GEOLOGIJA 45/2, 445–450, Ljubljana 2002
Hidrogeologija Ol{eve Hydrogeology of the Ol{eva massif (Slovenia)
Jure KRIVIC & Mihael BREN^I^
Geolo{ki zavod Slovenije, Dimi~eva 14, 1000 Ljubljana; jure.krivic@geo-zs.si, mbrencic@geo-zs.si
Klju~ne besede: Ol{eva, hidrogeologija, Slovenija Key words: Ol{eva, hydrogeology, Slovenia
Kratka vsebina
Ol{evo gradijo dobro prepustne karbonatne kamnine, ki predstavljajo obse‘en kra{ko-razpoklinski vodonosnik. Vodonosnik Ol{eve je potencialni vir pitne vode, ki zaradi njegove visokogorske lege ni ogro‘en.
Vodonosnik Ol{eve sestavljajo trije deli, ki so med seboj lo~eni s prelomi. V vzhodnem delu masiva sta manj{a vodonosnika s povr{inama 1,9 in 0,8 km2, ki se drenirata proti severovzhodu v pore~je Me‘e. Preostali del masiva Ol{eve tvori kljub pre~nim prelomom relativno enoten vodonosnik, iz katerega odteka voda proti zahodu v dolino Rjavice v Avstriji, kjer izteka velika ve~ina vode iz masiva Ol{eve.
Abstract
Ol{eva consists of highly pervious carbonates, forming a relatively big fractured and karstified aquifer. Due to its high-altitude mountainous nature, the aquifer is unpolluted and therefore has to be regarded as a potential source of drinking water for the future.
The Ol{eva aquifer is tectonically divided into three parts. Groundwater from the two smaller aquifers, covering areas of 1,9 and 0,8 km2, located in eastern part of Ol{eva massif, flows toward Northeast into Me‘a river basin. In spite of several transversal faults, the rest of Ol{eva massif forms a relatively uniform aquifer that is conveying groundwater in westerly direction towards Rjavica valley. Rjavica valley in Austria represents the discharge area of a majority of groundwater from the main Ol{eva aquifer.
Uvod
Ol{evo gradijo dobro prepustne karbonatne kamnine, ki predstavljajo obse‘en kra{ko-raz-poklinski vodonosnik. Tektonske strukture, ki ta vodonosnik omejujejo, delujejo kot hidro-geolo{ke bariere. Podzemna voda na obmo~-ju Ol{eve izvira neposredno iz masiva na {tevilnih mestih, vendar je njihova skupna koli~ina ‘e na prvi pogled premajhna za po-
vr{ino, ki jo pokrivajo karbonatne kamnine, ki lahko tvorijo vodonosnik. Z namenom da bi opredelili smeri pretakanja podzemne vode in obmo~je iztoka glavnine podzemne vode, smo preiskali tudi okolico karbonatnega vodonosnika Ol{eve.
Karbonatni vodonosnik Ol{eve predstavlja pomemben potencialni vir pitne vode, ki je zaradi svoje visokogorske lege dobro za-{~iten pred morebitnim onesna‘enjem.
446
Geolo{ka zgradba ozemlja
Kamnine obravnavanega obmo~ja in njihova lega v prostoru pogojujejo hidrogeo-lo{ke zna~ilnosti in bilan~ne karakteristike ozemlja.
Predkambrijski muskovitno-biotitni gnajs pohorske serije tvori ozek pas v o‘jem ob-mo~ju Periadriatskega {iva. Izdanja na skrajnem severnem delu ozemlja. Tvori jugozahodno pobo~je Marol~evega vrha. Zgornjekar-bonske javorni{ke plasti in spodnjepermske klasti~ne trogkofelske plasti izdanjajo na ob-mo~ju Podol{eve v geotektonski enoti ju‘nih Karavank. Srednjepermska grödenska formacija izdanja le v povodju Rjavice v Avstriji. Skitijski apnenec, laporovec, pe{~enjak in glinavec obsegajo prete‘ni del spodnjega dela severnega pobo~ja doline Savinje in Suhi vrh zahodno od Ol{eve. Anizijski masiven kristalast dolomit, ter masiven in debelo-skladovit apnenec tvorijo del spodnjega dela severnega pobo~ja doline Savinje severno in severozahodno od Sol~ave. Ladinijski schlern-ski dolomit obsega ju‘ni del Suhega vrha v Avstriji. Glavni dolomit izdanja na vzhodnem delu Ol{eve, prete‘ni del Ol{eve pa gradi dachsteinski apnenec. Oligocenski tonalit obsega na obravnavanem ozemlju do kilometer {irok pas v dolini Me‘e in na Zadnjem travniku severno od Ol{eve. Oligocenski an-dezitni tuf in tufit se pojavljata kot majhna, tektonsko omejena gruda severno od Sol-~ave. Kvartarni morenski material pokriva del spodnjega pobo~ja severne strani Ol{eve in Zadnji travnik severno od Ol{eve. Pobo~ni gru{~ le‘i pod strmimi pobo~ji na ju‘ni in severni strani Ol{eve (M io~ & @nidar -~i~, 1983).
Glavna tektonska struktura tega obmo~ja je Periadriatski {iv. Sega ve~ 10 km globoko in predstavlja desni zmik. Periadriatski {iv tvori z vzporednimi prelomi “ro`asto strukturo” v kateri je v obliki ~oka med vzporedne prelome, ki se v globini zdru`ijo, ujet karbonatni vodonosnik Ol{eve (Polinski, 1991, Fodor et al, 1998, Bren~i~ et al., 2001).
Metode raziskav
Dinamika raziskav
Na obravnavanem ozemlju je potekalo detajlno hidrogeolo{ko kartiranje vseh izvirov
Jure Krivic & Mihael Bren~i~
in vodotokov v pore~jih Savinje, Me‘e in Rem{enika. Avstrijski del obravnavanega ozemlja so kartirali Poltnig in sodelavci (1999).
Na vsakem izviru sta bili izmerjeni temperatura in elektroprevodnost vode, ter ocenjen pretok. S programskim paketom Auto CAD 14 so bile izrisane karte razvodnic, izvirov in vodotokov, ter pregledna hidrogeo-lo{ka karta (sl. 1).
Meritve pretokov
Meritve pretokov so bile opravljene v {e-stih ~asovnih obdobjih. Na povodjih v Avstriji so bile meritve izvedene trikrat (P o l t -n i g et al., 2001). V obdobju visokih vod so bili pretoki izmerjeni v oktobru 1998, v obdobju nizkih vod pa v februarju 1999 in februarju 2000. Na povodjih Kloba{e in Jur-~efa so bili pretoki izmerjeni v petih ~a-sovnih obdobjih med oktobrom 1998 in avgustom 2000, nato pa skupaj s povodji v pore~ju Me‘e {e 10. 5. 2001.
Morfometri~na analiza povr{ja
Vrednotenje lastnosti povr{ja je potekalo s programom Arc View GIS 3.1. Rezultat so podatki o povpre~nih nadmorskih vi{inah povodij in njihovih povr{inah, ki so potrebni za povezavo pretokov in bilan~nih karakteristik podzemne vode. Nadmorska vi{ina povr{ja hidrogeolo{kega bazena je pomembna tako z vidika padavin kot ocene eva-potranspiracije in dele‘a sne‘nih padavin ter posledi~no specifi~nega odtoka iz bazena. Strukturno in litolo{ko homogena povodja ka‘ejo odvisnost specifi~nega pretoka od pov-pre~ne nadmorske vi{ine.
Analiza odtoka
Ra~unska analiza povpre~nih parametrov odtoka je bila opravljena na podlagi klimatskih parametrov in rezultatov morfometri~ne analize povodij. Za {ir{o okolico obravnavanega ozemlja je bila na podlagi podatkov Hidrometeorolo{kega zavoda Slovenije (Kli-matografija Slovenije, 1995a & 1995b) izvedena analiza odvisnosti padavin in temperature ozra~ja od nadmorske vi{ine. Za
Hidrogeologija Olševe
447
Sl. 1. Pregledna hidrogeolo{ka karta Fig. 1. General hydrogeological map
448
vsako povodje je bila izra~unana povpre~na letna vi{ina padavin in temperatura ozra~ja, realna evapotranspiracija po L. Turcu ( M i -leti} & Heinrich-Mileti}, 1981), nato pa povpre~ni specifi~ni odtok in povpre~ni odtok.
Izra~unane vrednosti povpre~nih odtokov so povpre~ne letne koli~ine vode, ki naj bi odtekala z dolo~enega povodja v danih klimatskih razmerah. Analiza je pokazala po-vodja, pri katerih specifi~ni pretok odstopa od tistega, ki bi ga pri~akovali glede na pov-pre~no nadmorsko vi{ino. Zaradi strukturnih in litolo{kih nehomogenosti povodij prihaja do razlik med hidrografskimi in hidro-geolo{kimi povodji.
REZULTATI Z DISKUSIJO Rezultati analize odtoka
Vsa povodja razen povodja Rjavice v Avstriji izra‘ajo primanjkljaj vode glede na iz-ra~unane vrednosti. Voda iz teh povodij podzemno odteka v sosednja povodja.
V februarju 1999 in 2000 je bilo stanje nizkih vod. Kljub temu je specifi~ni odtok iz povodja Rjavice leta 1999 le malo pod izra~unanim povpre~nim letnim specifi~nim odtokom, leta 2000 pa celo nad njim, torej gre v primeru povodja Rjavica dejansko za obse‘no podzemno napajanje iz drugih hidro-grafskih povodij.
Rezultati meritev pretokov v maju 2001 so pokazali, da imajo povodja, ki le‘ijo v zgornjem delu na karbonatih Ol{eve, zelo opazne primanjkljaje vode, na podlagi ~esar smo sklepali, da voda odteka podzemno proti povodju Rjavice v Avstriji. Mnoga povodja na obmo~ju Ol{eve izra‘ajo neobi~ajen trend padanja specifi~nih odtokov z nara{~anjem nadmorske vi{ine. To pomeni, da vi{ja ko je njegova povpre~na nadmorska vi{ina, ve~ji dele‘ njegove povr{ine pokrivajo karbonatne kamnine, zato tudi ve~ji dele‘ vode odte~e podzemno izven hidrografskega povodja.
Vsa povodja, ki segajo na ozemlje karbonatnega masiva Ol{eve, imajo skupno povr-{ino pribli‘no 26 km2. Njihova povpre~na nadmorska vi{ina zna{a 1267 m. Skupni odtok s teh povodij je bil v oktobru leta 1998 in v maju leta 2001 1220 l/s. To pomeni, da je bil specifi~ni odtok s celotnega ozemlja
Jure Krivic & Mihael Bren~i~
47 l/s/km2. Pri~akovan povpre~ni specifi~ni odtok zna{a 60 l/s/km2. Obmo~je karbonatnega vodonosnika pokriva okoli 11 km2. Njegova povpre~na nadmorska vi{ina zna{a okoli 1550 m. Iz izra~unanih povpre~nih parametrov odtoka je razvidno, da je povpre~ni spe-cifi~ni odtok s tega ozemlja 70 l/s/km2, skupni pretok pa 770 l/s. ^e je torej povodje Rjavice edini pomembnej{i iztok iz vodonosnika, je bil v oktobru 1998 izmerjen pretok le malo nad povpre~nim letnim in je torej sklepanje o omenjenem napajalnem zaledju pravilno.
Strukturni model vodonosnika
Skrajno vzhodni del vodonosnika (obmo~-je Robnikovega vrha) je lo~en od vmesnega dela z mo~nimi prelomi. Meja vodonosnika in neprepustne podlage je na skrajnem severovzhodnem delu na nadmorski vi{ini okoli 900 m. To obmo~je, ki ima povr{ino 1,93 km2, se drenira proti severovzhodu v pore~je Me‘e in le ob visokih vodah tudi proti jugu v dolino Kloba{e.
Vmesni del vodonosnika obsega obmo~je med Robnikovim in Lepim vrhom ter Podol-{evnikom. Ta del vodonosnika ima povr{ino 0,77 km2 in iztok na nadmorski vi{ini 1000 m. Na obmo~ju vmesnega dela vodonosnika le‘i meja med Periadriatskim {ivom in karbonatnim ~okom ni‘je kot v osrednjem delu. Kljub temu tu izvirajo le manj{e koli~ine vode, kar ka‘e na lo~enost omenjenih treh delov vodonosnika.
Preostali del masiva Ol{eve tvori, kljub pre~nim prelomom, relativno enoten vodo-nosnik. Ob pre~nih prelomih verjetno prihaja do iztekanja manj{ih koli~in vode le na obmo~ju izvira Me‘e, kjer je meja vodonos-nika in neprepustnih plasti na nadmorski vi{ini okoli 1200 m. Meja je v celotni dol‘ini vodonosnika pokrita z gru{~em, zato natan~-nih mest in koli~in iztoka ni mo‘no dolo~iti. Ta voda se pod gru{~em me{a z vodo, ki priteka z obmo~ja magmatskih in metamorf-nih kamnin, ki le‘e na ozemlju Avstrije. Napajalno zaledje vode, ki priteka iz obmo~ja Ol{eve, je verjetno v obse‘nih kvartarnih zasipih pobo~nega gru{~a ter ledeni{kega materiala in ne v karbonatnih kamninah. To tudi pomeni, da se izvir Me‘e ne napaja s karbonatnega masiva Ol{eve.
Vsa preostala koli~ina podzemne vode odteka proti zahodu, kjer iz dachsteinskega
Hidrogeologija Olševe
apnenca in glavnega dolomita Ol{eve podzemno izteka v schlernski dolomit, od koder prite~e na plano na nadmorski vi{ini med 900 in 1000 m v dolini Rjavice. Osnovni bi-lan~ni izra~un je pokazal, da zna{a napajalno zaledje Rjavice okoli 10 km2.
Rezerve vode
Skupne rezerve podzemne vode sestavljajo dinami~ne in permanentne rezerve. ^e je glavni iztok iz masiva Ol{eve v povodju Rjavice, potem lahko na podlagi izmerjenih odtokov sklepamo o dinami~nih rezervah vode v vodonosniku.
Povpre~ni odtok iz vodonosnika Ol{eve zna{a 770 l/s. Skupni letni odtok iz masiva, ki je pri le enem letnem maksimumu in le enem letnem minimumu pretoka enak dina-mi~nim rezervam, je torej 24.300.000 m3. O minimalnih dinami~nih rezervah se lahko sklepa le na podlagi minimalnega odtoka iz povodja Rjavice v februarju 1999, ki je bil 133 l/s. Minimalne rezerve torej zna{ajo naj-ve~ 4.200.000 m3.
Volumen vodonosnika in volumen vskla-di{~ene vode, ki predstavlja permanentne rezerve, lahko zaradi pomanjkanja podatkov le zelo grobo ocenimo. Volumen vodonosnika smo ocenenili s pomo~jo tektonskega modela Karavank (Polinski, 1991). Vodonosnik Ol{eve je vkle{~en med periadriatski {iv z naklonom 70° v smeri proti jugu in slednjemu vzporedne prelome z naklonom 50° v smeri proti severu. Masiv Ol{eve smo na podlagi strukturne interpretacije in terenskih meritev razdelili na tri enote. Za vzhodni del Ol{eve (obmo~je Robnikovega vrha) je volumen vodonosnika ocenjen na 1,2 km3, za vmesni del (med Robnikovim in Lepim vrhom ter Podol{evnikom) na 0,3 m3 in za osrednji del Ol{eve na 6,4 km3. Ker se vrhovi grebena dvigajo precej nad meje vodonosnika, obsega znaten del vodonosnika nezasi~ena cona, kar je najbolj izrazito na osrednjem vodonosniku Ol{eve. Volumen zasi~ene cone tega dela vodonosnika je ocenjen na 4,5 km3.
Ker ni podatkov o dejanski poroznosti kamnin vodonosnika, se lahko o koli~ini vskla-di{~ene vode sklepa le ob pomo~i splo{nih literaturnih podatkov (Bren~i~, 1994/95). Za nadaljnje ocene je privzeta efektivna poroznost 2 %.
449
Volumen vode, ki tvori permanentne geo-lo{ke zaloge, je ocenjen v vzhodnem vodo-nosniku na 24.000.000 m3, v vmesnem delu na 6.000.000 m3 in v osrednjem vodonosniku na 80.000.000 m3.
Hidrogeolo{ka karta
Na pregledni hidrogeolo{ki karti (slika 1) je predstavljena interpretacija hidrogeolo-{kih razmer na obmo~ju raziskav. Hidro-geolo{ka karta je izdelana na podlagi terenskega kartiranja, meritev pretokov, izsledkov kabinetnih raziskav in na podlagi posplo{enih geolo{kih in strukturnih razmer, povzetih po pregledni geolo{ki karti (Bren-~ i ~ et al., 2001).
Pri razdelitvi hidrogeolo{kih enot smo uporabili razdelitev, ki je bila na obmo~ju Karavank ‘e uporabljena v preteklosti. (Bren-~ i ~ et al., 1994):
Vodonosnike v apnencih in dolomitih s kra{ko in razpoklinsko poroznostjo predstavljata glavni dolomit in dachsteinski apnenec masiva Ol{eve.
Med vodonosnike v dolomitih z razpo-klinsko poroznostjo in ob~asnimi pojavi za-krasevanja sodi schlernski dolomit, ki iz-danja le na manj{em delu ozemlja v Avstriji.
Med lokalne vodonosnike v apnencih in dolomitih sodijo anizijski apnenci in dolomiti Podol{eve in alpski {koljkoviti apnenec v Avstriji.
Manj{i med seboj nepovezani lokalni vo-donosniki z medzrnsko poroznostjo se nahajajo v pobo~nih gru{~ih in ledeni{kih sedi-mentih. Najve~ji vodonosnik tega tipa predstavlja obmo~je Zadnjega travnika, Gov{eve planine in izvira Me‘e.
Med slabo prepustne kamnine s prevla-dujo~im povr{inskim odtokom sodijo magmatske in metamorfne kamnine cone peria-driatskega {iva, andezitni tuf na Podol{evi, skitijske plasti spodnjega dela Podol{eve, jezerski paleozoik Podol{eve in grödenska formacija v Avstriji.
Sklep
Obravnavano obmo~je Ol{eve in o‘je okolice ima pestro tektonsko, litolo{ko in po-sledi~no tudi hidrogeolo{ko zgradbo. Glavna
450
Jure Krivic & Mihael Bren~i~
hidrogeolo{ka enota na obravnavanem ozemlju je karbonatni kra{ko-razpoklinski vodonosnik masiva Ol{eve. Vodonosnik je z vseh strani obdan z neprepustnimi kamninami ali neprepustnimi tektonskimi strukturami, med katerimi je glavna Periadriatski {iv. Ta tvori z vzporednimi prelomi, ki se v globini od njega odcepljajo, “ro‘asto strukturo”. Karbonatni vodonosnik Ol{eve je tako v obliki ~oka ujet med tektonske strukture. Na severu ga omejuje obmo~je Periadriat-skega {iva z metamorfnimi in magmatskimi kamninami. Na jugu in vzhodu je v tektonskem kontaktu s spodaj le‘e~imi pale-ozojskimi klastiti, ki so na skrajnem vzhodnem delu ozemlja v stiku s Periadriatskim {ivom. Na zahodu je vodonosnik omejen s prelomom, ki poteka v smeri sever – jug, ju‘no od Šmarjete. Ob severnem delu preloma le‘ijo v stiku z vodonosnikom neprepustne skitijske plasti, ob ju‘nem delu pa schlernski dolomit.
V vzhodnem delu je vodonosnik razdeljen s pre~nim prelomom, ki razmejuje vzhodno le‘e~i dachsteinski apnenec od glavnega dolomita, ki tvori glavnino vodonosnika. Meja o~itno ni prepustna, saj v povodjih v vzhodnem delu Ol{eve kljub dovolj nizki meji z neprepustnimi kamninami iz vodonosnika izteka zelo malo vode.
Vpliv ostalih pre~nih prelomov na pretakanje vode znotraj vodonosnika ni povsem jasen. Predvsem ob prelomih na obmo~ju izvira Me‘e najverjetneje prihaja do iztekanja manj{ih koli~in vode.
Prelom, ki masiv lo~i od schlernskega dolomita, je prepusten, zato voda iz vodonos-nika odteka proti zahodu v dolino Rjavice v Avstriji, kjer tudi izteka. Koli~ina vode, ki v tem povodju izvira, ustreza napajalnemu zaledju velikosti in nadmorske vi{ine masiva Ol{eve.
Zahvala
Rezultati raziskav, ki so predstavljeni v ~lanku, so bili pridobljeni v okviru raziskovalne naloge Strokovne podlage za varovanje vodnih virov v Karavakah med zahodno Ko{uto, Jezerskim in Koprivno, ki jo je financiralo Ministrstvo za okolje in prostor Republike Slovenije.
Literatura
B r e n ~ i ~ , M., B u d k o v i ~ , T., F e r j a n ~ i ~ , L., P o l t n i g , W. 1994: Hidrogeologija zahodnih Karavank. – Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, Ljubljana.
B r e n ~ i ~ , M. 1994/95: Konceptualni model razvoja krasa. – Geologija, 37/38, 391-414, Ljubljana.
B r e n ~ i ~ , M., et al. 2001: Strokovne podlage za varovanje vodnih virov v Karavakah med zahodno Ko{uto, Jezerskim in Koprivno. – Arhiv Geolo{kega zavoda Slovenije, 112 pp., Ljubljana.
F o d o r , L., J e l e n , B., M a r t o n , E., S k a -b e r n e , D., ^ a r , J. & V r a b e c , M. 1998: Miocene-Pliocene tectonic evolution of the Slovenian Periadriatic fault: Implications for Alpine-Carpathian extrusion models. – Tectonics, 17, 5, 690-709.
K l i m a t o g r a f i j a S l o v e n i j e , 1995a: Temperatura zraka, 1961-1990. – Hidrometeorolo{ki zavod Republike Slovenije, 356 pp., Ljubljana.
K l i m a t o g r a f i j a S l o v e n i j e , 1995b: Koli-~ina padavin, 1961-1990. – Hidrometeorolo{ki zavod Republike Slovenije, 366 pp., Ljubljana.
Mileti}, P. & Heinrich-Mileti}, M. 1981: Uvod u kvantitativnu hidrogeologiju. 1 dio, Stijene me|uzrnske poroznosti. – RGN – fakultet sveu~ili{ta u Zagrebu, 220 pp., Zagreb.
Mio~, P. & @nidar~i~, M. 1983: Osnovna geolo{ka karta SFRJ, Ravne na Koro{kem L 33-54, 1:100000. – Zvezni geolo{ki zavod, Beograd.
P o l i n s k i , R. K. 1991: Ein Modell zur Tektonik der Karawanken, Südkärnten, Österreich. – Disertacija, Univerza Karlsruhe.
P o l t n i g , W., G r e i n e r , D. & S c h a g e r , M. 1999: Hydrogeologie der Karawanken: Abschnitt östliche Koschuta – Uschowa. Tätigkeitsbericht 1. Arbeitsjahr – Hydrogeologische Kartierung. – Institut für Hydrogeologie und Geothermie, Graz.
P o l t n i g , W., S t r o b l , E., B e n i s c h k e , R., B u d k o v i ~ , T., L e i s , A. & S a c c o n , P. 2001: Hydrogeologie der Karawanken: Abschnitt östliche Koschuta – Uschowa. – Institut für Hydrogeologie und Geothermie, Graz.