Nové vrtné práce v siluru a devonu Barrandienu

New boreholes in the silurian and devonian of the Barrandian

Vladimír Vaněk, Božena Včíslová

(Český kras 4; str.7—18; Beroun 1979)

 


Abstract

Im Böhmischen Karst wurde eine Bohrerkundung ausgeführt mit der Zielstellung, die hydrogeologischen Verhältnnisse im Silur und Devon zu erkennen und neue Wasserversorgungsquellen zu finden und diese vor Kontaminationen zu schützen. In 17 Bohrlöchern wurde das Vorkommen von Makroorganismen studiert. Grosse Unterschiede in der Art und Anzahl der Lebewesen werden diskutiert. Als erstes Vorkommen in Böhmen wurde Acanthocyclops venustus NORMAN & BRADY gefunden.

 

0. Úvod

V rámci plnění souboru úkolů II. hydrogeologického programu vyhledávacího průzkumu, zadaného Českým geologickým úřadem, provádí Stavební geologie n.p. Praha regionální průzkum siluru – devonu Barrandienu.

Cílem tohoto průzkumu je poznání hydrogeologických poměrů krasového území, vymezení nadějných oblastí z hlediska využití podzemních vod pro vodárenské zásobování a ocenění přírodních zdrojů podzemní vody v kategorii C2 s přihlédnutím na ochranu před kontaminací.

Vrtné práce byly navrhovány na základě:

A) Předcházejícího hydrologického průzkumu, který určil jako nadějné oblasti:

B) Předpokladu existence hydrogeologicky aktivní zkrasovělé zóny, který vychází ze současného poznání geomorfologického vývoje území v kvartérní éře.

C) Výsledků geofyzikálního výzkumu.

 

 

 

1. Vrtné práce

Odvrtány byly jednak průzkumné hydrogeologické vrty (hloubka kolem 50 m) k ověření zkrasovění a zvodnění vápenců a odvozené vrty (hloubka do 10 m) pro sledování mělkých podzemních vod údolní terasy. Uvádíme situační náčrtek vrtů:

 

Následující tabulka uvádí zastižené litologické a stratigrafické jednotky na průzkumných hydrogeologických vrtech:

 

Tabulka 1:

Vrt č. Lokalita Hloubka
[m]		 Geologický profil
SDB 1 Srbsko 0,00—3,50 hlína, suť kvartér
3,50—36,50 vrstvy roblínské střední devon
36,50—40,60 vrstvy kačácké
40,60—83,00 vápence chotečské
83,00—111,50 vápence třebotovské spodní devon
111,50—146,20 břidlice dalejské
146,20—149,00 vápence zlíchovské
SDB 2 Svatý Jan pod Skalou 0,00—8,00 náplav, suť kvartér
8,00—30,00 vápence přídolské svrchní silur
30,00—120,00 diabasy
SDB 5 Hostim 0,00—9,00 náplav, suť kvartér
9,00—50,00 vápence zlíchovské spodní devon
SDB 6 Hostim 0,00—4,60 náplav, suť kvartér
4,60—25,00 vápence chotečské střední devon
25,00—51,00 vápence třebotovské spodní devon
SDB 7 Hostim 0,00—51,00 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 8 Hostim 0,00—50,00 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 9 Hostim 0,00—50,00 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 10 Hostim 0,00—7,00 navážka —
7,00—50,00 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 11 Hostim 0,00—50,00 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 12 Hostim 0,00—11,50 hlína, suť kvartér
11,50—14,80 srbské vrstvy střední devon
SDB 13 Srbsko 0,00—13,50 náplav, suť kvartér
13,50—47,50 váp. slivenecké ev. koněpruské spodní devon
SDB 14 Srbsko 0,00—8,00 náplav kvartér
8,00—50,00 vápence kotýské spodní devon
SDB 15 Srbsko 0,00—7,80 náplav, suť kvartér
7,80—50,00 vápence přídolské svrchní silur
SDB 16 Srbsko 0,00—8,40 náplav kvartér
8,40—50,00 vápence zlíchovské spodní devon
SDB 17 Srbsko 0,00—14,50 náplav, suť kvartér
14,50—19,60 břidlice, vápence
kačácké vrstvy		 střední devon
SDB 18 Srbsko 0,00—10,70 náplav kvartér
10,70—50,00 vápence zlíchovské spodní devon
SDB 19 Srbsko 0,00—10,70 náplav kvartér
10,70—50,00 váp. dvorecko-prokopské a řeporyjské spodní devon

 

 

2. Geologické poměry

a) Údolí Kačáku

Kvarterní uloženiny v údolí Kačáku nepřesáhly ve vrtech mocnost 9 m. Jsou tvořeny aluviálním náplavem a vápencovou sutí.

Ve Svatém Janu pod Skalou (vrt SDB 2) byla po průchodu aluviem a vápenci přídolského souvrství, které jsou postiženy embryonálním krasověním pouze ve svrchních částech, kde dochází k dotaci podzemních vod z kvartéru, zastižena v hloubce 30—120 m vulkanická série kopaninského a liteňského souvrství, která zde zasahuje mnohem výše než v jiných částech Barrandienu.

Vápence zlíchovské, zastižené vrtem SDB 5, obsahují četné rohovcové vložky, které znemožňují oběh podzemní vody a tím i krasovění vápenců.

Jižní křídlo holyňsko-hostimské synklinály s malými úklony vrstev k SZ bylo provrtáno vrtem SDB 6, který do hloubky 25 m zastihl vápence chotečské a do 50 m vápence třebotovské. V třebotovských vápencích přibývá směrem do hloubky pelitické komponenty a tím se i snižuje propustnost.

Vrt SDB 7 situovaný na bázi staré lomové stěny zastihl organodetritický stupeň pragu (slivenecké ev. koněpruské vápence). Místo leží v těsné blízkosti velké příčné poruchy sz.-jv. směru, podle které došlo k silnému zkrasovění a vyzdvižení jižnější kry silursko-devonského souvrství. Tato linie pokračuje dále k jihu a odděluje kru v údolí Berounky od kry budující Chlum – Boubovou.

Koněpruské až slivenecké vápence, zastižené v blízkosti výše zmíněné poruchy vrtem SDB 8, byly zkrasovělé v hloubce 17—20 m, kde vrt prošel třímetrovou kavernou, vyplněnou vápnitým pískem a drobnými úlomky vápence.

Dále od této příčné poruchy existují ve sliveneckých a koněpruských vápencích pouze pukliny, vyhojené sekundárně krystalickým kalcitem a železitými povlaky (vrty SDB 9, 10, 11).

Vápence kotýské, zastižené v s. části lomu „Alcazar“ vrtem SDB 11, uložené pod sliveneckými a koněpruskými vápenci v hloubce pod 24 m, obsahují četné rohovcové polohy a vyšší podíl pyritového zrudnění, které zde značně snižuje propustnost vápenců.

 

b) Údolí Bubovického potoka

Vrty v údolí Bubovického potoka (SDB 1 a 17) ověřily proměnlivou mocnost kvartérních aluviálních náplavů, která podmiňuje a vysvětluje občasné „propadání“ Bubovického potoka.

Vrt SDB 1 j. od Kubrychtovy boudy zastihl kvartér v mocnosti 3,50 m. Přibližně o 1 km dolů po toku Bubovického potoka v místě vrtu SDB 17 byla zastižena mocnost kvartéru již 14,50 m. V těchto propustných kvartérních polohách se za nízkých vodních stavů Bubovický potok ztrácí a teče po relativně nepropustném podloží kvartéru, které zde tvoří málo mocné kačácké vrstvy a vápence chotečské.

 

c) Údolí Berounky

V údolí Berounky mají kvartérní uloženiny mocnost v průměru 10 m. Největší zastižená mocnost byla ve vrtu SDB 13 pod Barrandovou jeskyní – 13,50 m, nejmenší ve vrtu SDB 15 v Srbsku u fotbalového hřiště – 7,80 m.

Vrtem SDB 13 pod Barrandovou jeskyní byly zastiženy zkrasovělé vápence organodetritického vývoje stupně pragu, ve kterých byly hluboko pod úrovní Berounky kaverny, vyplněné štěrkopísčitým materiálem. Tyto kaverny byly zastiženy mezi 33,00—37,70 m, 42,20—42,70 m a 43,00—46,00 m. Přítomnost kaveren pravděpodobně nelze vysvětlovat zastižením tektonických poruch přímo v místě vrtu. Směrné poruchy, zastižené v blízkém okolí, jsou sevřené, často vyhojené kalcitem a bez otevřených spár. Pro vysvětlení hlubokého zkrasovění přichází nejspíše v úvahu mladá radiální tektonika po liniích sz.-jv. až s.-j. směru, která byla patrně aktivována po uložení terciéru, jak svědčí poměry v terciérních terasách.

Přibližně 250 m j. od Barrandovy jeskyně byly zastiženy vrtem SDB 14 vápence stupně lochkov ve facii kotýských vápenců s častými rohovci a jílovitými vložkami, které znemožňují oběh podzemních vod a tím i krasovění vápenců.

Počátky krasovění byly ověřeny v silurských přídolských vápencích (vrt SDB 15), kde drobné kaverny a hojné pukliny jsou potaženy železitými povlaky, svědčícími o oběhu podzemních vod.

Vrt SDB 16 v blízkosti přívozu v Srbsku zastihl silně tektonicky porušené zlíchovské vápence v těsné blízkosti směrné poruchy (severní větev kodského přesmyku). Silné porušení vápenců do hloubky 24 m lze přičíst této významné poruše, ukloněné kolem 40—60° k SZ.

Na pravém břehu Berounky u ústí Císařské rokle byly v s. křídle dílčí antiklinály zastiženy tektonicky porušené vápence zlíchovské s častými otevřenými puklinami až drobnými kavernami (vrt SDB 18).

Vrt SDB 19, situovaný 750 m v. od ústí Císařské rokle, zastihl kalový vývoj stupně pragu: dvorecko-prokopské a řeporyjské vápence, které jsou spjaty pozvolným vertikálním přechodem.

 

3. Oživení vody čerpané z vrtů

Na 17 z popsaných vrtů byly provedeny čerpací zkoušky, během nichž bylo odebráno planktonní sítí 44 vzorků. Dalších 24 vzorků bylo odebráno před či po čerpání. V průměru bylo vždy profiltrováno alespoň 10 m3 pro 1 vzorek. V takto získaném materiálu jsme zjišťovali přítomnost makroorganismů.

Jedná se o 7 vrtů kvartérních (o hloubce od 5,30 do 12,00 m), které končí na vápencovém podloží – označené B, a 10 vrtů zhruba 50 m hlubokých, kde voda pochází převážně z puklin či kaveren ve vápenci (nejčastější přítoky v hloubce 10—25 m) – označené A nebo bez označení. V oživení vody se však tyto dvě skupiny vrtů zásadně nelišily.

V tabulce 2 jsou uvedeny konstantní vydatnosti, udržované během třídenních čerpacích zkoušek (l.sec−1).

 

Tabulka 2:

Vrt Vydatnost
[l.s−1]		 Vrt Vydatnost
[l.s−1]
5A 0,04—0,07 14A 2,3
5B 3,51 14B 7,4
6A 2,63 16A 2,97
6B 1,82 16B 11,0
7 1,07 18A 1,6
8 2,67 18B 12,0—15,0
10 1,25 19A 2,63
13A 0,50 19B 8,0
13B 1,82    

Poznámka: vrty 6A, 7, 9, 14A, 15A a 19A byly před čerpáním odstřeleny ve vhodné hloubce za účelem případného uvolnění přítokových cest. Nejúspěšnější byl tento zásah u vrtů 6A, 14A a 19A.

 

Pomineme-li organismy suchozemské (Colembolla, Diptera) či převážně půdní (Tardigrada, Oribateidae, Testacoa), občas přítomné ve vzorcích, můžeme organismy nalezené ve vrtech rozdělit do několika skupin:

a) Organismy pocházející z povrchové vody, které se v podzemní vodě nejsou schopny reprodukovat a dříve či později hynou – t.zv. trogloxénové. Jsou to nejčastěji rozsivky (Bacillariophyceae), vířníci (Rotatoria), perloočky r. Bosmina, larvy pakomárů čel. Chironomidae.

b) Organismy lépe přizpůsobené životu v podzemní vodě, vyskytující se ale běžně i ve vodách povrchových – t.zv. troglofilové. Sem patří celá řada buchanek (Copepoda): většina druhů rodu Diacyclops a Acanthocyclops, Paracyclops fimbriatus FISCHER, Megacyclops viridis JURIME, Eucyclops serrulatus FISCHER aj. Troglofilní jsou možná i někteří zástupci občas nacházených vodních roztočů Hydracarina a lasturnatek Ostracoda, kteří zatím ještě nejsou určeni.

Již na přechodu k další skupině je buchanka slujová Diacyclops languidoides LILLJEBORG (u nás nejběžnější druh podzemních vod, poměrně málo náročný na kvalitu vody), buchanka jeskynní Acanthocyclops venustus NORMAN & BRADY (poprvé nalezen v Čechách) a slepý blešivec Niphargus aquilex SCHIÖDTE, běžný též v pramenech (je to náš největší živočich z podzemních vod, dorůstá velikosti okolo 1 cm).

c) Nejvíce specializované organismy, které již nejsou schopny žít ve vodě povrchové, jsou t.zv. troglobionti. Sem patří zejména Bathynella natans VEJDOVSKÝ, buchanka Graeteriella unisetiger GRAETER, některé plazivky (Chappuisius singeri CHAPPUIS, Parastenocaris sp.) a polychaet Troglochaetus beranecki DELACHAUX (námi nenalezen). Jejich nález indikuje obvykle čistou podzemní vodu s dostatkem kyslíku.

 

Všechny tyto skupiny jsou bohatě zastoupeny v shromážděném materiálu:

ad a): Organismy z vody povrchové, nebo častěji jejich zbytky, byly nalezeny téměř ve všech sledovaných vrtech (kromě 5A, 16A a 19A), i když někdy jen v nepatrném množství (15B, 7, 10, 13A, 14B). Tyto nálezy dokumentují souvislost s vodou z blízkého toku. Nejvíc těchto organismů bylo zjištěno ve vrtu 18B (34 individuí v m3 vyčerpané vody), 18A, 13B a 19B.

Nutno si uvědomit, že takto může být prokázána souvislost s povrchovou vodou jen v případě, je-li filtrace vody v březích poměrně hrubá. Jsou-li však přítomny jemné sedimenty, může být profiltrovaná voda prakticky bez organismů, i když její množství může být značné díky velké filtrační ploše. Celková suma ztrát vody z řeky do okolního prostředí je v Berounce mezi Berounem a Srbskem značná (viz výše).

ad b): Z troglofilních organismů je nejčastější Diacyclops languidoides LILLJEBORG (nebyl nalezen jen ve třech vrtech), který se často vyskytuje i ve velkých množstvích (ve vrtu 18A – 113 indiv. v m3), často spolu s podobným druhem Diacyclops languidus SARS (vrt 16A – 133 indiv. v m3, obou druhů spolu). Acanthocyclops venustus NORMAN & BRADY je rovněž nejhojnější ve vrtu 18A (3,6 indiv. v m3), dále je i ve vrtech 13B, 18B, 14B, 8 a 14A. Niphargus byl nalezen celkem ve 13 vrtech. nejhojnější je v SDB 10 (2,2 indiv. v m3), 14A i B, 6A a 13B. Někteří další troglofilní kopepodi byli nalezeni zejména ve vrtu 18B (celkem 7 druhů), ve vrtech 13B a 19B po 4 druzích.

ad c): Bathynella byla zastižena ve 4 vrtech – 10 (0,67 ind. v m3), 5B, 18B a 19B, Graeteriella ve 3 vrtech – 19B (0,10 indiv. v m3), 8 a 13B, troglobiontní plazivky (Harpacticidae) v 7 vrtech – 13B (6,25 indiv. v m3), 10, 18B, 19B, 18A, 5B a 14B.

 

I z tohoto krátkého přehledu vyplývá, že mezi jednotlivými vrty existují velké rozdíly v jejich oživení. Pokusíme se dále vyslovit některé domněnky, vysvětlující tento stav.

Je jasné, že u řady vrtů existuje silný vliv infiltrované říční vody. To se projevuje nejen přítomností organismů, pocházejících z řeky, ale i neustálým přísunem vody bohaté na živiny a při rychlém proudění i na kyslík. Nejbohatší populaci co do počtu druhů má vrt 18B a 19B a domníváme se, že právě zde je vliv rychlé infiltrace říční vody nejvyšší; navíc jsou zde přítomny i druhy troglobiontní, svědčící nejspíše o přítocích čisté podzemní vody z okolí.

Klesne-li však obsah O2 ve vodě (např. v důsledku pomalé infiltrace vody z řeky přes hůře propustné sedimenty nebo znečištěním z povrchu), klesá rychle druhová diversita přítomné populace a zůstávají jenom odolnější druhy, zejména Diacyclops languidoides a languidus, které se pak mohou vyskytnout i ve velkých množstvích, např. ve vrtu 16A. I jejich množství však postupně se zhoršováním životních podmínek klesá – vrty 19A, 16B, 6A i B, 14A, 7.

Nejčistší podzemní voda, indikovaná přítomností troglobiontů, je ve vrtu 5B. U dalších vrtů je zřejmě vždy ve směsi s vodou infiltrovanou z řeky nebo jinak znečištěnou (voda splachová apod.). Někde ještě převažují organismy troglobiontní, indikující čistou vodu – vrty 8 a 13B, jinde jsou zatlačovány ostatními méně náročnými druhy, především Diacyclops languidoides LILLJEBORG – vrty 10, 18A i B, 14A i B a 19B.

Vrt 13A je prakticky bez života (pouze anaerobní Nematoda) díky kavernám, zaneseným bahnem s velkým organickým podílem a minimální cirkulací vody. Podobné velké množství organického detritu spojené s úbytkem organismů bylo pozorováno i u vrtů 7 a 6B, částečně i 6A. Ve vrtu 5A, který měl minimální vydatnost, nebyly nalezeny žádné vodní organismy.

 

Závěrem bychom rádi zdůraznili, že samotné biologické rozbory nemohou vést k jednoznačným závěrům o původu a kvalitě vody z každého vrtu. Např. z bakteriologických rozborů vyplývá, že nejčistší vodu má vrt 5B, následuje 18A, 16A a 16B. Vodu čerstvě znečištěnou (přítomnost enterokoků) vykázal vrt 8, 14B, 18B, 16B (odběr z jiného dne) a 19A. Dále bude nutno výsledky konfrontovat s rozbory chemickými, s výsledky geofyzikálních, resistivimetrických, hydrologických i geologických pozorování a měření. Teprve potom bude možno utvořit si ucelený obraz o způsobech oběhu a kvalitě vody v celé šíři.

 


Summary:

Paper presents the results of a short survey of stratigraphic profiles discovered by new hydrogeological boreholes in the valleys of the Berounka River, Kačák and Bubovický creek. There were found karst caverna originated probably from young radial tectonics activated after the formation of the Tertiary in Berounka River valley, deeply below the erosive basis of the region.

In 17 boreholes macroorganisms were colected during the pumping tests using a plankton net. Surface-water organisms were found as well as the troglophiles and troglobionts. One species of troglophilic Copepoda – Acanthocyclops venustus NORMAN & BRADY – was found first time in Bohemia. Most of the investigated boreholes are undoubtely under influence of river water infiltrating through the bottom and banks. Nevertheless, there exists great variation in environmental conditions in various boreholes (and their ground-water area), resulting in high variety in both the amount and species composition of animal community.

 

 

Poznámka MK: Tabulka 1 je oproti originálu upravena (především geologické útvary).