Projekti / Programi
Podzemne vode in geokemija
01. januar 2009
- 31. december 2013
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.06.00 |
Naravoslovje |
Geologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P470 |
Naravoslovno-matematične vede |
Hidrogeologija, inženirska geografija in inženirska geologija |
| P420 |
Naravoslovno-matematične vede |
Petrologija, mineralogija, geokemija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
podzemne vode, geokemija, hidrogeologija, naravni viri, pitna voda, mineralne vode, geotermija, nezasičena cona, zaščita podzemnih vod, izkoriščanje podzemnih vod, radioaktivnost, naravno stanje, antropogeni vplivi, težke kovine, sedimenti, informacijski sistem, tla;
Raziskovalci (22)
Organizacije (2)
Povzetek
V programu podzemne vode in geokemija so združene različne veje geologije s ciljem poglobljenega razumevanja geoloških pojavov ter njihovega vpliva na posledice človekove dejavnosti v okolju. Geološko okolje in procesi, ki nastopajo v njem so zelo kompleksni in obsežni. Zaradi tega njihovo razumevanje in preučevanje terja sinergetsko delovanje strokovnjakov različnih geoloških vej, združenih v enem programu.
Osnovni cilj programa je analizirati in spoznavati vplive antropogenih dejavnosti na okolje v odvisnosti geoloških naravnih danosti. Pri tem se bomo osredotočili na vse faze, ki nastopajo v tem okolju, predvsem pa na trdno in tekočo fazo (vodo). Kemična in mineralna sestava, fizikalne lastnosti in zgradba tal, kamnin in sedimentov ter njihovih produktov preperevanja so dejavniki, ki določajo in kontrolirajo različne komponente okolja: njegovo odzivnost na naravne ujme, oskrbo z vodo, rodovitnost, ranljivost, topografsko oblikovanost, stabilnost pobočij in dovzetnost za odnašanje, pa tudi toksičnost in nevtralizacijske sposobnosti.
Študije v okviru programske skupine bodo namenjene preučevanju antropogenega vnosa na površini in prenosu onesnaževal skozi tla v podzemno vodo. Med raziskovanimi naravnimi mediji naj omenimo zlasti tla, urbane materiale in poplavne sedimente, med vnesenimi snovmi zlasti težke kovine, organske polutante in med dejavniki rudarjenje, industrijo in promet. Razen spoznavanja geoloških razmer, v katerih so nastajala tla, sedimenti in kamnine, bodo študije omogočile kvantitativno opredelitev geokemičnih povezav med kamnino kot snovnim virom in proizvodi njenega preperevanja ter površinskimi in podzemnimi vodami, hkrati pa bo moč tudi kvantitativno definirati tok podzemne vode in udeležene geokemične procese z njihovo snovno bilanco.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati prispevajo k novim znanstvenim spoznanjem o hidrodinamičnih procesih ter fizikalno-kemičnih in bioloških zakonitostih v razpoklinskih vodonosnih sistemih z izvirsko in mineralno vodo, ki so pomembna za napovedovanje dinamike širjenja fluidov in potencialnega onesnaženja. Raziskovalni rezultati prispevajo tudi k novim znanstvenim spoznanjem o viru, transportu in razgradnji ostankov zdravil v podzemni vodi in k boljšemu razumevanju vloge nezasičene cone in fizikalno kemijskih procesov v njej pri transportu onesnaževal. Raziskave so pomembne za spoznanje o izpostavljenosti uporabnikov pitne vode na uživanje ostankov zdravil. Z raziskavami se vključujemo v aktualni trend raziskav v svetu na tem področju. Način pretakanja podzemne vode v kraških vodonosnikih je pogojen s porazdelitvijo kanalov in razpok, ki je nepravilna in težko določljiva. Zaradi tega je hidrološko modeliranje na kraških območjih zahtevno in predstavlja velik izziv na področju hidrogeologije. Rezultati študije na območju zaledja kraškega izvira Rižane in razviti hidrološki model z zmožnostmi simuliranja dnevnih pretokov pri različnih hidroloških pogojih in ocene vpliva različnih predvidenih sprememb v zaledju (npr. pokrovnosti tal, podnebja) na hidrološke procese predstavljajo pomemben prispevek na področju regionalnega modeliranja kraških vodonosnikov. Poznavanje odnosov med parametri zaledja in hidrokemijsko sestavo podzemnih vod je kljub velikemu napredku v zadnjih desetletjih še vedno dokaj pomanjkljivo, posebej za določene kemijske spojine in izotope, ki se manj uporabljajo v redni hidrogeološki praksi. S tem v zvezi je potrebno posebej omeniti velik del slednih prvin, od izotopov pa večji del sevalcev gama. Pomemben je tudi prispevek k poznavanju okoljske problematike, naravnega stanja, antropogeno povzročenih sprememb okolja in geokemičnih procesih. Rezultati so pomembni za dopolnitev poznavanja kompleksnosti kemične sestave okolja. Poseben poudarek posvečamo nadaljnjemu razvoju naprednih metod obdelave podatkov ter metod linearnega in nelinearnega matematičnega modeliranja, ki se nanašajo na aplikacijo sodobnih matematičnih analiz kot so PCA (Principal Component Analysis) in ANN (Artificial Neural Network) na porazdelitev in razširjanje kovin v okolju. Poleg presoje vplivov na okolje in ocene stanja okolja izvajamo tudi oceno tveganja. To je pomembno tako iz teoretično-metodološkega kot tudi iz uporabnega vidika. Raziskave omogočajo spremljanje učinkov raznovrstnih onesnaževalcev na stanje onesnaženosti tal, sedimentov in voda. Podatki o kemični obremenitvi okolja in vplivih na podtalnico so pomembni zlasti za potrebe varstva okolja in načrtovanja trajnostnega razvoja, posebej za ugotavljanje vplivov na zdravje ljudi in živali, za kmetijstvo, gozdarstvo, gospodarjenje z vodnimi viri in načrtovanje rabe prostora.
Pomen za razvoj Slovenije
Celovita oskrba z vodo v Sloveniji zahteva optimalno gospodarjenje z vodnimi viri, še zlasti s podzemnimi vodnimi viri, ki predstavljajo glavni vir pitne vode. V tej zvezi je potrebno dobro poznati razpoložljive vodne vire, tako z vidika njihovih količin kot tudi kvalitete oziroma stopnje onesnaženosti. Pri akumulaciji in dovajanju vode velikemu delu Evrope imajo pomembno vlogo Alpe. Dvig temperature v Alpah v prejšnjem stoletju za okrog dve stopinji je več kot dvakrat višji od povprečnega segrevanja severne zemeljske poloble. Prav tako projekcije prihodnjih podnebnih razmer kažejo nadaljnje višanje temperature do konca 21. stoletja. Kot v preteklosti je dvig temperature v Alpah v primerjavi z Evropo kot celoto višji, kar kaže na visoko ranljivost alpskega prostora. Ocena vpliva predvidenih podnebnih sprememb na nivoju povodij je osnova za prilagoditvene ukrepe na področju upravljanja z vodnimi viri, še posebej pri obvladovanju nevarnosti, povezanih z ekstremnimi dogodki in vodooskrbi. V te namene smo na območju Zgornjega Posočja razvili sistem, ki povezuje podatke podnebnih modelov s hidrološkim modeliranjem in predstavlja orodje, ki je lahko uporabno za reševanje številnih problemov, povezanih z upravljanjem vodnih virov. Raziskovalni rezultati programa so pomembni tudi z vidika naravne dediščine; v katero lahko uvrstimo mineralne vode kot tudi zanimive geološke strukture, minerale in fosile, ki jih odkrivamo s terenskimi raziskavami in evidentiramo ter prostorsko umestimo na geološki karti. Prispevamo k ohranjanju in varovanju naravne dediščine ter k njenemu trajnostnemu razvoju. Pri načrtovanju izrabe podzemne vode kot vira pitne vode ali tehnološke vode ima hidrokemijska sestava podzemne vode ključno vlogo pri ocenjevanju uporabnosti posameznega vodnega vira. Rezultati so neposredno uporabni na številnih področjih, kjer se podzemna voda uporablja bodisi neposredno ali kot medij v različnih tehnoloških postopkih. Več kot 40 % ozemlja Slovenije pokrivajo karbonatne kamnine. Vodonosniki v teh kamninah hranijo več kot 60 % dinamičnih zalog podzemne vode, s katero se oskrbuje tretjina slovenskega prebivalstva. Izdelani postopek modeliranja toka vode v hidrogeološkem bazenu je bil uspešno preizkušen na enem izmed, v hidrogeološkem smislu, zahtevnejših kraških območij, kar zagotavlja možnost uporabe pri upravljanju številnih drugih kraških vodnih virov v Sloveniji. Rezultati raziskav so opredelili lokalne in regionalne geokemične razmere, omogočili razumevanje procesov in vzrokov za spreminjanje okolja ter pripomogli k regionalnemu trajnostnemu prostorskemu razvoju. Podatki o kemični obremenitvi okolja so pomembni zlasti za potrebe varstva okolja in načrtovanja sonaravnega trajnostnega razvoja, posebej za ugotavljanje vplivov na zdravje ljudi in živali in načrtovanje rabe prostora in s tem k splošnemu razvoju Slovenije in širše regije. Rezultati številnih geokemičnih raziskav naravne porazdelitve in antropogenega deleža težkih kovin v okolju zlasti na območjih nekdanjega rudarjenja in topilništva v Sloveniji in širši regiji bodo eno od glavnih vodil za morebitne bodoče sanacijske ukrepe. V programsko skupino so vključeni tudi dodiplomski in podiplomski študenti, katerih diplomske in doktorske naloge se vsebinsko vključujejo v vsebine raziskovalnega programa. Nekateri diplomanti se po uspešnem zaključku študija vključujejo v programsko skupino kot mladi raziskovalci in po opravljenem doktoratu kot raziskovalci. Starejši raziskovalci pa sodelujejo pri vzgoji kadrov v vlogi mentorjev.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
