Dinamika regionalnega toka podzemne vode v alpskih karbonatnih vodonosnikih: mehanizmi, robni pogoji in vpliv podnembnih sprememb

Gravitacijsko induciran regionalni tok podzemne vode je pogost v različnih topografskih in hidrogeoloških okoljih. Karbonatni vodonosniki so nedvomno eden najpomembnejših hidrogeoloških sistemov, saj so zelo pomemben vir podzemne vode za oskrbo s pitno vodo, njihova globoka področja pa so verjetno med najpomembnejšimi viri termalne vode. Slabše so razumljeni, zlasti v zvezi s konceptom gravitacijsko induciranega regionalnega toka podzemne vode, saj se je o njegovi uporabnosti za takšne sisteme predhodno veliko razpravljalo predvsem zaradi njihovih hidrogeoloških značilnosti, povezanih z visoko stopnjo heterogenosti in anizotropije. Alpski vodonosni sistemi predstavljajo posebno hidrogeološko okolje, ki je na splošno slabo razumljeno, ker so dejanska opazovanja hidravličnega napora v globokih vrtinah, izvrtanih v alpskih območjih, redka. V alpskih regijah, kot so slovenske Julijske Alpe, znatna višinska razlika med območji polnjenja in iztoka ustvari dovolj velik diferenčni tlak, ki omogoča dvig tople vode. Glavni cilj predlaganega projekta je raziskati in analizirati temeljne značilnosti mehanizma gravitacijsko induciranega regionalnega toka podzemne vode v bazenu, da bi razvili ustrezen pristop za njegovo uporabo v alpski karbonatni regiji. Projekt bo temeljil na uporabi terenskih metod (hidrogeološko kartiranje, meritve in situ parametrov, vzorčenje podzemne vode), laboratorijskih metod (meritve toplotne prevodnosti vzorcev kamnin, kemijske in izotopske analize vode, kemijske analize) in fizikalnega modeliranja na osnovi matematičnih modelov fizikalnih lastnosti toka podzemne vode in prenosa toplote. Projektne aktivnosti bodo obsegale: pregled stanja najsodobnejše literature s kritično oceno obstoječih pristopov in metod za analizo fizikalnih in kemijskih procesov v regionalnem gravitacijsko induciranem toku podzemne vode; zbiranje, pregled in obdelava vseh obstoječih podatkov iz arhivskih in tekočih preiskav; priprava konceptualnega modela za analizo hidrogeoloških robnih pogojev na podlagi kvantitativnih metod; numerične simulacije vzpostavljenih režimov toka podzemne vode na različnih nivojih (lokalni, regionalni) in časovnih okvirih (npr. vpliv podnebnih sprememb) za količinsko opredelitev glavnih komponent v sistemu regionalnega toka podzemne vode in posebnih učinkov na režim naravnega napajanja in iztoka; prenosljivost ter uporabnost razvitega pristopa na druga podobna področja po svetu. Projektne aktivnosti se bodo izvajale v alpski regiji zahodne Slovenije, ki predstavlja idealno pilotno območje za proučevanje gravitacijsko induciranega regionalnega toka podzemne vode v alpskih karbonatnih okoljih. V blejskem vodonosnem sistemu je regionalna komponenta toka podzemne vode vezana predvsem na kontakt s hidravlično »zaprtimi« razmerami, ki jih predstavljajo debeli in nizko prepustni oligocenski sedimenti, medtem ko je učinek prelomov manj pomemben. Drug študijski primer predstavlja termalni izvir Zatolmin, ki se izliva v reko Tolminko v zahodnih Julijskih Alpah. V nasprotju z blejskim vodonosnim sistemom je tukaj regionalna komponenta toka podzemne vode posledica učinkov prelomne cone. Moje aktivnosti v tem projektu bodo osredotočene na pripravo inovativne metodologije, ki je potrebna za obravnavo raznolikosti hidrogeoloških okolij in velikostnega obsega tokovnega polja v kombinaciji z možnimi učinki podnebnih sprememb na regionalne vzorce in dinamiko toka podzemne vode. Rezultati bodo prispevali k dolgoročnemu varovanju, trajnostnemu upravljanju in izboljšanju količinskega ter kakovostnega stanja virov podzemne vode v alpskem okolju. Projekt bo znatno izboljšal naše razumevanje sistemov podzemne vode in njihove interakcije z drugimi podzemnimi dejavnostmi, površinskimi vodami in ekosistemi.