France Šušteršič	Geologie  krasu	List  41	

VODONOSNÝ KRAS 

Hydrogeologii kras sám od sebe nezajímá; hydrogeologie si přeje zjistit, jaký má vliv přítomnost krasových dutin na chování pole (oblasti) průniku  podzemní vody.  To pole se shoduje s polem hydraulické propustnosti a okrajovými podmínkami.

Pro průtok vody v krasu je charakteristická duálnost, která je bezprostředním výsledkem stavby systému. Tři hlediska duálnosti:

Duálnost infiltrace	difuzní (pomalá) infi-ltrace do bloků s menší propustností (bez ka-nálů)	rychlý vtok do kanálů	
Duálnost pole rychlosti průtoku podzemní vody	nižší rychlosti v puklinových propustích	vysoké rychlosti v kanálových propustích	
Duálnost výtoku ze systému	difuzní odtok z bloků s nízkou propustností	koncentrovaný výtok z kanálů přes krasové prameny	

•	Počáteční heterogenita šířky primárních vodních cest (rang 1 – 50) se zkasověním naroste do do rangu 1 – 106.  
•	Rozvoj jde od relativní homogenity k velké heterogenitě 
•	Zvýší se koncentrace toku do menšího počtu větších pramenů.
•	Jejich hydragramy zůstanou více »krasové« / dvoukom-ponentové (rychlé reakce na srážky) a proto význačné pro kras.
•	Rozvine se charakteristická duálnost krasu
•	Celý vodonosný kras usiluje o to, aby se stal jedním »kontrolním volumenem«.

Zákonitosti přelévání zjišťujeme kontrolním volumnem 

1.	KV je blok krasové horniny s definovanými hranicemi a rozměry.	
2.	Počáteční struktura horniny. 	
	2.1	Lito-petrografické vlastnosti	
	2.2	Porozita	
	2.3	Mechanické vlastnosti	
3.	Mezní podmínky (systém otevřený / zavřený)	
4.	Vstupní hodnoty	
	4.1	Hydrodynamické podmínky	
	4.2	Chemické vlastnosti vody	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  42	

VODONOSNÝ KRAS 

RYCHLOSTI PRŮNIKU KRASEM	m s-1	
Průnik skrz půdu	8 . 10-8	-	1,5 .10-7	
Vtok do otvoru	1 .10-10	-	8  . 10-7	
Difuzní infiltrace	4,5 . 10-8	-	8 . 10-4	
Epikrasová zóna	1 . 10-6	-	1 . 10-3	
Pukliny v hornině a komíny             	3 . 10-2	-	1,5 . 10-1	
Krby a propasti	5,5 . 10-1	-	2 . 100	
Vadózní toky	1,5 . 10-2	-	1 . 100	
Freatické toky	2,5 . 10-4	-	2 . 10-1	
Loke-Logarček / SLO [freatický kanál]  	1,14 . 10-2	

1.	Oddělit musíme rychlost impulzu od rychlosti pohybu částic.
2.	Rychlost, kterou zdánlivě získáme, není identická s rychlostí toku přes samotné kanály.
3.	Fasety ukazují max. 2% rychlosti v celku.

U Hjulstroemově kritické rychlosti pokryje stěny kanálu obklad jílových minerálů.
1.	Koroze stěn drasticky klesne.
2.	Zvětší se penetrační vzdálenost.
3.	Kanál a tok jsou v dynamické rovnováze
4.	Kritická rychlost je vx  =  0,2 m s-1.

vx znamená rychlost paragenetického prahu.

 

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  43	

KRASOVÉ OTVORY  NENASYCENÉ (vadózní) ZÓNY

ZÓNA PŮDNÍHO PRŮSAKU

Charakteristiky:

1.	Agresivní voda je ve styku s „plovoucími” kusy horniny a statistickou hranicí horniny. 
2.	Ten proces není vázán na svislý odtok a ve skutečnosti není krasový.

Tvary:
•	Vyloužené geologické struktury             
•	Kapsy
•	Otvory po kořenech
•	Přetvořené geologické struktury	

Epikarasová zóna:

Hydrogeologicky jasně definovaná a dokázaná 

•	Na základě chování hydrogramů
•	Izotopovými analýzami 

Geomorfologicky dosud jen „postularizovaná“ na základě

•	Domněle vytvořených cest svislého odtoku
•	Ćinnosti v pleistocénu (permafrost)
•	Zogovićova efektu
    
Význačné (typické) tvary negativní hmoty nejsou dokázány.

Ve slovinském krasu se “význačné” tvary prokazují jako zdánlivé. Více pravděpodobná v Moravském a Českém krasu.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  44	

KRASOVÉ OTVORY  NENASYCENÉ (vadózní) ZÓNY

ZÓNA SVISLÉHO PRŮNIKU

A/   ÚZEMÍ ADHEZIVNÍHO POSUNU PO HORNINOVÝCH VRSTVÁCH

Charakteristiky:

1.	Chaotický průnik do štěrbin bez ohledu na jejich vznik rozšířené štěrbiny, kanály nevytvarovány, řečiště špatně definované. 
2.	Adsorbční stékání do pramínků – vznik koncentrických svazků.
Tvary:	•	strmé kanály   profilu
•	naznačené žlábky v otevřených mezivrstevních spárách  
•	nepravidelně přemodelované geologické struktury převážně s drsnými stěnami.	

B/   ÚZEMÍ VOLNÉHO PÁDU AUTIGENNÍ VODY

Charakteristiky a tvary:

1.	Kaskádové  toky v menších otvorech (dutinách)	
	•		nesprávně tvarované kanály	
	•		vícenásobně rozšířené geologické struktury	
	•		malé“, „zřetězovělé“ propasti	
2.	Volně padající praménky, aktivní vodní film na stěnách chodeb	
	•		„velké propasti“  (dome pits)	
	•		zděděné struktury:  	a) geologické	
			b) speleologické	

Frankeův efekt	
VODA	svažitý povrch	převisový, svislý povrch	
agresivní	RÝHY	ZAOBLENÉ STĚNY	
sintrotvorná	HLADKÝ POVRCH	ŽEBRA	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  45	

KRASOVÉ OTVORY  NASYCENÉ (freatické) ZÓNY

Vývoj názorů: od fluviálního ke geostrukturnímu modelu.	

DYNAMOFREATICKÁ ZÓNA
1.	Proteče v ní do 99% vody ve svazku.
2.	Napájení je autochtonní   (+ alochtonní).
3.	Ve speleogenetickém prostoru jsou kanály organizovány do svazků.   	
4.	Dva modely:	Ford- Ewers  (1978)
Worthington  (1991)	
Předchůdci:	Lehmann (1936), Jenko (1959)	
			
	Ve skutečnosti jde o ověření syntéz starších modelů.		
		
5.  Starší modely:
	Katzer (1909) ANALOGIE: " Jeskyně je říční strouha, jejiž břehy se sevřely v strop."	
	 mezi opce 	
	Grund (1914)   KRITICKÉ POZOROVÁNí / Bosna: Máme dva typy podzemni vody, stojici a dynamickou".	
		
FREATICKÉ KANÁLY,   podle původu:
•	rozšířené mezivrstevní spáry (čočkovité, elipsovité)
•	rozšířené zlomové struktury
•	freatické „propasti“ a „komíny”	
FREATICKÉ KANÁLY,  podle vzniku:
•	syngenetické
•	paragenetické
•	přetvořené (sutě /breakdown/, Gamsův efekt, …	
	Mezi syngenezí a paragenezí je velikostní práh.		

	
NOTEFREATICKÁ ZÓNA
•	Napájí se z dynamofreatické zóny.
•	Voda je relativně obohacená o sulfáty.	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  46	

KRASOVÉ OTVORY  NASYCENÉ (freatické) ZÓNY

ORGANIZACE SVAZKU

Svazek ve speleogenetickém prostoru
•	poloze svazku rozhodují regionální hydraulické faktory.
•	Hustota kanálů ve vytvořeném svazku činí 10 - 100 km/km3, kanálová porozita 0,1 - 1,0 %.
•	Úplný (celkový) svazek má na svém počátku freatický pokles a na konci freatický zdvih. Celkový freatický pokles svazku činí zpravidla více nežli 100 metrů.
•	Člověku je dostupná jenom menší část aktivního svazku  (Castleguard cave 5 %).	

Svazek a geologická struktura
•	Polohu kanálů zevně svazku určují diferenciální počáteční vodivosti.
•	Vodivost podél mezivrstevních spár je větší nežli vodivost v pravoúhlém (kolmém) směru na ně.
•	Poměr velikosti kanálů ve svazku neodpovídá vodivosti, kterou má sekvence prvního průlomu (faktor  do 107).	
			
	Zjištění z bodů 2 a 3 nejlépe vysvětlí teorie o počátečních horizontech.		

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  47	

ORGANIZACE JESKYNNÍCH KOMPLEXŮ (SYSTÉMŮ)

Analýza A. Palmer, 1991:   cca 500 jeskyní delších nežli 3 km (údaje Chabert, 1986)

Po mezivrstevních spárách      	57%	
Po puklinách	42%	
Po mezizrnové porozitě	1 %	

Chyby minulosti:

přeceňování významu puklin	chybné tlumočení (vnímání) hydrogeologického výrazu vodič vody (?) (= fracturated  aquifer)
	
podceňování významu mezivrstevních spár	chodby kolem mezivrstevních spár  ve vodorovných vrstvách srovnávali s říčními terasami, v šikmých nepozorovali selekce	

Základní typy organizace jeskynních komplexů (systémů)  /  podle Palmera

	% z celkového počtu 	% z celkové délky		
Rozvětvené / branchwork
	57	65	Sběrače praménků proniklé vody	
Síťové / network
	17	17	Nejsou pozorovatelná bodová napájení	
Anastomotské / anastomotic	3	10		
 houbovité/ spongework
	5	<<1	Aktivace a srůstání mezizrnových pórů	
Rozvětvené / ramiform	4	8	Výtoky podzemní vody	
Jedna jediná chodba / single passage	14	<<1	Úlomky horních	

Epigenní jeskyně:	Odvádějí vodu ze sběrné oblasti nad sebou nebo z nejbližšího sousedství.  Těch je 90 % podle celkové délky 
a % podílu.	
Hypogenní jeskyně:	Nemají genetické spojení s povrchem, napájejí se z hlubiny.	

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  48	

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR - pokračování

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR

Je ta část horninového masivu, ve kterém se mohou rozvíjet nebo se již rozvinuly speleofakty. 

SPELEOFAKTY jsou speleogeny a speleotemy.

Speleogen

Je geologická struktura, která vznikla jako přímý nebo nepřímý výsledek nahrazení pevné fáze fází kapalnou. Druhotně ji může nahradit plynná fáze.

Speleogeny vznikají odnosem horniny při činnosti procesů, které definujeme jako krasové.

Speleotem

Je geologická struktura, která vzniká jako nepřímý či přímý výsledek nahrazení speleogenu za pevnou fázi.

Speleotemy jsou veškeré produkty sedimentace a destrukce strhávání, hroucení, řícení v krasovém podzemí.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  49	

SPELEOGENETICKÝ PROSTOR - pokračování

Fázová hranice

Je plocha, která ve speleologickém prostoru odděluje speleofakty od okolí.

Prakticky je to rozhraní mezi matečnou horninou a vzduchem, vodou, jeskynním sedimentem, sutí apod.

Diferenciální prvek speleogenu (DPS)

Je okruh fázových hranic, které jsou pravoúhle orientované k trajektorii vodního toku, který modeluje.

Kanál (jeskynní kanál)

Je nepřerušená, postupná řada DPS-ů, přes které probíhají stejné trajektorie.

V hovorovém jazyce označují jeskyňáři kanál jako jednoduchou chodbu, nejčastěji freatického původu, kterou druhotné procesy ve skutečnosti ještě nepřetvořily.

France Šušteršič	Geologie  krasu	List  50	

ORGANIZACE JESKYNNÍCH KOMPLEXŮ (SYSTÉMŮ) - pokračování

VNITŘNÍ STAVBA SVAZKU

Základní stavitel svazku je segment.	

Segment

Je výsek kanálu se stejnými podmínkami a historií vzniku.

Strukturní segment

Vznikl ve stejné geologické struktuře.

Strukturní segment definujeme proto, jelikož jsou kanály ve své podstatě změněné geologické struktury.

Průměrná délka strukturního segmentu ve 20 prozkoumaných jeskyních činí 5 – 21 metrů.

    

Článek

je výsek kanálu mezi dvěma rozvětveními.

Dělení na články pochází z fluviální geomorfologie a prokázalo se jako bezpředmětné (plané).