EN - English
If you would like to log, please send me the answers to the folowing questions.
1. How many meters above the sea level is the water level in the Mavrovo lake?
2. Standing at the cache coordinates, what types of water sources for Mavrovo lake can you observe and expect?
3. At the cache coordinates, there is a half-submerged church in the lake. In its bell tower (2.2 m above the lake bottom), there is a memorial plaque devoted to a businessman from Beograd. When was he born and when he died?
4. When I created the cache, there was 71 cm of water in the bell tower. Please measure (or make an estimation), how many centimeters of water is there in the bell tower right now. Then compute, how many m3 is the difference of water volume in whole lake between my and your measurement.
The water level changes during the year by up to 4 meters. When the water level is high, you probably won't be able to find the answer for question nr. 3, unless you dive under the water.
-----
Mavrovo Lake (Macedonian: Mavrovsko ezero) is situated in the Mavrovo region, in the Mavrovo and Rostusa municipality of the Republic of Macedonia. Lake Mavrovo is known for an excellent swimming, boating and fishing spot in the summer months. It is a reservoir on the Radika River that is linked to three hydropower plants. An additional point of interest is the half-submerged church. Less than 100 km from Skopje (the capital of Republic of Macedonia), there is a natural oasis virtually untouched.
-----
WATER BALANCE OF LAKES
Water balance of a lake means the volume changes that occur between the inflow (input) and drain (output) of water per unit of time (t), usually a year. The inflow of water takes place by:
- river water inlet and water flowing from the surface around the lake
- inlet of groundwater in shore zone or in the bottom
- precipitation fallen to the surface
- condensation of vapor from the air at the surface
Drainage is provided by:
- River drainage
- underground drainage
- evaporation from the surface
- transpiration by plants of the coastal zone - here you can include evapotranspiration in the beach zone too, where water can seep and rises.
SUBSIDENCE AND COLLAPSE
An important and quite special problem in karst is the formation of subsidences (collapses). The terms subsidence and collapse usually are used as synonyms. The terms sinkhole and doline refer only to localized land surface depressions arising from karst processes.
Subsidences are spatially independent, random occurrences and have been identified as sources of major potential problems, which may cause considerable damage in reservoir bottoms, in urban areas, at industrial sites, and near communication lines. The catastrophic nature of subsidence development is unpredictable and practically instantaneous and therefore very harmful.
Subsidence is common when karstified rocks are covered with unconsolidated sediments. This occurs under the influence of water, as the erosion and piping action breaks down the support of poorly consolidated sediments. The destructive role of water can be distinguished in four different categories:
- Underground water acting from below
- Surface water acting as floodwater
- Pore water within alluvial deposits (overburden)
- Water acting indirectly, pressurizing the air in the aeration zone
The genesis of subsidences is usually related to these categories of processes.
A generalized and simplified model describing those processes is shown in the figure. Initially, the conduit opening (ponor) was formed by karst processes acting within carbonate rocks or in other rocks susceptible to karstification. During the process of sedimentation, the opening was covered with deposits of clay, terrarosa, sand, gravel, cobbles, and boulders. Under the influence of moving water, the process of mechanical suffusion destroyed homogeneity of unconsolidated deposits. As a result of this destruction, a relaxation zone formed, shaped approximately as an arch, semi-ellipse, or parabola (I). This surface will remain unchanged as long as external forces are in equilibrium with resisting arch forces. Internal friction, specifically shearing resistance along vertical planes, plays an important role in maintaining this equilibrium profile. However, surface waters, groundwaters, or pore waters essentially change the cohesion and angle of internal friction of the soil, and a new load release surface is formed (II) according to the new state of equilibrium. Part of the material between spherical surfaces (arches) (I and II) will subside into caves and be transported by water further away in the karst system. When the roof of the spherical surface approaches ground surface, the entire roof caves in, thus producing a circular opening on the land surface (alluvial ponor).
-----
The Mavrovo Dam is 54 m high, and the volume of the reservoir is 357 000 000 m3. Most of the reservoir is underlain by impervious Paleozoic schist formations. Marbly limestone underlies only part of the reservoir (its shallow end). At the time of the first filling (1960), two large and a few of small collapsing ponors formed in the alluvial cover overlying the karstified marbly limestone. About 9 to 12 m3/s of water escaped from the reservoir to recharge a huge karstic aquifer. The discharge rate of the Cerovo Spring, at a distance of 4.5 km, was increased by 0.8 m3/s. The rest of the water was stored in the karstified underground. It was decided to fill the subsidence ponors with crushed stones and to cover them with an overlying protective impervious blanket, 70 m wide and 430 m long (30 100 m2). The surface of clayey blanket was protected by rock blocks (1961). After four months, discharge of the Cerovo Spring ceased.
During the next 25 years of operation (until 1986) the reservoir was never filled up to the designed operational level. The maximum water level in that period was 5 m lower (1228 m a.s.l.) than the operational reservoir level (1233 m a.s.l.). Some water loss was observed in 1963, 1973, and 1977. During 25 years of reservoir operation, permanent reservoir fluctuations caused the groundwater level to fluctuate, following the reservoir regime. This led to the washing Water resources engineering in Karst 178 out of the cave-filled deposits and finally created erosion channels in the alluvial coverage above the washed karst channels.
In the very rainy year of 1986 the reservoir level rose up to 1231.3 m a.s.l. The abrupt water level increase triggered collapse development. The first cracks were observed in the clayey blanket (24 June). A geyser-like eruption of water and a small vortex occurred on 26 June and 4 August; subsidence of 12 m in diameter and 6 m in depth took place on 5 August. During 6–7 August the diameter and depth increased to 24 and 11 m, respectively. Several new subsidences were formed during the next 10 days. Some of them formed in the blanket zone, but more of them in the natural deluvial coverage lying over the marbly limestone. The leakage was estimated to be 6 to 7 m3/s. As emergency remedial work six straw bales loaded with stones and 233 bags of sand were placed in the main vortex area. The leakage immediately decreased to one-third of the original amount. The final solution adopted was to “amputate” the damaged (karstified) part of the reservoir banks with ponors by means of a dike. A large-scope investigation (geological and geophysical) has been performed to determine the actual conditions for selecting the final solution.
Source: Petar T. Milanović, Water Resources Engineering in Karst, online at http://www.scribd.com/doc/73142370/Water-Resources-Engineering-in-Karst
http://www.soros.org.mk/konkurs/004/ezero.htm
CS - Czech
Aby byl log uznan, poslete mi prosim odpovedi na nasledujici otazky.
1. V jake nadmorske vysce se nachazi hladina jezera?
2. V jakem roce byla zapocata vystavba jezera?
3. Na souradnicich kese se nachazi castecne zatopeny kostel. V jeho zvonici (2,2 m nade dnem jezera) najdete pametni desku venovanou obchodnikovi z Belehradu. V jakem roce se narodil a kdy zemrel?
4. Kdyz jsem kes zakladal, bylo ve zvonici kostela 71 cm vody. Zmerte (nebo odhadnete), kolik cm vody je tam prave nyni. Potom spocitejte, o kolik m3 se lisi objem vody v celem jezere mezi mym a vasim merenim.
-----
Jezero Mavrovo (makedonsky: Mavrovsko ezero) se nachazi v regionu Mavrovo, v okresech Mavrovo a Rostusa republiky Makedonie. Jezero Mavrovo je zname tim, ze v letnich mesicich poskytuje vynikajici podminky pro plavani, vodactvi a rybareni. Zadrzuje vodu reky Radika a napaji tri vodni elektrarny. Dalsim zajimavym mistem je castecne zatopeny kostel. Mene nez 100 km od Skopje (hlavni mesto Makedonie) se tak nachazi temer nedotcena oaza.
Uroven vodni hladiny kolisa az o 4 metry. Jestlize prijedete v dobe, kdy je vysoky stav vody, nebudete pravdepodobne moci kes logovat, aniz by vas cekalo potapeni.
VODNÍ BILANCE JEZER
Vodní bilancí jezera máme na mysli změny objemu zadržované vody, které vznikají rozdíly mezi přítokem a odtokem během určitého časového období (t), většinou během jednoho roku. Voda do jezera přibývá:
- přítokem potoků či řek, přítokem povrchové vody z okolí jezera
- přítokem podzemních vod v pobřežní části nebo na dně
- srážkami, které dopadnou na hladinu
- kondenzací vodních par ze vzduchu na hladinu
Odvodnění je zajištěno:
- říčním odtokem
- podzemním odtokem
- vypařováním z hladiny
- transpirací rostlin v pobřežním pásmu – sem je možné zahrnout i transpiraci v zóně pláži, kam voda z jezera prosakuje a vzlíná
POKLES A PROPAD
Důležitým a specifickým problém v krasu je tvorba poklesů (propadů). Výrazy pokles a propad se obvykle používají jako synonyma. Výrazy závrt a doline se vztahují pouze na lokální deprese zemského povrchu vyplývající z krasových procesů.
Poklesy jsou vzájemně prostorově nezávislé, náhodné jevy a byly identifikovány jako zdroje hlavních potenciálních problémů, které mohou způsobit značné škody ve dně nádrže, v městských oblastech, v průmyslových areálech, a blízkých komunikacích. Katastrofický charakter vývoje poklesu je nepředvídatelný a prakticky okamžitý, a následky proto bývají značné.
K poklesu často dochází tam, kde jsou vápencové skály pokryté nezpevněnými sedimenty. K tomu dochází vlivem vody, jak eroze postupně naruší málo soudržné sedimenty. Destruktivní úlohu vody lze rozdělit do čtyřech kategorií:
- Podzemní voda působící zdola
- Povrchová voda působící při povodních
- Kapilární voda v naplaveninách (nadloží)
- Voda působící nepřímo, zvyšováním tlaku vzduchu místech, kde normálně bývají vzduchové kapsy
Vývoj propadu je obvykle způsoben těmito kategoriemi procesů.
Zjednodušený model popisující tyto procesy je uveden na obrázku. Nejprve vznikne otvor (ponor), který je vytvořen krasovými procesy ve vápencových skalách nebo ve skalách, které jsou k těmto procesům náchylné. Během procesu sedimentace dojde k vyplnění otvoru jílem, pískem, štěrkem, kameny a balvany a usazení vrstvy sedimentů nad skalou. Vlivem tekoucí vody dochází k mechanickému narušování sedimentů v okolí původního ponoru, zejména k narušení homogenity této vrstvy. Výsledkem je vznik „relaxační zóny“ ve tvaru přibližně polooblouku, poloelipsy nebo paraboly I). Tento tvar se nemění, dokud vnější síly zůstávají v rovnováze. Důležitou roli v udržování této rovnováhy hraje vnitřní tření. Nicméně, povrchové vody, podzemní vody, nebo vzlínající voda dokáží podstatně měnit soudržnost a úhel vnitřního tření zeminy, a postupně se tak vytvářejí nové rovnovážné stavy, např. dle linie (II). Materiál mezi liniemi I a II bude vodou odnesen hlouběji do krasového systému. Když se horní část dutiny přiblíží povrchu, celá střecha se propadne a vznikne typický kruhový otvor v zemském povrchu (ponor).
-----
Přehrada Mavrovo je 54 m vysoká a objem nádrže je 357 000 000 m3. Většina dna nádrže je tvořena nepropustnými prvohorními útvary z břidlicové horniny. Mramorové vápence tvoří základ pouze části nádrže (její mělký konec). V době prvního napouštění (1960) vznikly ve vrstvě sedimentů překrývajících krasový vápenec dva velké a několik malých propadů. Z nádrže začalo unikat 9 až 12 m3/s vody, která plnila obrovské podzemní krasové prostory. Vydatnost Cerovo Spring, vzdálených 4,5 km, se zvýšila o 0,8 m3/s, zbytek vody zůstával v krasovém podzemí. Bylo rozhodnuto, že se propady vyplní drcenými kameny a překryjí se nepropustnou vrstvou, 70 m širokou a 430 m dlouhou (30 100 m2). Povrch jílovité vrstvy byl chráněn skalními bloky (1961). Po čtyřech měsících se vydatnost Cerovo Spring opět snížila.
Během dalších 25 let provozu (až do roku 1986) nikdy nedošlo k naplnění nádrže až k plánované úrovni hladiny. Nejvyšší hladina vody v tomto období byla o 5 m níže (1228 m n. m.), než je provozní úroveň hladiny (1233 m n. m.). Ztráty vody byly pozorovány v letech 1963, 1973 a 1977. Během 25 let provozu nádrže způsobovaly výkyvy v hladině nádrže i změny v hladině podzemní vody.
Ve velmi deštivém roce 1986 vystoupala hladina vody až na 1231,3 m n.m. Náhlé zvýšení hladiny způsobilo rozvoj propadů. První trhliny v jílové desce byly pozorovány 24. června. Gejzírovité vodní erupce a malé víry byly vidět 26. června a 4. srpna, 5. srpna se vytvořil propad o průměru 12 m a hloubce 6 m. Během 6.-7. srpna se průměr a hloubka zvětšily na 24 a 11 m. Během dalších 10 dní vzniklo několik nových propadů. Některé z nich byly v oblasti překryté jílovou deskou, většina z nich ale v oblasti sedimenty pokryté vápencové horniny. Ztráty vody byly odhadovány na 6-7 m3/s. Nouzově bylo do hlavní oblasti úniku vhozeno 6 balíků slámy naplněných kameny a 233 pytlů písku. Únik okamžitě klesl na jednu třetinu původní hodnoty. Konečné řešení spočívalo v "amputování" poškozené (krasové) části nádrže pomocí hráze.
Zdroj: Petar T. Milanović, Water Resources Engineering in Karst, online at http://www.scribd.com/doc/73142370/Water-Resources-Engineering-in-Karst
http://www.soros.org.mk/konkurs/004/ezero.htm
SR - Serbian
Da bude log priznat pošaljite mi molim odgovore na sledeca pitanja:
1. U kojoj nadmorskoj visini se nalazi razina jezera?
2. Koje godine je pocela izgradnja jezera?
3. Na koordinatama kese se nalazi delimicno preplavljena crkva. U njenom zvoniku (2,2 m iznad tla jezera) se nalazi spomenploca posvecena trgovcu iz Beograda. Koje godine je rodjen i kada je umro?
4. Kada sam osnovao keš bio u zvoniku crkve 71 cm vode. Mere (ili vrednosti) u cm vode je tamo sada. Onda izbrojati koliko M3 razlikuje zapremina vode u jezeru izmedu mojih i vasih merenja .
-----
Jezero Mavrovo (makedonski Mavrovsko ezero) se nalazi u regiji Mavrovo, na podrucju Mavrovo i Rostusa republike Makedonija. Jezero Mavrovo je poznato po tome da u letnjim mesecima pruža izvanredni uslove za plivanje, vodene aktivnosti i ribarenje. Zadržava vodu reke Radike i snabdeva tri vodene elektrane. Interesantno mesto je i delimicno preplavljena crkva. Manje od 100 km od Skopja (prestolica Makedonije) se onda nalazi skoro netaknuta oaza.
Nivo vode je promenljivo, razlika može biti cak 4 metra. Ako cete doci u vremenu kada je visoko stanje vode, najverovatnije necete moci kes logovat nego morate racunati sa ronjenjem.
Source: Petar T. Milanović, Water Resources Engineering in Karst, online at http://www.scribd.com/doc/73142370/Water-Resources-Engineering-in-Karst
http://www.soros.org.mk/konkurs/004/ezero.htm
