Masurarea retelelor speologice (speometria)

Speologia a fost si va ramine inca multa vreme o disciplina a exploratorilor, disciplina in care se descopera si se cerceteaza ceva nou. Si este un lucru firesc, pentru orice domeniu de activitate, ca o noutate sa fie analizata, comparata si evaluata cu ce se cunoaste deja in sfera respectiva. Datorita interesului diversificat pentru pesteri, ele pot fi apreciate dupa foarte multe elemente si aspecte, greu de ierarhizat, echivalat sau subordonat unul altuia. Din acest motiv, nu exista un criteriu unic si unanim acceptat de evaluare a importantei unei descoperiri speologice. Oamenii de stiinta le apreciaza, cum este si firesc, dupa valoarea stiintifica, iar marea lor majoritate este interesata, din pacate, de descoperirea ca atare numai din unghiul restrins al unei anumite activitati (speologie fizica, arheologie, paleontologie, biologie subterana). Exploratorii sint deosebit de sensibili la frumusetea spatiilor subterane si la importanta rezultatelor stiintifice ce apar in urma cercetarii ulterioare a lor, dar in momentul cind descopera si lucreaza o pestera au, in dimensiunile acesteia, un prim criteriu de apreciere a importantei fiindca, de regula, o pestera cu cit este mai mare cu atit este mai diversa, mai interesanta si mai spectaculoasa, prin urmare mai importanta.

Prin expresivitatea si universalitatea lor, parametrii retelei subterane reprezinta modalitatea cea mai sintetica si foarte exacta de exprimare a complexitatii spatiale a unui cavernament, cu conditia ca ei sa fie corect calculati, avind la baza o metodologie unificata. Importanta care se acorda dimensiunilor pesterii a conclus la aparitia unei discipline speologice aparte - speometria - ce are drept scop elaborarea metodologiei de masurare a retelei subterane si de interpretare, in scopurile cele mai diverse, a datelor obtinute.

Credem ca nu gresim daca afirmam ca masurarea pesterilor este cea mai veche indeletnicire speologica. Ea trebuie sa fi aparut cu mult inainte de cel mai simplu calcul aritmetic sau de stabilirea primelor unitati de masura, din instinctul firesc al omului ce a patruns in bezna cavernelor de a aprecia si regasi drumul ce-l desparte de lumina salvatoare a zilei. Vechile texte in care s-au pastrat descrieri de pesteri, fie ele din antichitate, evul mediu sau renasterea tirzie, nu omit niciodata sa mentioneze, indiferent cu cita naivitate, exagerare sau iscusinta, marimea cavernelor. Aprecierile se faceau fie prin "ceasurile zilei si noptii' necesare parcurgerii, fie prin cele mai diverse unitati de masura - pasi, coti, stinjeni, leghe, aruncari de sulita, de sageata ori batai de pusca - cu care era descrisa "calea pe sub pamint' (cele mai importante camere, coridoare, cosuri, prapastii, sau abisuri intilnite sau inchipuite).

Cu timpul, pesterile au intrat in atentia exploratorilor de tot felul - geografi, geologi, militari, naturalisti, cautatori de comori. Au inceput sa se faca masuratori exacte si sa se intocmeasca harti sau planuri din ce in ce mai detaliate (cea mai veche harta cunoscuta este cea a Pesterii Veterani din Cazanele Dunarii, datind clin anul 1672).

In ciuda vechimii acestor preocupari sau a preciziei cu care se fac la suprafata masuratorile de relief, nici o alta problema nu a fost atit de mult dezbatuta de speologi ca principiile de masurare si tehnica de calcul a dimensiunilor unei pesteri. Ele sint stabilite foarte de curind, asa ca mai exista inca numeroase pesteri gresit masurate ori speologi care nu le aplica corect.

Speologia moderna a mostenit, de la generatiile anterioare de exploratori, obiceiul calcularii distantei parcurse in subteran o dimensiune putin sugestiva si deosebit de subiectiva a pesterii. Datorita acestui handicap s-au infruntat, decenii de-a rindul, doua tendinte si metode speometrice divergente: cea sportiva, care sustine masurarea caii de acces si cea morfologica si, bineinteles, stiintifica adepta masurarii dimensiunilor golului.

In realitate, masurarea pesterii nu reprezenta, pina nu demult, un scop in sine. Se carta pestera si apoi, pentru obtinerea unei dimensiuni orientative, fie era masurata lungimea galeriilor pe harta, fie se insumau lungimile vizelor de la cartare. Cei mai constiinciosi adaugau, apoi, dimensiunile masurate pentru puturi, hornuri sau saritori; altii le aproximau printr-o cifra globala. Oricum s-ar fi procedat, datele erau inexacte din doua motive: liniile de viza masurate nu reprezinta dimensiunile golurilor, iar insumarea dezvoltarii se face pe principiul continuitatii distantelor, intrind astfel in calcul dimensiuni eronate (fig. 20).

Cresterea vertiginoasa a explorarilor si prospectiunilor speologice a permis, printre altele, intocmirea unor sinteze de zone carstice, clasificari, inventare speologice si chiar topuri ale pesterilor. Iar pentru toate acestea era necesar sa existe date unitare corecte si cit mai riguroase, obtinute printr-o operatiune speologica aparte constind din masurarea si calculul dimensiunilor pesterii. Pe de alta parte, rezultatele surprinzatoare obtinute prin prelucrarea valorilor speometrice au condus la o diversificare a indicatorilor cantitativi necesari caracterizarii spatiului subteran.

Fig, 20. Metode si principii care s-au utilizat pentru calculul parametrilor speometrici: a) distantele parcurse in subteran; b) liniile de viza de la cartare; c) principiul continuitatii; d) principiul discontinuitatii (cel corect).

In momentul de fata se calculeaza si se utilizeaza urmatoarele categorii de parametrii speometrici:

cote specifice;

distante reale directe si distante care se insumeaza; cele directe pot fi masurate pe directiile conventionale ale sistemului de referinta (planul orizontal al hartii sau in cel vertical al axului gravitational) sau pe directii conventionale oarecare;

distante proiectate (directe si insumate);

suprafete reale sau proiectate;

volume.

Parametrii necesari pentru caracterizarea unei forme subterane depind de tipul si complexitatea configuratiei spatiale analizate.

PARAMETRII DESCHIDERII

Se masoara in sectiunea intrarii (fig. 21), definita, in mod conventional, prin planul vertical -pentru pesteri si orizontal -pentru avene, trasat prin punctul cel mai retras al deschiderii - pesteri <a1-4>, respectiv prin punctul de cota minima a intrarii - avene <b1-8>.

A. Cota minima este cota punctului cel mai coborit situat: in podeaua deschiderii, in cazul intrarilor de pestera sau pe circumferinta intrarii, in situatia avenelor; in figura 21 sint ilustrate si diverse situatii particulare <c1-4)>. Cota minima se defineste prin:

(X, Y si Z) coordonatele absolute, ale suprafetei topografice (explicate in cap. 3);

(x, y si z) coordonate relative ale deschiderii;

(∆z) altitudinea relativa (m).

B. Dimensiunile deschiderii difera in functie de tip (pestera, avena), dar si de forma acesteia (fig. 22). La deschiderile cu forme simple ele sint distante directe ce se pot inscrie in interiorul sectiunii (interioare), iar la cele complicate sau compuse distante proiectate pe un plan de referinta (exterioare).

Fig. 21. Definirea sectiunii intrarii si a punctului de cota minima a acesteia: a) sectiunea intrarii si pozitia cotei minime la pesteri (plan si profil); b) pozitia cotei minime pentru diverse tipuri de intrari (profil).

Fig. 22. Dimensiunile deschiderilor: a) deschideri tip pestera - a₁, a₂ dimensiuni interioare, a₃.₅ dimensiuni exterioare; b) deschideri tip aven - b_l,b₂ dimensiuni interioare, b₃ dimensiuni exterioare.

Fig. 23. Parametrii unui sector de retea subterana: a) proiectie in plan vertical; b) dezvoltare in spatiu; c) proiectie in plan orizontal.

a. Deschideri tip pestera <a>:

(h) inaltimea interioara - cea mai lunga linie verticala inscrisa in sectiunea deschiderii; este inaltimea reala a deschiderii si ar trebui masurata numai din podea, dar din necesitatea practica a cunoasterii unei inaltimi interioare utile se ia in considerare cea mai lunga verticala inscrisa in deschidere <a5>;

(h') inaltimea exterioara - distanta intre punctele extreme ale sectiunii, proiectate intr-nn plan vertical;

(1) latimea interioara - cea mai lunga linie orizontala inscrisa in sectiunea deschiderii;

(l') latimea exterioara - distanta intre punctele extreme ale sectiunii proiectate intr-un plan orizontal;

(e) extensia deschiderii - cea mai lunga linie (care poate avea o pozitie interioara sau exterioara) situata intre doua puncte ale sectiunii deschiderii,

b. Deschideri tip aven <b>:

(e) extensia deschiderii (poate avea o pozitie interioara sau exterioara);

(g) grosimea interioara - cea mai lunga linie perpendiculara pe extensie, inscrisa in sectiunea deschiderii;

(g') grosimea exterioara - distanta intre punctele extreme ale sectiunii, proiectate intr-un plan perpendicular pe extensie.

(Ai) Suprafata deschiderii (m²) este suprafata sectiunii in planul conventional al intrarii.

PARAMETRII ELEMENTELOR RETELEI

Prin elementele retelei intelegem, deopotriva, galerii, puturi, hornuri, sali, sectoare si etaje din retea sau numai anumite tronsoane din acestea. Numarul minim de parametri necesari definirii depinde de complexitatea spatiala a fiecarui element in parte (fig. 23).

(+z; -z) Cotele extreme (m) - cotele punctelor: cel mai inalt (cota maxima) si cel mai coborit (cota minima) existente in elementul de retea analizat.

(L; D) Lungimea sau dezvoltarea reala (m) - lungimea sau suma lungimii axelor longitudinale ale modulului spatial sau ale modulelor ce compun elementul de retea; pentru sume se utilizeaza termenul de dezvoltare.

(Lp; Dp) Lungimea sau dezvoltarea proiectata (m) - dimensiunea lungimii sau a dezvoltarii reale, proiectata pe planul orizontal al hartii.

(Ev) Extensia verticala (m) - diferenta de nivel intre cotele extreme.

(d) Denivelarea (m) - diferenta de nivel intre punctele cel mai inalt si cel mai coborit situate pe axul (axele) longitudinal (e) al elementului analizat; din considerente sportiv-explorative, se confunda adesea cu extensia verticala.

(E) Extensia reala (m) distanta, in spatiu, intre punctele extreme ale elementului analizat.

(Ep) -Extensia proiectata (m) distanta intre punctele extreme proiectate pe un plan orizontal; nu se calculeaza pentru avene formate dintr-un put unic.

(h; h'; g; g') inaltimea sau grosimea sectiunii transversale (m) - inaltimile caracterizeaza galeriile si salile, iar grosimea puturilor si hornurilor pot fi dimensiuni inscrise in sectiunea golului (interioare) sau proiectate (exterioare) si se masoara la fel ca la deschideri; sint utilizate, deopotriva dimensiunile unui punct oarecare, cit si cele medii, maxime sau minime.

(l; l') Latimea sectiunii transversale (m) -dimensiunea sectiunii golului perpendicular pe axul sau longitudinal si pe inaltime, respectiv grosime; masurarea si utilizarea sint identice.

(As) Suprafata sectiunii transversale (m²) -se calculeaza, dupa necesitati, pentru sectiuni oarecare, medii, maxime sau minime.

(Ap) Suprafata proiectata (m² sau hm²) - suprafata totala a elementelor de retea analizate, proiectate in planul orizontal al hartii.

(V) Volumul sau cavernamentul (hm³) - este un parametru dificil de calculat, dar foarte elocvent; utilizat frecvent la sali.

PARAMETRII RETELEI SUBTERANE

Majoritatea parametrilor utilizati pentru caracterizarea formelor anterioare se calculeaza si pentru retelele subterane. Ei vor fi enumerati, iar explicatii se vor da numai in cazul unor precizari suplimentare si pentru parametrii specifici retelelor (fig. 24, 25). Punctul de origine al retelei este considerat punctul de cota minima al celei mai de sus deschideri (fig. 24a).

Fig. 24. Parametrii retelei subterane (I): a) stabilirea punctului de cota zero; b) parametru determinati de cotele specifice.

Fig. 2-5. Parametrii retelei subterane (II): a) determinati de pozitia in unitatea litologica; b) calculul unor parametri in planul orizontal al hartii.

Coordonatele sale relative sint: x=0; y=0; z=0;

(+z; -z) Cotele extreme (m)

(D) Dezvoltarea (m)

(Dp) Dezvoltarea proiectata (m)

(Ev) Extensie verticala (m)

(-d) Denivelarea negativa

(m) - diferenta de nivel intre cota zero si punctul cel mai coborit situat pe un ax longitudinal al golurilor ce compun reteaua.

(+d) Denivelarea pozitiva (m) - diferenta de nivel dintre cota zero si punctul cel mai ridicat situat pe un ax longitudinal al golurilor ce compun reteaua.

(d) Denivelarea totala (m) - suma dintre valoarea denivelarii negative si pozitive.

(da) Denivelarea absoluta (m) - suma lungimii axelor longitudinale verticale dintr-o retea subterana. Acest parametru se considera, uneori, in mod gresit, pe criterii sportiv-explorative, suma tuturor denivelarilor parcurse in retea.

(La) Lungime activa (m) - suma lungimii axelor longitudinale ale golurilor active ce compun reteaua (a nu se confunda cu lungimea cursurilor de apa); se calculeaza: fie valoarea totala, fie separat pentru golurile active cu regim permanent si cele cu regim temporar. Pentru anumiti indici speometfici se utilizeaza lungimea activa proiectata in planul hartii.

(E) Extensie reala (m)

(Ep) Extensie proiectata

(DV) (P) Distanta la versant si profunzimea (m) distanta maxima la care se afla reteaua subterana de cel mai apropiat punct al suprafetei topografice. Se pot diferentia: o distanta orizontala, fata de un versant si una verticala - profunzimea - fata de un platou, culme etc.

(dp) Denivelarea potentiala (m) - diferenta de nivel: fie negativa, intre punctul cel mai inalt al retelei si deschiderea carstica cea mai coborita, penetrabila (pestera, ponor, izvor) sau nu, cu care se presupune a fi sau a fost demonstrataa o legatura spatiala subterana nerealizata inca; fie pozitiva, intre punctul cel mai coborit al retelei si deschiderea carstica cea mai ridicata (aven, pestera, ponor, fisuri etc.); fie intre o deschidere mai ridicata si una mai coborita, cind exista un potential de denivelare a retelei in ambele directii.

(Ap) Suprafata proiectata (m² sau hm²).

(Aa) Suprafata acoperita (hm² sau km²) - aria poligonului care incadreaza punctele extreme ale proiectiei retelei in plan orizontal.

(V) Volumul (cavernamentul) retelei (hm³)

Calculul si utilizarea parametrilor speometrici nu exclud niciodata descrierea formei retelelor carstice. Valorile cantitative au rolul sa completeze si sa precizeze exprimarea configuratiei spatiale prin tipuri morfologice si morfogenetice.

Pentru intelegerea principiilor de calcul al parametrilor retelei subterane, vom reveni asupra definitiei pesterii si asupra cunostintelor pe, care le avern despre configuratia sa spatiala.

In baza definitiei, trebuie precizat ca parametrii speometrici se refera, intotdeauna, la dimensiunile golurilor care au putut fi explorate, dintr-o retea subterana, respectiv la un gol excavat, modificat de umplutura solida, stabila. Explorarea este, deci, numai o limita pina la care se face masurarea golurilor, iar distantele parcurse de speolog, in subteran, nu au nimic de a face cu criteriile de masurare sau de calcul al metrilor.

Prin geometria sa, reteaua subterana reprezinta o imbinare, in diverse maniere, a unor tronsoane de goluri (module) cu forme, dimensiuni, directii si pozitii in spatiu diferite (vezi cap. 1). Principalul element geometric de analiza a acestei diversitati este axa longitudinala a modulelor componente. In raport cu ea se definesc: tipul, dimensiunile, directia si pozitia in spatiu a golului.

Nu trebuie sa se faca o confuzie intre felul cum se masoara distantele pentru cartare, unde se realizeaza o continuitate, pe drumul cel mai scurt posibil (linia de viza), intre punctele de statie si felul cum trebuie, printr-o operatiune aparte, masurate si insumate dimensiunile reale ale golurilor: lungimile se masoara in axul longitudinal; latimile pe directii orizontale; inaltimile in axul gravitational.

Prin felul cum se imbina modulele inlre ele, axele lor longitudinale nu se afla, intotdeauna, in continuitate, asa ca la insumarea lungimii acestora nu se vor adauga eventuale dimensiuni ce leaga aceste axe. La efectuarea oricarui calcul se impune respectarea unei reguli de baza: intr-o suma nu se pot include decit parametri de acelasi fel si calculati prin aceleasi metode. Deci, nu vom putea include in calculul dezvoltarii, laolalta, lungimi, latimi si inaltimi sau in calculul denudarii, inaltimile unor goluri nedenivelate. Este bine.de asemenea, sa tinem cont de faptul ca cei trei parametri de baza ai unei pesteri, pe care ii vom explica in detaliu - dezvoltarea, denivelarea si extensia - sint un minimum utilizat in practica speologica de rutina.

CALCULUL DEZVOLTAARII

Dezvoltarea este principalul parametru al unei retele subterane, dar ramine, totusi, una dintre multiplele dimensiuni ale acesteia. Prin intermediul sau, in decursul timpului, speologii-exploratori au incercat sa cuprinda sintetic si sa exprime mai fidel complexitatea cavernamentului. Au fost inventate reguli nejustificate de masurare si insumare a unor dimensiuni diverse, din dorinta obtinerii - prin intermediul dezvoltarii - a unui parametru unic si atotcuprinzator. Acesti speologi an pierdut din vedere faptul ca o singura dimensiune nu poate sa defineasca un spatiu tridimensional - cum sint pesterile si avenele.

Dezvoltarea se masoara in axul longitudinal al golurilor ce compun reteaua, stabilit prin conventie (intocmai ca la cartare) la nivelul podelei sau, in galeriile accidentate, la 1-1,5 m deasupra, pentru a se exclude dimensiunea unor forme secundare nesemnificative.

Fig. 26. Calculul dezvoltarii la tronsoanele de galerie: a₁ galerie rectilinie (plan); :a₂ galerie cu nise laterale (plan); a₃ (plan), a₄ (sectiune) galerie meandrata; b) tronsoane orizontale (profil) - b_1-3 diverse neregularitati ale tavanului si podelei, b₄ prag, b₅ poduri naturale, b₆, podea in trepte; c) galerie inclinata cu podea in trepte; d) galerie in trepte.

Fig. 27. Calculul dezvoltarii la imbinarile tronsoanelor de galerie: a) coturi simple plan); b) succesiuni de coturi (plan) - b₁ tronsoane echivalente,b₂ tronsoane inegale, b₃, b₄ sifoane (profil); c) intersectii - c_: cu fisuri impenetrabile, c₂ in "T', c₃ in "Y', c₄ in cruce, c₅ laterale, suspendate; d) succesiune de intersectii- d₁ bucle laterale, d₂ galerie de legatura, d₃ pilieri.

Fig. 25. Calculul dezvoltarii la puturi si hornuri: a) puturi; b) coluri l» plan vertical; c) intersectii in plan vertical.

Pentru a se insusi metodica corecta de calcul a dezvoltarii, se vor respecta exemplificarile din figurile 26, 27, 28 si 29, intocmite pentru principalele configuratii spatiale subterane - galerii, puturi si hornuri, sali - pe care le completam cu minatoarele reguli si precizari de ordin general:

masurarea incepe din sectiunea intrarii;

coturile se considera continuitate de axe la modulele echivalente, daca acestea sint situate in plan orizontal si discontinuitate in restul cazurilor;

intersectiile sint discpntinuitati indiferent de pozitia in spatiu; regula de masurare difera dupa tipul de intersectie - (a) se masoara axul golului principal si axele ramificatiilor secundare de la linia de imbinare a golurilor; (b) se masoara toate, axele de la linia de imbinare a golurilor;

puturile si hornurile in combinatie cu pasaje orizontale formeaza intersectii care se masoara de la linia de imbinare a golurilor situata in podea, pereti, respectiv tavanul galeriei din care pornesc (fig. 28);

golurile, laterale intra in calcul numai daca au o lungime mai mare de 2 m si mai mare decit latimea ori inaltimea lor;

salile, indiferent de latime sau de numarul galeriilor laterale se masoara numai pe directia axului longitudinal (axul poale fi drept sau curbat, orizontal, inclinat sau vertical) (fig. 29);

pilierii si podurile naturale se considera intersectii (fig. 27.b3, respectiv fig. 26.b6);

marile acumulari de blocuri sau barajele stalagmitice, ce modifica axul longitudinal si nu pot fi evitate pe nici o directie, se masoara (pe directia axului) eliminindu-se dimensiunile secundare (fig. 29);

sifoanele sau galeriile inecate respecta aceleasi conditii.

Fig. 29. Calculul dezvoltarii la sali: a) diverse pozitii ale axului longitudinal (plan); b) rolul umpluturii speleale in determinarea axului longitudinal - b_1, b₂ nu influenteaza, b₃ modifica axul.

NU SE IAU IN CALCUL: distantele de la ax la goluri laterale sau inaltimile la care sint situate acestea; latimile si inaltimile golurilor; baza puturilor; dimensiunile niselor sau teraselor laterale; denivelari ale planseului (inclusiv saritori si praguri) a caror dimensiune nu este materializataa, printr-o distanta, in axul longitudinal; buclele si nivelele superioare ale meandrelor; microforme; blocuri sau grupuri de speleoteme izolate; adincimea ripei in bazine sau lacuri; directii impenetrabile pe fisuri sau conducte.

Calculul dezvoltarii este o operatiune speologica aparte, dar se poate face in paralel cu cartarea, prin inscrierea dimensiunilor intr-o rubrica suplimentara a carnetului de cartare.

CALCULUL DENIVELARII

Denivelarea este o diferenta de cota intre extremitatile axelor longitudinale ale golurilor ce compun reteaua. Calculul denivelarii trebuie sa respecte principiul de stabilire a cotei zero si sa se raporteze la punctul de origine al sistemului de referinta. Aceasta cota este stabilita, la golurile ce pornesc orizontal sau oblic, pe podeaua deschiderii, deci, in galeriile orizontale sau oblice, denivelarea se va raporta, intotdeauna, la podea si pe directia axului longitudinal, iar in golurile verticale la nivelul pina la care coboara (puturi) sau urca (hornuri) axul. Din aceasta regula rezulta faptul ca inaltimea golurilor orizontale sau oblice nu fac parte din denivelare. Pentru rezolvarea corecta a unor cazuri particulare se impun citeva exemplificari (fig. 30).

O pestera cu podeaua orizontala este o pestera nedenivelata, indiferent de inaltimea galeriilor si a salilor ce o compun. Daca intr-o pestera orizontala exista un horn mai lung de 2 m, extremitatea superioara a hornului va stabili valoarea denivelarii pozitive, chiar daca exista in alte galerii sau sali o cota extrema mai inalta. Denivelarea negativa se raporteaza la o podea; se exclud din calcul excavatii secundare (marmite, gropi in aluviuni etc.) cu dimensiuni sub 2m, ce nu intra in categoria de "gol lateral'.

Denivelarea se determina prin calcul, pe baza cotelor.

CALCULUL EXTENSIEI

Calculul extensiei reale. Extensia reala se calculeaza pe baza extensiei proiectate si a diferentei de cota dintre cele doua puncte de pe planul pesterii, intre care se masoara extensia, prin formula:

E= sqr(Ep²+∆h²)

Calculul extensiei proiectate. Extensia proiectata in planul orizontal se calculeaza prin masurarea, pe planul retelei, a distantei dintre punctele extreme ale spatiului subteran (fig. 25. b) si prin transformarea valorii obtinute la scara de proportie a hartii.

GRADUL DE PRECIZIE A PARAMETRILOR SPEOMETRIEI

Precizia parametrilor speometrici depinde numai de exactitatea masuratorilor, deoarece principiile si sistemul de calcul trebuie sa fie intotdeauna aceleasi. Clasele de precizie a masuratorilor sint identice cu cele de la cartare (vezi cap. 3), dar in tara noastra, pentru a fi incluse in "Catalogul pesterilor', ele se admit incepind cu clasa minima patru.

Fig. 30. Calculul denivelarii si raportul acesteia cu cotele extreme: a) galerii nedenivelate; b) denivelari pozitive; c) denivelari negative.

INDICI SI COEFICIENTI

Parametrii speometrici reprezinta indicatori cantitativi ai retelei subterane. Prin intermediul lor, cunoastem principalele dimensiuni ale unei pesteri sau putem compara si ierarhiza retelele speologice intre ele. Numai ca dimensiunile ne spun, uneori, mult prea putin, iar in interpretarea morfospeologica este necesaraa, in egalaa masuraa, cunoasterea si analiza formelor subterane. Speometria, prin diversele grade de prelucrare a valorilor cantitative directe, permite si stabilirea unor indicatori mai complecsi pentru caracterizarea spatiilor subterane, respectiv o serie de indici si coeficienti.

Numarul indicilor si coeficientilor speometrici este foarte mare, iar permanent pot aparea altii noi. Cei mai multi dintre ei sint indicatori utilizati in analize sau interpretari complicate si de stricta specialitate. Exista si citiva indici de baza, foarte utili si simpli, care se calculeaza pentru toate pesterile, indiferent de importanta sau de marimea golului subteran.

INDICELE DE DEZVOLTARE (ID)

Acest indice reprezinta raportul dintre dezvoltarea unei retele carstice (D) si extensia sa (E). Se calculeaza atit cu valorile reale ale dezvoltarii si extensiei, cit si cu cele reduse in planul orizontal:

ID=D/E, sau ID=D_p/D_e

Exprima complexitatea globala, relativa a configuratiei spatiale a retelei, in raport cu directia si distanta sa maxima de extindere. Valorile indicelui permit o clasificare a golurilor si retelelor subterane dupa gradul lor relativ de complexitate:

1. goluri liniare- ID = 1;

2. retele relativ simple- 1<ID<3 - dezvoltare pe o directie dominanta; conditionare tectono-structurala importanta; dezvoltare verticala redusa;

3. retele cu complexitate medie - 3<ID<10 - retele dendritice; modelare in regim vados; dezvoltare pe verticala medie;

4. retele cu complexitate mare- ID>10 - retele labirintice.

Date fiind ponderea sectoarelor meandrate si numarul confluentelor subterane in cresterea valorii indicelui, acesta s-a utilizat, in mod gresit, si sub numele de "coeficient de meandrare' sau "indice de ramificatie'. O alta greseala frecventa este calculul raportului pe baza dezvoltarii reale si a extensiei in plan.

INDICELE DE VERTICALITATE (IV)

Reprezinta raportul dintre denivelarea absoluta (da) a unei retele subterane si denivelarea sa totala (d):

IV= da/d

Exprima ponderea golurilor verticale in cadrul retelei (gradul relativ de dezvoltare spatiala in plan vertical). In baza indicelui, se clasifica retelele cu goluri verticale in urmatoarele tipuri (fig. 31):

1.     retele dezvoltate spatial printr-o succesiune unica de goluri verticale si galerii inclinate- IV<1 <c>;

2.     retele dezvoltate spatial printr-un gol vertical unic IV=1

3.     retxele dezvoltate spatial prin goluri verticale paralele IV>1

INDICELE DE EXTENSIE (IE)

Reprezinta raportul dintre extensia proiectata in plan orizontal (Ep)' si extensia verticala (Ev) a unei retele subterane:

IE=E_p/E_v

Fig. 31. Indicele de .verticalitate: a) 1V=1; b) IV=0; c) 1V<1; d) 1V>1.

Fig. 32. Indicele de extensie: a) patrulaterul extensiei; b) tipuri si subtipuri de cavernament vertical stabilite pe baza indicelui.

Exprima directia generala de dezvoltare, in plan vertical, a retelei. Valorile indicelui permit clasificarea retelelor in tipuri de cavernament (fig. 32):

1. retxele verticale- IE<1;

1a. cavernament vertical- IE<0,5;

1b cavernament predominant vertical- 0,5<IE<1;

2. retete m-ixte- 1<IE<5;

2a. cavernament moderat vertical - 1<IE<2; .

2b. cavernament moderat orizontal - 2<IE<5;

3. retele orizontale - IE<5;

3a. cavernament predominant orizontal - 5<IE<10;

3b. cavernament orizontal- IE>10.

PANTA MEDIE (Pm).

Panta medie reprezinta unghiul facut de denivelare (d) cu dezvoltarea reala (D) a unei retele subterane si se calculeaza dupa formula:

sin P_m = a/D

Exprima inclinarea medie a axului longitudinal al retelei, intre punctul sau cel mai inalt si punctul cel mai coborit. Dupa valoarea unghiulara a pantei mediii deosebim urmatoarele tipuri de retea:

1.     retele orizontale si suborizontale - Pm<10°;

2.     Fetele stab inclinate 10°<Pm<30.°

3.     retele mediu inclinate- 30°<Pm<60°;

4.     retele puternic inclinate- 60⁰<Pm<80°

5.     retxele verticale si subverticale - Pm>80°

UTILIZAREA DATELOR GEOMETRICE

O data cu cresterea preciziei indicatorilor speometrici, a crescut si gradul lor de utilizare.

In primul rind, a devenit un fapt curent ca simpla mentionare a unei pesteri sa fie insotita si de principalele sale dimensiuni, iar cind prezentarea acesteia este mai detaliata, o parte din parametrii speometrici sau indici sint nelipsiti. Dar, nu numai la atit se limiteaza utilizarea datelor speometrice. In functie de scop si de gradul de prelucrare a valorilor cantitative, informatiile speometrice sint din ce in ce mai mult utilizate, atit in orientarea explorarilor, cit si in interpretarea carstului.

IN EXPLORARE

Cind se epuizeaza toate posibilitatile directe de explorare a unei pesteri, inainte de a apela la tehnici speciale (escalade, dezobstnictii, derocari etc.) si, in paralel cu stabilirea pozitiei retelei in sectorul carstic pentru eventuale racordari spatiale (vezi cap. 1), este bine sa se efectueze sxi o analiza speometrica. Mai intii, va fi analizata inaltimea galeriilor subterane, pentru a constata daca nu apar sectoare cu dimensiuni inexplicabile prin alte cauze sau procese (schimbarea rocii, prabusiri etc.) si in care ar putea sa existe confluente sau captari nedescoperite. In asemenea sectoare se va compara amonte-aval suprafata medie a sectiunii galeriilor. In cazul mai multor galerii blocate la capat, cind vrem sa stim intre care dintre ele a existat o legatura, vom compara, mai intii inaltimile si morfologia sectiunilor, iar cind acestea nu sint concludente, se va calcula, pentru galeriile analizate: suprafata sectiunii, gradul de sinuozitate sau panta medie (cu precizarea caa, de regula, pantele reale descresc spre aval). Compararea acestor indicatori ne va oferi date mai sigure pentru alegerea locului in care se va recurge la tehnicile speciale de explorare, in scopul jonctionarii galeriilor. Toate cazurile de analiza speometrica trebuie efectuate, in paralel, cu analiza formei, directiilor si pozitiei retelei in spatiu (fig. 33).

IN INTERPRETAREA RETELEI SUBTERANE

Fig. 33. Exemplu de utilizare a datelor speometrice in depistarea si explorarea unor galerii blocate: a_1-3 etaje; .b_1,2 b₃ galerii de legaturaa.

Unul dintre principalele scopuri ale analizei si interpretarii retelelor subterane este descifrarea conditiilor si etapelor in care a avut loc geneza si evolutia lor, iar pentru aceasta investigatie, datele si metodele speometrice sint indispensabile. Amintim numai ca pe baza lor se pot individualiza in configuratia subterana sectoare, nivele sau etaje cu morfologie unitara, se poate stabili tendinta evolutiva generala de la un nivel ori etaj la altul sau aprecia ponderea factorilor si proceselor modelatoare.

IN INTERPRETAREA CARSTULUI

Interpretarea unei regiuni carstice este o operatiune laborioasa, care necesita o pregatire si o specializare carstologica prealabila. Cu toate acestea, un speolog-prospector, al carui interes s-a indreptat, in egala masura, si spre relieful de la suprafata, poate realiza, prin mijloace simple, pe baza datelor pe care le detine, o descriere si o caracterizare a unei regiuni carstice. Pentru asemenea preocupari este necesar sa se cunoasca citiva indici morfometriei simpli, cu ajutorul carora sa se caracterizeze si sa se exprime, sintetic, endocarstul regiunii respective.

DENSITATEA DESCHIDERILOR CARSTICE (DD)

Reprezinta raportul dintre numarul deschiderilor carstice (pesteri, ponaare, izvoare) si suprafata unitatii carstificabile (nr./km²). Se intocmeste global sau pe tipuri de deschideri: retele penetrabile sau impenetrabile; retele active (colectoare sau debitoare); retele peste o anumita dimensiune (dezvoltare, denivelare, extensie etc.). Ilustreaza deopotriva potentialul carstificarii, amploarea si penetrabilitatea endocarstului, deoarece un numar mare de deschideri, in carst, reprezinta, in primul rind, un numar mare de ini rari si de iesiri ale apei si deci o densitate crescuta a circulatiei apelor subterane si o amploare a proceselor speogenetice.

DENSITATEA RETELEI SUBTERANE (DR)

Reprezinta raportul dintre dezvoltarea redusa cumulata a retelelor carstice si suprafata unitatii litologice (km/km²). Exprima densitatea, raportata la un plan orizontal, a retelelor subterane, indicind sugestiv gradul de carstificare. Date interesante pot rezulta din comparatia indicelui cu densitatea retetei .de fisuri sau cu densitatea retelei hidrografice.

INDICELE DE CAVERNAMENT (IC)

Reprezinta raportul'dintre volumul retelei subterane si volumul total al unitatii litologice (masivului carstic):

Ic= V/V_m (%).

Se poate calcula fie numai pe baza datelor referitoare la reteaua explorata si exprima cavernamentul explorat, fie prin insumarea volumului explorat cu volumul galeriilor inecate, obtinut pe baza datelor hidrogeologice, iar indicele va exprima cavernamentul total. Valoarea indicelui este elocventa pentru caracterizarea, gradului de carstificare a unui masiv.

O treapta superioara a utilizarii datelor speometrice este interpretarea pesterilor dintr-o regiune carstica, in scopul stabilirii principalelor caracteristici sau a identificarii unor tipuri si elemente specifice acestora. Numai ca, o astfel de operatie presupune sistematizarea inventarului speologic dupa numeroase criterii si prelucrarea a foarte multe date.

Speleograma este o metoda statistica care permite analiza si interpretarea, sintetica a inventarului speologic, pe baza principalilor parametri si caracteristici ale pesterilor. Ea se realizeaza si se reprezinta fie prin intermediul unor tabele centralizatoare, fie prin grafice (curbe, coloane etc.), pentru zone sau regiuni carstice cu numar mare de pesteri sxi pentru care exista date unitare sau comparabile, obtinute printr-o metodologie comuna de lucru.

In speleograma, inventarul speologic se poate ordona dupa unitati teritoriale, tipuri de pesteri, indicatori speometrici sau alte caracteristici ce pot constitui un criteriu unitar de analiza. Pentru fiecare diviziune; in parte datele se inscriu in linii si coloane separate (in cazul tabelelor) prin valori insumate, medii, maxime, minime, procente, (dupa caz) sau alti indicatori ai grupei de pesteri la care se refera diviziunea respectiva. Recomandam, drept model, o lista cu principalele criterii de sistematizare a pesterilor intr-o speleograma:

unitati si subunitati teritoriale - unitati de relief, unitati geologice, bazine hidrografice sau hidrocarstic, unitati ale inventarului speologic, unitati administrative;

tipuri de roca - dupa diverse criterii - exprimate in km² sau %;

tipuri de carst sau domenii morfologice - tipuri si pozitii in cadrul lor

altitudinea absoluta si relativa - intervale altitudinale;

deschideri carstice - tip, nr. sau %;

dimensiuni - intervale specifice de dezvoltare, denivelare, extensie, suprafata acoperita sau volum - nr. sau -%-,

dimensiuni cumulate - dezvoltari, denivelari, extensii, suprafete acoperite sau volume cumulate -nr; m⁸; hm³;

indici speometrici sau morfometriei - valori medii, maxime, minime sau cumulate;

tipuri si regimuri hidrologice - tip; nr. sau %;

tipuri si regimuri topoclimatice - tip; nr., sau %; .

elemente legate de explorarea, prospectarea sau conservarea pesterilor.

In alcatuirea speleogramei, in functie de scopul urmarit, oricare dintre criteriile enuntate poate fi un criteriu principal. De exemplu, daca ne intereseaza sa sistematizam pesterile in functie de subdiviziunile teritoriale ale unei regiuni carstice, vom aseza (intr-o speleograma sub forma de tabel), pe orizontala, unitatile teritoriale, in ordine crescatoare (sector, zona, regiune carstica), iar pe verticala toate celelalte caracteristici sau elemente care ne intereseaza. Atit liniile cit si coloanele pot avea si criterii secundare de subdiviziune. Astfel, unitatile teritoriale pot fi subdivizate, de exemplu, in tipuri de roca, bazine hidrografice etc., iar parametrii si celelalte caracteristici pot fi impartite, in grupe mari, pe tipuri de pesteri (hidrologice, de exemplu). In final, vom obtine, pentru fiecare unitate teritoriala, diversii indicatori statistici ai grupelor de pesteri.