Antropogenní ovlivnění jeskynního mikroklimatu 02 Studie - Balcárka • dynamika C02/dýchání návštěvníků • pohyb návštěvníků v jesk. prostředí • otevírání dveří návštěvníky jeskyně Jeskyně Balcárka 490 485 480 475 „ 470 E -: 465 m " 460 455 450 445 440 surface upper entrance? 483.2 \**r 4452. surface 444.3 4452 I I I I I I I I I I I 1 I I I ABCDEFGH I J KLMNOPQR sites Ostrov u Macochy y ^~>t f Balcárka Czech Republic / Cave ' i.' ,1 North Part of the Moravian Karst • severní část M. krasu • 30-40tisícturistů/rok • celková délka: 350 m • dvě patra: rozdíl 20 m • existence 3 známých vstupů + další otvory (Objevitelský komín) • 2 monitorovací místa: (1) Vstupní dóm ... C (2) dóm Galerie ... I International Journal of Speleology 44 (2) 167-176 j Tampa, FL (USA) May 2015 | Available online at scholaicommons.usf.edu/ijs International Journal of Speleology Official Journal of Union Internationale de Spéléologie 0 The relationship between carbon dioxide concentration and visitor numbers in the homothermic zone of the Balcárka Cave (Moravian Karst) during a period of limited ventilation Marek Lang1, Jiří Faimon1, and Camille Ek- 1 Department of Geological Sciences, Faculty oť Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic -'Department of Geology, Universityof Liege, 4000 Liěge, Belgium Abstract: The evolution of CO? levels with and without human presence was studied in a selected site (Gallery Chamber) of the homothermic zone of the Balcárka Cave (Moravian Karst, Czech Republic) during the fall, a period of limited ventilation. There were recognized various factors controlling the cave CCs levels under different conditions in the exterior and interior. When visitors were absent, C02 levels were controlled by the advective CCs fluxes linked to cave airflows and reaching up to -1.5 x 10"3 mol s'1. These fluxes exceed by orders of magnitude the exchanged diffusive fluxes (up to 4.8 x 10"8 mol s1) and also the natural net flux (from 1.7x 10"6to 6.7 x 1f>6 mol s-1) imputing given chamber directlyfrom overburden. The natural net flux, normalized to unitary surface area, was estimated to be 2.8 x 10-8to 1.1 x 10-7 mol nr2 s\ based on a perpendicular projection area of the chamber of ~60 m2. When visitors were present, the anthropogenic C02 flux into the chamber reached up to 3.5 x 1 ď3 mol s \ which slightly exceeded the advective fluxes. This flux, recalculated per one person, yields the value of 6.7 x 10"5 mol s1. The calculations of reachable steady states indicate that anthropogenic fluxes could almost triple the natural C03 levels if visitors stayed sufficiently long in the cave. Keywords: anthropogenic and natural CCs; cave ventilation; flux; dynamic model; temperature difference Received 11 July 2014; Revised 30 January 2015; Accepted 2 March 2015 Citation: Lang M., Faimon J. and Ek C, 2015. The relationship between carbon dioxide concentration and visitor numbers in the homothermic zone of the Balcárka Cave (Moravian Karst) during a period of limited ventilation. International Journal of Speleology, 44 (2), 167-176. Tampa, FL (USA) ISSN 0392-6672 httP://dx.doi.ora/10.5038/1827-806X.44.2.6 INTRODUCTION Carbon dioxide (CO-,) is a key component controlling the karst processes such as limestone dissolution and calcite speleothem growth (Dreybrodt, 1999). The driving force for the latter process is the difference in the CCs partial pressure between (1) the soil/ upper epikarst, ,EK,PCo2> (2) tne cave atmosphere, PC02 (White, 1998; Ford & Williams, 2007). Whereas a high ,EK)Pco2 (Fairchild et al., 2000; Faimon et al., 2012a) controls saturation of percolating water with respect to the calcite, the lower ,qPC02 is responsible for dripwater degassing (releasing of the CCs excess) (Holland et al., 1964). The instantaneous CCs concentration in the cave atmosphere is the balance of the input and output fluxes. The input CCs flux may generally include the direct natural fluxes associated with (i) the diffusion from soils/epikarst, (ii) dripwater degassing (Bourges et al., 2001), perhaps (hi) microbial decay of organic matter in cave sediments, and (iv) the transport of endogenous C02 in geologically active regions (Batiot- Guilhe et al., 2007). The indirect CCs fluxes can be derived from air advection from (v) adjacent cave passages/epikarst, or e.g. (vi) a cave river and conduit flow. The anthropogenic flux is connected with (vii) the exhaling of cave visitors (Faimon et al., 2006; Milanolo & Gabrovsek, 2009). The output flux is linked with cave airflow and controlled by cave ventilation (Spötl et al., 2005; Banner et al., 2007; Baldini et al., 2008; Fernandez-Cortes et al., 2009). The cave airflow depends on (1} the cave geometry and (2) the pressure difference resulting from contrasting air densities (de Freitas et al., 1982). Since density is particularly a function of temperature, cave airflows are mostly related to the temperature difference AT = Teweilot- Tcave (where TeMcrioI is external air temperature and Tca)e is cave air temperature [°CJ) (de Freitas et al., 1982; Baker & Genty, 1998; Pflitsch & Piasecki, 2003; Russell & MacLean, 2008; Kowalc2k & Froelich, 2010; Faimon et al., 2012b). A theoretical background on cave air circulation was given by Cigna (1968) and Wigley & Brown (1971). Based on their geometry, caves may be sorted into two extreme Studie 1: Dynamika C02 a dýchání návštěvníků • International Journal of Speleology • článek byl publikován v květnu 2015 • monitoring na Galerii (vrchní patro) • měření-C02, teploty a návštěvnost • tři měření v průběhu podzimu 2013 (48-h. měření s až 265 návštěvníky) • návrh dyn. modelu simulujícího C02 • určení parametrů kontrolujících C02 uvnitř dómu v navštěvované jeskyni *faimon@sci.muni.cz Studie 1: dynamický model exterior exterior UAF mode airflow direction []□[ v (a) JN r ■in Jadv jOUt Jadv Chamber 1 Gallery Chamber 2 f* /•"V Chamber U(adj)1 Jdif c iinf Jdif °(adj)2 Ja V DAF mode 1DD airflow direction deeper cave parts (b) JN r j out Jadv ■in Jadv Chamber 1 Gallery Chamber 2 Chamber U(adj)1 jOUt Jdif c •in Jdif C(adj)2 k Ja deeper cave parts • 3 hl. rezervoáry C02 (1) hl. dóm - Galerie (2) dóm 1- nižší C02 (3) dóm 2 - vyšší C02 • 6 hlavních toků C02 (i) přímý přírodní tok (ii) antropogennítok (iii) adv. vstupní tok (iv) adv. výstupní tok (v) dif. vstupní tok (vi) dif. výstupní tok Studie 1: dynamický model celkový tok C02 do dómu Galerie dán rovnici: j = dn C02 dt Vdc dt = Z Ji koncentrace C02 v dómu Galerie v průběhu jednotlivých módu proudění: ✓^"N v~\ i----;== íkAA\(jN\ |kAT#T % ——14 -^h-i--- UAF: dc dt (cľd5-c)|+ !ds i (c(2H)-2c + c(')) \ v/ Vy/ \___v____X_2__J \LY._11______ i antrop. přír. tok tok advektivnítoky difuznítoky DAF: dc dt / N / x ' /- Vv/ \v7 l___y„_ Oadj A, r----\ c)^(cS-2c + c^)| J LV modelované (hledané) parametry: jN, cadj, kA, kAT (do nejlepšího proložení) Studie 1: vliv přír. toků C02 8 E-03 7 E-03 - 6 E-03 - o E w c 0 +-> (0 1 5 E-03 H Ü c S 4 E-03 H CM O o 3 E-03 H 2 E-03 DAF mode UAF mode DAF mode dominance přírodních toků UAF mode potlačení ventilací Jaro: nízké koncentrace C02 díky intenzivní ventilaci během zimy 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Time [hours] Studie 1: vliv okolního C02 3.5E-02 Š 3.0E-02 - o c 0 1 2,5E-02 o o o o r-j o a 2,0E-02 - 1.5E-02 H-i-r DAF mode pnnosC02 z hlubších pasáží UAF mode přínos C02 ze vstupních pasáží DAF mode UAF mode podzim: hlubší pasáže = vyšší C02 z léta, vstupní pasáže = nízké C02 T-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1— 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Time [hours] Studie 1: regrese dat o E C O re i_ +-> c CD O c o u CM O Ü Day time 09:00 13:00 17:00 21:00 01:00 05:00 09:00 13:00 17:00 21:00 01:00 05:00 09:00 6E-02 5E-02 - 4E-02 - 3E-02 - 2E-02 - 1E-02 H daf mode i i i uaf mode 1-1-'-1-'-[ 120 daf moi Antr. toky: 3,5 x 10 3 mol s 1 Adv. toky: 1,5 x 10~3 mol s 1 Přír. toky: 6,7 x 10~6 mol s1 Dif. toky: 4,8 x 10 8 mol s1 visitors - 60 • 40 ■ 20 CD £ 3 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Time [hours] Studie 1: hlavní závěry Konc. C02 na Galerii byly řízeny různými faktory v závislosti na podmínkách: • bez přítomnosti návštěvníků byly koncentrace C02 na Galerii řízeny toky C02 ze sousedních prostor (závislost na koncentracích C02 atepl. rozdílu) • během pobytu návštěvníků byly koncentrace C02 na Galerii řízeny antro-pogenními toky C02 (závislost na počtu návštěvníků a délce jejich pobytu) V případě dostatečně dlouhého pobytu v jeskyni by antropogenní C02 vydechovaný návštěvníky téměř ztrojnásobil přírodní koncentrace C02 na Galerii Pro lepšíochranu jeskynního prostředíje nutná redukce délky pobytu skupin návštěvníků v jeskyni a zvýšení časového intervalu mezi prohlídkami jeskyně A CASE STUDY OF ANTHROPOGENIC IMPACT ON THE CO, LEVELS IN LOW-VOLUME PROFILE OF THE BALCÁRKA CAVE (MORAVIAN KARST, CZECH REPUBLIC) ŠTUDIJA VPLIVA OBISKOVALCEV NA KONCENTRACIJE C02 V MANJŠIH IN SLABO POVEZANIH JAMSKIH PROSTORIH: PRIMER IZ JAME BALCÁRKA NA MORAVSKÉM KRASU V REPUBLIKI ČEŠKI Marek LANG*1, Jiří FAIMON1 & Camille EK2 Abstract UDC 551.442:543.272.62(437.3) Marek Lang, Jiří Faimon & Camille Ek: A case study of anthropogenic impact on the CO, levels in low-volume profile of the Balcárka Cave (Moravian Karst, Czech Republic) Anthropogenic impact on CO, levels was studied in the low-volume chamber connected with the low-profile corridor in Balcárka Cave, the show cave in Moravian Karst, during the period oflimited ventilation. Modeling showed that the natural CO, levels were controlled by the CO, fluxes (up to - 3.14 x 10: mol s1) from adjacent spaces. These fluxes changed with cave airflows and ventilation modes. Two main components of anthropogenic impact were recognized: (1) visitor breathing and (2) visitor movement. The CO, input derived from individual visitor groups varied from 1.96 x 104 to 2.45 x 10 3 mol s l, which was the significant part of the CO, fluxes from adjacent spaces. The visitor movement induced the airflows up to 0.2 m3 s"'. They exceeded the natural airflows (up to 3.2 x 103 m1 s1) by factor of more than 60. These airflows caused cave ventilation mode's switching and, significant drop of C02 fluxes/levels due to changed ventilation. The study therefore indicates that various anthropogenic influences in show cave can balance and neutralize each other, in dependence on cave morphology and seasonal conditions. Keywords: airflow, anthropogenic impact, carbon dioxide, dynamic model, show cave, ventilation mode. Izvleček UDK 551.442:543.272.62(437.3) Marek Lang, Jiří Faimon & Camille Ek: Študija vpliva obisko-valcev na koncentracije C02 v manjših in slabo povezanih jamskih prostorih: prirner iz jame Balcárka na Moravském krasu v Repubtiki češki Raziskovali srno vpliv obiskovalcev na koncentracijo CO, v jamski dvořani z majhno prostornino v turistični jami Balcárka na Moravském krasu. Dvorana je z drugimi deli jame pove-zana z manjšim rovom, raziskave pa so potekale v Času, ko je naravno prezračevanje majhno. Z modeliranjem srno pokazali, da so naravne vrednosti CO, določene s tokom iz sosednjih prostorov. Te dosegajo vrednosti do ~ 3.14 x 10': mol 8"1 in se spreminjajo z intenzivnostjo naravnega prezračevanja. Obisko-valci na koncentracijo C01 vplivajo z dihanjem in gibanjem po jami. Tok CO„ ki ga prispevajo skupine obiskovalcev, znaša med 1,96 x 104 mol s1 in 2,45 x 10 1 mol s ', kar je primerljivo z naravnimu dotokom. Zračni tok zaradi gibanja obiskovalcev pa znaša do 0,2 m3s kar je 60 krat toliko, kot je tok naravne ventilacije v času meritev. Tako prisilno prezračevanjen na opazovanem mestu pomembno znižuje koncentracijo COr Obiskovalci torej na različne náčin vplivajo na koncentracijo CO„ při Čemer se ti vplivi lahko tudi izničijo. Ključne besede: zračni tok, antropogeni vpliv, ogljikov dioksid, dinamični model, turistična jama, náčin prezračevanja. INTRODUCTION Carbon dioxide (CO,) plays a key role in carbonate karst et al. 2005; Faimon et al. 2012b), calcite speleothem for-system by participating on rock karstification (Stumm mation (Dreybrodt 1999; Frisiaeral. 201 l)orspeleothem & Morgan 1996), karst water hydrogeochemistry (Spotl corrosion (Sarbu & Lascu 1997; Dublyansky & Dublyan- 1 Department of Geological Sciences, Faculty of Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic. - Department of Geology, University of Liěge, 4000 Liěge, Belgium Received/Přejeto: 10.02.2014 ACTA CARSOLOGICA 44/1, 71-80, POSTO(NA 2015 Studie 2: Pohyb osob vjeskynním prostředí • Acta Carsologica (publ. duben 2015) • Vstupní dóm (u vchodu, úzký profil) • jedna monitorovací kampaň (48-h.) (17 skupin návštěvníků; celkem 269) • měření-C02, teploty a návštěvnost • analýza antropogenních vlivů naC02 v úzko-profilových pasážích jeskyně • kvantifikace těchto vlivů na základě dynamického modelu C02 v jeskyni Studie 2: dynamický model exterior Chamber 1 C(adj)1 UAF mode airflow direction DDL Jn l(adj)1 (out) Monitored Chamber C I (out) l(adj)2 HDD airflow direction DAF mode Chamber 2 '(adj)2 deeper cave parts Studie 2: dynamický model celkový tok C02 do Vstupního dómu dán rovnicí (suma dílčích toků C02): dC JjN\ /J(AP) A | fVT C(adj) VT c) dt Ay/ vvy L__y______v_j přír. antrop. tok tok advektivni toky vT: celková rychlostí proudění vzduchu dána: vT = VN + VA přírodní rychlost: vN = kAT ^/|AT| antrop. rychlost: vA=v(AP)+kAA modelované (hledané) parametry: jN, cadj, kA, kAT, j(AP) (nejlepší proložení) 1 1 1 1 1 1 1 1 1 UAF mode J_1_1_L 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ..... ..... natural airflow vN anthr. airflow vT = vN + vA 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ..... 1 1 1 1 ..... 1 1 1 1 1 1 1 1 1 DAF mode 1-1-1-L 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ..... ..... natural airflow vh B vT= vN-vA anthr. airflow vN vT je dána sumou v DAF módu pohyb osob proti směru př. proudění (i) vN >vA(přír. proudění) (ii) vN < vA (změna módu) Day time 09:00 13:00 17:00 21:00 01:00 05:00 09:00 13:00 17:00 21:00 01:00 05:00 09:00 - DAF mode j i II UAF mode DAF mode UAF mode (g) ■ h - data II — model -1-T-1-1-1-1-1- 1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 > E Q. Q. C O c 0) o c o o o" O Studie 2: Regrese dat Vliv advektivních toků CO: • v DAF módu nárůst CO- ■ (b) • v UAF módu pokles C02 - Antropogenní vlivy na C02 lili 1 IlJUlL • dýchání-> píky na křivce (c) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 Time [hours] C02(tok 3x 103 mol s1) pohyb: změna proudění (antr. proudění je až 60x vyšší než přír. proudění, změna směru proudění) Studie 2: hlavní závěry Kone. C02 ve Vstupním dómu byly řízeny kone. C02 v sousedních dómech: • v UAF módu pokles konc. C02 (transport C02 ze vstupních pasáží jeskyně) • v DAF módu nárůst konc. C02 (transport C02 z hlubších pasáží/epikrasu) Modelování ukázalo 2 hlavníantropogennífenomény ovlivňující konc. C02: (l)dýchánínávštěvníků a (2) jejich pohyb v úzko-profilovýchjesk. chodbách Identifikace 2 komponent prouděnívzduchu: (i) přírodnía (ii) antropogenní • antr. proudění může dosahovat až 60x vyšších hodnot oproti přírodnímu • změna směru prouděnípůsobícíproti pohybu na směrshodnýs pohybem Antropogenní fenomény ovlivňující C02 se mohou vzájemně neutralizovat International Journal of Speleology 46(3) Tampa, FL (USA) September 2017 | Available online at scholarcommons.usf.edu/ijs International Journal of Speleology Official Journal of Union Internationale de Spéléologie The impact of door opening on C02 levels: A case study from the Balcárka Cave (Moravian Karst, Czech Republic) Marek Lang1*, Jiří Faimon1-2, and Sandra Kejíková1 'Department of Geological Sciences, Faculty of Sciences, Masaryk University, Kotlářská 2, 611 37 Brno, Czech Republic -Department of Geology, Faculty of Science, Palacký University Olomouc, 17. listopadu 1192/12, 771 46 Olomouc, Czech Republic Abstract: The impact of door opening on cave carbon dioxide (C02) levels was studied in the Entrance Chamber and the Gallery Chamber of the Balcárka Cave (Moravian Karst, Czech Republic). The effect of door opening differed with cave ventilation modes. Under upward airflow mode, the cave door opening led to the increase of output advective C02 fluxes from the cave and to the decrease of CÓ2 levels. This effect was evident especially in the Entrance Chamber near the cave entrance and then suppressed in the Gallery Chamber situated deeper in the cave. Under the downward airflow mode, the cave door opening changed airflow paths and main CCs sources/fluxes. This resulted in the increase of C02 level in the Entrance Chamber while the levels in the Gallery Chamber decrease. Modeling indicates that the increase could be result of input advective CCs fluxes from epikarst (up to 5.9 * 10"2 mol s1). To reduce the impact on cave microclimate, a careful control of the visiting regime without overlapping of individual doors' openings is recommended. Keywords: cave chamber, C02 levels, cave ventilation, door opening, advective C02 flux Received 6 December 2016; Revised 29 April 2017; Accepted 29 April 2017 Citation: Lang M., Faimon J. and Kejíková S., 2017. The impact of door opening on C02 levels: A case study from the Balcárka Cave (Moravian Karst, Czech Republic). International Journal of Speleology, 46 (3), 345-358. Tampa, FL (USA) ISSN 0392-6672 https://doi.ora/10.5038/1827-806X46.3.2100 LIST OF SYMBOLS PC02 carbon dioxide partial pressure [dimensionless] (C'Pco2 carbon dioxide partial pressure in cave A total diffusion area [m2] atmosphere [dimensionless] CC02 carbon dioxide concentration [mol m J] {H)Pco;> hypothetical PC02 reconstructed from cave c!::: carbon dioxide concentration in soils/epikarst dripwater chemistry [dimensionless] [mol m 3] mpco2 carbon dioxide partial pressure in water cGaJ carbon dioxide concentration in Gallery [dimensionless] Chamber [mol m 3] t time [s] Ac difference in carbon dioxide concentrations T temperature [°C] [mol 111 ] Tcave temperature in cave atmosphere [°C] D carbon dioxide diffusion coefficient [m- s '] TeKterior temperature in external atmosphere [°C] j total carbon dioxide flux [mol s '] AT temperature difference [°C] Jadv input advective carbon dioxide flux [mol s '] v linear airflow rate [m s '] input carbon dioxide flux derived from one V cave total volume [ms] liter of dripwater by degassing [mol s '] ■EK Jdif total input diffusive carbon dioxide flux from ABBREVIATIONS soils/epikarst [mol s '] :EK Jadv input advective carbon dioxide flux from Cl-UAF campaign 1; upward airflow soils/epikarst [mol s l] C2-DAF campaign 2; downward airflow input advective carbon dioxide flux from C3-DAF campaign 3; downward airflow Gallery Chamber [mol s '] C4-DAF campaign 4; downward airflow AL overburden thickness [m] CC Chimney Chamber 9 barometric pressure [Pa] CD connecting door Q volumetric airflow rate [ma s '] COa carbon dioxide R the universal gas constant [J kg 1 K l] DAF mode downward airflow ventilation mode Studie 3: Otevírání dveří návštěvníky jeskyně • International Journal of Speleology • článek otištěn v časopise v září 2017 • monitoring-Vstupnídóm a Galerie • měření-C02, tepl. rozdíl, proudění • 5 monitorovacích kampaní (4 experimenty s dveřmi, 1 měření C02/AF) • detailní ověření vlivu otvírání dveří na (i) prouděnívzduchu jeskynía (ii) koncentrace C02 v jesk. atmosféře *m areklang@mailjnuni.cz The author's rights are protected under a Creative Commons Actnbution-NonCommercial 4.0 International ICC BY-NC 4.0) license. Main exit door#4 _ Ostrov u Macochy 1 Balcárka Cave Old exit door #3 Balcárka Cave 50 m 490 (b) Studie 3: Experiment s otvíráním jesk. dveří Campaigns Cl -UAF and C2-DAF Campaigns C3 -DAF and C4-DAF 0 ■ 10 11 -20 21 -30 31 -40 41 -50 51 -60 61 -70 71 -80 81 -90 91 - 100 101 - 110 111 -120 121 -130 131 -140 141 -150 Door combination Elapsed time [min] Door combination #1 0 ■ 10 #1 #1 +#2 11 - 20 #1 +#2 #2 21 - 30 #2 #1 +#2+ #3 31 (36 -45 -40) #1 +#2+ #3 (#1 + #2 + #3 + CD) #1 +#2+ #3+ #4 46 - 55 #1 +#2+ #3+#4 #1 +#2+ #4 56 - 65 #1 +#2 + #4 #2+ #4 66 - 75 #2+ #4 #2 + #3 + #4 76 - 85 #2+ #3+#4 #2+ #3 86 ■ 100 #2+ #3 (91 -95) (#2 + #3 + CD) U3 101 - 110 #3 #3+#4 111 - 120 #3+#4 #1 +#3 121 - 130 #1 +#3 #1 + #3 + #4 131 - 140 #1 +#3+ #4 #1 +#4 141 - 150 #1 +#4 #4 151 - 160 #4 Data UAF mod Data DAF mod 6D0 580 560 540 520 5D0 480 430 440 420 400 600 580 560 540 520 500 4B0 460 440 420 4D0 B 1 1+2 2 1+2+3 1 - main entrance door 2 - separating door W W \ 1+2+4 „ , 3 - old cave exit door . 2+3+4 4 - new cave exit door 1+2+3+4 VY-jSrJ \ lr 2+3 \\. , 3+4 V *aA 4 1+3+4 c . 1+2 1+4 4 1+2+3+4 2+3+4 2.8 k 10" 2.5« 10': 24« Iff' 2.3 x 1CT 2.2 x 10'= 2.1 x10! 2.0 x 10'= 1.9x 10" 1.8x10-= 2.6 x 10'= 2.5x10 = 2.4x10 = 2.3 x 10"= 2.2 x 10'= 2.1 x 10'= 2.0 x 10'= 1.9x 10'= 1.8 x 10 = r E o 17:10 Day time 18:10 18 30 18:50 25 23 21 19 ■ 17 1+2 2 1+2+3 1+2+3+4 1+3+4 1+4 A 4.5x10' 40 60 80 100 120 140 160 —I— 4C —I— 6Q —I— 140 Time [minutes] Time [minutes] Ověřovací kampaně v DAF módu 600 580 560 540 520 500 480 460 440 420 400 Daytime 16:40 17:00 17:20 1+2 CD i ■ main entrance door B a- separating door 3- old cave exit door 4- new cave exit door .1+2+4 2+4 3 . 1+3+4 ?+: ^rAT-WS 1+4 1 4 U+2+3+4 3+4 1+3 «\j 2+3+4 : ^> 1+2+3+4 2+4 2+3 3 „ 1+3 1+4 4 . ^^^^^^ 1+2+3 1+2+4 2+3+4 1+3+4 2.6x10"" 2.5* 10'! 2.4 x 10"2 2.3x10 = 2.2x10J 2.1 x 10J 2.0x10 = ŕ E 1.9* 10s "č E 1.Bx10J z c 2.8x10' 2.5 x 10'! 2.4 x10s 2.3 y- 10' 2.2 x 10"1 2.1 x 10 = 2.0x10 = 1.9* 10 = 1.Bx10J E Day time 17:40 18:00 18:20 18:40 19:00 19:20 18:40 20:00 20:20 2.000 1,000 • 500 0 4,000 2,000 I CD 1 - main entrance door 2 - separating door 3 - old cave exit door 4 - new cave exit door B 1+2+3+4 1+3 1+2+3 J 1+2+4 1 3 3+4 / , „ , 2+3 \ 1+4 ^1+2 2 / \ 2+4 V 4 2+3+4 1.0x10 8.0x10"= 6.0x10' 4.0x10' 2.Ox 101 1.7x10- 1.3» 10 9.0 x 10' 20 40 at, 100 120 140 160 —i-1-1-1-1-1-1- 20 40 60 80 100 120 140 160 Time [minutes] Time [minutes] Studie 3: toky C02 • vliv dveří #2 a #3: nárůst konc. C02 (efekt zesílený otevřením dveří CD) • dveře #4 -> pokles koncentrací C02 (suma proudění přes dveře #2 a #3) • dif. tok C02 z epikrasu do V. dómu: 1,5 x ÍO9 - 3,9 x ÍO6 mol s1 • adv. tok C02 z Galerie do V. dómu: 1,7 x ÍO3 - 2,0 x ÍO2 mol s1, t = 3,0 h • adv.tokC02zepikrasudoV.dómu: 3,6 x ÍO"3 - 5,9 x ÍO2 mol s1, t = 0,1 h o o 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 y= 146.3x-4.368 ' R2 = 0.92 / #2 + #3 + CD celk. tok C02: 1,1 x 102 mol s1 -j— 10 -j— 20 -1- 30 40 50 60 70 -T- 80 90 Time [minutes] Door Airflow direction Volumetric airflow rate [m3 s_1| #1 into the cave n.m. #2 out of the chamber (0.83-1.36) x ÍO"' #3 out of the cave (0.10-1.99) x 10"1 #4 out of the cave (1.78-3.83) x ICH CD toward CC n.m. 490 480 470 460 450 440- 490 480 470- 460 450 440 Studie 3: vliv ventilačních větví na koncentrace CO-, Tři hl. ventilační větve v jeskyni během UAF módu (1)#1-CD (2) (ii) #2- EC-GC (3) #3-#4 • všechny ventilační větve z jeskyně obj. komínem • pokles C02 ve Vstupním dómu = přínos venk. C02 V DAF módu kompletně odlišné v. větve v jeskyni: • nárůst C02 ve Vstupním dómu = přínos C02 z EK • nižší C02 na Galerii = vyšší proudění mezi Galerií, Vstupním dómem a obj. komínem přes dveře #2 (žádné ovlivnění Vst. dómu díky větší vzdálenosti) • dveře #4 sumarizují proudění přes dveře #2 a #3 Studie 3: hlavní závěry Na základě otevírání dveří byly rozlišeny různé v. větve pro UAF/DAF mód • UAF mód: nárůst proudění vzduchu -> zvýšené adv. toky C02 z jeskyně (uplatnění ve Vstupním dómu - přínos C02 ze vstupních pasáží jeskyně) • DAF mód: otevření některých kombinací dveří = změna směru proudění a hlavního zdroje C02 -> významný nárůst konc. C02 ve Vstupním dómu (nárůst dán transportem zvýšených koncentrací C02 adv. toky z epikrasu) Krátkodobé změny ventilace mohou významně ovlivnit mikroklima jeskyně • u frekventových zpřístupněných jeskyní opatření pro udržení podmínek • automatické uzavírání dveří, harmonizace vstupů/odchodů návštěvníků