Projekti / Programi
Krasoslovne raziskave za trajnostno rabo Škocjanskih jam kot svetovne dediščine
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.06.00 |
Naravoslovje |
Geologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P000 |
Naravoslovno-matematične vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.05 |
Naravoslovne vede |
Zemlja in okolje |
Interdisciplinarne raziskave krasa, mikroklima, merilni sistemi, numerične vremenske napovedi, umetne nevronske mreže, trajnostna raba jame
Raziskovalci (18)
Organizacije (2)
Povzetek
Slovenci smo ponosni na Škocjanske jame, ki pripadajo UNESCO svetovni dediščini. Naravno vrednoto izrednega pomena je potrebno varovati, saj gre za turistično jamo. Zato IZRK ZRC SAZU, ki je eden vodilnih krasoslovnih inštitutov v svetu, predlaga interdisciplinarni aplikativni projekt »Krasoslovne raziskave za trajnostno rabo Škocjanskih jam kot svetovne dediščine.« V projekt smo pritegnili tudi RO MEIS – aplikativne meteorologe in inženirje.
Spremembe mikroklime dolgoročno vplivajo na jamsko okolje. Negativni vplivi predstavljajo nevarnost pri ohranjanju svetovne dediščine.
Cilj raziskave je ugotoviti dejansko stanje krasa Škocjanskih jam in površja, izvajati meritve sistema (meteorologija in hidrologija), identificirati sedanji vpliv turizma in določiti najustreznejšo metodologijo in ukrepe za trajnostno rabo turistične jame. Interdisciplinarne metode morajo biti v krasu osnova raziskav, saj gre za kompleksen sistem, ki zajema dogodke v geološki preteklosti, kot tudi sedanje dogodke npr. rast sige, odlaganje sige v ponvicah, aktivne poplave. Naš izviren interdisciplinaren pristop reševanja problema na krasu bo imel potencialni vpliv za reševanje podobnih primerov v svetovnem merilu. Z analizo meteoroloških razmer v atmosferi nad jamo bomo poiskali vzporednice z jamsko mikroklimo in ovrednotili potencialni vpliv klimatskih sprememb na jamo. Vzpostavljeni monitoring jamske klime in hidroloških razmer reke Reke bo zastavljen za dolgotrajno spremljanje različnih parametrov in dolgotrajno analizo in zbiranje podatkov. Pri tem bomo pri monitoringu uvedli DTN internetno tehnologijo za zbiranje podatkov, ki se je poskusno že pokazala kot primerna tudi za kraške jame saj bo kot izvirna tehnologija imela pomen za razvoj novih raziskovalnih smeri v smislu zbiranja različnih avtomatsko merjenih podatkov v najzahtevnejših in težko dostopnih jamskih okoljih. Izvajali bomo tudi meritve CO2 v jami kot naravni in antropogeni vira, kar bo dodatek k razumevanju virov in ponorov CO2 v krasu glede na globalne klimatske spremembe.
Cilj projekta bo dosežen z uporabo sodobnih metod proučevanja krasa (določitev geološke zgradbe, starost in razvoj kraških pojavov, speleo - (mikro)biologija), monitoringa jamske klime (on-line sistemi povezani brezžično ali preko optičnih vlaken za merjenje mikro meteoroloških parametrov), uporabo geokemičnega modeliranja prenikle vode, numeričnim hidravličnim modeliranjem (model poplavljanja Reke) ter načinom prikaza rezultatov (npr. prostorski prikaz geoloških struktur). Slednji nam bo vizualno poudaril povezavo med inicialnimi geološkimi strukturami (prelomne strukture in tektonizirane lezike) ter inicialnim razvojem jamskih kanalov oz. preferenčnim obsegom vodozbirnega območja dotokov prenikle vode, z interaktivnostjo pa bo predstavljal tudi inovativno pedagoško orodje.
Na svetovnem nivoju bo izviren tudi model verjetnosti poplav zgrajen s Perceptronsko nevronsko mrežo. Pri avtomatskem monitoringu bomo za najzahtevnejše dele uvedli DTN tehnologijo prenosa podatkov kar je novost v svetovnem merilu, ki smo jo prvič preizkusili v Sloveniji.
Delo bo razdeljeno v 5 delovnih paketov:
DP1 – Krasoslovno znanje o zavarovanem območju Parka Škocjanske jame, kot osnova, ki narekuje naravovarstveni monitoring (vključena neživa in živa narava)
DP2 – Monitoring jamske klime in vpliva turizma
DP3 – Razumevanje hidrologije reke Reke in prenikajoče vode
DP4 – Smernice za trajnostno rabo Parka Škocjanske jame
DP5 – Diseminacija rezultatov
Interdisciplinarno krasoslovno znanje iz domačih in svetovnih primerov, ki ga ima IZRK in meteorološko znanje z napovedovanjem lokalne klime v podrobni krajevni in časovni resoluciji nad zahtevnim terenom, ki ga ima MEIS, je pogoj za uspešno izvedbo projekta o tako občutljivi tematiki kot so raziskave za trajnostno rabo UNESCO svetovne dediščine. Projekt izkazuje močno povezavo med temeljnim znanjem in njegovo uporabo v praksi za varovanje UNESCO dediščine.
Pomen za razvoj znanosti
S projektom bomo interdisciplinarno karakterizirali ključne parametre okolja Škocjanskih jam (geološke, geomorfološke, meteorološke, hidrološke in biološke). Z metodološkega vidika bo pristop nujno multidisciplinaren, s čemer se krasoslovci in upravljavci jam pogosto srečujemo. Celovitost in interdisciplinarne povezave bomo predstavili z uporabo kvantificirano podprtih konceptualnih in računalniško podprtih prostorskih modelov. Rezultati bodo prispevali k boljšemu temeljnemu razumevanju procesov na krasu, izboljšanju poznavanja toka snovi in energije skozi kraški sistem, predstavljali temelj za nadaljnje bolj specifične raziskave, hkrati pa predstavljali osnovo za znanstveno podporo vrednotenju obstoječega vpliva antropogene rabe jame in oblikovanja ukrepov za trajnostno rabo jame. Ta vidik aplikativnosti raziskav bo splošno uporaben za znanstveno podprto strategijo upravljanja drugih jam tako v Sloveniji kot v svetu.
Sodelujoča skupina raziskovalcev MEIS d.o.o., katere primarno raziskovalno področje je meteorologija, bo na podlagi bogatih dosedanjih izkušenj sodelovala z vzpostavitvijo mikrometeorološkega monitoringa na tehnološko zahtevnem terenu (kondenz, poplave, odsotnost GSM signala za običajno uporabljen brezžičen prenos podatkov).
Za napovedovanje obsega podzemnih poplav Reke bomo uporabili že zbrane zgodovinske meteorološke in hidrološke podatke, ki so deloma javno dostopni deloma pa zbrani v okviru preteklih projektov sodelujočih institucij. Vhodni podatek za napovedovanje prihodnjih poplav bo predstavljala napoved meteoroloških parametrov v fini resoluciji za neposredno območje jame oz. vodozbirno območje. Za napovedovanje vodostaja oz. verjetnost poplav bomo uporabili umetne nevronske mreže kot univerzalni nelinearni aproksimator, ki zmore pravilno prečiščene različne podatke preračunati v želeno informacijo. Napovedovanje vodostaja bomo dopolnili s spremljanjem pretoka prenikle vode. Celoten pristop bo novost za področje varnosti turističnega obiskovanja kraških jam. Člani MEIS so priznani kot svetovni pionirji uvedbe umetnih nevronskih mrež v napovedi onesnaženja atmosfere.
Za komunikacijo med merilnimi postajami bomo uporabili avtomatiziran pristop na osnovi DTN tehnologije. Gre za eno od tehnologij prihodnjega interneta, ki dodaja ključni manjkajoči gradnik k običajnemu internetu – DTN namreč omogoča vključenost v informacijsko družbo tudi za obrobne skupine, ki iz različnih razlogov (geografskih, ekonomskih ali političnih) nimajo in še dolgo ne bodo imele dostopa do običajnega širokopasovnega interneta. Uporaba te tehnologije za zbiranje podatkov o nadzoru mikroklime v turističnih (in drugih) kraških jamah bo tako pripomogla k dvema svetovno pomembnima ciljema, to je (i) fleksibilno in cenovno ugodno tehnologijo nadzora mikroklime za potrebe turističnih jam ter (ii) nadaljnji in-situ razvoj DTN tehnologije za geografsko oddaljena območja. Za projekt se zanimajo tudi na Yunnan University (PR Kitajska).
Pomen za razvoj Slovenije
Zaradi izjemno dolgega razvoja jam (običajno več milijonov let) in ob znatnem dušenju zunanjih dejavnikov veljajo jame za izjemno občutljiva območja, kjer mora biti raba trajnostno naravnana. To še toliko bolj velja za jame, ki so pod okriljem UNESCO in so predmet intenzivne turistične rabe. Vrednotenje obstoječih negativnih vplivov na Škocjanske jame in opredelitev ukrepov za zmanjšanje negativnih vplivov bodo pripomogli k trajnostni gospodarski rabi jame v prihodnjih stoletjih. Merilno omrežje bo upravljavcu omogočalo monitoring in s tem izboljšano upravljanje tudi po koncu trajanja projekta. Podoben razvojno-tehnološki pristop smo partnerji v projektu (MEIS d.o.o., IZRK ZRC SAZU) že uspešno uvedli v Postojnski jami. Rezultati bodo pripomogli k povečanju konkurenčnosti in inovativnosti Slovenije na področju trajnostne rabe turističnih jam. Okrog 130.000 obiskovalcem, ki letno obiščejo Škocjanske jame, bo projekt ponudil izboljšano in naravovarstveno naravnano doživetje naravne vrednote. Informacijski sistem za napovedovanje poplav bo zagotovil varnejšo operativno rabo atraktivnega vodnega rova reke Reke.
Predlagani projekt je izrednega pomena za izvajalca, ki sta že uspešno sodelovala na skupnih projektih. IZRK ZRC SAZU bodo raziskovalna sredstva omogočala velik raziskovalno-razvojni napredek in možnost apliciranja temeljnega znanja. Za raziskovalno usmerjeno mikro podjetje MEIS d.o.o., ki bo soizvajalec projekta, bodo raziskovalna sredstva omogočala podoben napredek na področju:
• nadgradnjo modelov gibanja zračnih mas in energetske bilance za posebna zaprta in polzaprta ozračja velikih kraških jam,
• nadgradnje testirnega okolja za infrastrukturne merilne sisteme v posebnih okoljih in za velike baze mikrometeoroloških podatkov,
• raziskave novih možnosti za DTN internetno tehnologijo in posledično plasiranje le-te nazaj v zemeljske in vesoljske aplikacije, od koder tehnologija izhaja.
V tem času, ko se Slovenija še vedno spopada s posledicami recesije, je za družbo MEIS izjemno pomembno, da prispeva k rezultatom raziskovalnega projekta, saj je to edini način, da dolgoročno obdrži znanje in zaposlene ter premaga težave, ki nam še vedno grozijo zaradi zakasnjenih učinkov recesije. Doslej je družba MEIS ustvarjala prihodke z izdelki za trg, z evropskim raziskovalnim projektom in večjimi državnimi aplikativnimi raziskovalnimi projekti.
Cilji projekta sledijo usmeritvam Regionalnega razvojnega programa Primorsko-notranjske regije za obdobje 2014-2020. Rezultati so v javnemu interesu, saj so pomembni za dvig kakovosti življenja, ohranjanje in razvoj (za)varovanih delov narave. Ugotovitve projekta bodo neposredno uporabne za sofinancerja, hkrati pa tudi za načrtovalce posegov v kras na nacionalni in lokalni ravni (ministrstva, ARSO, ZRSVN, občine). Glede na dolgotrajno uspešno znanstveno in strokovno sodelovanje z IZRK ZRC SAZU je Javni zavod Škocjanske jame sam predlagal sofinanciranje tega projekta.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo,
zaključno poročilo
