adygine mountainhazards Geomin - vrtání studní
 

METODY ŘEŠENÍ


Základem pro zhodnocení rizik spojených s průvaly vysokohorských jezer je podrobné studium jejich morfologie a vývoje. V terénu je prováděno jejich zaměření, posouzení aktuálního stavu a jeho změn. Nejrizikovější objekty jsou dlouhodobě sledovány a vyhodnocovány.
 
Pro studium jezer je použita metodika vyzkoušená a dlouhodobě používaná při akcích Katedry fyzické geografie a geoekologie upravená podle specifik práce na vysokohorských, převážně ledovcových jezerech. K výzkumu obsahu hrází slouží soubor geofyzikálních metod.
 
Metodika terénních prací
Metodika hydrologických prací
Metodika geodetických prací
Metodika geomorfologických prací
Metodika inženýrsko-geologických a hydrogeologických prací
Metodika geofyzikálních prací
Vyhodnocení výzkumů
 
METODIKA TERÉNNÍCH PRACÍ


 
Prací se účastnili jak specialisté z České republiky, tak kyrgyzští spolupracovníci. Celá expedice čítala během terénních prací celkem 12 - 14 osob. Studium se provádělo formou výjezdů na jednotlivá jezera. Výjezdy trvaly 2 - 8 dní. K dopravě byl využíván terénní automobil UAZ a pronajatý mikrobus Mercedes, běžně používaný jako "maršrutka" pro osobní silniční dopravu. Od místa, kam bylo možné dojet autem, byl materiál dopravován do základního tábora na pronajatých koních. K vlastnímu jezeru byl přenesen osobně účastníky expedice a sjednanými nosiči. Níže uvedené skupiny prací probíhaly souběžně.
 
nahoru
 
METODIKA HYDROGOLICKÝCH PRACÍ
Metodika batymetrického mapování vybraných jezer

 
 
Batymetrické mapování jezer bylo prováděno pomocí totální geodetické stanice Leica TCR 705, echolotu Garmin Fishfinder 240, gumového člunu a pevné tenké rybářské šňůry, která se délkově nenatahuje. Měření probíhá na paralelních profilech napříč jezerem, které jsou vedse zaměřených opěrných bodů na břehu. Podél šňůry natažené mezi dvěma body jezdí člun s echolotem, kterým se měří hloubka v pravidelných intervalech. Přesnost měření hloubek pomocí echolotu závisí na měřené hloubce. Ze získaných zkušeností v porovnávání měřených hodnot se závažím spouštěným na cejchované šňůře můžeme konstatovat, že u hloubek do 50 m je přesnost měření do 10 cm.
 
 
Metodika měření průtoků
 
Měření průtoků bylo ve všech případech prováděno pomocí hydrometrické vrtule. K dispozici byly dva přístroje, které se lišily velikostí propeleru. Menší vrtule byla používána na měření průtoku ve vodních tocích s menším průtokem (menší hloubkou), kde nebylo podle podle zkušeností z loňského roku použít velkou hydrometrickou vrtuli s propelerem a průměru 10 cm.
 
Měření byla prováděna podle platné normy, kdy se pomocí hydrometrické vrtule měří rychlost proudění v několika profilech (jejich počet závisí na šířce toku). Zároveň se měří hloubka a šířka koryta, ze které se určí plochy dílčích průtočných profilů. Průtok se potom počítá jako součet průtoků dílčích profilů, přičemž dílčí průtoky jsou dány součinem plochy průtočného profilu a rychlosti proudění.
 
Doplňková měření a pozorování
Meteorologická pozorování
 
V průběhu terénních prací vždy byly na místě tábora sledovány základní meteorologické ukazatele. Třikrát denně (7, 14, 21 hod) byla měřena teplota vzduchu ve stínu pomocí digitálního teploměru s přesností měření 0,1°C. Rovněž byl měřen denní úhrn srážek pomocí speciálně zhotoveného přenosného plastového (z důvodu úspory hmotnosti) srážkoměru. Akumulované srážky byly přelity do odměrného válce s dělením po 2 ml.
 
 
Měření fyzikálních parametrů vody
 
Pomocí multiparametrické sondy YSI 6920 byly měřeny základní fyzikální parametry akumulované i tekoucí vody (teplota, vodivost, pH, množství rozpuštěného kyslíku, celkové množství rozpuštěných látek, oxidačně redukční potenciál). Naprogramováním sondy a uložením do vodního toku byly měřeny změny všech parametrů během jednoho dne (v intervalu 15 min). Dále bylo prováděno měření ve vertikálním sloupci v intervalu 0,5 -1 m nad místem maximální hloubky jezera. Pomocí Secchiho desky a Forel-Ulleovi stupnice barev byla stanovena hodnota průhlednosti a barvy vody.
 
 
Odběr biologických vzorků
 
Z jezer byl v místě s největší hloubkou odebrán síťkou vzorek planktonu z celého vodního sloupce.
 
 



nahoru
METODIKA GEODETICKÝCH PRACÍ
Mapování břehové linie pomocí totální geodetické stanice

 
 
Ke všem geodetickým pracím byla používána totální geodetická stanice Leica TCR 705. Výhodou totální stanice je, že lze zmapovat celou vodní plochu z několika stanovisek (u menších a přehledných jezer i z jednoho). Proto je velmi důležité zvolit si stanoviska (polygonové body), ze kterých bude vidět pokud možno co největší část břehové linie. Stanice se zaměřuje na odrazný hranol, se kterým se pohybuje figurant po břehové linii. Rozmístění měřených bodů na břehové linii je víceméně pravidelné, je ale podmíněno tvarem břehové linie. Kromě břehové linii byl u některých jezer zaměřen půdorys morénové či závalové hráze, pozice, případně dráha odtoku. Zaměřeny byly i geofyzikální profily hrází.
 
nahoru
 
METODIKA GEOMORFOLOGICKÝCH PRACÍ
Geomorfologické mapování

 

Výchozím podkladem pro posouzení geomorfologických ohrožení jezer se stala data pořízená v terénu, která byla z velké části získána mapováním. Základním cílem geomorfologického mapování bylo zjistit prostorové rozšíření erozních a akumulačních tvarů reliéfu, jejich vazby na recentní morfologické procesy a kvalitativní charakteristiky rizikových geomorfologických procesů.
 
Jako podklad pro mapování povrchových tvarů reliéfu posloužily příslušné letecké snímky a topografické mapy v měřítku 1:25 000. Za účelem přesné lokalizace projevů rizikových geomorfologických procesů bylo využito navigačního přístroje GPS, ostatní povrchové tvary byly z časových důvodů do map zakreslovány tradičním způsobem, tj. bez použití polohových GPS dat.
 
Po skončení terénního mapování byl obsah v terénu vytvořených map implementován do systému GIS. Rukopisné (analogové) geomorfologické mapy byly do digitální podoby převedeny metodou nepřímé vektorizace. GPS data byla transformována do formátu prostorových databází.
 
 
Morfologická analýza reliéfu

Vychází z vytvořené geomorfologické mapy a z terénního výzkumu povrchových tvarů reliéfu. Pro zhodnocení geomorfologických rizik byly v okolí jezer vymezeny oblasti erozního a akumulačního reliéfu a určen jejich podíl na celkové ploše studovaného území. V jednotlivých oblastech byly stanoveny hlavní rizikové faktory a předběžně posouzen jejich vliv z hlediska ohrožení jezer. Celkové vyhodnocení rizikových geomorfologických procesů bude provedeno po dokončení analýzy vývoje historického zalednění a aktivity recentních svahových procesů.
nahoru
 
 
METODIKA INŽENÝRSKO-GEOLOGICKÝCH A HYDROGEOLOICKÝCH PRACÍ


Inženýrsko-geologické a hydrogeologické práce byly prováděny bez technických prostředků a zaměřovaly se na studium stavu hrází a hydrogeologických poměrů jezer a jejich přítoků. K posouzení současného stavu přispívaly i výsledky ostatních skupin prací.
 
V terénu bylo provedeno ohledání hrází a okolí jezer. Byl posouzen stav hráze a její složení. Zvláštní pozornost byla věnována všem známkám porušení hráze, erozním rýhám a sesuvům. Současný stav byl srovnán se situací při poslední návštěvě, kterou většinou provedl Sergej Jerochin, v několika případech již naše výzkumná skupina. Bylo sledováno i nejbližší okolí jezera, především přilehlé svahy a pokračování morény směrem k ledovci. Byly zaznamenány projevy sesuvů a selových proudů, které by mohl v budoucnu ovlivňovat vývoj jezerní pánve nebo vést k náhlému zvednutí hladiny a následnému průvalu. V případě morénovo-ledovcových jezer byl sledován ústup ledovce a morfologické změn v jeho čele a moréně.
 
Hydrogeologické práce byly zaměřeny na posouzení aktuálního stavu jezerní pánve. Především byly sledovány podmínky a charakter přítoku a odtoku. Byly zjištěny změnu morfologie a tvaru jezerní pánve a změny hydrogeologických charakteristik od posledního sledování.
nahoru
 
 
METODIKA GEOFYZIKÁLNÍ PRACÍ

 
Geofyzikální metody se pro průzkum přírodních i umělýc hrází jezer běžně používají. Metody jsou založeny na měření fyzikálních parametrů materiálu hrází a jejich podloží. Interpretací naměřených dat lze určit tvary a fyzikální stav jednotlivých geologických vrstev, ze kterých je hráz budována a vymezit lokální nehomogenity zkoumaného prostředí (např. zvlhčená místa, porésní úseky a dutiny, přítomnost ledu apod.).
 
Při návrhu metodiky průzkumu hrází jezer v extrémním vysokohorském prostředí je nezbytné brát ohled také na reálné možnosti zabezpečení průzkumné expedice. Proto je většinou vhodné měření provést pomocí "jednoduchých" metod s malými nároky na zabezpečení.
 
Jak bylo uvedeno výše, jedním z cílů geofyzikálních měření je poskytnout bližší informace o stavbě hrází, jejich homogenitě a propustnosti. Zadání průzkumu bylo řešeno následujícím komplexem geofyzikálních metod:
 
 
Metoda VES (vertikální odporové sondování )
poskytuje informace o vertikální odporové stavbě hrází. Klasická metoda VES přináší "bodovou" informaci o vertikální stavbě, její výhodou jsou malé nároky na přístrojové vybavení a vysoká mobilita měření.
 
 
Metoda SOP (symetrické odporové profilování )
slouží jako doplněk měření VES v místech, kde nebude prováděno detailní měření metodou MEM. Kombinace VES a SOP bude také sloužit jako záložní metodika pro případ, kdyby vzhledem k extrémně vysokým odporů v ledovcové části hráze nebylo možné použít přesnější metodu MEM.
 
 
Metoda DEMP (dipólové elektromagnetické profilování)
je velmi citlivá na vyhledávání lokálních vodivých zón, které často odpovídají ledovcovým puklinám a místům průsakům. Tato metoda slouží jako základní prostředek monitoringu anomálií zjištěných v roce 2005.
 
 
Metoda SP (spontánní polarizace)
Pomocí metody SP (spontánní polarizace) lze zjistit existenci průsaků vody (její filtraci) tělesem hráze. Při filtraci vody porésním prostředím dochází k hromadění aniontů v místě vsaku a kationtů v místě vývěru. Elektrické pole vzniklé touto redistribucí iontů rozpuštěných ve vodě pomocí metody SP měříme. Metoda SP bude také sloužit k monitoringu anomálií zjištěných v roce 2005.
 
 
Mikrogravimetrie (MG)
slouží pro hustotní popis materiálu hrází. Naměřená tíhová data opravená o všechny známé vlivy na měření (tzv. Bouguerova anomálie) slouží pro sestavení hustotního modelu prostředí v místě měření. Kombinací znalostí o odporové stavbě hrází a o hustotních anomáliích docílíme přesnější interpretaci a přesnější popis hráze.
 
 
Geofyzikální radar GPR
pracuje na stejném principu jako jiné radary: vysílá do země elektromagnetické vlnění a registruje jeho odrazy od anomálních struktur s odlišnou hodnotou vlnového odporu (dielektrické konstanty, měrného odporu), než má okolní prostředí. V našem případě jsme hledali segmenty masivního ledu, trhliny v ledu a podobné lokální nehomogenity. Výhodou GPR je jeho vysoká rozlišovací schopnost.
nahoru
 
 
VYHODNOCENÍ VÝZKUMŮ

 
Vyhodnocení dat a měření pořízených během terénních etapy prací probíhá zčásti v Kyrgyzstánu a převážně v Česku. Podílejí se na něm pracovníci firmy GEOMIN v Jihlavě a Katedry fyzické geografie a geoekologie Přf UK Praze.
 
V prvních dvou letech projektu byly práce uzavřeny dílčí etapovou zprávou, předanou ke konci listopadu na Ministerstvo životního prostředí. Zpráva představovala základní informace o projektu, průběh terénních prací dílčí výsledky.
 
Na konci roku 2006 bude předána závěrečná zpráva, která bude shrnovat všechny práce a výsledky projektu za období 2004 - 2006.
 
 
 
Vyhodnocení výzkumů je zaměřeno na:
  • sestavení mapy jezera a trojrozměrného modelu jezerní pánve
  • sestavení geomorfologické mapy nejbližšího okolí jezera a čela ledovce
  • sestavení geomorfologické mapy údolí
  • výpočet kubatury vody v jezeře
  • odhad maximálního průtoku v případě průvalu
  • rizikovou analýzu údolí
  • návrh dalšího postupu monitoringu, případně varovného systému a technického řešení
  • zhodnocení vlivu průběhu klimatických změn na sledované jevy
 
nahoru
 
mapa stránek | tisk stránky | edited by n.e.s.p.i.