Вступ до питання про карстові підземні води
Швидкий розвиток промисловості, сільського господарства та постійний приріст населення ставлять постійно вищі вимоги до кількості використаної води. Це збільшення потреб може бути задоволене як підземними, так і поверхневими водами, тоді як використання поверхневих вод, особливо як питної води, в кілька разів дорожче, ніж використання підземних вод. Тому, будучи потенційним джерелом величезних запасів питної та комунальної води, карстові райони вже давно привертають увагу вчених.
Для уточнення термінології карстових вод існують типи підземних вод, поява яких пов'язана з карбонатними породами, такими як вапняк, доломіти, гіпс, карбонатні конгломерати або морська сіль. Вода порушує карбонатні породи і створює складну систему окремих потоків, що мають власні басейни. Однак компактна карбонатна порода практично непроникна. Проникнення та циркуляція води в ній забезпечується порушенням, або розтріскуванням та облагороджуванням. Коли вуглекислий газ розчиняється у воді, що протікає через тріснутий вапняк, нерозчинний карбонат кальцію перетворюється на розчинний бікарбонат кальцію. Цей процес можна записати за допомогою хімічного рівняння: CaCO3 + H2O + CO2 → Ca (HCO3) 2. Таким чином створюються карстовий рельєф та форми карстового рельєфу, як поверхневі, так і підземні. Деякі автори відносять до карстових вод карсто-руйновані (підземні) води.
Знання про розвиток карстових форм зумовлені знанням законів гідрографії карсту. Частина території Словаччини має дуже підходящу геологічну структуру з гідрологічної точки зору, що дозволяє створювати та концентрувати значні ресурси підземних вод. Найбільші їх джерела та запаси знаходяться в четвертинних та карбонатних відкладах (вапняки та доломіти) мезозою Західних Карпат. Той факт, що підземні води четвертинних відкладень вже широко використовуються, а їх забруднення зростає та деградує, змусив гідрогеологів зосередитись нещодавно на дослідженні та використанні підземних вод карбонатних порід карстового руйнування. Ці гірські породи утворюють значні площі переважно в основних горах Західних Карпат та в Словацьких Рудних горах. Складна тектонічна структура, зумовлена складчастою та руйнівною тектонікою та характерною мантійною структурою, створила ряд карсто-руйнованих гідрогеологічних структур. Ці гідрогеологічні структури займають площу 3280 км2 від загальної площі поверхні мезозою, що в Західних Карпатах становить близько 9930 км2, що становить близько 33%.
За останніми прогнозами, загальна кількість карстових ресурсів підземних вод становить понад 27 м3. s –1. Навіть із кількісної кількості карстових ресурсів підземних вод використовується лише незначна частина. Значні ресурси та ресурси підземних вод досі не використані. Сучасний та неефективний ступінь їх використання зумовлений двома групами проблем. Перша група пов’язана зі складністю та не завжди достатньою чіткістю геологічної будови та гідрогеологічних умов. Проблемами, що вимагають зусиль гідрогеологів, є кількісне визначення поповнення підземних вод карстовими гідрогеологічними структурами та перенесення підземних вод із відкритих гідрогеологічних структур у сусідні гірські середовища. Друга група проблем пов’язана з мінливістю карстового водного режиму та їх накопиченням. Зокрема, великі коливання в рясі карстових вод, а також відсутність знань про накопичені запаси карстових вод в окремих гідрогеологічних структурах мало прояснені. Хоча існує низка проблем, головне залишається великою мінливістю карстових водних ресурсів (особливо джерел), що унеможливлює більш оптимальне використання цього типу підземних вод без складних штучних втручань.
Оцінка карстових вод гідрогеологічних басейнів річок в цілому є найкращим і найточнішим способом отримання надійних середніх результатів та вирішення ряду основних гідрогеологічних проблем. Він реалізується за допомогою гідрологічних балансів, в межах яких можна оцінити співвідношення опадів і стоку, випаровування, зміни запасів карстових вод, а також природних ресурсів карстових вод та їх зміни з часом. Вирішення цих окреслених проблем має основне значення для всебічної оцінки гідрогеологічних умов карстових вод, а також для оцінки їх ресурсів та більш ефективного та економічного використання для їх захисту.
Розробка думок з питання гідрографії карсту
Закони карстової гідрографії досі не повністю пояснені. А. Грюнд (1903, 1910) був одним із перших гідрогеологів, який зайнявся цим питанням. За його словами, в карстових місцевостях існує рівномірна зрошувана система з суцільним рівнем. Ця зрошувана система має дві зони. Нижня зона з переважно стоячими підземними водами, що знаходяться в тріщинах і кавернах на великій глибині, а верхня зона - зона проточної води. Тут рівень води схиляється до дренажної зони. Застійний шар виконує функцію ізолятора, по якому розподіляється проточна вода.