Projekti / Programi
Procesi infiltracije v gozdnatih kraških vodonosnikih ob spremenljivih okoljskih pogojih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.20.00 |
Tehnika |
Vodarstvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P470 |
Naravoslovno-matematične vede |
Hidrogeologija, inženirska geografija in inženirska geologija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.07 |
Tehniške in tehnološke vede |
Okoljsko inženirstvo |
kraška hidrogeologija; okoljske spremembe; velikopovršinske motnje v gozdu; napajanje vodonosnika; transport onesnaževal; sistem zgodnjega opozarjanja
Raziskovalci (25)
Organizacije (2)
Povzetek
Vodonosniki s kraško poroznostjo so edinstveni hidrogeološki sistemi zaradi koncentriranega napajanja in hitre infiltracije vode, visoke prepustnosti in hitrega prenosa skozi kraške kanale na velikih razdaljah. Zaradi tega posebnega značaja toka podzemne vode je obnašanje kraških vodonosnikov še posebej odvisno od trenutnih hidroloških razmer in zato občutljivo na vplive različnih okoljskih sprememb. Spremembe padavinskih režimov in evapotranspiracije predstavljajo neposreden vpliv zaradi sprememb v količinah in vzorcih pojavljanja ter pogostejših in močnejših pojavljanj hidroloških ekstremov. V kraških območjih Sredozemlja, Kitajske, Teksasa in drugod so bili ugotovljeni dolgotrajni učinki z zmanjševanjem vodnih zalog in kratkotrajni učinki z vedno bolj pogostim pojavljanjem ekstremnih dogodkov (poplave, suše).
Učinki nekaterih ekstremnih dogodkov, kot so žled, vročinski valovi, suše in nevihte, lahko povzročijo motnje v gozdovih in s tem spremembo vegetacijskega pokrova, ki igrajo pomembno vlogo pri infiltraciji vode v kraške sisteme. Večji deli predalpskih regij v evropskih Alpah so močno zakraseli in gozdnati. Velikopovršinske motnje v gozdovih tako posredno ogrožajo stabilnost njihove vodne bilance, z zmanjšano evapotranspiracijo in filtracijo pa kakovost vode na izvirih.
Kljub pomembni vlogi kraških vodnih virov za oskrbo z vodo ter njihovi podpori bogati in edinstveni biotski raznovrstnosti podzemnega vodnega ekosistema obstaja le malo študij, ki ustrezno ocenjujejo vpliv predvidenih globalnih sprememb na količino in kakovost kraških voda. Zlasti manjkajo medsebojno povezane študije o vlogi in pomenu prsti in vegetacije pri mehanizmih infiltracije ter njihovem vplivu na napajanje celotnega vodonosnika. Dve raziskovalni inštituciji, Inštitut za raziskovanje krasa in Slovenski gozdarski inštitut, obe vrhunski akademski instituciji na svojem področju, bosta v predlagani raziskavi obravnavali ta vprašanja.
Namen projekta je preučiti vpliv okoljskih sprememb (podnebne spremembe, velikopovršinske motnje v gozdovih) na kraške vodonosnike ter razviti inovativen sistem zgodnjega opozarjanja o količini in kakovosti vode ter strokovna priporočila za prilagojeno upravljanje kraških vodnih virov, ki bodo vključevale smernice za gospodarjenje z gozdovi na vodovarstvenih območjih.
Delo bo temeljilo na uporabi multidisciplinarnih metod: stalno merjenje osnovnih meteoroloških in hidrogeoloških parametrov skozi celoten vodonosnik in spremljanje naravnih sledil in izbranih onesnaževal ob posameznih dogodkih; izvajanje namakalno-sledilnega poskusa; obdelava aeroposnetkov in podatkov daljinskega zaznavanja; analize časovnih vrst in statistične analize; ocena vodne bilance; numerično modeliranje.
V izbranih ožjih območjih bosta kvantifikacija vloge prsti in vegetacijskega pokrova pri infiltracijskih procesih ter ocena transporta izbranih onesnaževal potekali po celotnem profilu, ki bo vključeval območja atmosfera – vegetacija – prst – nezasičeni – zasičeni del vodonosnika. Procese bomo modelirali s združevanjem vegetacijskih in hidroloških modelov. S pomočjo orodij daljinskega zaznavanja bomo razmere napajanja ugotovljene v lokalnem merilu prenesli na območje celotnega zaledja. Zato bodo predvideni različni scenariji sprememb vegetacije in ocenjeni njihovi vplivi na mehanizme napajanja vodonosnikov. Rezultati bodo novost na področju kraške hidrologije in v svetovnem merilu edinstven pristop k reševanju aktualne teme.
Pomen za razvoj znanosti
Kljub temu, da so posledice okoljskih sprememb bolj ali manj opazne, doslej znanost ni bila preveč uspešna pri pomoči akterjem politike in vodooskrbnim službam pri nadzoru nad njimi oziroma prilagajanju nanje. Osnovne raziskave in prehod rezultatov za reševanje s posledicami okoljskih sprememb povezanih težav v prakso so tudi v razvitih državah pomanjkljivi. Še manj pa je ciljnih raziskav, povezanih z vprašanjem ranljivosti kraških vodnih virov na specifične okoljske pritiske.
Predlagani projekt bo na inovativen način obravnaval izpostavljeno problematiko z uporabo znanj in metod, ki so prilagojene raziskavam v krasu. Z združitvijo numeričnih modelov za različne dele vodonosnika in s preizkušanjem uporabe tehnik daljinskega zaznavanja za sklepanje z lokalnega merila na območje celotnega zaledja ima projekt velik tehnološki potencial. Rezultati bodo novost na področju kraške hidrologije in v svetovnem merilu edinstven pristop k reševanju aktualne teme. Predstavljali bodo dosežek, ki bo prinesel bistvene novosti na področju praktičnih izzivov v raziskavah posledic okoljskih sprememb, hidrologiji, krasoslovju in gozdarstvu. Pomenili bodo doprinos k uvajanju novih praks in doseganju meja raziskovanja in preko tega injicirali razvoj nove znanstvene veje: okoljsko krasoslovje.
Predlagani projekt je usklajen z nacionalnim raziskovalnim programom in s tematskimi prednostnimi nalogami javnega razpisa. Rezultati projekta bodo pripomogli k povečanju konkurenčnosti in inovativnosti Slovenije na področju razvoja znanosti na izpostavljeno temo. Predlagano delo bo tesno povezano s prizadevanji tekočega nacionalnega projekta, ki ga vodi vodja projekta, to je J6-8266 Okoljske spremembe in kraški vodni viri: vplivi, ranljivost in prilagoditev rabe prostora. Povezan bo tudi z raziskavami, ki se izvajajo v mednarodnih mrežah Kraške kritične cone in eLTER. Ustanova prijaviteljica (Inštitut za raziskovanje krasa ZRC SAZU) in sodelujoča ustanova (Gozdarski inštitut Slovenije) sta vključeni v slednjo, ki je pred kratkim postala del poglavitne evropske raziskovalne infrastrukture.
Z realizacijo projekta bo naša država pridobila strokovna priporočila za prilagajanje okoljskim spremembam ter dodatno znanje o trajnostnem upravljanju z vodnimi viri, ki so v skladu s slovensko zakonodajo in evropskimi direktivami. Poleg tega cilji projekta sledijo usmeritvam regionalnih razvojnih programov in so v javnemu interesu, saj so pomembni za splošen dvig kakovosti življenja. Neposredno bodo uporabni načrtovalcem dejavnosti in različnih posegov v prostor na nacionalni in lokalni ravni (ministrstva, občine; za npr. Načrt upravljanja voda), gospodarstvu (oskrba z vodo), civilni zaščiti, gozdarskim službam in drugim. Smernice za hidrološko usmerjeno gospodarjenje z gozdovi na vodovarstvenih območjih bodo koristile zlasti gozdnemu gospodarstvu. Posredno bodo rezultati vplivali tudi na višjo stopnjo varovanja naravne dediščine.
Pomen za razvoj Slovenije
Despite the fact that the consequences of environmental changes are more or less observable, science has not so far been very successful in helping policy actors and water supply companies to control and adapt them. Basic research and the transfer of results to address these problems in practice are lacking even in developed countries. Insufficient is also research related to the vulnerability of karst water sources to specific environmental pressures.
The proposed project will address the highlighted problems in an innovative manner using knowledge and methods that are adapted to research in karst. Moreover, by coupling numerical models for different compartments of the aquifer and by testing the use of remote sensing techniques for inference from local- to catchment-scale makes it a technologically high-potential project. The results will represent a new contribution in the field of karst hydrology and a globally unique approach to a topic of great actuality. They will bring significant innovations in the field of environmental changes consequences research. The results will contribute to the introduction of new practices and expand the frontiers of research, and in this way initiate the development of a new branch of science: environmental karstology.
The proposed project is in line with the national Research and Development Programme and the thematic priorities within the Public Call. The results will help increase Slovenia's competitiveness and innovativeness in knowledge of the topic in question. The proposed work will be closely linked to the efforts of an ongoing national project lead by the project leader, i.e., J6-8266 Environmental effects and karst water sources: impacts, vulnerability and adaptation of land use. It will be also connected to research performed within the international Karst Critical Zone and eLTER networks. Both the applicant (IZRK) and the participating institution (GIS) are involved in the later, which recently became part of the major European research infrastructure.
With the realisation of this project, Slovenia will obtain expert recommendations adapted to environmental changes, and additional knowledge about the sustainable management of water sources, which are in accordance with Slovenian legislation and European directives. The project's objectives are also in line with the focuses of the regional development programmes and are in the public interest, in that the results are important for general improvement in quality of life. The results will be useful to the public administration, particularly to planners of activities and developments in karst areas at the national and local levels (ministries and municipalities; e.g., for the Water Management Plan), and to the economy (water supply) and others. Especially forest management will benefit from guidelines for hydrologically oriented forest management in water protection zones. Lastly, the results will have an indirect influence on natural heritage protection.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
