Källakademins exkursion till Tjeckien (västra Böhmen) 20 – 22 september 2003

Resan var en post-conference excursion efter en internationell konferens med temat ”Groundwater in fractured rocks”. Exkursionsledare var Jiri Krasny. 39 personer deltog varav 17 från Sverige, där 14 är ledamöter i Källakademin.En utförlig exkursionsguide erhölls på resan. I denna finns data om grundvattenkemin i källorna på de besökta kurorterna och vid ett källområde kallat Soos. Vidare erhölls en del diagramblad och kopior på publicerade artiklar, allt på engelska.

Tjeckien01

Exkursionsledaren Jiri Krasny berättar om områdets geologi. Foto Anders Damberg

Exkursionen, som skedde med buss, varade i tre dagar med början och slut i Prag. Första dagen gick vi runt vid Franzenbad (Frantiskovy Lazne) och i ett källområde (Soos) sydöst om Franzenbad. Vi gjorde också ett besök vid en i geologiskt avseende ung (neogene) vulkan, Komorni hurka hill, ca 3 km SSV om Franzenbad. Vulkanen är idag en ca 50 m hög skogklädd kulle med ett delvis igenvuxet materialtag på kullens ena sida. Vulkanen rymmer ett idéhistoriskt minnesmärke. En undersökningstunnel drevs in i kullen under 1800-talet för att lösa den stora geologiska tvisten mellan neptunister (som ansåg att bergarterna hade bildats som sediment i vatten) och plutonister (som ansåg att de hade bildats ur magma). Goethe, som var neptunist, bidrog med medel till tunnelbygget. Åtminstone öppningen till denna tunnel finns kvar idag.

Andra dagen studerade vi ett dagbrott för uttag av brunkol (lignit) i den så kallade Sokolovbassängen ej långt från staden Sokolov. Dagbrottet där brunkol bryts är gigantiskt (tiotals km2) och brytningen pågår året om, även under helger. Därefter gjorde vi en rundvandring i Karlsbad (Karlovy Vary).

Tredje dagen gick vi runt i Marienbad (Marianske Lazne) och därefter åkte vi upp i ett skogsområde på nivån ca 850 m ö h. Där studerade vi provtagningsstationer för nederbörd och avrinning som etablerats för studium av försurningseffekter. Det besökta avrinningsområdet har en yta på ca 0,27 km2. Försurningsstudierna har bedrivits sedan år 1990 och skall fortsätta. Ett flertal avrinningsområden med olika geologi studeras fortlöpande i Tjeckien.

Tjeckien10

En mätsektion i ett litet avrinningsområde i Erzgebirge, som besöktes under exkursionens tredje dag. Dammens utlopp har V-form för att underlätta beräkningen av vattenföringen. Foto Anders Eriksson.

Nedan ges en kort beskrivning över de olika lokalerna. Information och bilder finns även under följande internetadresser:
www.marienbad.cz
www.kalovyvary.cz
www.franzenbad.cz
De tre berömda kurorterna Karlsbad, Marienbad och Franzenbad kallas West?Bohemian spa triangle.

Geologisk översikt

På en karta över Europa har Jiri Krasny lagt in hard-rock occurrences. Kartan finns i en artikel som utdelades och som handlar om grundvatten i Tjeckien. I dessa hard-rockområden ingår kambrosilurbergarter, även om vi i Sverige knappast räknar kambrosilurbergarter till hard-rock. Ett av dessa områden är Bohemian massiv, som förutom att ligga i Tjeckien också går in i Tyskland, Polen och Österrike. I detta område har tidigare under flera hundra år bedrivits ett omfattande bergsbruk med utvinning av flera viktiga metaller som silver och tenn. Från dessa områden kom också gruvkonsten till Sverige. Där låg de rika gruvor där silver till Joachimstalern bröts under 1500-talet, språkligt bevarad både i (riks-)daler och dollar.

Joachimstal, som ligger i Tjeckien 20 km norr om Karlsbad, upplevde en andra vår när den naturliga radioaktiviteten upptäcktes av Henri Becquerel i Paris 1896. Under en rad år var den huvudsakliga råvaran för radioaktiva preparat det uranhaltiga mineralet pechblände från Joachimstal. Den dåvarande österrikiska regeringen införde t o m exportförbud på pechblände. Ur detta pechblände lyckades Marie och Pierre Curie isolera radium. Grundvattnet i den radiumhaltiga berggrunden innehåller höga halter av radon, som man efter upptäckten snabbt kopplade ihop med de hälsosamma agens som många sökt i hälsobrunnarnas vatten. Följden blev en blomstrande kurortsrörelse i Joachimstal och andra orter med höga radonhalter i vattnet.

Inom hard-rockområdena har på grund av vulkanism bildats sänkningsområden, bl. a. Sokolovbassängen, som skapats av en serie förkastningar i NO-SV. SV om Sokolovbassängen ligger Chebbassängen, som är djupast i den östra delen och har upp till 300 m mäktiga avlagringar. Dessa bassänger är till stor del fyllda av tertiära, salthaltiga avlagringar. Vid grundvattenbildning och strömning genom dessa lager lakar vattnet ut salter. Genom effekter från postvulkanism erhålles termala och CO2-haltiga vatten genom gasläckage från djupt liggande depåer i vissa områden, främst där täckande yngre lager saknas eller är tunna.

Källområden

Vid de besökta kurorterna har det från början funnits naturliga källor. Efterhand har man fått göra allt djupare källinfattningar och till slut borrhål. Dessa går ibland ner till över 90 m djup. Man säger att källan är infångad (captured) på ett visst djup. Man kallar dock fortfarande en sådan brunn för källa. Källa heter pramen på tjeckiska.

Vid Karlsbad nära sydöstra gränsen av Sokolovbassängen går graniten i dagen. Karlsbaddalen är trång och djupt nerskuren med bebyggelse på den ca 100 m breda dalbottnen och en bit upp på dalsidorna. Floden Tepla går öppen genom dalen. Namnet Tepla betyder varm. Ett 20-tal broar finns i själva Karlsbad på ett inbördes avstånd av 100-300 m.

Området med termala källor är ca 1600 m långt och ca 150 m brett. Vattnet, som bl. a. strömmar upp under övertyck, bildar en kaskad, den s. k. Sprudeln, som har en temperatur av 720 C. Höjden på vatten- och ångstrålen från huvudkällan, Vridlo spring, är ca 6 ? 8 m och kommer från ett borrhål i graniten. Vattenflödet från källan är ca 0,5 l/s med en maximumtemperatur på ca 730 C. Borrhålet har förbindelse med en öppen förkastningsspricka där vatten enligt gjorda beräkningar strömmar upp från ca 2000 m djup.

Tjeckien12

Karlsbads berömda Sprudeln. Foto Anders Eriksson.

Vridlo spring ligger centralt i Karlsbad och är inbyggd i ett glashus. Vattnet värmer byggnaden, men i övrigt utnyttjas ej det termala vattnet beroende på problemen med den snabba utfällningen av travertin i rör och värmeväxlare. Intill sprudelbyggnaden finns en långsträckt pelarhall med ett tiotal tappställen där besökare fyller sina speciella pipförsedda vattenflaskor och går omkring och dricker vattnet.

Från det varma, salthaltiga vattnet som strömmar upp från olika borrhål och källor utfälls travertin (kalksten) på graniten. De tidigare naturliga källorna har format ett travertinlager som är tjockast vid Sprudeln. Det nutida varma vattnet från det centrala området kring Vridlo spring har ett flöde som vid besöket uppskattades till 5 ? 10 l/s. Vattnet avleds i en ledning till floden. Vid utsläppspunkten ångar det från vattnet och travertin fälls ut på en ca 100 m2 stor terrass nere vid floden. Vattenytan i floden låg vid besöket något lägre än terrassen. I floden finns ädelfisk både uppströms och nedströms utflödet av varmvatten.

Tjeckien02

Vattenledningsrör av järn, nästan helt igensatta av travertin, delvis bestående av mineralet aragonit. Från vattenledningssystem i Karlsbad. Foto Anders Damberg

Det finns uppgifter om 10 ? 12 källor i Karlsbad. Temperaturen i de mindre källorna ligger mellan 640 och 390 C. TDS (Total Dissolved Solids) ligger på 6,5 g/l i både mindre och större källor. Tidigare ?fångades? källorna med 8 m djupa borrhål. Vridlo II spring, som kommer från ett 8,1 m djupt borrhål, har en kolsyrehalt på 0,38 g/l. Natriumhalten ligger på 1556 mg/l och kloridhalten på 612.5 mg/l. En annan källa 500 m därifrån, Sadovy spring, har en kolsyrehalt på 0,67 g/l. Natriumhalten ligger på 1685 mg/l och kloridhalten på 597 mg/l.

Trycket under travertinlagret är ett problem och explosioner som skadat hus har inträffat. Därför borrade man på 1980-talet 4 st 48 ? 88,6 m långa avlastningshål, s k gradhål, med vilka man reglerar trycket. En kyrka har byggts på travertinlagret ca 50 ? 100 m SO om Vridlo spring. Kyrkan, som är från 1700-talet, är byggd på platsen för en tidigare kyrka som revs på grund av rasrisk. Att kyrkan låg så centralt i källområdet tyder på att platsen där sprudel ligger varit en kultplats sedan urminnes tid.

På östra sidan av floden vid Vridlo spring finns ett galleri under gatuplanet. Galleriet går parallellt med floden och har öppning mot denna. Man kan komma ner till galleriet genom en trappa från planen utanför Sprudelhuset. I detta galleri fick vi gå ner med en guide. Galleriet är ca 30-40 m långt och man gick torrskodd på en gallerspång med termalvatten rinnande i en rännil öster om spången. I galleriet strömmar termalvatten fram litet här och var, troligen ur sprickor och äldre borrhål. Ett vitt och ibland gulaktigt travertinlager avsattes på det tidigare golvet och på galleriets östra vägg. På ett ställe fanns en svart rännil på väggen som uppgavs vara bakteriekolonier som bildats i den heta, anaeroba miljön. Det svarta skulle i varje fall inte vara mangan. I norra delen av galleriet fanns ett ångande tillverkningsrum för s. k. stenrosor, souvenirer. I rummet insattes rosor som begöts eller sprayades med termalvatten ca 1 vecka. På denna tid hann ett 1 mm tjockt skikt av travertin avsättas.

Skyddet av de termala källorna i Karlsbad har lång tradition. År 1761 förbjöds i ett dekret kolbrytning i närheten av Karlsbad. År 1859 inrättades den första skyddszonen. Den senaste skyddszonen fastställdes av den tjeckiska regeringen 1966. Fortfarande sker dock dagbrottsbrytning av kol i den ca 12 km därifrån liggande Sokolovbassängen, där 60 l/s termalvatten uppskattas ha pumpats kontinuerligt under de senare åren. Detta har bedömts kunna påverka eller hota Karlsbads källor. Utredningar under de senaste årtiondena antar/förutsätter en hydraulisk förbindelse av Karlsbads termala vatten med CO2-haltigt termalvatten och den undre akviferen i centrala delen av Sokolovbassängen.

Franzenbad ligger i Chebbassängen, sydväst om Sokolovbassängen. Chebbassängen har en yta av ca 300 km2. I denna bassäng finns kallt CO2-haltigt mineralvatten. Källområdet vid Franzenbad ligger längs Slatanny Potok-bäcken och är ursprungligen ett torvområde med upp till 5 m tjockt torvlager. Dytorven uppges vara av bästa kvalitet (svavel-järn-typ) och vara nästan helt exploaterad.

Tjeckien13

Källan Glauber IV i Franzenbad mynnar (plexi?-)glasövertäckt ett par meter under brunnsbyggnadens golvnivå. Besökarnas mynt glänser. Foto Anders Damberg.

Mer än 25 källor har registrerats vid Franzenbad. De ligger i en VNV-OSO-gående svacka. Vissa av källorna var från början naturliga källor men är nu infattade på grunda djup. Andra är ?infångade? med borrhål på djup mellan 29 och 85 m. Naturligt utflöde anges från början ha mätts till 5 ? 7 l/s men genom mänsklig påverkan har uttaget stigit till 25 l/s. Vattentillgången i de grunda källorna uppges variera avsevärt med nederbörden. Kostelnikällan uppges ge 2,4 l/s medan Glauber IV bara ger 0,02 l/s. Vissa källor har avvecklats eller upphört att användas. I parken vid Franzenbad finns ett flertal brunnar och vattnet pumpas troligen upp till de olika tappställena där vatten kan drickas.

Vattnet med koldioxid är som regel av natrium-sulfat-bikarbonat-kloridtyp och natrium-sulfat-klorid-bikarbonattyp. Den jämförelsevis ovanliga typen kalla koldioxidhaltiga vatten med högt TDS-halt, speciellt natrium och sulfat, representeras av källan Glauber IV. Vattnet i denna uttages på 92,6 m djup och temperaturen är 13,50 C. Enligt analys från 1975 är halten av fri kolsyra 1,27 mg/l och TDS 23 g/l. Natriumhalten är 6820 mg/l och sulfathalten 9805 mg/l. Kloridhalten är 2705 mg/l, vilket medför att vattnet smakar så salt att det är i det närmaste odrickbart .Vattnet är dock klart. I den intilliggande Kostelnikällan uttages vattnet på 29,5 m djup och temperaturen är 11,60 C. Vattnet i denna källa är svagt brunfärgat men smakar betydligt bättre. Enligt analys från 1975 är halten fri kolsyra 2.14 g/l och TDS 4,0 g/l. Natriumhalten är 922 mg/l och sulfathalten 1121 mg/l. Kloridhalten är 374 mg/l.

Tjeckien07

Interiör från en av de många vackra källöverbyggnaderna i Franzenbad. Foto Anders Damberg.

Äldsta noteringen om kolsyrat vatten vid Franzenbad är från 1406. År 1545 beskrev Georgius Agricola (författaren av De re metallica) en källa. 1650 startade dräneringsarbeten av sankområdet. År 1793 godkände kejsar Frans I planen för Franzenbad i ett dekret från hovet. Utbyggnad pågick ganska intensivt till 1890 varefter byggnationen avstannade. År 1930 färdigställdes dock Hall of Glauber spring, den sista byggnaden av arkitektoniskt intresse.

Soos källområde ligger i en subbassäng i Chebbassängen sydöst om Franzenbad, inte långt från gränsen mot ett granitmassiv. Soosbassängen utgör en 2200 m lång och 1400 m bred sänka och enligt texten i guiden består den av två parallella mindre bassänger som skiljs från varandra genom en sandavlagring. Soosbassängen är fylld av sediment med organiskt detritus. Diatomejord från sött och salt vatten finns i södra delen av bassängen. Övriga delen av bassängen täcks eller utgörs av torvavlagringar. Ett 20-tal mineralvattenkällor och ett antal större utblåsningshål för torr CO2-gas finns i området. Dessutom finns det ute i kärren många små hål som det bubblar och blåser i. Totala utflödet anges till 9 l/s.

Tjeckien14

Kurorternas källvatten får ofta välla upp i lanterninliknande överbyggnader. Foto Anders Damberg.

Vid en källa benämnd Cisarskykällan hade det anordnats en källinfattning så att källvattnet kunde drickas. En sektion över hur källinfattningen var konstruerad fanns på en informationstavla intill. TDS har bestämts till 5,6 g/l och fri CO2 till 2,5 g/l. Natriumhalten är 1575 mg/l och kloridhalten 594 mg/l. På en annan plats i kärret fanns en träbrunn med en diameter på 0,6 ? 0,7 m där det bubblade våldsamt av koldioxid. Någon förde ner en cigarettändare som släcktes så fort den kom under kanten på brunnen. I en grop i kärret intill brunnen låg tre döda småfåglar som troligen dött av syrebrist när de skulle dricka.

Tjeckien11

En träinfordrad sur källa vid Soos. Vattnet bubblar av uppströmmande koldioxid. Foto Anders Eriksson.

Delar av området saknade vegetation och ett vitt tunt lager av något salt fanns på markytan. Enligt uppgift hade pH 1 uppmätts på vatten i kärret, vilket är extremt surt. Källvattnets temperatur anges ligga mellan 10 och 150 C. Cisarskykällan har dock en konstant temperatur på 17,50 C. Området är avsatt som National Reserve.

Marienbad ligger omkring 600 m över havet i en mindre bassäng i ett granit-amfibolitområde. Den viktigaste tektoniska linjen uppges vara Marienbadförkastningen som går i riktning NNW-SSO. Den anges ha en vertikal språnghöjd på mer än 100 m. I sprickiga zoner blir infiltrerat nederbördsvatten kontinuerligt försett med juvenil koldioxid som stiger upp från postvulkaniska, djupt liggande depåer. Koldioxiden ökar lakningseffekten och lösningsförmågan hos grundvattnet så att mineralvatten bildas av det ytligare grundvattnet. I djupare borrhål erhålles vatten med höga sulfat- och kloridhalter. TDS uppgår till 11,5 g/l beroende på lakning av salt från tertiära lager.

Mineralvatten i området kommer från djup som varierar från några tiotals meter ned till några hundra meter. Det stiger till markytan i lågpunkter i terrängen i de mest öppna sprickorna och förkastningarna. Dessa har olika riktningar och korsar därför varandra.

Tjeckien09

Kolonnaden, en av de imponerande byggnaderna i Marienbad, uppfördes i järn 1889. Foto Anders Eriksson.

Mineralvattnet i de olika källorna i Marienbad är kallt (7 ? 100 C) och har en kolsyrehalt mellan 2,4 och 2,9 g/l. Källvattnen har hög järnhalt, 10 ? 40 mg/l. Konstigt nog såg vi inte så mycket järnutfällningar vid de olika tappställena. På Marienbads webbplats (se ovan) visas sammansättningen av vatten från 6 namngivna källor. TDS ligger i dessa mellan 0,6 och 10,8 g/l. Kloridhalten varierar mellan 32 och 1121 mg/l. Sammansättningen varierar starkt i de olika källorna trots små inbördes avstånd. Kolsyrehalten är dock jämn och ligger inom ovan angivna intervall.

Tjeckien03

Vattnets sammansättning som skulptur! Jiri Krasny framför tabell som visar salthalten i Marienbads olika källor. Foto Anders Damberg

Källområdet har varit känt lokalt sedan 1200-talet. År 1528 undersöktes salthalten för utvinning av salt. På 1700-talet började munkarna i klostret vid Tepla att exploatera mineralvattnet som hälsokälla.

Tjeckien04

Som rumsnycklar i en hotellreception står brunnsgästernas dryckeskannor. Vid diskens kranar kan besökaren bekvämt välja vatten från Marienbads olika källor. Foto Anders Damberg.

För övrigt finns källor med mineralvatten här och var i ett stort område kring Marienbad. Dessa bildar ibland grupper av källor med koldioxidhaltigt vatten, t. ex. i närheten av Lázne Kyn?vart och platserna Prameny, Cihana och Dolní Kramolín. Källornas temperatur varierar från +70 till +110 C.

Mineralvattnets bildning

Mineralvattnet i spatriangeln och dess omgivning har vanligen hög halt av natrium, sulfat, klorid och bikarbonat och innehåller koldioxid i mer eller mindre hög halt. Denna typ av vatten benämns vatten av Karlsbadtyp. Eftersom jord- och berggrundsförhållanden varierar men vattnet är av Karlsbadtyp i hela området har man dragit slutsatsen att sammansättningen bestäms av de postvulkaniska förhållandena (hot water rock interaction) samt av att salter som finns i tertiära lager lakas ut vid grundvattenbildningen. En effekt av postvulkanismen är att CO2 stiger upp från manteln i förkastningssprickorna och skapar förutsättningar för bildning av mineralvatten d.v.s. grundvatten med höga salthalter.

Befarade risker med nuvarande pumpning

Vissa risker ansågs föreligga att mineralvattnet på sikt skulle utsötas genom att salterna ej var en förnyelsebar resurs och att man kraftigt ökat vattencirkulationen jämfört med den naturliga. Det antyddes också att man konstaterat en viss salthaltsminskning i grunda borrhål och därför borrat djupare hål. Med tanke på de saltmängder som måste finnas i dessa avlagringar får salthaltsminskningen dock troligen ett mycket utdraget förlopp.

Hot mot spatriangeln och speciellt Karlsbad

Brunkolsbrytningen med de stora öppna dagbrotten ansågs vara ett hot mot mineralvattenförekomsterna. Viss grundvattenpumpning skedde från de undre lagren i Sokolovbassängen för att hålla nere trycket i dessa lager vid de djupa schaktningarna till mer än 100 m djup. En observationsbrunn hade haft en viss sänkning men samtidigt hade vissa arbeten utförts i Karlsbad varför man var osäker på om påverkan skett. Erfarenheter fanns från ett förstört mineralvattenområde på annat håll i Tjeckien. Efter brytning planeras att skapa en eller flera stora sjöar av dagbrotten i Sokolovbassängen.

Vattnets drickbarhet

Skulle vi i Sverige träffa på vatten med så höga kloridhalter som man har i Franzenbad och Karlsbad skulle vi betrakta dessa som odrickbara. I Sverige finns inte heller så höga kolsyrehalter i källvattnet som i Västböhmen. Kolsyran ger källvattnet i detta område en friskhet som gör att man lättare kan stå ut med hög salthalt. Vi kanske får ompröva vår syn på salthalter och i Sverige spana efter saltare mineralvatten till vilka vi skulle kunna tillsätta kolsyra och lansera i butikerna.

Tjeckien08

En besökare vid Franzenbad. Foto Anders Damberg.

Litteratur på svenska

I boken ”Brunnsliv. Diktare på kurorter i Europa” av Daniel Hjort (red), 284 sidor, tryckt 1999, finns bl. a. Karlsbad, Marienbad och Franzenbad med. Hjort beskriver kurorterna kortfattat varefter följer litterära stycken av olika internationellt kända författare som vistats på dessa.

Slutord

Exkursionen var välplanerad. Efter att vår exkursionsledare Jiri Krasny eller någon lokal expert berättat om platsen och källorna så fanns det gott om tid att promenera runt i de vackra parkerna vid Franzenbad och Marienbad och besöka de vackra byggnaderna kring källorna. I Karlsbad fanns också gott om tid att gå på promenadstråken längs floden och titta på stan och i butiker. Vi hann dock aldrig pröva olika bad och inpackningar. Exkursionen startade varje dag vid 8-tiden och vi var inte tillbaks förrän vid 20-tiden på kvällen, varför vi sov gott på nätterna. Hela exkursionstiden hade vi ett strålande sommarväder med 200 ? 250 C och inte en enda regndroppe föll.

Man kan önska att alla källvänner får uppleva ett besök vid dessa kurorter för att njuta av alla vackra byggnader och parker, dricka av de olika källornas vatten och äta lunch i kurortsmiljö.

Tjeckien06

Programmet inrymde även annat än vattenkultur. Under exkursionens andra dag besöktes slottet i Becov som inrymmer S:t Maurus överdådiga relikskrin från 1200-talet. Foto Anders Damberg.

Dagen före exkursionen hann vi med en guidad promenad i Prag. Vi började uppe vid Pragborgen, gick ned till och över Karlsbron och slutade i Gamla stan vid rådhuset med det berömda astronomiska uret från 1400-talet. Behållningen av vandringen blev extra stor genom att den inhemska, svensktalande guiden inte bara berättade initierat om Prags historia utan också om det nuvarande Tjeckien.