Propustnost pískovcových povrchů a pohyb vody v mělkých zónách skalních měst

Abstract

Voda v porézních horninách (např. pískovci) hraje zásadní roli při jejich rozpadu. Místa, kudy voda proniká do pískovcových skal, jsou však poněkud přehlížena. Ve své práci na dvou lokalitách v Českém ráji pomocí Karstenových trubic měřím kapilární nasákavost přírodních pískovcových povrchů a metodou TDR (Time Domain Reflectometry) sleduji pohyb vody v mělké zóně skalních měst. Kapilární nasákavost se na vzdálenosti desítek metrů lišila až o čtyři řády, přičemž nejvíce záleželo na typu povrchu. Nejvíce nasákavé byly zvětralé povrchy, druhé nejvíce nasákavé byly méně zvětralé povrchy pokryté biogenní kůrou. Horizontální povrchy na vrcholcích skal byly ještě méně nasákavé, nejspíš kvůli ucpání jemnými částicemi ze splachů z půdy. Nejméně nasákavé byly povrchy s železitou krustou. Rozdíly mezi těmi povrchy jsou statisticky významné. Metodou TDR byla změřena maximální rychlost šíření zvlhčovací fronty po umělé infiltraci do pískovce od 5,5.10-6 do 1,9.10-4 m.s-1. Vlhkost se touto rychlostí šířila jen do určité hloubky (první desítky cm), pak se ale její postup zastavil či výrazně zpomalil. Z dlouhodobého měření objemové vlhkosti bylo zjištěno, že půdní pokryv na vrcholu skal zachycuje do určité míry vodu v závislosti na počáteční vlhkosti a úhrnu srážek, ale při větším nasycení vodou (nad 17-27 obj. %)...

Water in porous rocks (e.g. sandstone) plays a fundamental role in their disintegration. However, the places where water enters the sandstone rocks are somewhat overlooked. At two sites in the Český ráj region, I use Karsten tube to measure capillary water absorption (CWA) of natural sandstone exposures and, using TDR (Time Domain Reflectometry) method, I study movement of water in a shallow zone of ruiniform sandstone landscape. The CWA differed up to four orders of magnitude at a distance of tens of meters, mostly depending on the type of the surface. The highest CWA was measured at highly weathered surfaces, the second most absorbent were less weathered surfaces covered with a biologically-initiated rock crust. The horizontal surfaces on the tops of the rock formations were even less absorbent, probably due to clogging by fine particles from soil. Surfaces covered with iron crust were the least absorbent. The differences between those surfaces are significant. After simulated infiltration, the maximum rate of the propagation of the wet front in the sandstone was from 5,5.10-6 do 1,9.10-4 m.s-1 measured by TDR. The water propagated at this rate only to a certain depth (the first tens of cm), but then the propagation stopped or slowed down rapidly. From a long-term measurement of volumetric...