velikost textu

Isotope hydrogeology and geothermal applications to clarify the origin, the sustainability and the character of groundwater flow: Bohemian and Aquitaine sedimentary basins

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Isotope hydrogeology and geothermal applications to clarify the origin, the sustainability and the character of groundwater flow: Bohemian and Aquitaine sedimentary basins
Název v češtině:
Paleohydrogeologie a karotážní metody k objasneni původu, udržitelnosti a vlastnosti proudění podzemní vody: Česká křídová pánev a Akvitánská pánev
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Hana Jiráková, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Zbyněk Hrkal, CSc.
Oponenti:
doc. Ing. Naďa Rapantová, CSc.
Dr. Jean-Luc Michelot
Konzultanti:
Dr. Frédéric Huneau
RNDr. Miroslav Kobr, CSc.
Dr. Philippe Le Coustumer
Id práce:
83670
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav hydrogeologie, inž. geologie a užité geofyziky (31-450)
Program studia:
Aplikovaná geologie (P1202)
Obor studia:
Aplikovaná geologie (4XGEOLAP)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
13. 4. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Paleohydrogeologie; karotáž; proudění podzemní vody
Klíčová slova v angličtině:
Paleohydrogeology; geothermal application; groundwater flow
Abstrakt:
Shrnutí Kombinace metod izotopové hydrogeologie a geotermiky je významným nástrojem pro průzkum podzemních zdrojů k získávání pitné vody i geotermální energie. Tento postup byl v předkládané práci použit pro splnění hlavního cíle - zpřesnění a obohacení dosavadních znalostí o procesech napájení hluboko uložených kolektorů v Akvitánské pánvi (Francie) a o infiltračních a geotermálních dějích v České křídové pánvi (ČR) s využitím přírodních a radioaktivních izotopů a teplotních údajů. Stabilní izotopy (18O, 2H, 13C) se spolu s radioaizotopy (14C, 3H) používají k odhadům střední doby zdržení podzemní vody a k objasnění klimatických podmínek v době infiltrace v časovém úseku od konce Pleistocenu do dnešní doby. Pro vytvoření věrohodných hydrogeologických modelů rozsáhlých kolektorových systémů je nezbytné správné pochopení režimu proudění podzemních vod a charakteru doplňování podzemních zdrojů. V Evropě byly rozpoznány tři způsoby dotace srážkových vod do kolektorů – (i) průběžné doplňování, (ii) přerušené doplňování během posledního glaciálního maxima (LGM) a (iii) doplňování kolektorů podléhající specifickým podmínkám. Rozdílné geografické a klimatické podmínky ve Francii a České republice vedou k odlišnému charakteru napájení kolektorů podzemních vod. V jižní Francii, kde panují relativně mírné klimatické podmínky, nedošlo za posledních 40 tisíc let k významnějšímu přerušení napájení kolektorů. V České křídové pánvi byly z důvodu blízkosti severoevropského ledovce podmínky infiltrace komplikovanější. Maximální doba zdržení podzemních vod dosahuje 11 tisíc let. Tento odhad doby zdržení se však vztahuje k době infiltrace do horninového prostředí a nikoliv k období, ve kterém došlo ke srážkové činnosti. Nízký obsah stabilních izotopů totiž naznačuje, že infiltrovaná voda pochází z tání ledovců pokrývajících severní Evropu, ke kterému došlo po posledním glaciálním maximu, před 18 – 20 tisíci lety. Studium izotopů uhlíku obsažených v podzemních vodách České křídové pánve pomohlo popsat probíhající chemické procesy v kolektorech, a tím přispět k objasnění původu rozpuštěného uhlíku v podzemních vodách. V České křídové pánvi bylo kromě geochemických dat vyhodnoceno více než teplotních záznamů z karotážních měření, které byly využity k výpočtu geotermálního gradientu. Teplotní pole je v této geotermálně významné oblasti narušeno vertikálním prouděním podzemních vod, různorodou petrografií a topografií. To vede ke složitému plošnému rozložení tepelného toku řízeného prouděním podzemních vod, které odráží tektonickou stavbu území a četnost výskytu vulkanitů. Popsaný výzkum přinesl nové informace o geotermálním poli, ale také údaje důležité pro konstrukci realistických hydrogeologických modelů. Klíčová slova: hluboké kolektory, izotopová hydrogeologie, doba zdržení, geotermální potenciál, tepelný tok
Abstract v angličtině:
Abstract Isotopic investigations combined with geothermal applications represent powerful tools for the exploration of groundwater potential as a drinking or geothermal resource. This Ph.D. Thesis combines both approaches, environmental and radioactive isotopes together with temperature data in deep aquifers, in order to enrich and update the knowledge concerning the aquifer recharge processes in the Aquitaine Basin (France) and the aquifer recharge processes and geothermal potential in the Bohemian Cretaceous Basin (Czech Republic). 2H, 13C) 3H) Stable isotopes (18O, combined with radioisotope data (14C, are used to estimate the recharge timing and climatic conditions prevailing during the infiltration from the Late Pleistocene up to modern time. The character of groundwater recharge and regime are necessary to generate relevant source data for the accurate modelling of complex groundwater systems. Three groups of groundwater recharge types can be distinguished throughout Europe – (i) continuous recharge and (ii) interrupted recharge during Last Glacial Maximum and (iii) a group corresponding to particular recharge conditions. The contrasted geographic and climate conditions at both study sites in France and the Czech Republic have entailed a great heterogeneity of the recharge conditions and processes. Southern France, with generally mild climatic conditions during the last 40 ka BP, did not experienced considerable hiatus in groundwater recharge. The residence time of groundwater in the Bohemian aquifers is estimated about 11 ka BP at the maximum but the depletion in the stable isotopes suggests that this groundwater originates in the melting of the north European ice sheets after the Last Glacial Maximum period, i.e. 18-20 ka BP. Further investigations on both stable and radioactive carbon isotopes indicated numerous groundwater interactions within the reservoir that were used to delineate the carbon origin within the Bohemian aquifers. Information on groundwater geochemistry was supplemented in the Czech case study by geothermal data in order to improve our knowledge of groundwater flow and dynamics. More than one hundred of temperature records from well-logging measurements were used to assess the geothermal gradient in the Bohemian Cretaceous Basin which is the most promising heat accumulation within the country. Many phenomena can affect the thermal field in the region. Vertical groundwater flow and variations in the lithology and the topography lead to a complicated areal distribution of the geothermal gradient and the heat flux which is dominantly controlled by groundwater. Shallow tectonic structures and numerous volcanic rocks exercise an influence on groundwater flow and therefore exert a secondary effect on the thermal field. The geothermal investigation provided useful information on the geothermal resources within the region but also represents an important tool for understanding groundwater flow, and for constructing realistic hydrogeological models in such a complex geological, tectonic and geothermal context. Key words: deep aquifers, isotopic hydrogeology, residence time, geothermal potential, heat flux
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Hana Jiráková, Ph.D. 34.72 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Hana Jiráková, Ph.D. 168 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Hana Jiráková, Ph.D. 120 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Hana Jiráková, Ph.D. 1.64 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Naďa Rapantová, CSc. 140 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Jean-Luc Michelot 373 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1 MB