Etymologie
Neven Kresic (Voda v Krasu, Mc Graw Hill, 2013, str. xiii)
„Kras je vědecký termín, pojmenované po geografických přímo mezi Slovinsko a Terst, Itálie, která má velmi odlišné krajiny. Je to Germanizované slovo pro “ carso „(v italštině) a „kras“ v (slovinštině); všechny tři slova jsou odvozena od Indo-Evropského slova „kar“ nebo „karra“, což znamená skála…Některé společné slova ze Slovanských jazyků Krasu se staly mezinárodní vědecké termíny popisující krasové jevy, především díky srbské geomorphologist Jovan Cvijić byl první, kdo se obhájit disertační práci a publikovat vědecké monografie věnována výhradně krasu (Cvijić, 1893).“(Čísla 1,2)
Krajina
Derek Ford & Paul Williams (Krasová Hydrogeologie a Geomorfologie, Wiley, 2007, str. 1)
„Můžeme definovat krasu jako zahrnující terén s výraznými hydrologie a geografie, které vznikají kombinací vysoké skále rozpustnost a dobře vyvinuté sekundární (zlomenina) pórovitost. Tyto oblasti se vyznačují potopením potoků, jeskyní, uzavřených depresí, skalních výchozů a velkých pramenů. Samotná značná rozpustnost hornin nestačí k produkci krasu. Struktura hornin a litologie jsou také důležité: husté, mohutné, čisté a hrubě rozpukané skály rozvíjet nejlepší krasu…Zkušenost ukazuje, že mnoho hydrogeologů mylně předpokládají, že pokud krasové tvary reliéfu jsou chybí nebo není zřejmé na povrchu, pak se do systému podzemních vod nebude krasové. Tento předpoklad může vést k závažným chybám v hospodaření s podzemními vodami a posuzování dopadů na životní prostředí, protože cirkulace podzemních vod se může vyvinout, i když povrchový kras není zřejmý.“
Vlastnosti
seznam krasové jevy výsledkem rozpuštění a erozní karstification procesů je dlouhý a obsahuje řadu mikro a makro povrchovou a podzemní objekty. Mezi nimi jsou karrens nebo lapies, dolines nebo závrty, uvalas, poljes, slepý a visí údolí, propadání vodních toků, jeskyní (Obrázek 3), ponors nebo polykat otvory (Obrázek 4), výmoly, jeskyně (Obrázek 5).
glosář pro tyto a mnoho dalších termínů používaných v krasologii je k dispozici zde (udržuje Alexander Klimchouk et al.)
Klasifikace krasových kolektorů
Zoran Stevanović (Krasové Zvodně – Charakterizace a Engineering, Springer, 2015, p. 25-29, 49)
„Sedimentární krasových hornin lze obecně rozdělit do dvou hlavních skupin:
- karbonátových hornin
- evaporite skály
karbonátových hornin jsou tvořeny z vápníku a hořčíku minerálů: kalcit, dolomit, aragonit a magnezitu, a zahrnují dvě hlavní skupiny:
- vápence (CaCO3), a
- dolomit (CaCO3. MgCO3 x)
s širokou škálou odrůd.
evaporite skupiny patří kameny a minerály, které obsahují SO4 nebo anionty Cl:
- anhydrit (CaSO4),
- sádrovec (CaSO4 x 2H2O)
- halit (NaCl), a
- sylvinit (KCl).
rozpuštění kalcitu (1) dolomitu (2) a sádry (3) je vyjádřeno následujícími rovnicemi:
CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca2+ + 2HCO3 (1)
CaMg(CO3)2 + 2H2O + 2CO2 ↔ Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3 (2)
CaSO4 x 2H2O → Ca2+ + SO4 2- + 2H2O (3)
According to the dominant type of rocks of which karstic aquifer consists the following classification can be made:
- Carbonate karst aquifer,
- Dolomitic karst aquifer,
- Marble karst aquifer,
- Chalky karst aquifer,
- Anhydritic karst aquifer,
- Gypsum karst aquifer,
- Halitic karst aquifer.
při zohlednění struktury a hydrodynamické vlastnosti, tam jsou:
- Unconfined krasové zvodně (Obrázek 6),
- Omezeny krasové zvodně,
- Semi-uzavřeném krasové zvodně.“
Hydrogeologic vlastnosti krasové zvodně
Nico Goldscheider (web KC, 2009-2013)
„Evoluce: Krasové zvodně podobě tekoucí vody obsahující oxid uhličitý (CO2), který se rozpouští karbonátových hornin. Proto existuje úzký vztah mezi vývojem zvodnělé vrstvy, tvorbou jeskyní (speleogeneze) a průtokem podzemní vody.
individualita: ačkoli existuje mnoho podobností mezi různými krasovými systémy, každý krasový systém je také zvláštním případem a zobecnění je obtížné. Obrázek 7 představuje zjednodušený model typické krasové zvodnělé vrstvy.
heterogenita: vlastnosti krasových zvodnělých vrstev se v prostoru velmi liší. V jeskyni může být velké množství vody, ale vrt o několik metrů dál může být úplně suchý.
anizotropie: Kolektoru hydraulické vlastnosti jsou závislé na orientaci geologická tkaniny prvky; například hydraulická vodivost je obvykle vysoká ve směru velké zlomeniny a potrubí, ale může být nízká v jiných směrech.
dualita dobíjení: dobíjecí voda může pocházet ze samotné krasové oblasti (autogenní dobíjení) nebo z přilehlých nekrasových oblastí (alogenní dobíjení).
Dualita infiltrace: Vsakování dochází prostřednictvím půdy a nesaturované zóny (difuzní infiltrace), a mohou být také soustředěny prostřednictvím spolknout otvory/dřezy (bod infiltrace).
Dualita pórovitost a toku: Tam jsou dva nebo dokonce tři typy pórovitosti v krasové zvodně: mezikrystalové pórů v rock matrix, společná rock nespojitostí, jako jsou zlomeniny (trhliny) a vrstevnatosti, a solutionally-zvětšení dutiny, jako jsou kanály a potrubí vyvinula z počáteční nespojitosti. Zatímco průtok podzemní vody v matrici a malých trhlinách je obvykle pomalý a laminární, tok v krasových kanálech (jeskyních) je často rychlý a turbulentní.
variabilita: Podzemní vody v krasových kolektorů může někdy kolísat 10s nebo dokonce 100 metrů v krátkém období, a krasové prameny ukazují charakteristické rychlé změny vypouštění a kvalitu vody.“
Krasu v rámci regionálního průtoku systémy
Judit Mádl-těsné blízkosti (Bílá, 1969; Mádl-těsné blízkosti a Tóth 2015, Palmer 1991, 1995, Klimchouk 2000, 2007; Goldscheider et al. 2010)
epigenový kras: jedná se o produkt korozivního účinku infiltrace podzemních vod na uhličitanové zvodnělé vrstvy. Může se vyvíjet v mělkých, v podstatě nekonfinovaných uhličitanech a souvisí s rozpouštěcími účinky studené vody v lokálních průtokových systémech. Jedná se o typické krasové oblasti s charakteristickými povrchovými a podpovrchovými rysy.
Hluboký kras: Kras, kde sahá do značné hloubky pod základní úrovní.
Hypogene krasu: Generované hluboko energie, kapaliny a plynu zdrojů, včetně retrográdní rozpustnost kalcitu, míchání korozi různých tekutin vyvolaných cross-formační toku, a rozpuštění geogenic kyselin. Může se vyvíjet v hlubokých uzavřených krasových oblastech spojených s vlažnou a termální vodou regionálních nebo mezilehlých průtokových systémů bez významných povrchových prvků.
> Doporučené odkazy pro další čtení:
Goldscheider N, Mádl-těsné blízkosti J, Erőss, Schill E (2010) Tepelných vodních zdrojů v uhličitanové horniny zvodní. Hydrogeol J 18 (6): 1303-1318
Klimchouk A (2007) Hypogene speleogenesis: hydrogeologické a morfogenetickými pohledu. Speciální papír č. 1, Národní Jeskyně a Krasové Research Institute, Carlsbad, NM,
Mádl-těsné blízkosti Tóth J Á (2015) Povodí měřítku koncepční model proudění podzemní vody pro tlak a omezuje silné uhličitan regionu. Hydrogeol J 23 (7): 1359-1380
Metody pro studium krasové zvodně systémů
Nico Goldscheider (web KC, 2009-2013)
„Vzhledem k výše uvedené charakteristiky konvenční hydrologické a hydrogeologic metody často selhávají při aplikaci na krasu, jejich úpravy a kras-specifické metody jsou proto nutné.
geologické metody: Litologii, stratigrafie, štěpení, chyba vzor a složit struktury jsou zásadní pro pochopení proudění podzemních vod v krasových kolektorů.
speleologie: potrubí a podzemní kanály jsou rozhodující pro průtok podzemní vody v krasových zvodněních. Jeskyně umožňují vstoupit do zvodnělé vrstvy a přímo pozorovat a studovat část sítě kanálů.
Hydrologické metody: Vzhledem k vysoké variabilitě průtoků potopení potoky, jeskyně, potoky a krasové prameny, neustálé sledování kvality a kvantity vody, je rozhodující v krasu hydrogeologic studií.
Hydraulické metody: Potenciometrické mapy a hydraulické zkoušky do vrtů a studní jsou široce aplikovány v hydrogeologii, ale vyžadují specifické úpravy při aplikaci na krasu.
Izotopové techniky: Stabilní a radioaktivní izotopy mohou pomoci identifikovat původ voda, určení, přepravní časy, a charakterizovat míchání procesy.
stopovací testy: Stopovací zkoušky (Obrázek 8) jsou nejúčinnější metoda k identifikaci point-to-point spojení (typicky mezi spolknout otvory/umyvadla a pružiny), vymezit krasu jaro povodích, a pro charakterizaci proudění a transportu v potrubí sítě.
Geofyzikální metody: Geofyzika může pomoci identifikovat místa pro vrtání studní, zkoumat podpovrchové dutiny (potenciální závrty) a získat další informace na kolektoru struktury.
modelování: matematické modely mohou pomoci lépe porozumět speleogenezi, toku a transportu v krasových kolektorech. Nicméně, tam jsou příklady (např. Obrázek 9), kde použití konvenční modely proudění podzemních vod v krasových prostředí vyrábí katastrofálně špatné výsledky a vyústila ve vymezení hrubě nedostatečné zdroje, ochranná pásma, což vede k propuknutí nemoci, protože zvláštní povaha krasu byl ignorován.“
krasové využití podzemních vod
Zoran Stevanović (krasové zvodnělé vrstvy-charakterizace a inženýrství, Springer, 2015, str. 111-112, 116-119, 299, 109-111)
kvalita Vody
„rozpuštění skály a dobu trvání přímých vody – rock kontaktní výsledek v proměnné jakosti podzemních vod na vypouštění bodů. Minerální složky krasových vod závisí na složení hornin, kterými voda prosakuje: Hydrogenuhličitan (HCO3) – vápník Ca) typ vody je vytvořen z rozpuštění uhličitanu vápenatého, který je dominantní typ vody ve vápenci, zatímco hydrogenuhličitan (HCO3) – hořčík (Mg) typ podzemní vody je přítomný v menší míře, a je pravidelně připojen k dolomitové skály.
Langmuir (Fyzikální a chemické vlastnosti uhličitanu vody, 1984) uvedené procesy, které řídí a ovlivňují kvalitu podzemních vod před tím, než dosáhne na jaře stránky nebo i hlavu. Tyto procesy jsou následující:
- složení infiltrovaných atmosférických srážek;
- Evapotranspirace ztráty z podzemních vod a mělké podzemní vody;
- kyselost a stupeň z undersaturation z podzemních vod;
- dostupnost a rozpustnost uhličitanu a související skály, včetně halit, sádrovec a anhydrit;
- Sazby z řešení skály a kontaktní době;
- Hydrologické procesy jako je ředění, tím, že čerstvé vody, doplňování a míchání rozdílných podzemních vod;
- antropogenní procesy, včetně znečištění podzemních vod odpady a výluhy z pevných odpadů.
To je téměř pravidlem, že podzemní vody v otevřených krasových struktur je nízká mineralizovaná, který je výsledkem intenzivní výměny vody a rychlé filtrace. V hlubších částech zvodnělé vrstvy vede pomalejší filtrace ke zvýšení mineralizace. Tato odchylka je často minimální, ale přesto naznačuje určitou diferenciaci, která může být důležitá za určitých okolností (např.
Tedy, v případě uhličitan krasu kvalitu přírodních krasových vodách je vynikající téměř podle definice: je potvrzeno na mnoha místech po celém světě, že voda vycházející z neosídlených oblastí na horské masivy, je hygienické a čisté, zatímco jen výjimečně mohla by tam být malé množství přítomných bakterií. Pokud jsou však zdroje znečištění přítomny v povodí nekonfinované krasové zvodnělé vrstvy, následují vážná nebezpečí.
Klepnutím krasových vod
Klepnutím podzemní vody není nikdy snadný úkol, především proto, že se jedná o „neviditelné zdroje“. Situace je ještě komplikovanější, nicméně, když jsme se vypořádat s non-homogenní a anizotropní kolektoru, jako jsou krasové: to je velmi často nutné dosáhnout, chytit a zachytit podzemní vody, která cirkuluje přes póry nebo přes porézní bloky izolované od zbytku skalní hmoty.
Můžeme rozlišovat dva hlavní druhy klepnutím podzemních vod v krasových:
- Klepnutím na krasové podzemní vody průtok při vypouštění bodů – pružiny (Obrázek 10).
- odběr krasové podzemní vody v povodí zvodnělé vrstvy – umělé struktury, jako jsou studny, galerie nebo jiné podobné struktury (obrázek 11).
Podzemních vod je využit nejen k využití pro pitné, průmyslové, tepelná extrakce, nebo zavlažovací účely, ale také pro odvodnění v případě dolu jámy, v městských oblastech nebo obdělávané půdy, které by měly být chráněny před vysokou podzemních vod.
použití pro různé účely
krasové prameny jsou široce využívány jako zdroj pitné vody. Mnohé země využívají krasové prameny jednoduše proto, že neexistují žádné jiné alternativy, ale v mnoha jiných zemích je povědomí o jejich významu a dobré kvality vody, které poskytují, je hlavním faktorem pro toto rozhodnutí. Na krasové zvodně mají významný podíl vody v následujících regionech: jihovýchodní Evropy (Alpy a Karpaty), Středomoří, blízký Východ a Střední Východ, Arabský Poloostrov a Roh Afriky, jihovýchodní Asie, Severní Afriky, Karibské oblasti a Střední Americe a jižní části USA.
Přírodní drenáž zvodně prostřednictvím pružiny může pokrýt požadavky na vodu v širokém rozsahu: od nabídky k multimillions měst na regionální úrovni, na lokální úrovni, kde se nabídky jen jeden nebo několik domů je znepokojen. Ačkoli to není velký problém, pokud jde o množství vody, pro velkého spotřebitele je vyžadován velmi velký aquifer a jarní výboj. Existuje široká škála využití krasových vod. V suchých oblastech blízkého Východu a Středního Východu je, například, velmi časté klepněte krasové prameny a postavit gravitace kanály pro zavlažování orné půdy. Pramenitá voda je také široce používána pro zalévání zvířat a sladká voda dobré kvality poskytuje bezpečnost pro zdraví a růst zvířat.
použití krasových vod ve vodních generace s využitím vysoce hydraulické hlava je omezena většinou do Alp (Rakousko, Švýcarsko), zatímco tepelné vlastnosti krasových vod a pramenů jsou využity jinde. Konečně, počet krasových pramenů využívaných ve světovém průmyslu plnění vody, který má roční příjem kolem 13 miliard dolarů, je velmi velký a krasové zvodnělé vrstvy pravděpodobně vedou seznam zvodnělých vrstev, odkud tyto zdroje pocházejí“.
doporučené reference pro další čtení:
Bakalowicz M (2005) krasová podzemní voda: výzva pro nové zdroje. Hydrogeol J, 13: 148-160
Bonacci O (1987) krasová hydrologie se zvláštním odkazem na Dinarický Kras. Springer-Verlag, Berlín, 184 stran
Burger a, Dubertret L (eds) (1984) hydrogeologie krasových terénů. Anamnéza. Mezinárodní příspěvky k hydrogeologii, IAH, vol 1, Verlag Heinz Heise, Hannover, 264 stran.
Drew D, Hötzl H (1999) krasová hydrogeologie a lidské činnosti. Dopady, důsledky a důsledky. Balkema, Rotterdam, 322 stran
Ford D, Williams P (2007) krasová hydrogeologie a geomorfologie. Wiley, 576 stran
Goldscheider N, Drew D (Eds.) (2007) metody v krasové hydrogeologii. Taylor & Francis, Londýn, 264 stran.
Käss W (1998) technika sledování v Geohydrologii. Balkema, Rotterdam, 581 stran
Kresic N, Stevanović Z (Eds.) (2010) hydrologie podzemních vod pramenů. Inženýrství, teorie, Management a udržitelnost. Elsevier Inc. BH, Amsterdam, 573 stran
Kresic N (2013) voda v krasu. Správa, zranitelnost a obnovení. McGraw Hill, New York, 708 stran
Milanović P (2004) inženýrství vodních zdrojů v krasu. CRC Press, Boca Raton, FL, 312 stran.
Palmer AN, Palmer MV, Sasowsky ID (Eds.) (1999) Krasové Modelování. Zvláštní publikace 5, krasový vodní Ústav, Karlovo Město, WV, 256 stran.
Parise, m. & Gunn, J. (eds) 2007. Přírodní a antropogenní nebezpečí v krasových oblastech: rozpoznávání, analýza a zmírnění. Geole. SOC. Londýn, sp. publ., 279 stran
Stevanović Z (Ed.) (2015) krasové zvodnělé vrstvy-charakterizace a inženýrství. Série: Odborná praxe ve vědě o Zemi, Springer stážista. Publ., 692 stran
Bílá WB (1988) geomorfologie a hydrologie krasových terénů. Oxford University Press, New York, NY, 464 stran.