Въведение в въпроса за карстовите подземни води
Бързото развитие на промишлеността, селското стопанство и постоянното увеличаване на населението поставят постоянно по-високи изисквания към използваните количества вода. Това увеличение на изискванията може да бъде изпълнено от подпочвените или повърхностните води, докато използването на повърхностни води, особено като питейна вода, е няколко пъти по-скъпо от използването на подпочвени води. Следователно, като потенциален източник на огромни запаси от питейна и битова вода, карстовите райони отдавна привличат вниманието на учените.
За да се изясни терминологията на карстовите води, има видове подземни води, чието появяване е свързано с карбонатни скали, като варовик, доломити, гипс, карбонатни конгломерати или морска сол. Водата разрушава карбонатните скали и създава сложна система от отделни потоци, които имат свои собствени басейни. Компактната карбонатна скала обаче е практически непропусклива. Инфилтрацията и циркулацията на вода в нея се осигурява от смущения, било чрез напукване и разкрасяване. Когато въглеродният диоксид се разтвори във водата, преминаваща през напукания варовик, неразтворимият калциев карбонат се превръща в разтворим калциев бикарбонат. Този процес може да бъде написан чрез химическото уравнение: CaCO3 + H2O + CO2 → Ca (HCO3) 2. По този начин се създават карстов релеф и форми на карстов релеф, или повърхностни, или подземни. Някои автори наричат карстовите води като води с карстови фрактури (подпочвени води).
Познаването на развитието на карстовите форми е обусловено от познаване на законите на карстовата хидрография. Част от територията на Словакия има много подходяща геоложка структура от хидрологична гледна точка, която позволява създаването и концентрацията на значителни подземни водни ресурси. Най-големите им източници и резерви са в кватернерните и карбонатни седименти (варовици и доломити) от мезозоя в Западните Карпати. Фактът, че подпочвените води от кватернерните седименти вече са широко използвани и се увеличават и влошават, накара хидрогеолозите напоследък да се съсредоточат върху изследванията и използването на подпочвените води от карбонатни карстови скали. Тези скали образуват значителни площи главно в основните планини на Западните Карпати и в Словашките рудни планини. Сложната тектонична структура, обусловена от сгъваемата и фрактурната тектоника и характерната мантийна структура, създават редица карсторазрушаващи хидрогеоложки структури. Тези хидрогеоложки структури заемат площ от 3280 km2 от общата площ на мезозоя в Западните Карпати, което е около 9930 km2, което представлява около 33%.
Според последните прогнози общото количество карстови подземни водни ресурси е над 27 м3. s –1. Дори от количественото количество карстови подземни водни ресурси се използва само малка част. Все още не са използвани значителни подземни водни ресурси и ресурси. Настоящата и неефективна степен на тяхното използване се дължи на две групи проблеми. Първата група е свързана със сложността и не винаги достатъчна яснота на геоложката структура и хидрогеоложките условия. Проблемите, които изискват усилията на хидрогеолозите, са количественото определяне на попълването на подземните води на карстовите хидрогеоложки структури и пренасянето на подземни води от отворени хидрогеоложки структури в съседни скални среди. Втората група проблеми е свързана с изменчивостта на карстовия воден режим и тяхното натрупване. По-специално, големите колебания в изобилието от карстови води, както и липсата на знания за натрупаните резерви от карстови води в отделни хидрогеоложки структури са малко изяснени. Въпреки че има редица проблеми, основният остава голямата нестабилност на изобилието от карстови водни ресурси (особено извори), което прави невъзможно по-оптималното използване на този тип подземни води без сложни изкуствени намеси.
Оценката на карстовите води на хидрогеоложките речни басейни като цяло е най-добрият и най-точен начин за получаване на надеждни средни резултати и за решаване на редица основни хидрогеоложки проблеми. Осъществява се чрез хидрологични баланси, в рамките на които е възможно да се оценят взаимоотношенията валежи-оттоци, евапотранспирация, промени в карстовите запаси от вода, както и природните ресурси на карстовите води и техните промени във времето. Решаването на тези очертани проблеми е от основно значение за цялостна оценка на хидрогеоложките условия на карстовите води, както и за оценка на техните ресурси и по-ефективно и икономично използване за тяхната защита.
Разработване на мнения по въпроса за карстовата хидрография
Законите на карстовата хидрография все още не са напълно обяснени. А. Грунд (1903, 1910) е един от първите хидрогеолози, който се занимава с този проблем. Според него в карстовите терени съществува единна поливна система с непрекъснато ниво. Тази напоителна система има две зони. Долната зона с преобладаващо застояла подземна вода, намираща се в пукнатини и каверни на голяма дълбочина, а горната зона - зоната на течаща вода. Това има водно ниво, наклонено към дренажната зона. Застоялият слой има функцията на изолатор, върху който се разстила течаща вода.