Uporaba neinvazivne georadarske metode in daljinskega zaznavanja pri določevanju ranljivosti podzemne vode zaradi antropogenih vplivov

Ranljivost podzemne vode je odvisna od več faktorjev. Pogojena je s strani naravnih hidrogeoloških razmer, obremenjenost podzemne vode pa se dodatno poveča z antropogenim vplivom. Eno največjih obremenitev predstavlja razpršeno onesnaževanje iz kmetijstva. Pri zmanjševanju obremenjenosti podzemne vode je ključnega pomena prostorsko poznavanje geološke podlage, lastnosti tal in dinamike hidrogeoloških procesov. Za ocenjevanje ranljivosti podzemne vode se trenutno uporabljajo točkovni terenski podatki (izkopi tal, merilci vlage ipd.), ki pa zaradi velike heterogenosti hidrogeoloških in talnih razmer v naravi, še posebej na krasu, pogosto ne izražajo stanja širšega območja. Posledično je lahko ocena ranljivosti ali višja ali nižja od dejanske, kar pa ni ugodno za zagotavljanje trajnostne rabe kmetijskih površin. Raziskave kažejo, da se v svetovnem kontekstu za pridobivanje prostorskih podatkov hidrogeoloških značilnosti tal vedno pogosteje uporabljajo neinvazivne metode georadarja in daljinskega zaznavanja. Združitev teh raziskav bi v Sloveniji pomenila pomemben preboj v hidrogeoloških raziskavah tal za potrebe zaščite podzemne vode. V sklopu predlaganega projekta bomo zato izdelali celostno 3D hidrogeološko analizo izbranih kmetijskih površin, pri čemer bomo prostorske georadarske in zračne posnetke združili z rezultati pedoloških analiz tal ter dobljeno podkrepili še z računalniškim modeliranjem. S tem bomo omogočili natančnejšo oceno ranljivosti podzemne vode, posledično pa doprinesli k ohranjanju in izboljšanju kakovosti pitne vode v Sloveniji. V ta namen bomo na izbranih kmetijskih površinah izvedli točkovne meritve pedoloških lastnosti tal v talnem profilu, ki so potrebne za modeliranje gibanja vode in hranil v tleh in jih primerjali z dejanskim stanjem, ugotovljenim z vzorčenjem talne raztopine v lizimetrih. Pri tem bomo uporabili že uveljavljene in standardne analitske pristope (pedološka analiza tal, dielektrične sonde) ter računalniške modele SWAT ter HYDRUS. Prvi omogoča preučevanje kratkoročnih in dolgoročnih vplivov različnih kmetijskih praks ter napovedovanje vpliva načina gospodarjenja z zemljišči na količine iz kmetijstva izvirajočih kemičnih snovi z možnostjo upoštevanja podnebnih sprememb. Model HYDRUS pa določuje transportne parametre vode in onesnažil v nenasičeni coni. Poleg tega bomo preučevali primernost uporabe neinvazivnih metod, ki omogočajo zvezno merjenje lastnosti tal v prostoru. Pri tem bomo uporabili georadar, ki poda zvezne podatke o sestavi tal ter globini podzemne vode, hkrati pa tudi informacije o prisotnosti diskontinuitet (razpoke, kraški pojavi idr.). Metoda bo omogočila izdelavo prostorskega 3D modela podpovršja ter določitev najbolj reprezentativne lokacije za pedološki izkop in vgradnjo dielektričnih sond. Poleg georadarske metode bomo lastnosti tal določevali tudi z meritvami brezpilotnega letalnika oz. drona, opremljenega z različnimi tipi kamer. Z daljinskim zaznavanjem bomo lahko sledili spremembam v tleh in rastju skozi celotno obdobje rasti brez poseganja v kmetijsko površino. Združitev prostorskih podatkov omenjenih neinvazivnih metod s točkovnimi podatki že uveljavljenih pristopov bo omogočila natančnejše ocenjevanje ranljivosti podzemne vode. Z integriranim pristopom bo tako izdelan končni prostorski model v sistemu GIS, ki bo vključeval podatke tako naravnih lastnosti kot tudi antropogenih vplivov na prehod onesnažil do podzemne vode. To bo pripomoglo k razvoju optimizacije preciznega kmetijstva in s tem k zmanjšanju vpliva kmetijske dejavnosti na podzemno vodo. Nenazadnje bo integracija omenjenih metod pomenila pomembno raziskovalno novost pri hidrogeoloških raziskavah na področju ranljivosti podzemne vode.