc po skončení vrtných prací.

Reologické zkoušky jsou časově velmi náročné. Je nutno počítat s obdobím cca 1 roku pro 1 lokalitu. Nelze současně realizovat zkoušky více vzorků, k dispozici je pouze 1 reologický lis 500 kN, tzn. že doba trvání těchto zkoušek v letech odpovídá zhruba počtu studijních lokalit

7.12.2.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12.3. Polní zkoušky

V této kategorii prací zařazujeme následující činnosti:

Tyto zkoušky nebyly v aktualizovaném obecném projektu v rámci nedestruktivní etapy uvedeny. V současné době se však jeví účelné jejich zařazení na studijní lokality v ověřovací etapě průzkumu.

7.12.3.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Účelem prohlídky stěn vrtů TV kamerou a ultrazvukovou sondou je ověření průběhu geologických struktur, litologických hranic, pozice diskontinuit či jejich systémů a zjištění jejich směru a sklonu (orientace vůči světovým stranám). Jedná se o moderní metodu používanou běžně v zahraničí pro potřeby geologického, geotechnického a hydrogeologického průzkumu lokalit pro uložiště radioaktivního odpadu. V České republice se realizují pro inženýrskogeologické účely TV prohlídky vrtů max. do hl. 150 m.

Akustické prohlídky stěn ultrazvukovou metodou se v České republice dosud nepoužívá. Prohlídku TV kamerou a akustickou prohlídku doporučujeme použít jako jednu společnou metodu, protože oba systémy mají své výhody i nevýhody a vzájemně se dobře doplňují.

Výsledky získané použitím uvedené metody budou významné nejen pro inženýrskou geologii a geotechniku, ale i pro ostatní na projektu zúčastněné geovědní discipliny, zejména pak strukturní geologii a petrologii.

Cílem orientačně provedených deformetrických zkoušek uniaxiálním lisem Goodman je zjištění stupně anisotropie mechanických vlastností horninového masivu na základě zjištění modulu přetvárnosti v okolí vrtu.

Znalost těchto deformační parametrů je potřebná pro kvalitativní posouzení stability a únosnosti horniny, resp. horninového masívu a ke stanovení jejího přetvoření pro určité zatížení. Velikost deformací stěny vrtu je závislá na modulu deformace horniny (resp. masívu) a vyvozeném napětí.

7.12.3.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Prohlídka TV kamerou a ultrazvukovou sondou bude realizována ve všech projektovaných vrtech v úsecích vyžádaných příslušnými specialisty. Celková délka vrtů dle aktualizovaného projektu je 4 400 m. Prohlídka TV kamerou umožní axiální a radiální pohled s využitím otočných hlavic a okamžitý videozáznam dovoluje postupné přerušování prohlídky a výběr zajímavých úseků k určení orientace puklin. Nevýhodou je omezená kvalita záznamu ve vrtech vyplněných vodou. Prohlídky ultrazvukovou sondou nejsou ovlivněny přítomností zakalené vody, ale jejich nevýhodou je až následné počítačové zpracování nasbíraných dat.

Deformetrická zkouška uniaxiálním lisem Goodman bude realizována ve vrtu v hloubce 240 m. Předpokládá se měření ve třech etážích, v každé z nich s rozdílnou orientací čelistí. Budou zjištěny moduly pro tři zatěžovací cykly 5 MPa, 10 MPa a 15 MPa. Výsledky budou porovnány s moduly zjištěnými na laboratorních vzorcích. Hodnoty přetvárných modulů se používají ve stabilitních výpočtech při projekci podzemních kaveren i povrchových staveb. Na jejich základě bude vyjádřena anisotropie a relativní napjatost horninového masívu v různých směrech.

7.12.3.3. Způsob realizace a návaznosti

Prohlídka stěn vrtů TV kamerou a ultrazvukovou sondou bude realizována průběžně s vrtáním cca po 100 m úsecích. Pro TV prohlídku je třeba volit průměr sondy blízký průměru vrtu, voda by měla být čistá, bez zákalu. Při prohlídce je nutná přítomnost specialistů vyhodnocujících jádro. Použití této metody na studijní lokalitě musí předcházet její odzkoušení na testovací lokalitě.

Zkoušky uniaxiálním lisem Goodman budou provedeny jednorázově v nezapaženém vrtu průměru 76 mm. V průběhu je třeba přerušit vrtání na 6 dnů, přítomnost vrtné soupravy i s osádkou pro pomocné práce je nezbytná. Pro úspěšnou realizaci měření je nutné vrtání dvojitou jádrovkou metodou WIRE-LINE a dodržení požadovaného průměru vrtu (NX 76 mm nebo NQ 75,31 mm).

7.12.3.4. Současná připravenost metody

Prohlídka vrtu TV kamerou a ultrazvukovou sondou v hlubokých vrtech není v současné době v České republice k dispozici. Z toho důvodu byla tato metoda zařazena k vyzkoušení na testovací lokalitě. Teprve následně může být využita na lokalitách studijních. Pro testovací práce doporučujeme firmu Terratec,
s. r. o., jejíž pracovníci mají s metodou TV kamery zkušenosti z řady domácích i zahraničních zakázek pro geotechnické a hydrogeologické účely do hloubek max. 600 m.

Jako formu pořízení metody doporučujeme nákup. Je zřejmé, že pronájem či provedení prací zahraniční firmou budou výrazně dražší, z důvodu, že se nejedná o jednorázové, ale průběžné používání v etapách po dobu hloubení vrtů a konečně i na několika různých lokalitách.

Metoda měření uniaxiálním lisem Goodman je v České republice zvládnuta a nevyžaduje žádné podpůrné programy či odzkoušení na testovací lokalitě.

7.12.3.5. Zabezpečení jakosti

Jakost prohlídky vrtu TV kamerou a ultrazvukovou sondou bude zabezpečena použitím moderních přístrojů používaných v současné době pro tento typ průzkumu jak v evropských, tak zámořských státech. Metodika a její zvládnutí bude předem vyzkoušena na testovací lokalitě.

Kvalita měření uniaxiálním lisem Goodman bude zajištěna dodržením postupů dle doporučení ISRM (International Society for Rock mechanics) Eurocode 7, part 3. Jakost práce bude též garantována Certifikátem jakosti pro terénní geotechnické zkušebnictví a monitoring odpovídající ČSN EN ISO 9001.

7.12.3.6. Předpokládaný časový průběh

Záznamy TV kamery i ultrazvukové sondy budou registrovány průběžně s postupem vrtání každých 100 m úsek vrtu. Po prohlídce strukturního geologa, geologa a geotechnika budou z hlediska orientace vyhodnoceny požadované diskontinuity. Komplexní vyhodnocení všech záznamů vrtů bude předáno do 1 měsíce po ukončení vrtných prací.

Deformetrická měření uniaxiálním lisem Goodman budou provedeny jednorázově. Po dosažení hloubky vrtu 250 m bude zastaveno vrtání a po dobu 6 dní budou realizovány přípravné práce, měření ve třech požadovaných etážích a demontáž zařízení. Během této doby je nutná přítomnost vrtné soupravy i osádky pro pomocné práce

7.12.3.7. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12.4. Zpracování výsledků

Výsledkem průzkumu bude komplexní zpráva o inženýrskogeologických a geotechnických poměrech vymezeného území, které bude obsahovat:

Výsledkem mapovacích prací bude podrobná účelová inženýrskogeologická mapa v měř. 1 : 10 000, zpracovaná v zásadě podle směrnice ČGÚ č. 1/1989 s modifikací pro účelové mapování. Budou v ní barevně zobrazeny inženýrskogeologické poměry, hydrogeologické údaje zjištěné při mapování a geodynamické jevy. Součástí mapy je legenda ve formě tabulek, se zatříděním typů zemin a hornin podle příslušných norem. Výsledky mapování budou zhodnoceny v průvodní zprávě k mapě. Mapovací a převzatá dokumentace bude zpracována v dokumentační mapě.

Výsledkem geotechnického a inženýrskogeologického průzkumu horninového masivu bude komplexní informace o technických vlastnostech. Tabelárním způsobem budou prezentovány výsledky fyzikálních a mechanických zkoušek pro vymezené horninové a geotechnické typy. Na základě mechanických vlastností a charakteru diskontinuit bude horninový masiv zhodnocen dle geotechnických klasifikací.

Celkové zhodnocení geotechnických poměrů přinese základní informace o mechanických a fyzikálních vlastnostech horninového masívu a jeho technické kvalitě. Znalost geotechnických parametrů je nepostradatelná při projektování podzemních výrubů.

7.12.4.1. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12.5. Sumář inženýrskogeologických a geotechnických prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.12.6. Investice

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.13. AKTUALIZACE GEOLOGICKÉ MAPY

7.13.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Aktualizace geologické mapy je činností průběžnou, která bude reagovat na každé nové výsledky získané v průběhu prací. Zatím co v rekognoskační etapě bude využívat poznatky získané plošným i pracemi doplněnými pouze o výsledky geofyzikální, v etapě realizační se bude moci při zpřesňování mapy opřít i o výsledky technických prací přinášející obrovské množství informací o hloubkové stavbě tělesa.

7.13.2. Rozsah a realizace prací

Práce budou probíhat neprůběžně po celou dobu trvání úkolu. Mapující geolog se bude zúčastňovat dokumentace prací, bude ovlivňovat situování kopných a vrtných prací a odběry vzorků. Jeho hlavní činností bude ovšem sledování všech dosažených relevantních výsledků ostatních disciplín. Na jejich základě bude zpřesňovat a dotvářet geologickou mapu území a v závěru i její 3D geologický model.

7.13.3. Předpokládaný časový průběh

Práce proběhnou vždy, když budou na lokalitě probíhat technické práce a potom s přerušeními až do závěru úkolu.

7.13.4. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.14. KOORDINACE, ŘÍZENÍ A DOPROVODNÉ PRÁCE

7.14.1. Cíl činnosti

Obsahem této části projektu je specifikace prací, které nejsou zahrnuty do kapitol odborných, ale jejich provedení je nezbytné jak pro hladký průběh odborných prací, tak i pro jejich ekonomické provedení a maximální využití. V realizační etapě se jedná o tyto práce :

7.14.2. Rozsah prací, jejich popis a použitelnost

Řízení prací a jejich koordinace bude nezbytným předpokladem úspěšného zvládnutí prací rekognoskační etapy. Předpokládáme plné vytížení jednoho koordinátora projektu a jednoho člena realizačního týmu po celou dobu trvání prací. V počátku prací této etapy bude časově vysoce náročným úkolem projednání vstupů na pozemky s jednotlivými majitely. Tento problém bude náročný po celou dobu prací na lokalitě, neboť smlouvy budou muset být obnovovány a v závěru prací i vypořádávány, tzn. finančně vyrovnávány. Přesto, že v této etapě nedojde k výraznému poškození pozemků, je třeba na finanční odškodnění plánovat příslušné prostředky.

V rámci koordinace bude v náplni práce koordinátora nejenom koordinace prací v rámci projektu ale i koordinace vazeb na ostatní aktivity a částečně i styk s orgány státní správy a samosprávy při projednávání různých problémů, které se v průběhu realizace úkolu vyskytnou. Dalším, vysoce odpovědným úkolem bude i řízení a kontrola jakosti všech prováděných prací. Dalším, časově náročným úkolem bude i jednotné vedení dokumentace všech prací úkolu, organizace kontrolních dnů, smluvní vztahy se subřešiteli, finanční dozor, termínový dozor, novelizace střetů zájmů a pod.

7.14.3. Předpokládaný časový průběh

Předpokládáme plné vytížení dvou pracovníků po celou dobu trvání prací.

7.14.4. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.15. SYNTÉZA PRACÍ A ZÁVĚREČNÁ ZPRÁVA

7.15.1. Cíl činnosti a zdůvodnění

Syntéza prací bude provedena v samém závěru úkolu, kdy bude možno výsledky všech provedených prací utřídit a zhodnotit z hlediska jejich přínosu pro řešení cíle úkolu. Na základě této syntézy bude rozhodnuto o dalším pokračování prací na lokalitě nebo o jejich ukončení. Po provedení syntézy bude při oponentním řízení rozhodnuto o způsobu a rozsahu vypracování závěrečné zprávy

7.15.2. Rozsah prací a jejich popis

Před vlastní syntézou budou nejprve finalizovány všechny dosud provedené práce, zejména geologické a strukturní mapy, geofyzikální, geochemické, hydrogeologické podklady, řezy atd. Vlastní syntéza bude probíhat v úzké součinnosti všech řešitelů dílčích disciplín. Pracovním prostředím bude GIS, kde budou shromážděny všechny dosažené výsledky.

Na základě syntézy prací bude při její oponentuře rozhodnuto o způsobu a rozsahu vypracování závěrečné zprávy úkolu. Rozhodnuto bude rovněž o rozsahu a způsobu uložení jednotlivých výstupů.

7.15.3. Způsob realizace

Syntézu bude provádět tým specialistů který pracoval na řešení úkolu doplněný o odborníky z oblasti SW a modelování. Tento tým by měl provést syntézu všech provedených prací s cílem definovat vhodnost lokality pro vybudování HÚ. Zohledněna budou všechna možná hlediska z oblasti geovědních disciplín. Definovány budou i problémy, které se dosud nepodařilo uspokojivě vyřešit a bude navržen postup pro jejich dořešení.

Závěrečná zpráva bude patrně zpracována ve formě klasické zprávy a zároveň budou veškeré výstupy uchovány v geografickém informačním systému.

7.15.4. Předpokládaný časový průběh

Předpokládáme, že syntéza prací bude provedena v závěru úkolu během čtyř měsíců, z toho dva měsíce bude trvat provedení vlastní syntézy a další dva měsíce zaberou dokončovací práce a oponentura.

Závěrečná zpráva bude zpracována během tří měsíců.

7.15.5. Rozpočet prací

kapitola je součástí obchodního tajemství

7.16. ROZPOČET PRACÍ REALIZAĆNÍ ETAPY - SUMARIZACE

tabulky dílčích nákladů jsou součástí obchodního tajemství

Celkové náklady na realizační etapu činí:

210 690 294,- Kč bez DPH