Sledování vydatnosti skapů v jeskyních pomocí akustických kapkoměrů

Mgr. David Varner, Ph.D.

Advanced ('rigorózní') thesis

Monitoring of Dripwater Discharge in Caves Using Acoustic Dropmeters

Abstract:

Hydrologické vlastnosti skapových vod poskytují cenné informace o mechanismech průchodu vody krasovým profilem. Cílem této práce bylo vyvinout zařízení na dlouhodobé sledování vydatnosti skapových vod a vyzkoušet je v praktických podmínkách. V první etapě byla vyvinuta nová metodika sledování využívající akustické kapkoměry (data loggery) vlastní konstrukce. V další etapě byly dva kapkoměry instalovány v Kateřinské jeskyni v Moravském krasu a získaná data byla vyhodnocena ve vztahu ke srážkám na povrchu. Pozornost byla věnována zejména časovému průběhu prosakování vody z povrchu do jeskyní. Při dlouhodobém měření vydatnosti skapových vod se nové data loggery plně osvědčily a poskytly relevantní data pro statistickou analýzu. V případě jednoho skapu korelovala vydatnost se srážkovou aktivitou na povrchu při zpoždění skapů za srážkami o 5-6 dní. U druhého skapu byla zjištěna stabilní dotace bez výraznějšího vlivu srážek. Je zřejmě způsobena přítomností visutého kolektoru v epikrasu s konstantní výškou hladiny. Práce potvrzuje vhodnost metodiky a ukazuje další směr výzkumu skapových vod s důrazem na sběr terénních dat a vyhodnocení vztahu jeskynního systému s povrchovými klimatickými podmínkami.

Abstract:

Hydrological characteristics of dripwater provide valuable data on water path through the karst profile. This rigorosum thesis has two parts – development of a drip discharge data logger and actual data acquisition in a cave environment. Proprietary acoustic data loggers (dropmeters) were developed and installed in the Kateřinská Cave in Moravian Karst. Acquired discharge data was evaluated with respect to surface rainfall events, especially time lag of drip discharge after precipitation. New data loggers proved to be reliable and effective. They provided relevant data for subsequent statistical analysis. Discharge data from one dripping site correlated with surface precipitation with a lag of 4-6 days. The other dripping site showed almost constant water supply without direct influence of surface precipitation. This behavior might be caused by presence of a large epikarst-based perched aquifer with a stabile water level. The thesis confirms suitability of presented methodology that includes discharge data collection and subsequent analysis of both cave processes and surface climatic conditions.

Keywords

skapové vody, jeskyně, dripwater, caves

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 10. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 13. 1. 2016
• Reader: doc. RNDr. Josef Zeman, CSc., doc. RNDr. Pavel Müller, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Advanced ('rigorózní řízení') programme / field:
Geology / Applied and Environmental Geology