PRŮBĚH PRACÍ 2004-2007
Terénní práce byly zahájeny v roce 2004. V roce 2005 proběhla stěžejní terénní etapa, při které byla prověřena metodika a proveden výzkum hlavních typů jezer. V posledním roce projektu (2006) bude ukončen výzkum vytypovaných jezer a zpracovány výsledky. Bude předána závěrečná zpráva pro Ministerstvo životního prostředí ČR a pro kyrgyzské státní orgány. Výsledky budou publikovány v odborném tisku.
Na jednotlivých jezerech bylo:
-
provedeno srovnání aktuální situace se situací při posledním sledování
-
zhodnocení pohybu hladiny jezera, změn v průběhu břehové linie, změn na svazích přilehlých k jezeru, změn charakteristik přítoku a odtoku a pozici čela ledovce.
-
měření průtoku vody hydrometrickou vrtulí - sledováno nebezpečí vzniku sesuvů a selů a studovány jejich následky
-
byla založena databáze informací o všech jezerech studovaných v minulosti i současnosti a databáze meteorologických dat
-
byla vytipována jezera a údolí, která budou podrobně sledována a studována v příštích letech
V roce 2005 bylo během dvou letních měsíců zkoumáno 7 lokalit.
Byly provedeny následující skupiny prací:
-
batymetrické měření jezerní pánve
-
geodetické zaměření břehové linie
-
měření přítoků na přítoku případně odtoku
-
měření fyzikálních parametrů vody
-
odběr biologických vzorků
-
meteorologická pozorování
-
inženýrsko-geologické a hydrogeologické posouzení
-
geomorfologické mapování
-
soubor geofyzikálních metod
ZKOUMANÉ LOKALITY:
Toto údolí bylo navštíveno v roce 2004 společně s pracovníky švýcarského projektu South-North. Projekt se zbývá managementem horských údolí a v rámci výzkumu vývoje horského klimatu sleduje i změny v ledovcovém pokryvu. Společná výprava prověřila údolí s nebezpečím pádů selů (murů) a ledovcovo-morénová jezera v horní části údolí.
Údolí Ala Arča je nejbližší a nejznámější dolinou na severních svazích Kyrgyzského hřbetu. Již v roce 1976 zde byl vyhlášen národní park o rozloze 120 000 ha. Park chrání údolní i hřebenovou část hlavní doliny a několik bočních údolí. Hřeben je silně zaledněný, třebaže i zde je znát razantní ústup ledovců v posledních desetiletích. Asfaltová silnice vede přes hlavní bránu do centrální části parku. Před druhou branou je parkoviště a poslední asi dva kilometry jsou přístupné pouze na zvláštní povolení. V místě je také nepříliš dobře architektonicky řešený hotel (většinu času prázdný) a víkendové sídlo presidenta Akajeva.
Oblast je turisticky využívána, hlavně její spodní část a okolí silnice. Je oblíbenou lokalitou pro obyvatele Biškeku, využívanou hlavně v horkých letních měsících. V okolí se nachází atraktivní vrchol Korona (4692 m n. m.) i nejvyšší bod hřbetu, Pik Semjonova Ťanšanského (4895 m n. m.). Pod ledovcem Ak-Saj leží horký útulek, pojmenovaný Racek podle Čecha, který ve třicátých letech minulého století založil alpinistickou tradici v Kyrgyzsánu.
Oblast je ohrožována několika typy přírodních rizik. Prvním jsou časté sely, které se téměř každoročně hrnou z bočních údolí. Velký sel sjel 21. 7. 2003 z údolí Kaška-Su a zaplavil vesnici i přilehlou rekreační oblast až více než metr mocným proudem kamení a balvanů. Další mohutný sel postihl vesnici 18. 7. 2004 a poničil čerstvě opravené domy (příl. č. 5, obr. 7-1, 2). Druhou v poslední době postiženou lokalitou je ústí údolí Karagaj-Bulag. Sel spadl 25. 7. 2003, zanesl bazén na chov pstruhů, poničil loveckou chatu a strhl silnici Biškek ? Ala Arča (příl. č. 5, obr. 7-3, 4, 5, 6). I v roce 2004 byla lokalita postižena selem menšího rozsahu. Třetí lokalitou s častým průběhem selů je údolí Ak-Saj, kde se sely tvoří jak po přívalových deštích, tak po průvalu periodického jezera na čele ledovce Ak-Saj. Toto údolí je ze všech nejnebezpečnější, protože v případě vzniku velkého selu ohrožuje celou infrastrukturu kolem vstupu do centrální části parku, včetně ubytovacích zařízení a prezidentské "dačy".
Na čele ledovce Ak-Saj se vytvořila hluboká trychtýřovitá deprese, která se periodicky a dosti chaoticky plní vodou. Pokud jsou volné odtokové kanály, deprese je téměř nebo úplně suchá a neznamená žádné nebezpečí. Tavné ledovcové vody odtékají přes tento složitý systém nejprve po v jeho střední části se dvěma sifony noří do hlubin a pokračují podzemním kanálem dalších cca 400 metrů, kde vychází znovu na povrch v podobě mohutné vyvěračky. V případě zanesení podzemního kanálu by mohlo dojít k naplnění vnitřní deprese a vzniku jezera o objemu kolem 100 000 m3. Takové jezero by se s velkou pravděpodobností po naplnění protrhlo, přičemž by došlo k aktivizaci kamenných proudů ve střední a dolní části údolí. Průtok při průvalu bývá kolem 10 m3, může však být i větší. Průvaly se udály v letech 1960, 1961, 1965, 1966, 1968, 1969 a 1970. Vývoj je sice v současnosti klidný, ale je možné, že jezero pouze sbírá síly. Podle S. Jerochina "toto jezero ještě neřeklo poslední slovo" a pokládá ho za jedno z nejrizikovějších v rámci celého Kyrgyzského hřbetu. V roce 2004 byla provedena rekognoskace čela ledovce a stavu deprese pod ním. V následujícím roce byla deprese zaměřena, bude zpracován její model a spočítán objem. V době obou návštěv byla deprese suchá, odtokové kanály otevřené, dotace vodou z ledovce slabá.
V roce 2005 pokračovaly detailní práce, bylo provedeno zaměření deprese a spočítána kubatura. Napříč údolím bylo zaměřeno několik opěrných profilů. Bylo provedeno geomorfologické studium morény a čela ledovce.
Jezera v údolí Adygine a Testor
Jezera Adygine jsou součástí morénovo-ledovcového komplexu ledovce Adygine v pramenné oblasti stejnojmenné řeky, která je nejvodnějším levým přítokem řeky Ala-Arča.
Jezea byla navšívena jak v roc 2004, tak v roce 2005. V prvním roce byla provedena rekognoskace a srovnání stavu s posledním sledováním. V roce 2005 byl provedena batymetrie a zaměření břehové linie. Čelo ledovce i nová jezera byla zdokumentována a zaměřena pomocí GPS.
Jezero Horní Adygine leží ve výšce 3595 m n.m. v předpolí ledovcového splazu stejnojmenného ledovce. Vzniklo v rozsáhlé depresi uvnitř aktivní morény. Jeho hráz tvoří odolný skalní práh, který je v místě odtoku silně zvětralý a rozčleněný do větších bloků hornin. Toto vysoko položené jezero je poměrně hluboké. Více než na polovině plochy byly zjištěny hloubky přes 15 m, přičemž maximální hloubka dosáhla 21,6 m.
Odtok z jezera je povrchový i podzemní. V letním období přetéká voda asi v třímetrové šíři přes zvětralý skalní práh, v zimě existuje pouze odtok podzemními kanály, jejichž průběh není známý.
Odtok z Horního Adygine zásobuje jezero Dolní Adygine. To vzniklo v přibližně 50 m hluboké a 150 m dlouhé termokrasové depresi, která je kromě povrchového přítoku zřejmě zásobena i kanálem podzemním. Objem Dolního jezera v průběhu dne značně kolísá přibližně v rozmezí od 10 000 do 15 000 m3. Maximální hloubka jezera naměřená v roce 2005 byla 4, 7 m. V den našeho měření 2. srpna 2005 stoupla jeho hladina mezi 9. a 16. hodinou asi o 80 cm. Značný výkyv hladiny a tím i kubatury jezera v průběhu dne souvisí zřejmě s omezenou kapacitou podzemních kanálů, jimiž se uskutečňuje odtok vody z Dolního jezera. Pokud bude přítok vody do Dolního jezera vzrůstat nebo dojde k protržení Horního jezera, může se v dolní pánvi nahromadit přes 500 000 m3 vody. Průtrž takové deprese by pak znamenala katastrofu značných rozměrů pro hlavní říční dolinu Ala-Arča.
Kromě uvedených dvou jezer se před ustupujícím ledovcem Adygine utváří další tři jezera menších rozměrů. V současné době sice nehrozí protržením, ale dá se očekávat jejich aktivní vývoj. Celá kaskáda by tak představuej velké nebezpečí. O tom, že mohou být i tato malá jezera v budoucnu nebezpečná, svědčí malé jezero, které existovalo před západním splazem ledovce Adygine až do července 2005, kdy se protrhlo. Svědkem průtrže jsou obnažené podzemní kanály, které pokračují do hlubokých podzemních sifonů. Jezero mělo kubaturu kolem 100 000 m3.
V pramenné oblasti řeky Testor, která je levým přítokem řeky Adygine, se vyskytují tři pánve jezer. Jezero, pracovně označované jako Testor 1, leží v nadmořské výšce 3590 m, Testor 2 ve výšce 3580 m n.m. a Testor 3 ve výšce 3550 m n.m. Ve východní části morény vzniklo několik termokrasových jezírek, která s někdy spojují v jedno, které se stává velmi nebezpečným z hlediska průvalu. Důkazem toho je průval v roce 1988.
První dvě jezera vznikla v termokrasových depresích, třetí zatopilo sníženinu uvnitř aktivní morény. Až do roku 2004 byla první dvě jezera považována za stacionární vodní plochy vzhledem k relativně stálému naplnění vodou. Objem jezera Testor 1 však v posledních letech narůstal. V roce 2003 činil asi 25 000 m3, o rok později dosáhl přibližně 50 000 m3 a v roce 2005 se při odhadovaném objemu přes 70 000 m3 jezero protrhlo. K průtrži došlo podzemní cestou ve dnech 8 až 10 července. Únik vody podzemními kanály byl přitom postupný, bez katastrofických následků, přičemž průtok vody v řece Testor dosáhl 6 - 8 m3/s. Zvýšený průtok byl zaznamenán i v hlavním údolí Ala-Arča, kde došlo ke zničení jednoho mostu a zatopení několika rekreačních domů. Tyto dny nespadly v oblasti žádné významnější srážky. Průval rozrušil i část morény s termokrasovými jezírky. V době našeho mapování dne 4. srpna 2005 byla jezerní pánev suchá, vyplněná množstvím skalních bloků (příl. 5, obr. 5-45 - 47). V místě, kde došlo k úniku vody, se nachází asi 10 m hluboká deprese podobná jeskyni, jejíž stěny a strop jsou tvořeny pohřbeným ledovcem. Přibližně ve stejnou dobu se vyprázdnilo i jezero Testor 2 o objemu kolem 5 000 m3.
Na lokalitě Testor bylo provedeno zaměření suché jezerní pánve a zdokumentován stav termokrasových jezírek a ledovcového splazu v blízkosti hlavní morény.
Údolí Kegety leží asi 60 km východně od Biškeku, jižně do města Tokmok, které je správním střediskem Čujské oblasti. Vlastní dolina, ústící u stejnojmenné vesnice, je dlouhá přibližně 30 km, probíhá zhruba ve směru SSV - JJZ. Po asi 10 km se s ním spojuje údolí Koltor, které vede téměř souběžně v severojižním směru. Po dalších devíti kilometrech se dále větví na vlastní Kegety a západnější At-Džajlao. Do všech hlavních údolí ústí četná krátká a strmá boční údolí a strže, většinou s potoky. Atrakcí údolí a oblíbeným piknikovým místem je malebný Holubí vodopád.
Jezero vzniklo pravděpodobně v období stádia daun jako morénové, přičemž jezerní pánev byla asi zpočátku mělká. V další fázi byla moréna překryta mohutným sesuvem skalního masivu z pravé strany údolí a později zde došlo k menšímu sesuvu z levé strany údolí. Takto zpevněná hráz dosáhla šíře kolem 250 m a délky přes 300 m napříč údolím. Ve vzniklé pánvi se začalo vytvářet jezero, jehož vývoj souvisel jednak se stabilitou a propustností hráze, jednak s dlouhodobým i sezónním kolísáním přítoku. Ten se však stal i hlavním faktorem zanášení jezerní pánve.
Jezerní pánev má pravidelný tvar odpovídající údolnímu typu jezera zahrazeného materiálem morény resp. sesuvů z obou bočních svahů. Největších hloubek (max. 14,8 m) dosahuje 30 - 50 m nad hrází, přičemž hloubky postupně klesají směrem k jezernímu přítoku. V oblasti přítoku je dobře vyvinutá delta, která je velmi zřetelná zvláště při nižších vodních stavech na jaře. Jezero má podzemní odtok, který vyúsťuje z hráze po asi 600 m. Nadmořská výška hladiny je 2725 m, ale v průběhu roku kolísá s amplitudou 3 až 4 m s minimem v zimních měsících a maximem v červenci až srpnu.
Od břehů jezera se zvedají svahy zarostlé alpskými loukami, hřeben leží ve výšce 3200 - 3400 m n. m., nejvyšší vrchol v okolí je vysoký 3398 m n. m.
V roce 2004 bylo jezero Koltor navštíveno tři dny poté, kdy došlo v důsledku přívalových dešťů k rychlému zvýšení hladiny a k přelivu přes hráz a hrozilo akutní nebezpečí průvalu. Dráha přelivu byla dobře patrná podle usazenin jílovitých kalů na rostlinách. Nárazový přeliv způsobil obnovení a prohloubení erozní strže na vnější straně hráze. Pokud by došlo k jeho dalšímu zaříznutí, mohlo by dojít k oslabení té partie hráze, která je pod největším tlakem. Následovalo by vyhřeznutí materiálu ze spodní části, zborcení hráze a následné vylití jezera. Vhledem k množství vody a materiálu v hrázi by takový průval měl katastrofální dopad pro celou dolinu Kegety a následky by se projevily i ve městě Tokmok ležícím v Čujském údolí.
V následujícím roce proběhly detailní výzkumné práce na jezeře, hrázi i v údolí nad a pod jezerem.
Výzkum se skládal z těchto prací:
-
nové batymetrické mapování jezerní pánve za použití echolotu
-
měření průtoku vody na přítoku do jezera během dne
-
měření kolísání hladiny jezera
-
vyměření podélného profilu řeky Koltor v údolí nad jezerem
-
vyměření profilu hráze jezera
-
vyměření erozní rýhy na vzdušné straně hráze jezera
-
vyměření podélného profilu vodního toku, který vznikne při případném protržení jezera
-
vyměření příčných profilů v dolní části údolí řeky Koltor (pro modelování povodňové vlny)
-
geofyzikální měření na jezerní hrázi
Po vyhodnocení morfometrických charakteristik jezerní pánve (viz. Tabulka) lze konstatovat, že plocha, objem a další hydrografické charakteristiky jezera jsou závislé na výšce vodní hladiny. Naše výsledky založené na velmi detailním měření břehové linie jezera pomocí totální geodetické stanice Leica a vyměření hloubek pomocí echolotu se vztahují k nadmořské výšce hladiny 2 726 m v době měření ve dnech 4. - 7. 7. 2005, kdy do nejnižšího bodu přelivu chybělo 1,6 m. Při tomto vodním stavu mělo jezero plochu 22,15 ha a objem 1 830 000 m3 při střední hloubce 8,3 m.
Základní morfometrické charakteristiky jezera Koltor podle měření v letech 1966, 1997 a 2005
| Morfometrické charakteristiky | 1966 | 1997 | 2005 |
| Nadmořská výška (m n. m.) | 2726 | 2728 | 2726 |
| Plocha (ha) | 20 | 32,2 | 22,15 |
| Objem (tis. m3) | 1800 | 2600 | 1830 |
| Délka (m) | 715 | 728 | 740 |
| Šířka (m) | 335 | 442 | 470 |
| Max. hloubka (m) | 14 | 15,9 | 14,8 |
| Střední hloubka (m) | 9 | 8,1 | 8,3 |
Zdroj: Turbin, Kostěnko (1966), Jerochin, Alešin (1997), Kol. řešitelů projektu (2005)
Jezero At-Džajlao
Morénovo-ledovcové jezero At-Džajlao leží pod ledovcem v údolí, které se ke Kegety připojuje od západu. Ústí 11 km dlouhého údolí se nachází v nadmořské výšce 2210 m, vrchol ve výšce kolem 3800 m. Vlastní jezero má hladinu ve výšce 3840 m n. m. Čelo ledovce se nachází v současné době ve vzdálenosti asi 150 - 200 m od okraje jezera. Okolní zčásti zaledněné hřebeny dosahují výšky kolem 4000 m s nejvyšším bodem 4215 m n. m.
Přístup k jezeru je poměrně obtížný, zhoršený v současné době ještě stržením původně průjezdné cesty posledními přívaly a sely. Po cestě jsou vidět následky průběhu povodní a selů - stržené cesty a břehy a hlavně poničená základna "Prijut At-Džajlao", která ještě donedávna sloužila turistům a alpinistům. Jezero má rozměry zhruba 100 x 80 m, maximální hloubku 9 m a objem kolem 80 000 m3 (příl. č. 5, 23-1, 2, 3). Jezero se provalilo v roce 1997. Objem vody se tehdy odhadoval na 120 000 m3, průtok na 20 m3/s. Mechanizmus průvalu byl podzemní. Maximální možný průtok při průvalu se předpokládá 30 - 50 m3/s. Nebezpečnost jezera je zařazena do kategorie 2, to se však může se změnou úrovně hladiny a poměrů na odtoku změnit.
V terénní etapě 2004 bylo provedeno relativní zaměření břehové linie k pevným bodům, postaveným kolem břehu a studium stavu hráze a odtoku Bylo zjištěno, že hladina se nachází pod její střední úrovní. V morénové hrázi se nyní formuje nový podzemní kanál výtoku, který zvětšuje pravděpodobnost protržení jezera.
Údolí Issyk-Ata leží přibližně 40 km JV od Biškeku. Je známo termálními lázněmi (Issyk-Ata = horká voda), které byly hlavně v minulosti hojně navštěvované lidmi z celého bývalého Sovětského Svazu. V současné době sice většina budov v důsledku nedostatku prostředků chátrá, ale stále se jedná o populární místo odpočinku a léčebných pobytů. Nad lázněmi začíná překrásné údolí, které se táhne v délce skoro 25 km až k zaledněným partiím Kyrgyzského hřbetu. Pro boční údolí jsou typické aktivní sely, které někdy přehradí údolí a umožní vznik jezera s velmi nestabilními podmínkami a náchylností k průvalu.
Ve střední části údolí řeky Issyk-Ata se nacházejí 3 jezera:
1. Ajak-Kol - hladina ve výšce 2720 m n.m, max. odhadovaná plocha 100 tis. m2, max. objem 200 tis. m3. Úroveň hladiny v jezeru je nízká, pro malý objem akumulované vody bylo shledáno jako bezpečné. Hrozí však další zahrazení údolí řeky z pravé i levé strany údolí.
2. Orto-Kol - hladina 2990 m n.m., max. odhadovaná plocha 150 tis. m2, max. objem 300 tis. m3. Prostřední jezero vzniklo v místě rozšíření údolí řeky. Je hrazeno suťovým materiálem z bočních údolí. Jezero je rovněž v posledním stádiu svého vývoje, postupně se na straně přítoku zanáší a jeho odtok je dále snižován erozí.
3. Minžilki - hladina 3120 m n.m.. Toto jezero je pokládáno za potenciálně nebezpečné a bylo cílem výzkumů v roce 2005.
Vesměs se jedná o jezera se zahrazenou pánví. Na hrazení se podílely kamenné proudy (sely) a kamenné ledovce z vedlejších údolí, resp. gravitační materiál osypů.
Jezera se po svém vzniku pravděpodobně poměrně rychle naplňovala. Když hladina dosáhla úrovně nejnižšího místa hráze, následovalo její přelití a odtok vody přes hráz. Postupně byla tak hráz rozmývána a jezero vyprazdňováno. V důsledku některých velkých sesuvů nebo selů mohlo dojít k zadržování vody na několik let nebo dokonce desítek let. V tom případě došlo k typické jezerní sedimentaci písčitých a štěrkových nánosů řeky Issyk-Ata o mocnosti 1 - 3 m. Za celou dobu sledování jezer byly zjištěny maximální hloubky 5 - 6 m, průměrně cca 2 m.
Horní jezero je ze všech nejmladší a představuje příklad dynamiky vzniku a zániku jezer hrazených selovými proudy. V roce 1995 ještě neexistovalo a o dva roky později bylo poprvé zaregistrováno při přeletu vrtulníkem. Není tedy starší než 10 let. Jezero je hrazeno dvěma navzájem se spojujícími kamennými ledovci z bočních údolí. V polovině devadesátých let došlo ke vzniku selu v levém bočním údolí, který překryl původně povrchový odtok z jezera . Ten je v současné době pouze podzemní, propustnost podzemních kanálů je cca 8 m3/s, v srpnu ale do jezera přitéká 35-40 m3/s. Díky velkému přítoku a malému odtoku se pánev jezera velmi rychle naplňuje. Na konci srpna 2005 byl objem jezera 600-650 tis. m3, úroveň hladiny sahala 1,3 m pod nejnižší hranu hráze.
V době našeho měření v srpnu 2005 dosahovala úroveň hladiny jezera několik centimetrů pod nejnižší místo hráze. Maximální naměřená hloubka byla 5,7 m. Při přetékání hráze může postupně dojít k jejímu rozmývání a vzniku zářezu, přes který může protékat kolem 45 m3/s vody. Průtok z takto protrženého jezera se bude dále zvětšovat díky bočním přítokům (Baty, Čon-i Kiči Partak), promísením se suťovým materiálem a přítokem vody z podzemních kanálů. V blízkosti lázní Issyk-Ata může průtok dosáhnout 80-100 m3/s. Pro lázně i rekreační domy pod nimi to může být velmi nebezpečné.
Jezera Čaji leží v horní části stejnojmenné doliny v povodí řeky Karabalta, poblíž průsmyku Tuju-Ašu, přibližně 80 km ZJZ od Biškeku. Pod průsmykem byl ve výšce 3115 m n. m. proražen tunel, který je nejdelší v Kyrgyzstánu. Kvalitní asfaltová silnice, která průsmykem vede, je jedinou spojnicí mezi Čujskou oblastí a jižními oblastmi. Jedná se o typická morénová jezera se stabilní hrází. Jezero Horní Čajiš leží ve výšce 3239 m n.m. (příl. 5, obr. 5-110), jezero Dolní Čajiš ve výšce 3186 m n.m.
V roce 2004 byla provedena rekognoskace. V roce 2005 bylo u obou pánví bylo provedeno podrobné měření hloubek a obrysu břehové linie. jezero je zásobováno povrchovým přítokem z Horního jezera. Odtok vody z Dolního jezera probíhá podzemní cestou. Batymetrickým měřením byla zjištěna maximální hloubka jezera Horní Čajiš 4,8 m a Dolní Čajiš 8,6 m.
Jezero Petrova
Naše výzkumná skupina byla v roce 2005 požádána Ministerstvem ekologie a mimořádných situací o naléhavé posouzení stavu jezera Petrova a jeho hráze. Důvodem zvýšeného zájmu o jezero je jednak jeho extrémně dynamický vývoj s následným rychlým nárůstem plochy a objemu jezera a hlavně blízkost odkaliště kyanidových odpadů ložiska zlata Kumtor, které leží asi 2 km po proudu pod jezerní hrází. Panuje obava, že by po případném průvalu došlo k porušení hráze odkaliště nebo přelivu přes jeho boční hráz tvořenou přirozenou pleistocénní morénou a k rozvlečení odpadů po řece Naryn, která zde pramení a protéká napříč celým Kyrgyzstánem. I bez tohoto nebezpečí by průval jezera způsobil katastrofu značných rozměrů.
Naše výzkumná skupina byla v roce 2005 požádána Ministerstvem ekologie a mimořádných situací o naléhavé posouzení stavu jezera Petrova a jeho hráze. Důvodem zvýšeného zájmu o jezero je jednak jeho extrémně dynamický vývoj s následným rychlým nárůstem plochy a objemu jezera a hlavně blízkost odkaliště kyanidových odpadů ložiska zlata Kumtor, které leží asi 2 km po proudu pod jezerní hrází. Panuje obava, že by po případném průvalu došlo k porušení hráze odkaliště nebo přelivu přes jeho boční hráz tvořenou přirozenou pleistocénní morénou a k rozvlečení odpadů po řece Naryn, která zde pramení a protéká napříč celým Kyrgyzstánem. I bez tohoto nebezpečí by průval jezera způsobil katastrofu značných rozměrů.
Naše výzkumná skupina byla v roce 2005 požádána Ministerstvem ekologie a mimořádných situací o naléhavé posouzení stavu jezera Petrova a jeho hráze. Důvodem zvýšeného zájmu o jezero je jednak jeho extrémně dynamický vývoj s následným rychlým nárůstem plochy a objemu jezera a hlavně blízkost odkaliště kyanidových odpadů ložiska zlata Kumtor, které leží asi 2 km po proudu pod jezerní hrází. Panuje obava, že by po případném průvalu došlo k porušení hráze odkaliště nebo přelivu přes jeho boční hráz tvořenou přirozenou pleistocénní morénou a k rozvlečení odpadů po řece Naryn, která zde pramení a protéká napříč celým Kyrgyzstánem. I bez tohoto nebezpečí by průval jezera způsobil katastrofu značných rozměrů.
Vzhledem k rozloze jezera a technickým a časovým možnostem nebylo možné provést studium celého jezera. Byla věnována pozornost kritickým místům, tedy výše jmenovanému dílčímu jezeru, termokrasovým jezerům v tělese hráze a nejslabšímu místu hráze.
Geografická poloha
Jezero Petrova leží v předpolí stejnojmenného ledovce, který se nachází na severozápadním svahu masivu Ak- Šijrak v centrálním Ťan-Šnu a je největším ledovcem v celém povodí řeky Naryn (obr. 3). Tento údolní ledovec zaujímá plochu 69,8 km2 a dosahuje délky přes 23 km. Na základě letecké fotogrametrie z roku 1995, kterou provedla americká společnost Aero Map U.S., dosahuje jezero Petrova plochy 278, 4 ha a obsahuje přibližně 23,127 miliónů m3 vody při maximální hloubce 24 m a střední hloubce 8,3 m.
Jezero Petrova je napájeno ledovcem Petrova, jehož masa se na konci splazu odlamuje a padá přímo do vod jezera v objemu kolem 119 km3 ročně. To představuje průměrný přítok kolem 3,7 m3/s. Z Jezera Petrova vytéká řeka Kumtor, která je hlavní zdrojnicí řeky Naryn. Podle údajů hydrometeorologické stanice Ťan-Šan kolísají průtoky řeky v období od června do září v rozmezí 2, 9 - 25,2 m3/s. Přibližně od konce října do konce dubna řeka promrzá až na dno a odtok vody z jezera se zastavuje.
Přehled prací provedených v oblasti Jezera Petrova v červenci 2005
-
vyměření půdorysu morénové hráze jezera pomocí totální geodetické stanice Leica TCR 705 z vnitřní (návodní) i z vnější (vzdušné) strany.
-
geodetické vyměření břehových linií termokrasových jezer ve střední části morénové hráze, která je nejvíce ohrožena možným protržením (obr. 6).
-
systematické měření hloubek 22 jezer, které jsou součástí hráze Jezera Petrova.
-
zhotovení podélného profilu hráze v hlavní hřbetní linii a několika příčných profilů ve střední oslabené části hráze.
-
geomorfologické posouzení stability mezo
-
a mikroforem reliéfu v oblasti hráze.
-
měření základních fyzikálních a chemických ukazatelů v jakosti akumulované vody ve vertikálním profilu (teplota vody, rozpuštěný kyslík, nasycení kyslíkem, vodivost, pH, slanost) pomocí multiparametrické sondy YSI 6920.
-
porovnání historických map, leteckých a družicových snímků se současným stavem.
-
studium historické literatury od doby prvních expedic,
-
komplex geofyzikálních měření v nejkritičtějším místě hráze
Hlavní výsledky průzkumu jezera Petrova v roce 2005
a) Termokrasové procesy vyvolané táním pohřbeného ledu probíhají velmi dynamicky. Z tohoto důvodu se výrazně zvětšila a prohloubila jezera v oblasti jezerní hráze. Na březích těchto jezer se obnažují stále nové masy pohřbeného ledovcové hmoty. Sklony svahů na těchto březích přitom často přesahují kritickou hodnotu, což souvisí s dalším prohlubováním termokrasových jezer.
Úzké pruhy souše mezi jednotlivými jezery neustále klesají, přičemž se postupně mění v průlivy. Tímto způsobem vzniklo několik oblouků navzájem propojených jezer uvnitř tělesa hráze. Zvláště intenzivně se vyvíjí velké jezero v severovýchodní části hráze, tzv. Modrý záliv. Jeho plocha se oproti poslednímu mapování z roku 1995 zvětšila na 8,76 ha, přičemž obsahuje 745 569 m3 vody při maximální hloubce 21,1 m a střední hloubce 5,14 m. Tento záliv vniká hluboko do tělesa hráze a rozčleňuje ji. V tomto místě je přitom hráz nejvíce oslabena. Přímá vzdálenost mezi břehem zálivu a vnějším svahem hráze na vzdušné straně činí v úrovni hladiny pouze 63 metrů. Na profilu napříč hrází je patrné dno Modrého zálivu, které leží asi 9 m nad úrovní aluviální roviny řeky Kumtor pod hrází. Za pozornost stojí i deprese s nejnižší úrovní hráze, která se nachází pouhých 11,9 m nad hladinou jezera. Podle výsledků geofyzikálního průzkumu je navíc střední zúžená část hráze tvořena přibližně ze 70% z pohřbeného ledu, který je porušen četnými trhlinami a intenzivně taje. Tání pohřbeného ledu je patrné i na povrchu. Některé strmé svahy na břehu termokrasových jezer jsou mokré a téměř nepřetržitě se z nich uvolňují kameny i velké bloky hornin, které padají do jezer. Všechny výše uvedené procesy ohrožují stabilitu jezerní hráze a zvyšují nebezpečí jejího protržení.
Úzké pruhy souše mezi jednotlivými jezery neustále klesají, přičemž se postupně mění v průlivy. Tímto způsobem vzniklo několik oblouků navzájem propojených jezer uvnitř tělesa hráze. Zvláště intenzivně se vyvíjí velké jezero v severovýchodní části hráze, tzv. Modrý záliv. Jeho plocha se oproti poslednímu mapování z roku 1995 zvětšila na 8,76 ha, přičemž obsahuje 745 569 m3 vody při maximální hloubce 21,1 m a střední hloubce 5,14 m. Tento záliv vniká hluboko do tělesa hráze a rozčleňuje ji. V tomto místě je přitom hráz nejvíce oslabena. Přímá vzdálenost mezi břehem zálivu a vnějším svahem hráze na vzdušné straně činí v úrovni hladiny pouze 63 metrů. Na profilu napříč hrází je patrné dno Modrého zálivu, které leží asi 9 m nad úrovní aluviální roviny řeky Kumtor pod hrází. Za pozornost stojí i deprese s nejnižší úrovní hráze, která se nachází pouhých 11,9 m nad hladinou jezera. Podle výsledků geofyzikálního průzkumu je navíc střední zúžená část hráze tvořena přibližně ze 70% z pohřbeného ledu, který je porušen četnými trhlinami a intenzivně taje. Tání pohřbeného ledu je patrné i na povrchu. Některé strmé svahy na břehu termokrasových jezer jsou mokré a téměř nepřetržitě se z nich uvolňují kameny i velké bloky hornin, které padají do jezer. Všechny výše uvedené procesy ohrožují stabilitu jezerní hráze a zvyšují nebezpečí jejího protržení.
b) Druhým faktorem, který zvyšuje pravděpodobnost protržení jezera, je rychlý růst jeho plochy a objemu zadržované vody. Globální oteplování klimatu způsobuje tání mohutného ledovce Petrova a ústup jeho čela. V čele ustupujícího ledovce se rozšiřuje jezero, které se současně podílí i na jeho zrychleném tání. Za posledních 30 let se jezero zvětšilo 1,5 krát, přičemž v posledním období docházelo k nárůstu vodní plochy o více než 5 ha ročně!
Jezero Petrova patří v současné době k nejrizikovějším vysokohorským jezerům v Kyrgyzstánu a možná v celé centrální Asii. Důvodem je charakter jeho dynamického vývoje a velký objem vody. Bude mu věnována pozornost i v následujících letech a v navazujících projektech.
V roce 2006, který je posledním rokem činnosti tříletého projektu, byly provedeny další terénní práce na vytipovaných jezerech. Terénní etapa probíhala od konce května do začátku srpna. Byly prozkoumány následující lokality:
Jezera Čok Tal
První zkoumanou lokalitou byla jezera Čok-Tal 1 a Čok-Tal 2 v Issykkulské oblasti na severu Kyrgyzstánu, ležící na jižních svazích hřbetu Terskej Ala-Too. Tato jezera byla vybrána jako první pro jejich jižní expozici a předpoklad, že na počátku června budou již bez ledového pokryvu. Vzhledem k mimořádně chladnému jaru však bylo jezero Čok-Tal 1 zamrzlé a nemohla tedy být provedena batymetrická měření. Pro příslušné výpočty budou použity archivní materiály. Jezero Čok-Tal 2 bylo v době návštěvy prakticky bez vody, voda odtékala otevřenými kanály a jeho vývoj dokazoval malou dotaci vody ze značně ustupujících ledovců a tím i snižující se nebezpečnost jezer v této oblasti.
První zkoumanou lokalitou byla jezera Čok-Tal 1 a Čok-Tal 2 v Issykkulské oblasti na severu Kyrgyzstánu, ležící na jižních svazích hřbetu Terskej Ala-Too. Tato jezera byla vybrána jako první pro jejich jižní expozici a předpoklad, že na počátku června budou již bez ledového pokryvu. Vzhledem k mimořádně chladnému jaru však bylo jezero Čok-Tal 1 zamrzlé a nemohla tedy být provedena batymetrická měření. Pro příslušné výpočty budou použity archivní materiály. Jezero Čok-Tal 2 bylo v době návštěvy prakticky bez vody, voda odtékala otevřenými kanály a jeho vývoj dokazoval malou dotaci vody ze značně ustupujících ledovců a tím i snižující se nebezpečnost jezer v této oblasti.
Údolí Čon -Kemin
Pro další výzkum bylo vybráno jezero Kol-Kogur V údolí Čon-Kemi (Čujská oblast), asi 150 km východně od Biškeku. Jezero hrazenéí sesuvem leží na severních svazích hřbetu Ak-šijrak Důvodem k výzkumům byla zvyšující se nebezpečnost jezer tohoto typu a chybějící informace o stavu jeho hráze. Pro nemožnost převézt přes rozvodněnou řeku expediční materiál a přístrojové vybavení byla provedena na jezeře Kol-Tor jen rekognoskační túra. Na blízkém menším jezeře Džašyl-Kol bylo vyzkoušeno nové vybavení (člun s motorem, echolot s GPS), připravované pro klíčové práce na jezeře Petrova.
Pro další výzkum bylo vybráno jezero Kol-Kogur V údolí Čon-Kemi (Čujská oblast), asi 150 km východně od Biškeku. Jezero hrazenéí sesuvem leží na severních svazích hřbetu Ak-šijrak Důvodem k výzkumům byla zvyšující se nebezpečnost jezer tohoto typu a chybějící informace o stavu jeho hráze. Pro nemožnost převézt přes rozvodněnou řeku expediční materiál a přístrojové vybavení byla provedena na jezeře Kol-Tor jen rekognoskační túra. Na blízkém menším jezeře Džašyl-Kol bylo vyzkoušeno nové vybavení (člun s motorem, echolot s GPS), připravované pro klíčové práce na jezeře Petrova.
Ledovec Nooruz
Ledovec Nooruz leží asi 50 km jihovýchodně od Biškeku. Na jeho rozsáhlé moréně se vytvořila řada termokrasových jezer, o jejichž vývoji v posledních desíti letech chybí informace. Dvě největší jezera byla zaměřena. V sousedním údolí byla provedena rekognoskace a revize stavu jezera Čerkanak, které v době návštěvy vykazovalo velmi nízký stav vody.
Ledovec Nooruz leží asi 50 km jihovýchodně od Biškeku. Na jeho rozsáhlé moréně se vytvořila řada termokrasových jezer, o jejichž vývoji v posledních desíti letech chybí informace. Dvě největší jezera byla zaměřena. V sousedním údolí byla provedena rekognoskace a revize stavu jezera Čerkanak, které v době návštěvy vykazovalo velmi nízký stav vody.
Jezera Adygine
Koncem června byla provedena monitorovací túra k jezerům Adygine, která byla detailně studována v minulém roce. Byl potvrzen velmi dynamický vývoj čela ledovce a zjištěn vznik nových jezer. To potvrdilo nebezpečnost lokality a nutnost trvalého monitoringu.
Koncem června byla provedena monitorovací túra k jezerům Adygine, která byla detailně studována v minulém roce. Byl potvrzen velmi dynamický vývoj čela ledovce a zjištěn vznik nových jezer. To potvrdilo nebezpečnost lokality a nutnost trvalého monitoringu.
Jezero At-Džajloo
Poslední lokalitou navštívenou v první polovině terénní etapy bylo jezero At-Džajloo na severních svazích Kyrgyzského hřbetu. Na tomto jezeře, které je zařazeno do 1. kategorie nebezpečnosti, byl proveden celý komplex výzkumných prací, tj. hydrologický výzkum, batymetrická měření, zaměření břehové linie a geomorfologické mapování.
Poslední lokalitou navštívenou v první polovině terénní etapy bylo jezero At-Džajloo na severních svazích Kyrgyzského hřbetu. Na tomto jezeře, které je zařazeno do 1. kategorie nebezpečnosti, byl proveden celý komplex výzkumných prací, tj. hydrologický výzkum, batymetrická měření, zaměření břehové linie a geomorfologické mapování.
Jezero Petrova
Výzkum tohoto velkého a mimořádně nebezpečného jezera patří i nadále k prioritám Ministerstva mimořádných situací KR. Velké, rychle se vyvíjející jezero s velkým objemem vody je pokládáno za jedno z nejnebezpečnějších nejen v Kyrgyzstánu, ale i v celé Střední Asii. Leží v areálu licence kanadsko-kyrgyzského zlatého dolu Kumtor. Případný průval by zničil část infrastruktury dolu a za určitých podmínek by mohl ohrozit odkaliště úpravárenských odpadů. Z toho důvodu má těžařská společnost o výsledky výzkumu velký zájem. Výzkum byl z větší části financován kyrgyzskou stranou. Výzkum lokality se soustředil jednak na kritické místo v nejužší části hráze a na záliv, který se do ní zahlubuje a oslabuje ji. Na hrázi byl proveden komplex geofyzikálních měření (metody VES, SOP, MEM, SP, DEMP, MG, GPR), hydrogeologický průzkum a posouzení změn oproti minulému roku. Byly změřeny průtoky na odtoku a všech přítocích za účelem výpočtu vodní bilance jezera. Na hrázi bylo provedeno mapování a batymetrie vybraných termokrasových jezer. Byla změřena hustá batymetrická síť na vlastním jezeře. V čelní části ledovce byl proveden glaciologický a geomorfologický výzkum. Doplňkovými metodami byl výzkum ústupu sousedních ledovců, měření fyzikálních vlastností vody a odběr biologických vzorků.
Výzkum tohoto velkého a mimořádně nebezpečného jezera patří i nadále k prioritám Ministerstva mimořádných situací KR. Velké, rychle se vyvíjející jezero s velkým objemem vody je pokládáno za jedno z nejnebezpečnějších nejen v Kyrgyzstánu, ale i v celé Střední Asii. Leží v areálu licence kanadsko-kyrgyzského zlatého dolu Kumtor. Případný průval by zničil část infrastruktury dolu a za určitých podmínek by mohl ohrozit odkaliště úpravárenských odpadů. Z toho důvodu má těžařská společnost o výsledky výzkumu velký zájem. Výzkum byl z větší části financován kyrgyzskou stranou. Výzkum lokality se soustředil jednak na kritické místo v nejužší části hráze a na záliv, který se do ní zahlubuje a oslabuje ji. Na hrázi byl proveden komplex geofyzikálních měření (metody VES, SOP, MEM, SP, DEMP, MG, GPR), hydrogeologický průzkum a posouzení změn oproti minulému roku. Byly změřeny průtoky na odtoku a všech přítocích za účelem výpočtu vodní bilance jezera. Na hrázi bylo provedeno mapování a batymetrie vybraných termokrasových jezer. Byla změřena hustá batymetrická síť na vlastním jezeře. V čelní části ledovce byl proveden glaciologický a geomorfologický výzkum. Doplňkovými metodami byl výzkum ústupu sousedních ledovců, měření fyzikálních vlastností vody a odběr biologických vzorků.
Prvním překvapivým výsledkem bylo vymodelování tvaru jezerní pánve a maximální naměřená hloubka. Bylo zjištěno, že pánev se skládá ze dvou dílčích protáhlých pánví oddělených z větší části ponořeným hřbetem. Jižní pánev je mělčí a pravidelnější, severní pánev je hlubší, členitější a v poslední třetině před čelem ledovce se prudce zahlubuje. V minulosti se předpokládalo, že je hloubka jezera nejvýše kolem 20 metrů. Naše měření prokázala největší hloubku 69,3 m s předpokladem ještě větší v bezprostřední blízkosti ledovce. Tam by však vzhledem k odlamujícím se blokům ledu bylo měření příliš riskantní.
Předběžné výsledky geofyzikálních měření prokázaly přítomnost masivního ledu v hrázi jezera a oslabené zóny uvnitř něho.
|
|
Kutman-Kul
Poslední zkoumanou lokalitou bylo jezero Kutman-Kul na jihu Kyrgyzstánu, v Džalalabadské oblasti. Jezero, naposledy orientačně zkoumané v roce 1966, leží cca 40 km nad bývalým ložiskem uranu Maili-Suu. Panovala obava, že v případě průvalu by voda poškodila úložiště radioaktivních těžebních odpadů. Cesta rekognoskačního charakteru měla za úkol posoudit stav hráze a možná rizika. V případě rizikových jevů měl být vypracován projekt detailního průzkumu. Bylo zjištěno, že hráz je velmi stabilní a nebyl zaznamenán výskyt rizikových exogenních projevů v bezprostředním okolí jezera. Bylo konstatováno, že průval je nepravděpodobný a není třeba dalších detailních prací.
Poslední zkoumanou lokalitou bylo jezero Kutman-Kul na jihu Kyrgyzstánu, v Džalalabadské oblasti. Jezero, naposledy orientačně zkoumané v roce 1966, leží cca 40 km nad bývalým ložiskem uranu Maili-Suu. Panovala obava, že v případě průvalu by voda poškodila úložiště radioaktivních těžebních odpadů. Cesta rekognoskačního charakteru měla za úkol posoudit stav hráze a možná rizika. V případě rizikových jevů měl být vypracován projekt detailního průzkumu. Bylo zjištěno, že hráz je velmi stabilní a nebyl zaznamenán výskyt rizikových exogenních projevů v bezprostředním okolí jezera. Bylo konstatováno, že průval je nepravděpodobný a není třeba dalších detailních prací.
Všechna naměřená data se v současné době zpracovávají a budou shrnuta v závěrečné zprávě o řešení projektu, která bude dokončena v listopadu 2006. Zpráva bude předána zadavateli projektu, kterým je Ministerstvo životního prostředí ČR a kyrgyzským státním úřadům.