PAGE 60

-4.7 La geometric des cavites et des rcseaux karstiqucs les distances re elles cumulees ; l cs distances projetees (clirectes ou cumulees); l es s urfaces rc e ll es; l es surfaces proj e tees. r Lr F i g. 1.3.3 Lc rapport entre lcs. parametres gcom6triqucs, l es p a rametres topospeleomctriqucs ct. l e s para.metrcs cartospel eo metriques. L l on guct\r sur l 'axc; D .-;-. longueur su.r l o planc hor; Lr longu eur r edui tc; g -epai sscur rccllc; h -hatitcur ( conventio nn e ll e); h h auteur. oxtc ri cUJ:e; I largcur rccll e ; l l a rgcur cxte ri eure The l'a.lios betw e en the g eometrieal, to posp e leom etrical and cartospeleo m c fricrt! paramet e r s. L -length a l ong t h e axis; D lc-nglh al011g the jtoo1 ; Lr -proje cted l ength:. g-r eal. llliclmess; h h eigt h (conv enfio-nal); h' -c:rtur11af. h eight; l 1'cal c -external width. 59 I .. es parametre s syuthetiques : e xpriq1en t g lob alcm e n t -par un e va l eur r ee ll e ,{le volume ) ou abstraite (l es indic es ) -nne ou plusi c u rs caracte ristiqud de l a co nf iguration, analyse es dan s !'e n semble : l es distances moyennes; l es pentes: l es p entes moye nn es; l e s volumes; l e s indict'S (rapports, coeffici ents e t c.) Le nombre des parametres dime nsionncl s ou d es indic es .necessaires e n \'Ue d e la caracte risatJon d'qn .espac e d eperid. du type e t d e l a configur a tion . La spi!.iom.itri e d e s form e s gcon tetriques ilemeutai res La spe l eometri e d es formes e l e m enta ir es es t la spe l eo m e tri e des es paces assimiles o u ge n e r a li ses aux categori es geome triq u e s e l e mcntair es; a u cas du present chapitre d es tronyons unitai res d e cavitcs e t d e r eseaux soute r-

PAGE 61

Cristian Goran rains La speleometric a done une La se generale, par l a d efinition e t la d es cription d es form es et un. autre base specifique, par: I a sig nification spel eog r aphiquc d e ces form es. Ses appreciations quantitatives sont correctes. e t suffisante s si e lle s r e u ss i ssent, e n egale mesure d'exprimer .e t l es troi s a spects d e la configuration spatiale: la tonne, lcs dimenswns c t la position d::ms l'cspac e --2 1 2 1.2.3.1. de Ia. COHjiguratio n spa.tial e P our !'expr ess ion de la configuration spatialc d e c ertains tronc;ons spatiaux unitaires d es cavites e t d es r eseaux souterrains s'utilisent autant l es parametres g
PAGE 62

:49 La geometire d e s cav.ites et des resea.ux ka.r stiques . L :Jl{ld,iee d'iueli:r,mj$(!11 .representele rappO.rt enae dtl! l'axe dans 1 e plan horizontal et telle proj etee dans 1 e pla' n v ertical: -[:__ : I D = 1 I D > 1 A Ep d II> 1 Ep B Fig. 1.34 L'analyse d e l'a.xe longitudina l du module par l e calcul: A-d e l 'indicc d e dcve loppcment; B-d e l'inclicecleinclinaison. The analysis o f th e longit ud i11al axi s o f the m odule ( eiamp l e f o r th e ca.lwlation): A tlie d evclo pntelll index; B tke slop e ind ex. La valeur de J'indic e es t supra-\mitaire pour l es m.o9ul es a l'angl e d'inclinaison de < 45 e t s ous-uni 'taire pour c eux a I' angl e > 45 Pour certains modules ave c l e s axes courbe s e t h elicoidaux, la valeur d e l 'incl ic e 11'es t pas toujours s u kgestive L'al1alyse des scctio11s du module 1:-'<:\nalyse spatiale se fait par l e rapport entn: l es sections r ee !l es et. c e ll es.,,ideales ( circ ul ai r es ) ou. tres uniformc s (carre es); !'analyse e n plan se fait p:u:.:l e rapport entre l e s sections re e U es; sul' l e s :direc tion s d om:in' antes du .module, et leurs projeetion s I : 35). Le 111pport de de Ia section dt{ pour l'a sect ion oppositioi1Ii e ll'e' (fransvei s a l e ) et r cpres entc l e r apport entre l'aire d e l a section r ee ll e anal ysee e t cellc d e son ce rcl e circon scrit (la lFs As La valeur du rapport es t IFs = t ,.pour l es sections circulaires et s ous-unitaires pour toutes l e s autres.

PAGE 63

62 Cristian Goratt 50 Le rapJ.Urt de forme de Ia direction du module est l e rapport entre l'airc du quadrilatere droit c t l'airc du dans l e quel s'inscrit la s urfac e principale du module: A '>o c "--IFd = L.l p / /1:----r---I---------L __ ., / A --::;..-. v -/ J Fig. LJ5 L'analysc des sect io n s dn module par l c caicui: A -du rappor t d e forme de I a section; B-du rapport de forme de Ia direction d u module; C -du rapport horiz onta l de forme de Ia direction du module; D -du rapport vertical de forme de Ia direction d u module. The analysis of the moduh s ect ions ( e.w nnple for {he calCHla.tion): A '-the forn!"ra t w of the section 's module; B-th e form 1a./'io of the direction 's module; C hori z on tal fonn r a t io of th e direction's module; D -the vert i cal f onn mtio of t!zc d1:rection.'s iwdtile. La valeur du rapport es t IFd < 0,5 pour les modules un. idir cct ion nels et entre 0,5 e t 1,0 pour l es modules pluridirectionnels. Le raJlport horizontal de forme de Ia direction du module est l e rapport entre l a projection dans un plan horizontal de la surface principale du modul e ct 1 aire nell e de cette surface: Apo loFd = --Ar

PAGE 64

51 La geometric des cavitcs' et des tcseaux k arstiques 63 .La valeur. du rappbrt es t IoFd = I, pour l es miJdul e s e n position horizontale e t sous-unitaire pou r l e r cs t e des positions. I.e J'llJIJlOI't de i'mme de Iii du module le r2pport entre la projection dans un plan vertical d e la surface du module c t J'aire r cc ll e de c ettc surface: lvFd = Apv Ar La val eur. c!u es t IvFd = I,' pour i es pos ition s vertic a l es d e s module;>, ct sous-unitaire pour J e r este d es positions. L'analyse d e dzt module L'an. a l y s e se fait dans la pos i t i on ncll e p a r l c r apport ge11iral de jor me d 1 t mo'dul e c t par un rapport pos i tiomt c l d e .forine, qui r epresentc un rapport entre un volume inscrit, dans l a pos ition e t un volumr>, inscrit dans I a positidl1 noi'male (fig. 1 .36). A B I tg. I. 36 'L'an alyscde l'cspacc du m odule par l c calcul : A -du rapport general d e form e du module; B-rapport positionne l de forn1c du module ('B). ,The cmqljsis o f the module space (e.rample f or the wlculatioH); A t h e general ratio f o r th e form' s modt!le; B the positional ratio f o r the form's mod ule . I..e rat)POJ't .!Jenera) de forme du moduled est l c rapport entre l e Y o l u!ne d u parallE!lepipede et c e lui' du cube dans l cque l s'inscrit J e module : lFg = L :J.g r_a La val eur du es t IFg < 0 ,25, .. p6ur l es tnodules u nidirecti onnel s entre 0 25 e t 0,5, pour J cs modules bidirectionne l s ct entre 0 ,5 et 1,0, pour l es n1odul es tridirectiqlmels. te: 'ri.1ppoh de forme du es t l e rapport entre l e vohlme j)a'fallelepipedique in scrit a u 1nodul e .. e n pos ition re e ll e e t l e volume

PAGE 65

Cristian Go,ral,l 52 d'un. d e u)\ieme parallelepipede, normal au systeme oxyz qtu in:scri t .le premter: Vi lpFg -=Vn La valeur du, rapport est ltlFg = 1, pour les modul e s e n horizon tale v e rticale-longitudinale ou verticale-transversal e e t sous-unttatr e pour l e r este d e s positions des modules 1 Les parametres d e scriptifs aussi bien que c eux synthetique s un plus de cont enu et, iinplicitement, un plus de signifieation 'dans l e cas de certains espac e s souterrains plus compliques -.les. Ils sont, aussi, des indicateurs a s ignification morphodynamtque claire (gm ,va etre discutee troisiGme partie du present ouvrage). avon s con s .idere necessair c la. presentation _du plus grand nombre : de parametres possibles, dans la note pour soulign e r leur universalite : :et pour acc entuer !'importance des formes elementaires dans la mise en evide nce ou bien le dechiffrement de la configuration, n :s pectiv c m ent du devcloppement spatial des cavites et des reseaux karstigues. BTBLTOGRAPHIE BAGL1AN F., COMAR M ., GHERBAZ F., NUSSDORFER G ( 1990) J\lfanuale d! r ilie vo ipogco. Dir reg. d ella planificazione teritoria l e -Friuli-Venezia Giu1ia, 216 p., Trieste. BLEAHU :1\'I. ( 1973) Die entst e lw.ng 'e1 unde ririf,isch e n Rev Roum. G e ol. Geoph. Gee gr,. scrie G eogr., t 17, no. I pp: 3-18, Buc . -. : BLEAHU M. ( 1982) Relieful carstic: Eel. Albat'N{s 29,6 p l;lu c DUBLYANSK'r-, V : N .. ILYUSKN:v. V., V -E. (1980) M orpho m etric charact e ristic s of'eq,jJes. The British ( J w er', vol. 76 FAUCHE M., M .A.UTREF' A : (1'991)' Sptfltfo graphie 333 -p.-. ' GEZE B. ( 197 J) L e x iq11-e cles lerm es franyais clc spelio logi c physique cl d e harstolog1 : e Ann. Spe l e ologie t. 28, { I, pp. 1-20. \ GIURGIU I. (1979) Spe om etrie Bul. lnf. C.C.S.S. nr. 3, pp. 105-111, Buc. GORAN C (1, 882) Cata,log ;11l din R o miin.ia J98L C.N1E.F.S., 496 p. Buc. .. . : , GO RAN C. ( 1984) Le rapport entr e l"ext.cnsion e t l e dtfvetojJ pcm ent du. eave t nemml, ua indic c spiltfom etrique el o qu ent. Theoretical and applie d vol. I, Buc. GO RAN C ( 1988) considir.atio n's tMo r iiju es su.r l e 1iwclc lag e harstique . Trav.-' lnst. Speol. ,.E. Rac ovitza'-', t. XXVII, pp. 93-97. Buc. GO RAN, C Speltfomtftrie des cavitis 'ct des res eaux sout c rra ins. I. L e s pammi:tre s speltfomitriqucs: definition e t utilisation. Trav. lust. Speol. ,.E. Racovitza", t XXX, pp. 129--:-!58, Buc.. 1 GROSSEENBACHER Y. ( ISJ9i) Topo grc;j Jllic s outc rra i n e S oq. ,Suisse ae no. 4, 103 p., N e u c hii.t el. LANGE A Int1'0d1t ctory not es on /h e o hn:nging geom etry o f ca-ve struc t u r e s. Cave Studies, no 11, pp. 69-90. LANGE A ( 1963) Pla.ne s of r e ponse in Cave Notes, vol. 5, no. 6, pp. 41-48. 1\{AC I. Ele mente d e g e omorfolog i e (lin .amie d Aoad., 214 p., Buc. MAIRE R. Elements. d e lwrstologje physique. Spdunca, sup!. no. 1, 57 p. 1\fANGIN A. ( 1975) C ontributions a l'ct ; td e hydrogeologiqu e .dq aqnife rcs karsti que s Ann. Spcl e ol. t. 29, f. 3 pp. 283-)82; t 29, f. 4, pp. 495-601; t.. 30, f . l.' 'pp. 21.,.-)24 POVARA I., GO RAN C., GUTT W Speolo_gia gh i(i practl.c . Eel : Sport-237 p. Buc \ I . I -lll .

PAGE 66

53 La gcomc tric d e s ca-.,ites e t des t e seaux karstiques 65 RENAULT PH. ( 1 958) Elifm ents d e speltfomcrp i wlogie kars tiqu.e. Ann. Spe l eo l. t XIII, f. 1-i. RENAULT PH. ( 1 972) La. morplwmetie s peteometrique. Spe lunca, seric i, no 2, pp. 5 1-57. RENAULT PH. R cm a.rques su.1 les nction.s d e lla. rst e t d e learstifica.tion e t s ur la definitio n d e ces tcnncs. Nor o i s vol. 2 4, no 95, pp. 23-35. RENAULT PH. (198 3 ) La. notion d e systimte llarstiqu e dans / 'e tude des rtfseaux d e haute m on tagn e Atti Convcgno Int. s ui car s o di a lta m ontagna, Imperia, vol. 1 pp. 145-1 60. TR!MMEL H (1968) Hol cn lmnde veri. Vi e w cg. Braunschwe ig, 38 0 p. ZAVOIANU I. ( 1 978). Mo1jomet 1 ia baz ine/ o r hidrografice. Ed. Acad. 174 p Buc. ( 1 98 0 } Micii enc iclopcdi e mat e maticii. E d T ehnidi 926 p. Buc 5 c -371\2

PAGE 68

Theoret i cal and Applied Kars totogy, vol. 5 1992,fJj; . 6 .7-81 EVOLUTION DU RESEAU HYDROG RAPHI QUE DU COULOIR DE DIMBOVICIOARA. NOTE 3 (Carpates Mf:ridionales -Roumanie) Trulun CONSTANTINESCU L es otwra.ges publics anterieurc m cnt, presentcnt Ia genese et !'evolution d es vallees D1mbovicioara (Note 1) et Dimbovita (N'ot e 2). Dans cette note, !'auteur expose une synthese de du rescaua hydrographiquc, soulignant 2 traits es s euticls: -l e reseau hydrographiquc du Couloir de Dimbovicioara a subi des remanicments pl11s nom breaux que ce lui des regions 1i mi trophes consti tuces d es roches impermeables, rcmani e m ents determines par la mise au jour des calcain;s a differentcs eta pes; l e speci fiqu c d e l'e,olution est r endu par 3 phases de tron<;onn e rncnt, qui peuvent etre COrre Jecs a leC Jcs etapcs d'individua.Jisation morphologi(jUC du i.\ofassif Piatm Craiului et meme avec les complexes sculptunmx d es Carpate s M cridionales (Dorascu, H.iu $es, Gorno.,ita-Tableau l.). Jl.{o /s e llis : Roumanic; Co ul oim de Dimbovicioara; Massif Piatra Craiului; C ours rl'eau tronyonne; Tron
PAGE 69

68 Traian Constan t in ese u 2 L a zon e k a rstiqu e ,Coulor de Dfmbov-idoam" comprcnd 2 unites mor p ho logiqucs: I. J.e Masstf Piatra Cra1:ul-ui-une c r ete calcairc h aute ( 2 .00 0 m ) o u l e flanc ou es t du sy nclin a l d e m e m e nom ; 2 l e Couloir Rucar-Bra'/'1, av ec 2 son s-unites : IYUigurile (Gilmelr) Bramtlu i \ 1.50 0 m) un alig n cmen t de temoins d 'e ro sio n calcair es ou l e fl a nc es t du sv nclinal Piatra C r a iului; Platforma Brdnulu un e surface d'aphi ni sse m cnt d e 1.000 m a u N et de 1.200 m dans la partie central e (Photo 1). I. INDIVIDUALISATION M ORPHOLOGI QUE DU MASSIF PIATRA CRAIULt;I L'individualisa tion morpholo g iqu e du m ass if, r epresente l e r esulta t d un long proc ess us evo lutif, qui a presente 3 eta p es principal es: !'inve r s ion du r e lief ou l e d ebut d e l'indi v idu alisa tion l'individ uali sa tion partielle e t !indi v iduali sa tion propre m ent-dite (Fig. I B, C, D). 1. INVERSION DU C ette premiere etape a ete m arque par l e comm e nc e m ent d e l'indiv i dualisation du versant ouest d'aujourd' hui (Fig. I B). L e proc ess u s a e te ,declanche" par l a mjse au jour d es calcaire s du flanc oues t d\1 synclinal Piatra Craiului, action par laque ll e ce flanc es t d e v enu flmic probninent, vers la fin de l'Eocehe. 2. INDIVIDUALISATION liORPHOI,OGJQUE P1\RTmLLE La morphologic d'e nsemble du Couloir Mesoz oiqu e Dimbovic ioara p eut etre definie comm e un e cues{a, respective m ent Paliocuesta Coac a za (Fig 1 B et 3) La d euxieme etape a c _omme nce par la mi se au jour d es calcai r es du flanc ori ental du sy ndii1al, qui tout comm e l e fla n c o u es t es t devenu flan.c probninent, ce processus constituant un d es eff c t s impor tants de l'orogenese styTiqu e, a la fin du Miocene inf e rieur. En ce qui concerne la morpholo g i c gerlerale, on peut affirmer que s'etait -accentbe l e caractere de cuesta, m a is 'comme ex t e n s ion c ette f orme du relief s'etait diminu ee par la retraite du r eve rs s m : l'alig n e mcnt d u flanc oriental du synclinal; c'est l a Paleocu e sta Piatra Craiulu1: (Fi g. 1 C). 2 INDIVIDUAUSATION MORPJIOtOGIQUI' l'ROPIIEi\mNT-DJTE Li gei1ese e t !'ev olution d es vall ees Dimbov icioar a e t Riul Zarne)itilor qui repT esentent aujourd'hui la limite orientale du m ass if, s'imposent comme l es actions essentie lle es d e cette etape (Fig. I D et 5). La morphologi c d'ensemble etait, e n principe, s imil a ir e a c elle de nos jours e t done e n c ette e t a p e on p e -ut parl e r a. Massif Piatra Craiului.

PAGE 70

3 Evolution du Couloir de Dimbovicioara Photo J. C ouloir d e Dimbovitioam; 3 niveaux de denudation: 2.000 m: Masivul Piatra Craiiului; 1.500 m : Magurile (Gilme l c) Bra1iului; 1.000 m: Platfornia Branului. Dfmbovicioc1ra Passage; 3 denudatio-n l e v els: 2UUU m : Masivul Piatra Craiultti; 1.500 m.r Mdgtwi/e (Gilm e l e ) Bra11ului; I:OO'oni: Platfonna Bratlttlui. Photo i :Massif Piatra Craiului (V e rsant est, sect eur central). Piatr a Craiului Mass1j (West slop e antral sector).

PAGE 71

f Des,_,.,,_; ,,,. N

PAGE 72

5 Evolution du Coul oir de Dimbov i c i oara. 71 L'integration d e ces 3 etapes dans l e contexte d es com pl exes sculpturaux d es Carpate s M e ridi ona l e s (B o r asc u, Riu $es Gornovita) es t synthe tise e dans l e tabl ea u nr. 1 IT. EVOLUTION D U RESEAU HYDROGRAPHIQUE. ETAPES PRINCIPALES L evo luti o n du r esea u h y dro graphique constitue un e composan t e essen ti e ll e clu proc ess us cl'individuali s ation morphol og iqu e e t par cons e qu ent, l a corre l a tion d e s etapes exposees avec lc s etapes es t norm a l e 1 I'REMIEHE ETAPE Dans !'evoluti o n du r esea u h yd rographiquc on p eut defini r un e etap e anterieure an proc ess u s d' individu alisa tion morpholo g iqu e qui corr es p ondrait, done, clu Co)npl c x e Borascu I (Cretace final -Eocene superi e ur) Il n 'cs t pas que stion d e l e paleores ea u de c ette etape la, car il n'y a plus d es traces. L es donn ees gco l ogiques e t p a l eoge ographiqu es unanime m ent r cconnues nou s p e rm e t ent d'affirm e r qu e vers la fin du Complcxe Boras cu I, la r eg ion se pres entait s ous la forme d'une s urfac e niv e ll e a pcnte genera l e 0 E (Fi g I A). Par consequent, l e paleores eau rcs p ectif presentait lui -au ss i un e dire ction 0-E (SO-NE). S es ori g in es s e trouvaient sur l es mass if s crista llin s a !'oues t d e la limite du Couloir 1vies ozoi'que, m a i s pas loin d e ce llc-ci. L e ni vea u de bas e v e r s lequ e l c e paleores e au s'eco ul ait corre s pond a l a Depress ion de qui a c ette epoque -la etait r ecouv crte d'c au. Done, a !'e x ce ption du d'origin, dev e l oppe sur d e s chist es cri s ta llin s l a plus g r a nd e partie du paleor esca u etait approfondi e dans l e s cong lomerats v r acono eco nomani c n s (Fi g 2). Fig. I. Etapes tl'individua lisatinn m orphn l ogique du : M assif P i atra Craiului (Profib gent:r aux). A: Aspect dn Coul oiur JvUsoznlqnc, anteri eurc m e n t it l'in 1 e r s i o n du r e li ef; B: Inve rsion du relie f (lhc Ctap e); C: lndiv iclu a lisati o n m orpho l o gique part:it'l l e (llc e t a p e); D: Tndi-!iduali m -tion morph o logiqu c propr e m e n t elit e (lll" e tape). M.C. : massifs cristallins. C i \of.D.: Co ul oir l\1esozo!que Dirnbov i c ioar a. P.P.C.: Paleocu esta P iatra Crai nlui. NT. P.C.: Massif P i atra C r aiului. F : fro n t d e Ia c uesta. R: r e v e r s de I a c uesta. LJgcntl e A. S c histes cristallins. 2 G res calcaires. .1. Calcaires ti thoniques. 4 Co n g l o merats aptiens sup. 5. Co n g lomerats vracon o -cenomani e n s 6. Limite litho l ogique. 7 F aille. Stages o f evolution of t/z,! Pi(Lfra Craiul11i Jl.fasszj (Gnunzl sec t iotzs) : A: Aspect of the kiesoz01:c Passage, before th e inversion o f relief; ]): lllvcrsio11 o f r elie f ( Isl stage); C: Partial morplw l o gica l iud ividua. lisa.t-ion {llmi stage); D: Full m orpho l ogica l iudi;Jidual i sation (IIJrd stage). M.C. : aysta .lliuc '11/.assifs C.M. JJ.: Dimbovicioam. Jl1eso::oic Passage P .P.C. : T h e Piatm Craiul11 i Paleowesta.. l\ LP.C.: T h e Piall a Cra.iulu i Jvlassij. F : CHI'Sla. f 1on t s l ope. R: cues/a bac k slope. Lcgcnu: I. Cristalli n e schis t 2. Saudst oncs -l imcs t oucs. 3 Tith ouic l i nzrst o n e s. Cmgl o mcra lcs {Upper Aptia11). 5. Congl o m erates {Vraco-Cenomauiau) 6. Litho logical limi t 7. Faull.

PAGE 73

72 I -.. I : I I I .. Traian Co nstan t in escu 'I I II ;I/ I Ill I '\; ---0 1 7 3 '===="= Fig. 2. Pal eohydrographie (I e re 6tape) Pour l ege nde des F i g. 2 6 voir Fig. 4. f'aleo-hyd,ogmjJhy (J-st stage). For l egend Fig. 2-6, see F ig. 4. 6 1 1 I

PAGE 74

7 Evolution du Couloir de Dimbovicioara 73 2. ])EUXlEME ETAPE Le processus essen tiel de cette etape c'est le tronr;onnement du paleore seau sur l'aligncment du flanc occidental du. synclinal (Ie phase de troncyon n e m ent). II s'est manifeste par un e se rie des captures karstiques, respectivcment d'infiltrations des rivier es dans les calcaires du flanc occidental, c e lui-ci d evenant flanc proemin ent e t ligne de partage des eaux (Fig. 3). Le tablea u I permet de constater la correlation de cette etape, avec la premiere etape du proc ess us d'individualisation morphologiqtre ..... e n s'encadrant, done, au contexte d es complexes Borascu II -III et Riu Ses I. (Eocene supe rieur Miocene inferi eur ), perioade lorsque la Coacaza etait la form e du relief predominante dans la region. On ne peut parler ni dans c e cas d'une reconstitution du paleore sea u .. mais on p eut a ffirm e r qu e c e lui-ci avait ses origin es sur le rev e rs de la paleocuesta s u s -m e ntionn ee e t que la direction generale et le nivea u d e base vers l e quel s'icoulaient rivieres sont restes, e n principe, ceux de la pre miere etape. Cette a s s e rtion es t a ttes t ee par l es donne es geologiques lithologiqu es, stratigraphiques) e t surtout par le fait que l e s plus importants cours d'eau se son t maitenu aussi pendant la. troi s iem e etape d'ou sont r estes ju squ'a present certains rep eres morphologiqu es Soulignons que c 'es t pour la prerillere fois l e paleoreseau s e superposaient e n lign e generale au Couloir Mesozoique (Fig. 3). 3. TROISI EME ETAPE La principal e caracteristique de c ette etape es t r epresentee par l e deuxi eme tro n r;onnement du paliores eau sur l'alignement du jlanc oriental (Fig. 4). Ce phenom e n c s'est produit apres la mise au jour d es calcair es par d es captures harst i ques; l e flanc oriental es t d evenu ainsi flanc preemin ent e t #gne de partage des eau : t, durant l'intervalle Miocene superieur -Pliocene inferieur (le s complexes Riu Ses II e t Gornovita I). L es caracteristiques essentie lles du paleoreseau sont presente es a la Fig. 4. Ajoutons que l e processus d e troncyonn emen t a eu au moin s 2 phases importantes, comm e l e temoigne !'evolution de la vallee Riul lor (Fig. 7). a) La phas e de t ro nr;onmm e11t partiel qui se caracterise par !'infiltration dans l es calcaires d es petits cours d'eau; les plus grands se sont maite nus conunc rivieres de surface (Fig. 7 A). Le flanc oriental repres entait cette phase une imparfaite lign e de partage des eaux. b) La pkase de tronr;onnement total, pendant laquelle tous les cours d'ea u sont passees en souterrain (Fig. 4). Le phenomene est considere comm e normal, parce que les cours d'eau ayant l'origine sur le revers de la Paleo cuesta Piatra Craiull!li ne depassaient pas 3-4 km de longueur et par consequent ils ne pouvaient avoir des debits importants (Fig. 4).

PAGE 75

--------------, ---.. :;,.-.. -c u E II I I I I I I I I I : clh I I I l I : i I I I I I II I I I I I I I I I I I I i II : I I : I I 1 I 1 I I I I I : I. L J I I I.LL--I I I ----I, __ I --< . .=-.::_ )I---, . Fig. 3. Paleohydrographie (lie etape). Paleo-hydrography (Il"d stage). Jiig. 4 Paleohydrographi e (IIlc etape). I. Riviere 2. Cours d'eau pcrmanente. ]. Erosion regressive. 4. Ponor. 5. Infiltration dans lit. 6. Ligne principale de partage des eaux. 7 Ligne de partage des eaux. 8. Ensellement. 9. Depression; zone deprcssionnaire. 10. Limite lithologique. 11. Schistes cristallins. 12. Calcaires tithonique s. 13. Conglomerats aptien sup. 14. Conglomerats vracono-cenomaniens. 16. Depots cenozolques. 17. Surface couvcrte de l'cau. 18. Torrent ,Dimbovicioara" 19. Torrent ,Riul Zarnestilor". 20. Torrent ,Dimbovita". 21. Torrent ,Cbeia". 22. Torrent ,Riuso;". Paleo-hydrography (II I -rd stage). 1. Mainriver. 2. Permanent water flow: 3. Regressive erosion. 1. Swallet. 5 Losses in the river bed. 6. Main watersched. 7. Watersched 8. Saddle 9. Depression; depression area. 10. Lithological limit. 11. Cristalline schists 12 Tithonic limestones. 13 Upper Aptian conglomerates. 14. Vraco-Cenomanian conglomerates. 16. C en ozoic deposit s 17. Underwater surface. 18 Dmbovicioara torrent 19 Riul torrent. 2 0 Dmbovif e torrent 21 Cheia torrent22. torrent.

PAGE 76

----------< I -e 0 c1 J 4,20 1 3 i4DJ]] 22G Dessine or Didcescu N Fig. -4

PAGE 77

. . . . .. --;: . .. ,....: ... .. . . . '\. 0 1 3 4km Fig. 5. Le reseau hydrographique (IVe etape J ere phase). The hydrographic network (IV-til stag e I-st phase)

PAGE 78

Fig. 6. La re ----s eau hydrocrr The hydro b aphique {IVe et graphic ape -ph n e twork {IV as e actu 1) -th st e age -actual phase ).

PAGE 79

16 21---1 31--) I 4E;J sf-I 70eLJ 1001112111111 fOOl Oessrnl? par Drdocescu N Fig. 7. Evolution de Ia vallee Riul (E: phase actuelle). 1 Torrent ,Riul 2. Erosion regressive. 3. Ponor. 4. Infiltratio n dans l e lit. 5. Ligne de partage des eaux. 6. Crete. 7 Ensell ement. 8. Zone depressionnaire. 9. Schistes cristallins. 10. Conglomerats aptiens sup. I J. Conglomerats vrocono-cenomaniens. 12. Depots calcaires proluvio-deluviaux. 13. Allu-vions. 14. Sammet de Piatra Craiului (position d'aujourcl'hui). The evolution of Rul Valley ( E: actual stage). 1 Rlul torrent. 2. Rtegre s sive erosion 3. Swallet. -1. Losses in the rivet b ed. 5. Watershed. 6. Ridge. 7. Saddle. 8. D e pression area. 9. Cristalline schists. 10. Titlzonic limestone 11. Upper AptiaH co1tglomeratcs. 12. lTmco-Cenomanian conglomerates 13. Proluvial-deluviallimestone d eposi ts. 11. Alluvial deposits. 15. Piatra Craittlui Ridge {actual position).

PAGE 80

13 Evolu 1io n du Couloir Dimbovicioara 79 Comme l e tronc;:onn e m ent 1 total 's'est produit apres l e mouvement styrique (manif es tes au Miocene) qui ont a baisse compartiments sud e t nord du mass if (D. Patrulius, 1969), on p ent affirmer que l es rivier e s infiltrees ont d l ange 1 l eur direction O L E d'e n viron 90 e n se drainant vers l e N (Prapas tiil e ou ve r s le' S (Podu Dimbo vite i), direc tions gui maintie n ent mem e d e nos jours (T. Con stantinesc u 1984). A l'Est de la nou ve ll e lign e d e partage d e s eaux : (dans l'actuel Couloir Rucar-Bran), l e r esea u tronc;:onne, fa y oris e par l es conglomerat es cristallins e t par l e ni vea u d e base (D epres iun ea a comm e nc e a evoluer d'une manie r e regra ssive y, tendant ain1s i a r evenir sur le flanc calcaire. La vallee, la plus active (Paleo-Magura) a reussi r elative m ent v it e a traverse r l e flanc vers l'Oues t e t a capture r l es rivieres qui dra inai ent l a Paleocuest Platra Craiului (Fig. 7 C). L e phenomene a e t e s in g uli e r e t par sui te, il peut definir une sons-phase. L es -traces des valle es de cette etape sont revellee par l es temoins d'erosion, situes a droite e t a ga uch e d es vallces e t Valea Seaca e t par l es ense ll ements qui separent c es temoin s Les traces sus-mentionnees indiquent pour ce niv ea u-la, la presence des inte rfluv es e t d es vallees continues orientees 0-E (Va leria Velcea, Al. Savu 1981). 4. QUATRIFl\lE ETAI'E La note dominante de c ette etape c'est l' evolutz'on. regr e ssiv e des torrents Dimbovicioara e t Riul Ziir-ne!Jtilo1', evo lution qui pent etre definie comm e l e troisicme tronfo1111eme-nt. Dimbovicioara, l e torrent meridional, qui a ev olue e n direction S N, a comm e nc e sa formation sur nne faill e au bord nmdiqu e du grabe n (depr ession) Podu Dimbovitei pendant l a lie etape (Fi g 3). Au cour s d e la IIF etape, l e torrent a e u une evolution plus l ente, m ais a cause d e l'orogen ese Y a l aq u e (fin du Pliocen e -d ebut du Ple i s t oce n e ) l'ev olution r eg r ess i ve s es t acceleree, l e torrent devenant un e veritable va ll ee e t meme la prillcipale arte r e colectrice d e la r eg ion avec son propre bass in h y dro g r aphique. A c ette periode l e torrent a f ait u-nc sen:e de captures par r ecu t de tet e sur les rivieres qui trave rsai ent e n direction 0-E l a Paleoc u esta Piatra Cra iu lui. Cette serie d e captures represente l e tro i sieme tr011fOnnement. Ajoutons que l a vallee Dimbovicioara est approfondi e dans l e flanc oriental du sy nclinal. A l e suite du t ronc;:onne m e nt, l es ri v ieres capture es ont diminue comme longu e u r d'environ 1 ,0-1,5 km. -Riul Ziime!jtilor l e torrent nordique, a e u un c evo lution s imil ai r e comm c l 'indique la Fig. 7. Preci so n s que c es torrents" (Dimbo v icio ara e t Riul repres entent aujourd'hui 1a limit e orientale d e Piatra Craiului et done, l' individualisatiort morphologiq1 te massif s e st par ach e vee par l a jJreswce de ces valtees comme des forme s i norphologiquss. S oulignons egalement que l'evolution regre ss i ve continue. Dans le secteur d'01; igin e ,La Table-Joaca" on con state e t aujourd'hui, la prese nc e de 3 rivieres concurrentes : VHidusca au N, Val ea Seaca au S et Coacaza a l'E. {Constantinescu, 1977).

PAGE 81

Tableau 1 Evolution geomorpholo!Jique du Couloir de Dimbovlcloara (Synthese) Evolution INDIVIDUALISATION COMPLEXES du RESEAU HYDROGRAPHIQUE MORPHOLOGI QUE SCULPTURA UX du Massif Piatra Craiului des Carpates Meridionales I Etape Action principale et I Etape I N' Action principale Denomination j Ia forme du relief Origine du reseau sur l es mas-sifs cristallins; direction d'e-coulement 0-E I ere --Icr ------BORASCU nc I ere Iere tron.yonnement (par cap-nc Inversion du relief tures karstiques). Paleocuesta Coacliza Ill6 I e r ---RiU II6 tron_ .yonnement (par cap-III0 Individualisation partie-ne tures karstiques). li e. Paleocuesta P. Cra-II" ---iului I e r ------GORNOVITA lll6 tron,.yonnement (captures IV6 Individualisation prop-III6 ne par recul de tete) pre met di te. Massif de I P Craiului .AGE APPROXI:MA TIF Echelle I Mill. chronologique ans Fin Cretace-Eocene sup. 35, 0 ---Fin d'Eocene-debut d'Oiigocene 6,0 ---Oligocene 7,0 ---Miocene inf. 10,0 --Miocene sil p. 8,0 Pliocene 3 0 ---Fin Pliocene-Pleistocene 2,3 cc 0

PAGE 82

15 Evolution du Couloir de Dimbovicioara 81 Dans l'espac e du Couloir du Dimbovicioara il y a enc ore de vallees avec une evolution e t une genese ressemblante: Cheia, Valca tei e t meme Dimbovita (CONSTANTINESCU, 1987). De ce qui precede, il nous faut retenir 2 traits cssentiels: le reseau hydrographique du Couloir de Dimbovicioara a subi des r emanicments plus nombreux que c e lui des regions limitroph es constituees de roch es impermeable, remaniements determines par la mise au jour des calcaires a de differentes etapes; l e specifique de !'evolution est rendu par 3 phase d e tront;onn e m en t, qui peuvcnt etre correlees avec l es etapes d'individualisation morphologiqu e du m assi f Piatra Craiului e t mem e avec les complexes sculpturaux des Carpates Meridionales (Borascu, Riu $es, Gornovita-tablea u 1). DIBLIOGRAPHIE CONSTANTINESCU T. ( 1977). Evolution du riseau hydrogmphiqu e de la z one kai'Stiqu e Priipiistiile Trav. lnst. Speol. ,EmileRacovitza",t. XVI,pp. 217-228, Bucarest. CONSTANTJNESCU T. ( 1980). Lc k a r st de Pia tnt Craiului. Not e 1 lnst., Speol. ,.Emile H.acv 1itza", t., XIX, pp. 20.1217 Bucarcst. CONSTANTINESCU T. (1985), Evolution du dscau hydrographique du Couloir de Dimbovicioara. Note 1. Genese e t evolution de Ia va lltf e 1Ji1J;bovicioMa. Theo r et. and Appl. Karst., t. 2, pp. 55 -64, Bucharest. CONSTANTINESCU T. ( 1987). Evolution du rtfseau hydrog1 aphi que du Couloir d e Dimbovi cioara. Note 2. Genes e e t evolution d e la valle Dfmbovifa. Theoret. and Appl. Karst. t. 3, pp. 117126 Bucharest. lELENICZ M. ( 1986). Observafii geomorfolor.;ice in d eprcsiumlc Ruciir Podu Dfmbovi!ei. Anal. Univ. Buc., Sc ri a Gcografic, Anul XXXV, pp. 72-68, NEDELCU E. ( 1965) Culuarelc intm.carpaticc ale Dimbovife i ,si Bilsei. Stud. C e r cet., Scria Geografic, t. XH, pp. 215-233. ONCESCU N ( 1 9 43) Region d e Piatra Craiului-Buceg i. Etude geologique Anuar. lnstit. Geol., t. XXII, pp. 1 -I., B ULGAR A., GASPAR E., TEH.TELEAC N. (1984) Hydmlogical study of Dimbovicioara Passage. Theoretical and Applied I
PAGE 84

'Fheorctical and Applied Karstology, vol. 5, 1992, pp. 83-91 DATA CONCERNING THE INTRA-APTIAN KARSTOGENETIC PHASE AND THE ASSOCIATED PALEOKARST DEPOSITS IN THE SOUTHERN BANAT AREA (LOCVEI MOUNTAINS, ROMANIA) Sllvlu CONSTANTL'I The paper points out the recent considerations concerning the age of the Val c a Minisului limestones ancl its significance for the karstogenesis. Considering the age of the limeston e s as Lowe r Apti;Ln, the author assigns the gap between the e n c l of this p eriod and the beginning of the Albian (whic h is the age of the overlying formation) to a continental phase c reating karst l andforms. Two d e posits, considered as h eing the f illings of so m e paleokarstic depressions a r e d escribed: the first one is incluclccl in the Valea Minisului limestone s and outcrops at the surface; the other was observed in the Poleii ca 1 e, which is carved in Plopa limestones (Barremian). The age o f the karstification phase i s considcrecl as l\ 1iddl e Uppc r Apt ian. Key wor ds: paleokarst, karstogen csis, karstic fillings, Locvei M ounl:.c1.ins, Banat, Homania. DATES CONCERNANT LA PHASE DE KARSTIFICATION JNTRA-APTIENE ET LES DEPOTS PALEOKARSTJQUES ASSOCIEES DANS ROU jvJANIE) LE BANAT DE SUD (MONTS LOCVEI, L e travail presente de 11ouvelle s cousiderations en ce qui C011cert 1 e l'age des calcai res .,de Valea J11inisului" e t sa. signification pour l'interpretatirmlwrstogenetique En considiranl l'agc de ces calca i cs comme Aptien injth i eur, l'autcur considere qu e durant l'inte r valle compris mt1e cette perio d e ct l,Albim (l'age des premiers depots d e cottverlurc) a e u lieu. utte modelagc en regime contine,,tal, avec le creusemenl des for-me s ka1sti qu es. Sont signa Us deux depots co11sideres cotnme des r emplissages des patio-depres sions karstiq11es: l e premier e st inclus dans lcs calcaires de Va.lea J.finisului, calcait'es qui apparaissetJt it la surface, qu e l e secon d a tfte observe da1 1 s la grotte P e st era Polevi i, caviti c reusec dans l e s calcai res barremiennes .,de Plopa". L'age de cett e phase d e hat"Stijication es t consi derie comme Aptien moyen-supetiwr. Mot cl6s: paliokarst, Jwrstog ene s e, rcmplissages karstiques, 1 Hou.ts L ocvei, Roumanie Institutul de Speologie .,Emil Racovit[t" str. 11, R-78111, 12, Homania.

PAGE 85

84 Silviu Constaptin 2 The Southern sector of the Locv e i : Mountains ( Sou th \V es t Romania) is characterise d by an advanced d eg ree of k ars tification. This i s natura ll y clue to the presenc e of the Jurassic and Cretac e ou s carbonatic d e po sits forming the sed im entary cov e rl e t of the G e tic Ov erthrus t. From a structural point of view, these d eposi t s form e d the s o-called ,Sinclinorium of H.esitaMoldoYa Nona". The southe rn part of this structure between the Danube D e fil e (South) and Radimna Valley ( North) was, in the last f e w years unde r our study. 1. GEOLOGICAL BACI
PAGE 86

VALEA MARE -VALEA POLEVII AREA n!> ::q 25 ("\ \..../ G EO LOG I CAL MAP I \ \ \ 0'-=======' f.m I_ L

PAGE 87

E GARiNA Pioft>Ou POLEVII Cri> EEE3 1 4 ffij 7 t.J.rJ 2 8 5 1=--=-1 8 fi:5i] 3 tf:E 6 9 Fig. 2 Geo logical section in the southern side of the Valea l\Iare -Valea Polevii area: I-Lowe r Aptian; 2-Barremian; 3-Hauterivian; 1-Valanginian; 5 -l'pper Tithonian-Berriasian; 6 -l'pper Kimmeridgian-Lower Tithonian; 7-l:pper Oxfordian-Lowe r Kimmeridgian; 8 -Upper Callo?ian Lower Ox fordian/; 9 aFeb= Sebes-Lotru crystalline series; 9 b -0-S = Locva c rystalline series; 10 -Precambrian granite; II -Paleogene granodiorite; 12-Thermic-contact zone; 13-Geol og ical limit; 11-Unconformability; 1 5 -Fault; 1 6 -[2]10 --13 """,....,..._.. ,,, CJit ..___.... 15 CJ12 ......._.._ 16. ---S e ction geologiqu e da11s la pa1 tie sud de la zoue l'alca. ivfa1e -l'alw Pulc vii: 1 -Aptim injiriw;; 2 Barumiw; 3 Hauttriviw; 4 -l'alanginim; 5-Titho11iqu e superi
PAGE 88

T 4f.1A$A men s 100 JA::,JL 1. 011 ummous ctovs -JL a:: UJ ;: I 0 ...J ua:: Na... o=> p: ww r-...J o25 cooty cloy s qroy wockes c onglomerates 8 "' 9--SEBES LOTRU (miCO SCi'll S I S cr;mp --. -. -------. "' I a j J i I Fig. J. Stratigraphic column in the Valea Mare area (Locvei Mountains) '(Getic Overthrust deposits only fCollo ne stratigraphi que la zone Valea Mar e (Monts L oaJei) (seulemen t les depots de la Nappe G eti que sont pre s enttfs)

PAGE 89

Silviu Constantin Brachiopodae and Echinidae, fis s ured, som e tim e s including marls l e n ses The y are r epresente d mainly by biomicrit e s intramicrites and calcarenites The a g e of these d e posits was conside r e d at first as Low e r Aptian (NASTASEANU, 1964 M UTIHAC & IONESI, 1974) and r e con s i d e r e d afte r d etaile d stratig raphic studie s (DRAGOMIR, 1982, CONSTANTIN. 1988) as Low e r Aptia n (Be doulian) In the S}'11clinallimbs outcrop r ee f lim es ton es c a ll e d "de Plopa", r epre s ente d b y bio-intrasparites, biomicrit e s and biop e l s p arites d ev elo pe d in an urg oni a n faci e s with many co n::l r e main s The ag e of these lim estones w as con s id e r e d b y the latte r authors a s Barre mian. In the a r e a unde r study these c a rbon a tic formations a r e the m os t important for kas tification ; t'he juras sic lim es ton es have a s m a ll e r impo rtance bC'cause of the ir slight exte n s ion Actuall y, these lim es ton es and the surrounding d e po sits w e r e all co ve r e d during the B arremian tra n sg r ess ion whe n the carbon a tic platform had its greates t ex t e n s ion ( e.g Pol evii Va ll ey, s ee Fi g 2). During the Low e r Apti a n a slight r eg r ess ion ca n b e r eg i s t e r e d and the carbonatic sedim entation was r estraine d to onl y the c ente r o f the e picontin enta l basin. Aft e r this e pi s od e durin g the 11 fiddl e and Upp e r A pti a n the whol e a r e a was e m e rg e d. The se dim enta tion processes h a d r e c omm e nc e d in the Albian in a d etritic f acies. The r esulting formation i s a g lauconiti c sandstone seri e s c a ll e d "the R a dimn a Sa nd s t o ne" in the r eg ion. T h e se r oc k s outcrop on the Radimna valley but al s o in some d olin es fr o m the S fint a Ele n a Kars tic Plateau (DRAGOMIR, 197 4). The age of the d e p osit was prove d b y its p a l e o-faun a content; on the othe r h a nd, their ob v i o u s b e ddin g excludes the pos sibility to con s id e r the m as be in g r e work e d. Con se qu en tl y, w e mus t admit tha t these sandstones w e r e d e po site d directly in the dolin es and, as a m atte r of fact, w e mus t admit the e xi s t e nc e of a k a r s t oge n e i tc phase at the l eve l of the Middl e Uppe r Apti a n 2. THE DESCRIPTION OF THE PALEOIZARSTIC FILLIN G S B e tw ee n 1987 and 1989 w e pursued a sedim entolog ical study of the V a l ea Minisului limes ton es At the surfa c e, the s e lim estones h a v e a white or white-ye llowish color; the b e d s h a v e d e cim e tric exte n s i o n and they a r e cut by a d e n se network of fissure s The form a tion oft e n includes s om e l e n ses of s e v e r a l m e t e r s l e n gth of fossiliferou s marls with Orb i tolt. n a s p. How e ver, in the s e limestone s many zon e s w e re ob se r ved whe r e the limes ton es a r e r e pl a c e d by a coars e conglom erate includin g c arbonatic ele m ents and a lim y t e rrig e nou s cement. On e of these are a s could b e observed on the Ti s a V alle y, a tributary of the Val e a Mar e Rive r, about 1,5 km from the ir conflu e nc e ( see Fig I). In this place the fossilif errous marls (Be doulian) are o ve rlaid by a conglo m eratic d eposit compos e d of carbonatic pebble s from the Val e a Mini s ului limestone s cought in a micritic cem ent and som etime s in a w e ll con solidate d r e d clay matrix. The l enght of the formation is about 200 m; the whole a ssembly suggests that it was deposited in continental condition s into a negative landform (Fig 4). On .the eastern side, the orientation of the

PAGE 90

The intra-Aptian karstogenetic phase 89 p e bble s IS obvious, suggesting a transport in the E-\V direction. Such d e posits can be found also on the slopes of the Val e a Mare and Ogasul Wiu brooks but their exte nsions arc not so important. E w B 2 Fig. 4. Geological profile in the l eft .side of the Tisa Valley 1 -Vale a Minisului limestones; 2 -Marllense include d in the Valca Minisului formation (v ith Orbitolina l enticularis): 3 -Dtt" trital d eposit with limestone clements and carbonatic matrix; 4-Colluvial Profile geol ogique dans l e versant ga u c h e d e la valtt! e Tisa: 1 -Calcaire s d e Valea klinisulu.i; 2-lnttfrw.tlation Jlt{l.rn.e u se d a .ns l a fornut.lion d e Valea 1 11i11isului (avec Orbitolina l enticularis); 3 D epdt dt!tritiqu.e avec des e l ements ca lca.ir e s dans une mat rice carbonatique; 4 -Depots col! uv i a u x The same type of d e po s its w e re observed in better condition s in the Pcstera Polevii cave (P. cu Apa din Valea Polevii) In this cavity, which i s carved in the barre mian Plopa limestones, four se ctors wer e ob served in which the roof or the wall s of the gallery show the s am e type of d e po s it s. In the se cases, the poor se l e ction of the elements is obviou s, s o that w e could fiml pebbl es with m e tric and c entime ti -ic diame ters in the same formation. In som e plac es the elements h a v e an angular form suggesting a bre ccia-typ e ) d e po sit. The matrix i s gen erally made up of a r ed consolidated clay (Fig. 5). Th e contact b etwee n the limestones and the conglomerated is obviously marked in the morphology of the gaileries hoth in loi1gitudinal and transv e rsal sections (Fig. 6, 7). The form of these deposits is also a "lense" one Taking .into account the p e trographical similarities b etwee n the con glomerates includ e d in the Aptian lim es tone s (on the Tisa Valley) and that included in the Barremian limestones which were found in the cave. we have consid e r e d that these two d e posits are synchronous. The morphology of the d e po s i s t s, th e ir poo r selection, the f eatures of the matrix l ea d us to th e conclusion that they r epresent continental d e po sits which filled up the d ep r ess ions digg ecl into the cretaceous limestones and, consequ ently, the filling or some paleokarstic landforms. The features of the depo sits and mainly their roundin g off ( eye n poor) ex clude the possibility to consid e r the m as anothe r kind of d e po s it (fault-breccia, paleo s oil a .s. o).

PAGE 91

90 Sil:viu Constantin 8 10 11'1 A. av. B .o cv orn --,, 1-_l_! --__ : I .,., ... -=--. ( ov om Fig. 6 Cross-sections thro u g h the detrita l zones o f the cave. The litho l og ical contro l for the gallery's morphology is obvious f Sections tmnsvc1 salle s dans la cavite cl. t1avcrs lts zones clc depots clt!tritiq1 t e s Le contr ol e lithologique w r Ia morpho l ogic des galleries es t t!viclt"nte; ani =ups tream sectionsfsections amont; av = downstream sectionsfsec t iou.s <1W!l 3. GENETIC SIGNIFICANCE All the re searc h e rs of the sedimentary deposits in the "Banat area have r ec o g nis e d a contin ental phase of an ante-Albian age (b e fore the depo s ition of the Radimna Sands ton e ) :J\tloreovcr, BLEAHU (in BOSAK e t. coL, 1989, p. 241) d escdbes in the North of tl1e a rea studi ed by us some paleokarstic fillin gs cov e ring the Valea Mini s ului lim es ton es. But, d er ing the age of these limeston es as Uppe r Apti a n (a s in the form ei d e t e rminations ), the paleok a r s tic d e po sits are placed b e tween an "Upper Aptian" and the Albian and, n atura ll y, the author's conclusions was that "the e s t a'"" blishment of an exact p e riod of paleokarst formation i s impos$ibl e . Actually, takin g into account the latest d e t e rmin a ti o ns, the ag e of these lim es ton es as we have alrea d y s hown, Low e r Apti a n. In these conditions, the gap corresponding to the .Middl e and Uppe r A p ti a n (Garga s i a n Clanseysian p.p.) corr es ponds to the carbonatic shelf e m e rg ence and the beginning of a k a r st-type reli e f mod e lling. Thi s is proYc d by the rnm.ildiilg of the albian sandstones ov e r a dolin e r elie f both in the st udi ed a r ea ( Sfinta Elena Plateau) and farthe r toward the North, in the Anin e i Mounta in s (Liciovacea Glade) (GORAN C., pers. comm.).

PAGE 92

m PESTERA cu APA din VALE A POLEVII ' . ; ; ( LOCVEI MOUNTAINS) X=242.26 Y:362.23 Z=390. 0 ( LENGHT : 951m) ... .,. ' SURVEYED BY: SILVIU CONSTANTIN AUREL ROTARU ROXANA GRU!CS MIHAEL.4 C ONSTANTIN sep h :n1ber 1986 SALA DISCO 1' + 1 4 G 4 L E R 1 A HORNUL 1 . ,.,.15' CU PERLE SCALE: 0 20m C. ,GALERIA MEANDRELOR FOSILE BREC:l[: B l Polevii Creek (. ') I I ... entranc ./1\ I --... 1 Fig. 5 Map of t h e Pestera Pol evii c a re with the d etrital d e po s i t s situatio n (A-D)/Ca1 t e d e I a g 1ott c P e st e ra P o l 6 v i i avec la situat ion des depdts cUtritiques

PAGE 93

9 The intra-Aptian karstogenetic phase 91 As a 1natter of fact, we consider that the described deposits are the fillings of some dolines, paleo-valleys or cavities, plugged during the intraAptian karstogenesis and "reopened" after that by the surface or under'ground wate r courses. REFERENCES BLEAHU, M. ( 1989) Pa lcollarst of Romania. irt Pale olwrst. A systematic and region{tl review., BOSAK et col., Ed. Elsevier/Academia, pp. 231-251, Amsterdam/Praha. CONSTANTIN, S. ( 1988), Studiul geologic s e dimentologic al forma/i1tnilor jura.sice creta ci c e din p erimetntl Vale a Ma1e-Padina 1\fat e i (Moldova Noua), cu privire speciala asapra. d e po z it e lm lia. sice purtiitoa1e d e carbuni a calcmelor creta/ic e Geol. Proj. (unpublished), Univ. Fac. Biol., Geogr., Gcol., Bucure;;ti. DRAGOMTR, 13., P. ( 1974), Prospcc{iuni gcologic e penlnt c alcme dolomiti c e dolom i t e fn re g iu.nea. Jv!oldnva Nouii, pcrim etrul Vilceaua Dttntire, jud. Rap. G eol. (unpublished), Arh. IGPSMS, Probl. lX/
PAGE 95

Tlu: or etical and Applie d Karst o logy, vol 5, 1992, pp. 93-100 EFFETS PIEZOMETRIOUES DE POMPAGE SE QUENTIELS SUR D NE KARST! QUE PASSAGE D'UN ECOULEMENT A CHARGE PSEUDO-CONSTANT A UN ECOCLEMENT A CHARGE VARIABLE Claude DROGUE* et ;\nne :Uade fiELAUN AY forages picznmctriqucs sont situes a 4,5 Jon d'une source-l
PAGE 96

94 C D l'og u e ct. Anne Marie D clauna y Fo r hydraul ic lwa. ds l o w e r th a n this sin.gr1la.rity, t h e evolutio n of the dra.wdown is that of a const ant rate pu.mpi1ig u.nder a r egi m e which can be con side red a s transi ent. Key w ords: lwrst ic sfJring, fJiezomet ric wells, s e qu.cntial pumping, France. I. INTRODUCTION 2 D a n s un a quif e re lcar stique ] cs ondes de pompage se propagent s ouv ent a grande distance ave c une grande cel e rite. C ec i es t clft a la diffu s ivite hydraulique elevee des karstiques (tort e conductivite e t enmagasinement tres reduit), du moclek de karst a doubl e porosite tDROGUE 1980), model e semblable a celui propose pour l es roch e s fissurees. (BARENBLATT e t al., 1960, MOENCH, 1984) D e plus, lorsqu'un pompage est realise sur une source, l'e ff e t pie zometrique dans !'aquifere es t tributaire d es conditions d'ecoul cment a la so urce lors du pompage. Une situation particulie r e mais qui est souv ent r cncontrcc, est c e lle Otl l e pompage provoqu e !'arret d e l'ecoul e m ent a l'exutoire. Ce cas a etc analyse lors de pompage s sequentiels a d ebits succ ess if s identiques II. APPROCHE THEORI QUE: MODELE A DEVERSOIR Un aquifere karstique qui comporte une zone saturee situee a une cote inf e rieur e a la source, es t ass imilc ici a un r ese rvoir A dont la vidange se krait sur un dev ersoi r a s e uil dev e rsan t rectiligne e t horizon tal B (Fig. I) La conduit e entre A e t B introduit d es p erte s d e charge r epre::;entant celles qui sont lie es au gradient piczometrique dans !'aquifere. Dans c e cas, la vitesse d'abaisscm ent du niveau H dans l e reservoir A d e croit avec la diminution d e H d e sorte que H cvolue d e favon asymptotique v e r s la cot e Ho du dever s oir. Dans c e model e hydraulique un preleve m ent par pompagc est cffectue e n B, dont un cote abais se con stitue l e deversoir. Avant l e pompage c t a un instant donne, l e debit Q a qui parvi ent e n B est ega l au debit Qb du d evc r s oir. a) Avec Qp d ebit d e pompage a c e t in s t a nt, tel que Qp < Q a, le d ebit Qb es t bi e n entendu non nul ega l a: Qb = Qa, Qp. L e niveau h e n B, climinuc alors d'une v a l eur 6.h, li ee a la variation d e Qb e t aux du clcv e r s oir ( esse n ti e ll e m e n t la longueur d u seu il cleversan t) L a r ela tion ge neral e qui li e l e debit Qb sur un cleversoi r a se uil horizontal a la charge h sur ce dev e r s oir, est: Qb = B ou B es t nn parametre qui ti ent compte d es caracteristiques du dev e r s')il' (WORLD METEOH.OLOGICAL ORGANISATION. 1970). dJl D'apres cette r e lation, la se n s ibilit e du dcv e r s oir: a =--es t l'in-dQ d 1 d , I l v e r se e a envee:-, s 01t: a= --0' C ette relation es t !'equa tion d'nnc hype rbol e dec roissante (Fig. 2). En cons eq u e nce, l a scnsibilite d'un d evcrso ir aug m ente tres rapide m ent ave c l a diminution d e l a charge h S i a l'amont du dev e r so ir, l e debit Qp est pre l cve par pompage, l e d ebit Qb restant sur le d cversoi r sera d'autant plu s fai b l e que Qa sera p e tit. L es variations 6.h de la charge sur le deve r s oir

PAGE 97

3 Effcts piewmc1riques cles pompagcs _sequcntiels 9 5 s eront importantcs a v e c Qa faiLl e e t d o ne h r e duit. C es variations entraine ront un e augm enta tion lu d ebit' entre A e t B c t tm abai s s e m ent a ccel e r e d e H d a ns lc A. rl ,-to lllveou H rio H He Impermeable A -0 F i g I I et 2: S c h e m a tisatio n h ydratliquc (mocl(l c ) cl' unc source J arstiquc de debonknwnt d cle !'aquifere n.ssoci e. H: p iezometric e n cou r s d e vidange, Ho: niveau clu deversement d e I a source h : hauteur cl'cau st r l c dcvcrsoir de I a source; Qa: debit du reser 1oir A 1ers B Qp: debi t des pnmpag e s snr ln. source, Qb: d e b i t d e I a source. :1 Elut i n n asymptotiqu e d e H ver s P o e n f o n ctinn d u t e mps, l o r s d 'unc n aturc ll c rle l'aqt iferc ct clu .-\ d u m o d e l e 1 all(/ 2: Hydr a u lic sc h e m e (model} n ( an k a r s l i c spring a11{/ of t h e a sso cialtcl a qrujtr. h : hydraulic h eads dur itt g mrpt yi11g, Ho: the ovetj/ow lwd of t h e spri n g, h: h e i g ht of t h e wata a b ove the weir o f th e spriug, Qa : .flowrate from l a n k A t owmd B Qp: flow ra t c a t t h e spr i11g, Q b : .flowra t e o f th e sprin[:. 3 : Asympt otic evolution o f H /ozranl H o a s a funct i o n o f time, duri1tg a natuml e m p tyiu g o f t h e a quif c 1 -and o f the la11/1 A o f the m o d el.

PAGE 98

96 C. Drog.uc ct. Anne Marie Dclaunay 4 b) Dans le deuxieme cas, Qp est superieur a Qa. En pompage, lc debit Ob sera nul vitesses d'abaissement des niveaux en B et en A seront fonction d es pertes de charge entre A et B e t la section horizontale de A Ccci r e prescnte dans une nappe, les conditions du regime transitoirc. Sensibilite dh dQ + h Fig. 2. -Evolution de Ia sensibilite cr = dh/dQ d'un cleversoir, en .fonction de Ia charge h sur le deversoir. Evolution of /'he sensitivit) cr dhfdQ of a. weir, as a function of the head h at the weir. Considerons le cas de pompages sequentiels a dtbits Qp idu1tiques effectues sur le deversoir, avec la condition imposce cl'un debit Qa d'alimentation du deversoir variable et decroissant. Il s'agit du fonctionncm ent Fig. 3. -Effets qucs de pompages sequentiels effectucs e n H dans le modele. M: ligne de decrue naturelle Noveou ( ri(lange du rescr roi r A). N: ligne de dec rue en porn page it debit constant, Ho: niveau de cleversement en B. A !'arret du devcrserncnt, l'effet piezometriquc des pornpages s'accroit instantane-Ho ment. Piezometric effects of the uque1/ tictl pumping performed at B in the model. j'y[: I iue of natural drawduwn ( emj;/yiug of tank A), N: lint: of constant rate pwnpiur;. Tmps Ho: ove,.flow l eve l in B. When the overflow ceases, I he piez orne-/1'ic ej(l'cl of jmmping incrcascs instantaneously. en vidange du reservoir A representant la decruc piezometriquc d'unc nappe (Fig. 3). D'apres ce qui vicnt d'etrc dit, lcs variations des niveaux Llh e n B et LlH en A, provoquecs par les pompagcs en B, seront importantes lorsque Qb ( e t done h) scront faibles. Lorsque lc debit Qp dcvienclra plus Cleve que Qa, la variation de niveau sera tre s forte, supericure a ce qu'c lle etai t avant I' arret dq deversemcnt ( Qb = 0). Dans chaquc sequence de pompage Qb sera nl.ll, et le debit Qp impose e n B sera constant. Les e\oiu tions ucs niveaux Llh en B et LlH en A, seront lie cs commc on l'a dit

PAGE 99

97 !:i Effets des pompages sequ euticls precedemt'n ent, aux pertes de charge entre A et B e t a la section de A (representant l es conditions du regim e transitoire dans l es nappes). Ce model e va etre applique a !'interpretation d'effets piezometriqucs sur un aquifere karstique. Ill. CONDITIONS EXPERIMENTALES Des pompages sequentiels a environ 1 3 m3fs sont effectues sur une source karstique situee dans l e Sud d e la France a 20 km du littoral m editerranec n. L e debit naturel moyen es t de 2,2 m3/s avec des crues pouvant attcindre 6 m3fs. Cctte s ourc e draine un aquifere de 450 km2 environ, constitue d e calcaires du Jurassique Superieur e t Cretace tres karstifies. Le s for ages piezom etrique s obs e rves sont a 4,5 km d e la source. Les ondes de pompage entre la source e t les piezom etres, ont des celerites qui depassent 40 kmfh (DROGUE, 1991). Ccs pi ezometres, au nombrc de vingt, con stituent un site expent?ental d'une supcrfici e de 500 m2 Lcs forag e s sont profonds d e 60 m. Les mveaux piczometriques sont entre 10 e t 50 m de profond eur selon l es saisons e t sont enreg i s tres en continu (DROG U E e t GRILLOT, 1976). La s ource es t d e t y p e dit ,vauclusien" dans la terminologie karstique, c'cst a dire, lic e a un conduit k a rstiqu e a s c endant, temoignant d'une zone saturee, situee au-dessous du niv ea u d e la source. Au griffon l ecoul e m ent se fait e n s uite sur une con s truction e n mac;:onncri e tout a fait equival ente a un deversoir a seuil epais e t a pare m ent aval normal (Fig 4). Les prele-Pompages sequentiels r-------0:1,3m3/s 10m environ 1.--..J Fig. 4 -Source karstiquc faisant 'objet de pompages sequenticls au debit Qp = 1,3 m3f s K arstic spr i11g submitted to sequ ential pumping at a flowrate QP= 1.3 m3fs. v e m e nts p a r pompages a e nviron 1,3 m3/ s alimentent e n ea u potable la vill e d e Montpellier. Le s sequences sont dues au remplissage periodiqu e du r ese rvoir principal d e !'adduction d'cau potable. 7 -c. 3782

PAGE 100

98 C. Drogue et Anne Marie Pelaunay IV. EFFETS PIEZOMETRIQUES DE POMPAGES AVEC PERMANENCE DU DEVERSEMENT A LA SOURCE Lorsq\Ie le debit sur le deversoir de la source est superieur au debit prelcve par pompage, les perturbations piezometriques dues aux pompages augmcntent avec la decrue piezometrique. Ceci est particulierement significatif sur l'exemple propose (Fig. 5) .til TITUO.!; I m J ------1-------------------: --:;. -_-_-_-: :c ::: Ah2 66 96 -1:---1--I ---------"1. 65 ---=-.. -I ====-----------------1--30 31 f"' ...... l"''o_l.,rr.\ --m ----------------z Novembre 4 5 JOUrS f990 Fig. 5 -Accroissement de !'influence piezometrique, dans !'aquifere, des pompa.ges a la source en cours de decrue: t.h1 < t. h2 < t.h3 Increase of the piezometric influence, into the aquifer, of the pumping at the spring during dra i n off: t. h1 < t.h2< t.h3

PAGE 101

7 Effcts piezom6triques des p o mpagcs scquentiel s 99 La source es t a !'a ltitude d e 65,05 m Pour un nivcau piezometrique a 68 m, l'irnpact d es pompages es t pratique m ent nul. Dans ce ca s, la diffe rence d'altitude entre l a s ource et l e niveau piezometrique es t d e 3 rn e nviron, soit un gradient apparent de : 3 = 6,6 .10 -4 Ce phenomene 4,5 .103 es t tout a fait conforrne a ce qui est observe sur l e modele a devcrsoir preced ent dans l e cas ou l e debit d e pompage. Qp es t inferi eur au debit d'alimenta tion du d everso ir Qa. V. EFFETS PIEZOMETRI QUES AVEC ARRET DU DEVERSEMEN T L es enregi stre m ents piezometriques dans l a partie basse d e la decrue ont une tendance asyrnptotique vers !'altitude 65,10 m. A cette cOte I evolution piezometrique change brusquement de pente avec acceleration d e la vitesse de decroissance du niveau d'eau. L'examen detaille d e ce change m ent d'evolution piezometriquc montre que l es rabattements dus a u x pompages a l a source augmentent lorsque l e niveau atteint cette altitude de 65,10 m. Ceci correspond a !'arret du deversement a l'exutoire ( Fig. 6) 4LTITUDE ( m I 65.42 65.12 64.82 64.4 ? =-+---+I --1 --r-------7-I I ....L I 27 28 29 30 Avril -! I 2 -r----1 f ---+-I -/-1 -I I J\J-w . ----"---I I I -3 4 5 6 Jours Mai Fig 6 -Variations piezometriques observees sur un forage a,ec accroisscmcnt immediat d u rabattement a !'arret d e l'eco ul c ment de dcbordc ment a Ia source. Pic=om etric evo lutio11 l'ecor ded in a well with im'll1cdiat e iucrrasc of the drawdown at the stop of the ovcsflo w discharge of the spring.

PAGE 102

tOO C. Drogue et. ,Anne Marie Delaunay 8 Ce phenomene est tout a f, Fraflce, Ann. Sc. Universite de Besa1z"011, Fasc. 25, 3e serie, pp. 195-209. DROGUE C. (1980), Essai d'identificajion d'un type de struct11re de magasim carbonates, fisSHres. Applicati(m a !'interpretation de certains aspects dufonctionnement hydmgeologique Mem. h. Ser. S6c. geol. France, n 11, pp. 101-108. DROGUE C. ( 1991), Velocities of piezometric waves caused by pttmping in llarstic aquifers. ''Third C01tference on Hydrogeology, Ecology, Monitoring, and Management of Gromzd Water in karst Terranes", Dec 1-6, 1991, Nashville, U.S.A. Proceedings: Ground Water Management Journal, 1992, pp. 307-312 s. MOENCH A. F. (1981), Double porosity models fos a fissured I'Cstrvoir with fracture skin. Water Resour. Res., 20, No. 7, p. 831-816. 'WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION-(1970), Guide to hydrointeorological prac tices, WMO -No0 168, TP 82.

PAGE 103

Tlzeoreti,;a/ and Applie d Karstology, vol 5, 1992, pp. 101-108 EVALUATION DES AQUIFERES l{ARSTIQUES CONFORMEMENT A L'ANALYSZ DE L'HYDROGRAME DES DEBITS DE LA RIVIERE. APLICATION AUX BASSINS DE MOTRU ET DE TISMANA (ROUMANIE) .i\lnandru et .i\nrel ROT.i\RU ** On a Ctudie, pour nne periode d e 20 annecs, 6 stations hygrometriqucs des bassins des riviercs Motru et Tismana. Apres Ia determination des annees camcteristiques (de minimum, moye n et de maximum) on a construit les hydrogrannnes de ces annees. Bien que les stations scient voisines du point de vue gcographique (ct ainsi avec Ull regime pluviomctriquc semblablc). les annees caracteristiqucs sont differcntes pour des stations de Ia meme riviere. Sur Jcs hydrogrammcs construits on a idcntifie les periodes de et on a caractcrisc les aquiferes karstiques a l,aidc du coefficient de et de Ia reserve statiquc d'cau souterraine. lvlots-cle : systeme, hydrogramrne, coefficient de tarissement. THE RIVER HYDROGRAPH ANALYSIS FOR KARST AQUIFERS EVALUATION. APPLICATION AT THE MOTRU AND TISMANA BASINS Six hydrometric statimJs fmm /h e llfolnt Mill Ti!mana rivos /;asins wen studiu/ alo11g a 20-ywrs period. After sdatitJg characteristic ;>ears (minitr.al, arcmgc, maximal), the hyllrographs of th ose :>'eat's were drawtJ. Althot
PAGE 104

102 A. Ghcoi ghe et A. Rotaru 2 et a la distribution des creux. Les proprietes des roches carbona tees: faible porosite, fissuration importante et karstification sont l'origine de la naissance de grandes cavites on d e rivieres souterraines, ce qui distingue nettement ce type d'aquifere de ceux existant en milieu poreux ou fissure. C'est pour cela que nous allons abordcr l'etude d es aquiferes karstiques par !'analyse de leurs effets, en les considerant comme des boites noires appele es systemes. ,.Un systeme est toute structure, dispo s itif ou procede reel on abstrait qui r e lic aYec un pas de temps donne, une. entree, une caus e ou unc impulsion (d e matiere cl'energic ou d'info;-mation) a une sorti e un effet ou nne reponse (de matiere, d'enc rgi e ou d'informa:tion)" (MANGIN, 1974). Les parametres qui earacterisent le seront, ici, lcs parame tres geographiques, botaniques ct zoologiques. L'impulsion dans notre cas correspondra aux precipitations (et tres peu, eventuellemcnt, a }'evapotran sp iration) tant que la repons e concern era les debits issus du systeme. On a considere les series de debits mesunes chaque jour aux stations hydrometriques. A l'aide de ces donnees, on a construit les hydrogrammes des debits de la riviere. l'hydrogramme d es debits de la riviere est une repon se g1obak, totalisant tantl'ecoulement de surface que l'ecoulcment souterrain Pour delimiter lc probleme hydrogeologiqu e sur l'hydrogramme on doit identifier correctement les periodcs de tari sse m cnt des aquiferes. Cela n'est pas tres simple ci1 raison dn regime des precipitations atmos pheriques qui naissent d es nombreus es augmentations de courtc dure e des debits, fait explicable par un ecoulemcnt d e surface rapide d u a }'abs e nce d'une couverture de sol vegetal significative c t, en outre par un ecoulement rapide dans la zone cpiphreatiqnc. Toute fois, utilisant lcs seri e s de precipitations, de preference journaliere s on p ent preciscr les precipitactions avec une intensite reduite qui ne denature pas-la forme generalc d e la ourbc de tarissem ent. Bien Sl"'r qu'il est necessaiie de faire la selec tion des annees representatives du point de vue hydrologiqu e d a ns un long intervalle de temps afin que les resultats obtenus aient nne plus grande valeur de generali sa tion. Par 9-e la courbe d e tarisse m ent on pent determine r, par solution analytique,. les parametres quanti tatifs: le cocffici en t de larissement et la reserve d'cau souterrainc. L'interpretation des courbes d e tarisse m ent est bien mis e au point dans ce moment et on utilise plusieurs solutions analytiques, parmi lesquell cs deux sont principalcs: cclle de Maillet e t celle de Tisson. La formul e la plus frequemment u s ite e c e ll e de Maillet, a ete iden ti fiee graphoanalitiquement pour notre cas C ette formulc a : ccepte la decrue exponentielle du debit en rai s on du t emps : Q Q -xt '= o. e on Q1 -le debit au mom ent t Qo -lc debit a l'origin e de tariss e m ent ex le coefficient de tarissement t -temps de tarissement ( 1)

PAGE 105

3 L'analyse d es aquiferes karstiqucs 103 Le coefficient d e tarissem ent es t dete rminabl e par la resolution d e s courbes de tariss e m ent. Comme expression d'une fonction ex pon e ntiell e on peut lineari se r la formul e d e Maill e t par calcul logarithmiqu e la f01mule final e du cocfficie nt d e tarissc:m ent etant: rx= l g Q0 -l g Q1 0,4343 t (2) On r apporte l es donn ees des combes d e a u dia g r amme semilogarithmique. On obtient a in s i la droit e representative d e I a formul e d e la courbe de tarissement e t on peut ainsi calculer I e coe ffici ent La reserve d'eau souterraine a l'origin e d e la period e de tari sse m ent p eut etre dete rmin ee a l'aide d e la courbe d e tari sse m ent. La formul e final e pour l'obtenir est: (3) LA GEOLOGIE ET L'HYDROLOGIE DE LA REGION La region des bass in Motru e t Ti smana est situee ; dans la partie ex t e ri e ure de l'Autochtone Danubien, dans Ie Nord-Ouest de l'Olte ni e D e m e me, dans Ia zone affluer ent l es formations de ]a Nappe Getiqi.I e e t de la Nappe de Severin. Sur le fondement cristallin de l' Autochtone Danu.bien : sont deposees les formations sedimentaires du Mesozoique et du T:ettiaire (Fig 1). Les depots mesozoiques appartiennent au Jurassique et au Cretace. Le Jurassique inferieur apparait en f,a.Cies de Gresten. Les depots du Dogger et du Maim sont calCaires. Les depots du Cretace inferieur son.t aussi calcai r es la pile de calcair es _atteint plus de 500 m d'epaisseur. Les calcaires affleurent dan. s la partie ouest du bassin de Motru (au Nord et lin. peu au Sud d e la riviere Motru Sec), sur la rive droite du Motni et sous la forme d'une ,bande" traversant les rivier es Motru, Pocruia, Tisniana et Orlea. La d e cette ,bande", ou se trouvent lcs sources de Izvarna, est de 2 a 4 km. Sur le meme alignem e n t, les calcair e s :iffleurent at}SSi dam. la zone Brebina -Baia de Arama, ou apparaissent les bien-connues s ourc es karstiques de Brebina. Sur le Cretace inferieur les depots du Cretace superieur et du Tertiaire, qui sont. c ompletonent niarno-argil e uses. Dans les roches carbona tees de la on r encontre pheno menes endo-et exokarstiques resultant c)e ]a wlubilite des roches c t {avo rises par des frequentes e l e m ents tectoniques, ainsi que par ]a circulation rapide d es eaux a cau se d es grands gradients. Parmi les phenomene endokarstiques nous rappelon s l e s plus connus; notamment l es grottes Martel, Lazului, e tc. L'exokars t es t par d es Japies e t par des plateaux de dolines. Le reseau hydrographique a comm e rivi eres principal es le Motru et la Tismana, avec d es directions d'ecoulem ent approximativement para llel es

PAGE 106

. L ..... 1'. I I \ """' ''"'"''"" "o<.-j n ; 4. Getiqttc nappe; 5 lrariugs; 6. ooerthrust b oundarJ' ; 7. 8. ),,.,,., / .... .... 0 ...

PAGE 107

5 L 'analyse des aquiferes :karstiques 105 orientees NNO:__SSE. Motru a comme affluents de droite: Motru Sec, Motrue t Brebina. Sur Ia rive gauche, Tismana reqoit les affluents Tismanita et Sohodol, et a droite la petite riviere Orlea, avec les sources a Izvarna. L es tra-;:ages ont fait Ia preuve des liaisons hydrologiques entre les p ertcs du Motru Sec et de son affluent Gorganul avec l e s s ources de Baia d e (SLAVOACA e t al., 1985). De meme, l es tra.yages ont prouve que les sources d e Izvarna sont alimentees par l e s p ertes du Motru (zone Bi strita, Pirgavul, (RADULESCU e t al., 1987) LES R ESULTATS DE L'ETUDE Dans notre etude nous avons utilise les donnees de six stations hydrom etriques: Clo sa ni--e t Apa Neagra sur le Motru, Tarnita sur Brebina, Godie t Clinic sur Tismana e t C e l e i sur Ore l ea Nous avons consid e re une periode de 20 annees, entre 1955 et 1975, e t nous avons etabli le s annees hydrologique s r epresentatives. Une premiere obs ervation es t que les annees hydrologiques r e pres entatives n e coincident pas du tout, aux differentes stations hydrometriques d e meme bassin, e n d es conditions pluviometrique s semblables. C ela est due aux conditions h y drogeologiqu es de chaque b assin clos par une station, mais aussi a cause d es differences d e surface entre l e s bassins. Un probleme que nous a vons re s olu es t la delimitation des period es de tarissem ent. En c ertains cas l eur prese nc e es t evidente, ex i stant une ou d eux periodes de tarissem ent, m a is d e courte duree, e t dans l e cas de Tismana a "cilnic, en 1975, nous n'av on s pas remi a delimiter une t e lle periode (Fig. 2). La duree d'une periode de tarissemmt cs t variable, de quelques jours a plus d e lmit mois, c' es t l e cas d e Brebina a Tarnita e n 1970, bien que c ette annee ait atteint tm maximum hydrologique. On p eut r encontre r jusqu'a 5 periodes de tarisst:m ent d elimitables e t 5 periode s d e r e charge. On obse rve une bonne correlation entre !'importance de la periode d e tarissement e t l e r eg im e hydrologique, a !'exception du Motru a celui-ci a yant un bass in h ydrologique plus sensibl e au regim e pluviornetrique (voir Tablea u !). Nous avons con side re Ja courbe d e tariss:ment comm e l'e n veloppe de Ja c ourbe pour nc pas con s ider e r l es precipitations non s ignificatives du roint d e vue d e la r echarge d e l'aquifere. C e s precipitations sont l e s pluics intenscs m a is i s ole es, particulieremmt c e lles d'ete. On r encontre des precipitations de plus de 30 rnm ave c aunm effet pour la r echarge d e l'aquiPlus e fficaces sont l es precipitations p e r sistantes d'automne ou d e print cmps Meme s i Jnn intmsite es t faibl e, leur presfl1ce pour une period e plus longu e assure tme l::cr:ne r e ch a r ge de l'aquif t re. Apres la delimita ti o n d:s p ricdc s de nous avons calcule l es ccdficicnts de tariss( m ent pour chaque s t ation e t chaque annee. L e coef fici ent de tarissc m ent varie auteur de la valeur d e 0,02 (jour) -1 ave c des f Ctites exceptions (Motru a dans l'annees de minimum). On p eut explique r sa variation par la profortionnalite inverse ave c la reserve d'eau accumulee par !'aquifere rnai s aussi par sa directe proportionnalite avec !'infiltration efficace. Pour deux aquiferes, ave c la meme valeur de Q0 un coe ffici tnt de tarisst'ment faible corre spond a une reserve plus grande.

PAGE 108

50'" GO 13 12 11 10 9 P p !r.Hnl 1:1 101 102 1.03 lQO 0 8 0 6 1.04 10 0 40 tljoursl I J FiB. 2. Hydrogramme d e rivie r e Motr n a (annee d e minimum). Hyrlrograph o f th e 111otru river at C lofaui ( mi11imal year). 0 "'

PAGE 109

7 L'analyse d es acquifercs ltar'stiqu es 107 Tableau 1 Caracterisation des p erlqdes de tarlssement Riviere ct postc I Nombrc de s I L'importancc AIIJICC peri odes de des perio<)cs hydromCtrique tari,;s<:ment de tari sscment Brcl>ina a Tarnita. 197 0 MAX 1 fl7% 1 97.5 JIWY 4 60% 1971 MIN 2 74% Motru it 1970 MAX I 6.5% 1 97 5 MOY .5 71% I
PAGE 110

108 A. Gheorghe et. A. Rotaru 8 mulation de dimension moyenne. On distingue les reserves accumulees par les aquiferes des bassins des._ rivieres l3rebina a Tarnita. et Orlea, a Celei, de l'ordre de 2,7.10>! m3 ; en avec les petites des bassins hydrologiques fermes de ces stations. Une observatior1 qu'o11 faire sur les valeurs calculees C' est que les annees hydrologiques ne sont pas representatives du point de vue Ai11:si, seulein.ent dans l e cas du Motru a ]e volume de lareserve P.'eau stockee est conforme ala valeur du debit moyen annuel. Dans le cas d'Orlea a Celei le volume de la reserve souterraine se comporte d'une maniere inverse par rapport au regime hydrologique, fait qui reflete la grande independance du bassin hydrogeologiques a l'egard de celui hydrologique. Cette inp.ependance a ete relevee par les trac;ages, les sources de lzvarna etant alimentees par les pertes des rivieres Motru, Pirgavul et Bistrita. Au-dela, les valeurs montrent des dependances, plus ou moins grandes, entre les deux bassins, hydrologique et hydrogeologiques. BIBLIOGRAPHIE CAST ANY G. (1972), Prospecfiunea exploatarea apelor subtera1.e Ed. Tehnica, 386 p., BucuM..I\NGIN A. (1974), Contribution a l 'etude kydrodynamiq ue des aquiferes karstiques. Ann. Speleol. 30, 1, 2, Ed. C .N.R.S. 400 p., Paris. RADULESCU D STANESCU I., GASPAR E.', BULGAR A. (1987), Aquiferozts intercone xions in the Motru-Izvarna-Tismana-Bistrifa ka rst area. Theoret. and Appl. Karst. 3, Ed. Inst. Speol. ,Emil Racovita", pp. 199-214, SLAVOACA D I., GASPAR E., BULGAR A (1985), Hydrogeological contribu t i ons for the existence of the Getic nappe the Motru Sec -Baia de Arama region Theoret. and Appl. Karst. 2, Ed. Inst. Speol. ,Emil Racovita", pp. 175-181,

PAGE 111

Theor e t ica l and Applie d J(ar s tolo g y vo l 5 i992 pp. 109-111 DRAINAGES SOUTERRAINS KARSTI QUES DANS LA ZONE DE LA VALLEE DE BALEA (MONTS VILCAN-CARPATES MERIDIONALES) Guhrlel DIACO N U et loon POVARA O n presente l e s r esultats obt e nu s par d e s inv e stigatio n s geo-tec t oniques e t par m.arquages hydro g eo logi q ues sur l a b arre d e calcai r e d u v e rsant septentrio n a l d e s M onts Vilcan ( entre I a Vall e e d e B a l e a e t la V all ee d e S o h odo l). J1fo ts cles: hydr o geo logi c k a r stique, M onts V ilcan, R ouma nie. UNDERGROUN D KARSTIC DRAINAGES I N THE AREA OF THE BALEA VALLEY (VlLCAN MOU NTAINS-SOUTHERN CARPATHIA1 VS, RO M A NIA) The p.'Lpc r t h e 1e su.lts obt a ined by g e o tect o n i cal invest i g a t i ons a n d by h yd1 o f!i'O i ogica l trac i nf( ,:n t h e l i m e s t on e bar from t h e n o rt h e r n sid e o f Vi/c a n j Yfoun tains {between Bale a and So h od o l v a lleys ) K e y w ords : lla1 sti c hydrogeology, Vilcan Mountains, Romania. Lc p e rim etre e n etude e s t situe sur l e v e r sant septentriona l d es Monts V il ca n e t ant d e limi te v e r s l e nord e t v e r s l e s u d par l e s valeurs d e l'e c arte m cnt d exte n s ion e n a ffl eure m ent d e la b arre d e c alc a ir e (de s v a l eurs o s cillant entre 250 e t 700 m), ve r s l'oues t p a r l a Va ll ee d e S ohodol e t ve r s l'es t, })a r la Y a ll e e d e Bal c a L c ca lc a ir c, d'ag e Jurass iqu e supe r i eur -C retace inf e ri e u r es t la f or m a ti o n litho-faci a l c k a r s tifi able d e l a zo n e Il e s t apprecie comme r eci f a l, a ffleur ant, a u sud, e n pos iti on stra ti g r aphique no r m a l e e t t r a n s gre s s i v e sur l e s fo r m a tion s d e s schi s t es cri s t alli n s d e l a Se ri e d e e t c ou pe t ectonique m ent a u nord, p a r l e charri ag e getique: Vers l'es t l e calcair e sc di s po se d 'une m a ni e r e s imil a ir e sur l es s c hi s t es graphite u x e t l es phyllitPs c h a r b onn e u x d e l a F or m ation d e Sc h e l a Institutul d e Speo logi e .,Emil Racovita", str. 11, 78114 12, Roma ni a

PAGE 112

110 \I I r--------T----1

PAGE 113

A A m 9oo -allli'li' sechli' Vallli'e Bat ea I Resurgen c e F1 .. La Captare" C:orbulu," ( M 1l 800 100 600 .... ---8 8 m Vc!!ee Balea 900 800 7(}(} 600 L E G B z[LD 30J]]J]]J ar:=-==-?J --6 0 .c?i 13137--..:-,;:::l ........ -:-__ 1 I. ts[:;---.::-] Fig. 1 -Carte geologique et tectonique du peri metre situe entre Ia Vallee Sohodol et Ia Vallee Dalea (Monts Vilcan). A-Net B-B'-profils geologiques le lo11g des drainages souterrains. I. Schistes c ri stallins -Serie de 2 Schistes cristallins -Scrie de 3. Schistes graphiteux et phyllites c harbonneux -Formation de Schela. 4. Calcaires -Jurass iquc superieur-Cretace inferieur. 5 Depl'>ts sedimentaircs mesozo'iqu c s c t n eozo'iques. G Failles 7 Limite geologique. 8. C hcmu c h cments. 9. Va11cc d e dolines. 10. Abrupts. II. Va116e d e r cc ul. 12. Ponor. 1:\. Pcrte eli ffuse au lit de Ia va11ee. 14. Riviere pNmatwnte. 15. Riviere temporairc. 16. Grottcs. 17. Drainages so utcrrains. 18. l\11 = nw.rquagc a fluoresceinc. Ma = marquage a rhodamine. c he II e 0 300 600 m N D E 1.! J3-c 1 I j 51 /'. I -1 111 1 12[-----") 1 161 .(\. I 18 M1,M2 G e ological a1f(/ lcclollical map of the a1ra situated bt!WCEJI Sbhodol a1f(l Balc a valleys {lT1lca11 !lfou-ntai11s). A-A' and B-B' -geological sectio11S along the underg1 '01111. d drai11ag e s. 1. C1ysta.ll1:11e schists -se1'1:es 2. C1ysta.lli11c schists Tul(
PAGE 114

112 G a b1i c l Diacon u et I oau Povard. 4 .Pa r rapport a c es donne e s geologiqu es connu e s ( S OLOMON -1967), ont ete surpris dans la zon e l es d e tails s ui vants supple m entaires, surtout a l'egard d e la tectoniqu e du perim etre (Fig. 1): -La barre d e calcair e a une ori entation d e l'axe lon gitudina l OSO-ENE; -La principal e disjonction dans l e p e rim etre es t r epresentee par une faill e d e cis aillem ent qui pos e l e c a lcaire e n contact t ectoniqu e ave c lcs schi s t e s crist a llins d e la nappe getiqu e attribues a l a Serie de Lotru; -La continuite du plan d e faill e es t alternative jou ee par d es f ractur es d e t e n sion(entrele s compartim ents I-II, II-III e t I V-V), ou bie n p a r des fracture s d e cisaill e m ent s econdair e ( entre les comp artiments Ifl-IV); -La p ente du plan d e contact lithologiqu e s chi s t es cris talli rls ca l caire, a une orientation septentrionale presentant d es "va l eurs c h a n g e antes ( e n moyenne 80 pour l e s compartiments II e t V, 70 pour l e c o mparti m ent III e t 60 pour l e comp artiment III); -La position stratigraphique du calcai re dans !'area l est a n or m a l e il etant non pas transgre ssif m a is e n position d e c h evauche m ent t ecto niqu e sur la Formation d e Sch ela (des affl e urem ents con v ai cants e n c e scns, ant ete r emarques sur l e v e r sant droit d e la Vall ee S ohodol), ( vo i r a u i ss i l c p r o fil B-B', Fig. 1); -En fin, bi e n qu e l e calcair e s oit fra g m ente t ectoniqu e m ent, il sc p r e sente pourtant unitaire, bi e n individu a lise, avec une foncti o n h ydrogeo l og ique inde p endante e t bi e n mi se e n e vid e nc e L A HYDROLOGIE ET LA H YDROGEOLOGIE D U PERIMETRE P a r rapport ala b arre d e c alc a ir e l e r esea u h y dro g r aphique a un e d i s positi o n trans v e r s al e l e s dir e ction s d'ecoul e m ent etant d u cot e su d ve r s l e nord L a p a rti e supe ri eure d e l eurs bass in s ve r sant est m odelee d a n s l cs schi s t es cri s t a llin s imp ermea bl es de l a Se ri c d e e t par conse qu e nt, e ll e d is pose d un cotns p e rm a n ent. L cs d ebits liquid es qui s'eco ul cnt sur l a Va ll ee S oho do l e t sur u n e p etite v all ee situee e n p o s ition medi a n e entre l a Va ll ee Sohod o l e t l a Va llee Balca, tra n sitent sur labarre d e c alcai re se ul e m ent d a n s l es situ atio n s d 'eco u l e m ent maxim a l. Dans l e s p e riod es d'eti a g e il s se dirigent clans l e mili e u souterrain. La limite septentrionale clc l a b arre d e ca l ca ir c es t de p ourv u e d e sourc es, l e seul point d'appa rition d e l'eau etant 1a r e surge nce n ommee l a Captare", situee sur l e ve r sant gauch e d e la Vall ee B a l e a a l a limite d e contact lithologiqu e du c a l caire avec l es s chi s t e s cri s t a llin s d e l a Serie d e Sebes -Lotru. Pour etablir l e b ass in hydrogeologiqu e d e l a r esurge nce,la Cap tare," o n a effectue d eux m arquages d e l a circulation soute rrain e L c pre mi e r m arquage a e t e f ait dans la perte ,Pono r u l d e sub P i atra Corbului d e la V a ll ee S ohodol. L a fluor e sc e in e introduite (l e d ebit a u l a n ce m ent a ete d'e n v iron 3 1/s ) a ete r estituee inte gral e m ent p a r la r esurg e n ce ,la Captare", a pres 36 h eures m ettant e n ev id e nc e une vitesse m oye nn e theorique de 46 mfheure pour une distanc e a v ol d 'oiseau d e 1650 m.

PAGE 115

5 Drainages soutcn:aines dans I a zone Valees .de Balea 113 Le second marquage a ete fait dans une perte diffuse aulit de la petite vallee situee entre la Vallee Sohodol e t la Vallee Balea (le debit au lancement a ete d'environ de 2 1/s), etant utili see la rhodamine. Le traceur a paru dans la resurgence ,la Captare" apres 60 heures, rnettant en evidence une vi t esse moyenne theor ique de 14 mjheure, pour une distance a vol d'oiseau de 820 m. Analysant l es courbes de restitution des traceurs captes sur le charbon actif, (Fig. 2), nous avons con state que: Fig. 2 -Lcs courbcs de res ti tution des traccurs. The restitution curves of the tracers. 166mgll 1.4 1,2 1,0 -7 l) mg/1 0,8 0,8 0,6 0,6 0 4 0,4 0.2 29 30 31 Oc1ombre I FLUORESCEINE 2 3 4 () Novembre 19BB -la fluorcsceine a eu une dispersion reduite dans !'aquifere, le trace entre le ponor et la resurgence etant parcouru avec une vitesse relativement grande. fait qui signifie }'existence d'un canal karstiquc tres bien organise; -la rhodamine a eu nne grande dispersion dans l'eau, le trace etant parcouru avec nne vitcsse tres lente, aspect qui suppose une circulation par un rescau de fissures et canaux pen developpes, au moins jusqu'a !'intercep tion du collecteur souterrain principal. CONCLUSIONS Theoriquement, les plus caracteristiques discontinuites dans les cal caires, compatibles avec une circulation karstique souterraine, sont celles qui appartiennent au systeme des fractures de tension, elles etant en general ouvertes. Les fractures de cisaillement sont appreciees, d'habitude, comme incompatibles avec une circulation karstique, e ll es etant e t anches et done, clepourvues d'espaces circulants. Mais, la realite du terrain s'ecarte souvent de la supposition th mique, notamment quand par cisaillement, l'un des compartiments se dis pm:e, par rapport a l'autre, comme un ecran impermeable et non karstifiable par 8-c. 3782

PAGE 116

114 G. Diaconu ct I. Povadi 6 sa constitution lithologique. En ce cas, tout drainage orgamse sur une fracture de tension, sera oblige, d e cet ecran, de changer sa direction d' ecou lem ent, e n suivant la limite d e contact lithologique sur la ligne de pente du niv ea u de base d e la karstification. Cet aspect se rencontre aussi dans le cas concret de !'aquifere karstique dispose entre la Valle e Sohodol et la Vallee Balea, ou le drainage principal se fait Je long d e la fracture d e cisaillem ent, a cause de laquelleles schis tes cristallins de la Serie de -Lotru sont mis en place comme un ecran sur l e cote septentrional du calcaire. Tout apport d'eau v enu du cote meri dional par les systemes des fractures de tension est dirige par cet ecran vers l'est, c'est-a-clire vers le compartiment IV,-qui occupe Ja plus basse posi tion clans l'areal etuclie (voir aussi le A-A' de la Fig. 1). En !'absence des mensurations hyclroni.etriques systematiques a tous les points d'entree et de sortie des eaux clu calcair e !'evaluation des debits evacucs par la resurgence .. la Captare", rapportes au volume du corps de roch e a ete difficil e Des valeurs cl'approximation, en c e sens, ont ete obtenues par mensurations effectuees le 29 octobre 1988, quancl le debit de la resurge nce a ete d e 28 1/s A cette elate, la somme de s pertes clans l e cal caire, qui ont pu etre m es urees a ete de 18 lfs. Si nous tenons compte clu fait que l e mois d'octobre a ete riche en precipitations atmospheriques et comme suite, l e volume cl'eau -infiltree clirect ement dans le s;alcair e a ete necessairem ent eleve, nous pouvons apprecier que les debits evacues par la resurgence .. la Captare proviennent ex clusi,ement de la barre de calcaire. Pour une telle conclusion plaicle aussi le fait que cet aquifere de type karstique est ferme du point de vue hydrogeo logiqu e par des formations impermeablesa !'ouest, nord et sud, la seule pos sbilite cl'evacuation des eaux n'etant que l'extremite est clu compartiment IV (le \-ersant gauche d e la Vallee Balea). BIBLIOGRAPHIE SOLOMON I. ( 1967), Raport asupm prospec fiuNilor geologice, pentnt. m inereu1i de fier minereu.ri neferoase, pe v ersantul nordic a.l Munfilor Vilca.n (Iscroni-LHpeni). Arhiva I.G.P.S.M.S. (manuscris),

PAGE 117

Theoretical and Appiicd J(arstology, vol. 5, 1992, pp. 115-120 THE OCCURRENCES OF DEEP SIPHONAL CIRCULATION OF KARST A QUI FER OF THE MIROC MOUNTAIN (NE SERBIA) Veselln DHAGASH:; *, Zorun STEVANOVIC*, Jludirulr l 'ILIPOVIC On the eastern slopes of the 1\Ii roc mountain (Northeastern S erbia), the r e are several unexplore d occurre n ces of thermal wat<:rs. S i n ee their temperatures tary from 17.5 to 19. 5C, the y can !Jc classifie d as subthermal water. The g r eat cont ent of free gases also distinguis h e s the m from common cold groundwate r s. Thermal waters ha 1 e low T.D.S. of hidrocarbonate class and calcium group. They arc genetically connec t e d with limestones of Upper Jurass i c. ](e y wo rd s : suhthcrmal waters, ascending springs, limestones, dee p faults APARATION D U N E CIRCULATION SIPHONANTE PROFONDE DE L'AQUIFERE KARSTIQUE DE LA J.v!ONTAGNE MIRO(J (SERBIE DE NE) Au bord du massif karstiquc d e lvfiroc {Se rbi c nordorientale a la front.ii:r c de Roumanic) cxisl e ttl plusieurs sources subt htinnalcs, d011l l e s t empthatures moynmcs varieHl d e 15,5 a 19,5C L e s propritittis d e crs ea.u. t srnJt: une grande quaIlitc de gaz l-ibres ; une faible mintiralisalio n ct lesions pl"tidominanls HC03 c t Ca. L e debit moyen varie d e 1-5 lfs. L'uue des sources plus importaute s D zev t in, est subme rgec pcJr l'ac cumulatioH de Djerdap ( c'est l e ba rrage Patt e s de F e t su r l e Danube). Mots clcs: eau.!. subtlt ermales, sources ascenda11 t es, calcaires, failles p rofond c s. INTH.OD UCTION On the bank of the Danube Rive r, opposite of the Svinita -r eg ion in the n e i ghbouring Homania, one of the larges t karst mass ifs within the r e gional Carpatho-Balkan g e ologic structure stretches to the N-S. The m ass if is mainly made up of mass iv e limestones of the Uppe r Jurassic, with a thickness of over 300 m. In its geologic structure there appe ar, towards eas t, fly sc h fom1ation s of the Cretac e ou s, the Prote rozoic comple x of Geticum, follow e d by the r e p ea t e d zone of Uppe r Jurassic lim es ton es The region is characte riz e d b y very complex geo logic conditions with particular significance being attache d to inte nsiv e t e ctonic activity. It r esul-* The School of Mining & Geology, Institute of Hyc rogeology, Djusina 7, Univer sity Belgrade, Serbia.

PAGE 118

116 V : Drag!),ic and col. ted in the formation of regional faults and nappes, extending from the ter. ritory of Romania. These structures had a major impact on the occurrence of Baile Herculane as well as of a number of similar occurrences in Serbia. I. THE OCCURRENCE THERMAL WATIIHS IN THE LOCALITY OF DZERVRIN The.thenrto-min eral spring Piey rinska 'Banja .is situated at the' outflmv of Dze vrinski stream into the Danube. The occur:rance of this spring is con nected with the tectonic cont act df massive. l\ialm limeston es and gneissgranite of crystalline zone of Tekija. The con s t i ucti oh of hydro-electric po wer plant "Djerdap I" and the formation of water accumulation resulted in the flooding of the spring Except for the data re corded by M. Leko (1922) there is no other published data vailable. According to M. Leko, the waters of Dzevrinska Banja spring are muriatic waters vvith high content of NaCl (0.88 g/1). The water temperature is l8C and the presence of H2 S gas has also been recorded. warmed up wate rs from Dz ev rinska Banja have been utilized for the treatment of rheumatism. II. THE OCCURRENCE OF THEUl\IAL WATERS IN THE LOCALITY OF BANJA In the area of P e trovo Selo, in the valley of the Podvrska Reka nver (localit y of Banja), a numbe r of occurrenc es of thermal waters have been record e d but not yet exp lored. In the cours e of hydrogeological investigation carried out in this loca lity, three thermal springs have been discov e r ed. They are concentrated in a very narrow area, directly along the Podvrska Reka riv er. On the left bank of the river, two springs with the total flowrate of 1.5 1/s and water temperature of 18.5 C have been recorded. The distance betwee n these two springs is about two metres and they are som e three metres away hom the river. On the right bank of the river, a third spring has been discov e red, with a flowrate of 1.21/s and the temperature of l8.8C. Water discharge from these three spring s is accompanied by s eepage of large quantities of free gases. From obs e rvations in the riverbed, the pre sence of gases has been stated. This is an indication of thermal wate r dis charge into the riv e r as well. The occurrence of thermal waters in the locality of Banja is conn ecte d with a tectonic contact of Malm massive limestones and Low e r Cretaceous flysch formations (Sinaia Cretaceous). III.. THE OCCURRENCE OF TUERiUAL WATERS IN THE LOCALITY OF BANJICA ,Banjica" thermal spring occur s west of the Reka village, in the valley of the Recka reka river. The spring, that occurs on the left bank of the river is some 150 m away from it. The occurr e nc e of the s pring is connected with a tectonic contact of massiv e Tithonian limestones and Paleozoic schist. In the course o field measure m ents were carried out on two occasions. In June 1984, the springflow was 5.0 1/s with wate r temperature

PAGE 119

3 The occurcnccs of deep siphona.l circulation in Miroc Mt. 117 of 17.5C and in Novemhr of the same year, the springflow was 4.0 1/s witli wate r temperature of 18.2C. The water discharge was followed by the see page of large quantities of gas es. The results of measurements and observations in this spring proved to be similar to those for the springs in tl)e locality of Banja, that is, the tem p erature increases with r e duc e d springflow. This i s an indication of mixing <>f cold and warm waters which is particularly ch;1racteristic in the periods <>f high levels of the karst aquifer in the. Malm lim es ton es. IV. TilE OCCUiffiENCE Ol? TIIEIUIAL WATER IN THE LOCALITY OF DLEDEIOJA On the eastern e dge of limeston e of the Miroc mountain, at the source <>f the Blederija river, the r e is a karst thermal spring with a springflow of 15 lfs and water t emperature of l7.5C. The water di sc harge is accompanied 0 0 / 0 0 Z 6 8km c;. J +-+++I GliLF d 8 .;:::1 9 1 -1 10J o o o Cj, 1 1 12. (!) ll Ill I V Fig. I -Geological map of the Miroc Mountain with occurrences of thermal waters. 1 -kars t aquife r ; 2 -fissured aquifer; 3 -intergranullar aquife r ; 4 g neiss; 5 -granite; 6 -lime stone; 7 -flysc h ; 8 -sandstone; 9 -sandstone and clay; 10 -alluvion; 11 -thermal spring with gases; 12-thermal spring with gases, fl ooded. Thermal occurrence: I-DzerYinska B a nja; II -Banja; III -Banjica; IV -Bledcrija. Car t e geologi que du Mont Miroc a .vcc les occurr ence s des ea.ux therm a les. 1 -a qlllji!1e karstique;2 a quifere fisstlr es; 3 aquifere i1tttfrgranullaire; 4 -gneiss; 5 -gmnite; 6 -ca.l cai 1 e; 7-flysqh; 8-gres; 9-gres et argille; 10-allu.v io ns ; 11-sou1ce th erma l e avec des gazs; 12-source thermal e av e c d e s ga. zs, noyees. Occurrences thermal es : ID ze rvinska Banja; II-Banja; III -Banjica; IV-Bledc1 i ja.

PAGE 120

118 V. and col. 4 by the seepage of free gases. The spring occurs at the contact of Malni: mas sive limestone and Upper Cretaceous formations in the zone of Urovica dis.., location. At a distance of some 10 m from the thermal karst spring, two .Jarg e r cold springs occur with a total springflow of about 30 lfs and water temperature of 8 .5C. PHYSICAL PROPERTIES AND CHEMICAL COMPOSITION OF THERMAL WATERS In addition to ''Dzervinska Banja" spring that was flooded, other occurences of thermal waters were tested in June, July and November 1984. Based on the obtained, data it is possible to consider their basic characteris tics regarding their physical properties, chemistry and gas composition. Considering their physical properties, these thermal waters are less odourless and tasteless with temperatures ranging from 17.5-19.2C, the pH value is above 7, that is it varies between 7.45-8.28. \Vater tests showed the presence of free gases that appear as bubles in all the springs explored. Free gases in water of "Banjica" spring have been sampled. The gas analysis produced the following composition. Table 1 tC I volume per cent N2 I 02 J COz J H2S 18,7 I 94,0 I 2,50 I 3,50 I 0,1 In addition to the basic chemical and gas composition, the water crocomponents from ,Banjica" springs -the right bank, have been also determined (Table 2). Table 2 components "Banjica" "Banja" right side Li 0,01 0,01 B 0,40 0,50 F 0,14 0,32 Br 0,65 0,08 SI02 4,40 2,60 AI 0,40 0,70 Fe 0,020 0,030 Ba 0,015 0,184 THE CONDITIONS OF FORMATION AND DISCHARGE OF THERMAL WATERS Carbonate rocks have been exposed to the process of deep karstifica tion. At the Miroc mountain, vertical pits up to 150m deep have been explo red, which practically corresponds to the level of the Danube. Similar to

PAGE 121

The occurcnces ( f deep si .phonal circulation in Miroc Mt. 119 "Dzevrin" thermal springs the main cold springs dra ining this karst mass if have also been flood ed bv the accumulation. The r esults of and the h y droch e mical inv e stigation s prove the genetic c:onnect10n bctv,c e n th<-thermal waters and the karst aquifer : within the Upper Jurass ic lim es ton es 5 00 250 0 -250 //_ / /// [ ; ' I 2 6---0 0.25 O,S'11m ''alja I Sa,nja 7 500 250 0 -250 Fig. 2. -Schematic c r oss -section o f the .,Banja" occurrence. 1 -gneiss; 2 -paleozoic sc hists; 3-Dogger clastic rocks; 4-massive limestones of Upper Jurassic; 5-Sinaia formation (flysch); 6 -Faults; 7 -Spring; 8 -direction of groundwate r circulation. Section tra nsve rsale scMmatique dans Ia region de l'ocCU1't"e1tCC ,Banja". 1 -gneiss; 2 -Schi tes paUo z oiqu es; 3 Ro ches clastiques Dogg er; 4. -cal cai res massifs -]urassiq11-e wperiettr; 5 -Formation de Sinaia {flysch); 6 -Failles; 7 -Sotwce; 8 direction de Ia. cinula-tion. des e a.ux souterra.-ines. The warming up of the g round wate r is the cons eque nc e of karstifica tion and intensi"e t ectonic activity in this part of the terrain, which gave to d eep siphonal circulation of ground water with its consequ ent warmmg up. The "Banja". "Banjica" and "Dzevrinska Banja" springs are connec t ed with a marked Dzevrinska dislocation of the N-S and NNW-SSE dire ction and the accompanying fractures of the same direction, that is with the intersection of this dislocation by younger faults of the NW-SE direc tion. All these structures extend northward along the Romanian territory (structures of Cerna and structures of Bahna). Intensive tectonic activity in this part of the terrain conditioned the volcanic activity which resulted in the formation of spilite which pierced through the Mesozoic. Due to this, it is quite possible that the wam1ing up ot ground waters takes place under their influence as well.

PAGE 122

120 V. l)ragiic and col. 6 It can now be claimed with certaintly that the warming up of ground waters occurs aue to d t 'CP siphonal circulation along the marked tectonic directions, that is that increased temperatures are the consequence of heating under normal geothermal grad;ient il1 this :part of the terrain. Further investigation is aimed at proving the possible presence of heating bodies in the deeper parts of the terrain. REFERENCES DRAGlS:LC V., FlLIPOVJC B DilviiTRIJEVlC N. ( 1988) Occtn rmas of thenual wattrs, on eastern slopes of kliroc mozmta.in. Comptes Rendus of Serbian Geological Society for 1985-198 6, Belgrade. LEKO M. ( 1922) l'vfedid1-za.l mzd nfhzcra l Watezs aml Climatic R esor ts in the J(iugdom o f Serbs, Croats and Slovenes, Belgrade. * Explanation fo r the Basic Geologic nfap "Donji lVIihmovic", "01sava", "Ba_ia. de Aranza" and "Tmmt Severin". "Geozavod" -Belgrade; The Federal Geological Bureau, Belgrade.

PAGE 123

Tlleoretica.l and Applied vol. 5, 1992, pp. 121-126 ARTIFICIAL REGULATION OF A KARST AQUIFER FOR \VATER SUPPLY OF THE TOWN OF BOR (EASTERN SERBIA, YUGOSLAVIA) Zoran STEVANOVIC*, \Tesclln DUAGISIC *, Budlmlr FJLIPOVIC In order to develop a water collecting system for regulating the regime, basic and detailed hydrogeological explorations were done for water supply of the town of Bor (a major mining and industrial center iri East Serbia). After complex research 4 w ells were' connected to waterworks and are used during the period of low waters and low yield of captured springs. With more intensive exploitation the optimal yield developed and increased as well. In this way the natural minimum flow of the source of ground water has already increase d by more than 50% (about 150 1/s) Key words: karst supply, artificial regulation, wells. LA ARTIFICIE.LLE DE L'AQUJFERE KARSTJQUE EN T!UE DE L'ALB1ENTATION EN EAUX DE LA VILLE DE BDR (SERBIE ORIENTALE, YUGOSLAV!) D e s 1ech c r c h e s hydrogiologiqucs ditaillies ont ,iti rtfalise e s a u bord du massif karstique /(ucaj, pour alitiJCtiter en eatt la tille Bor (un. grand centre industricl en Serbie Ori c nta .le). Le bu.t des rech e rches etait la rtfgularisation hydrogeol ogi qu e du regime d'icortlcmmt ct !'augmentation de la capacite d e s sources karstiques ca. ptees dans les gorg e s du. fle uv c Beljevina. La realisation de 4 puits verticaux juqsit'a 100m de profond eu.r, a donne Ia possibilite d'au.gmenter Ia d'eatt, de plus de 50% {en virmt 150 lfs}: M o t s 'cles: a q:4ifer e lmrstiqrte, alinren.ta .ti07; en regularisation artificiele, ptiits verticau x. INTRODUCTION The town of Bor is .situated in the eastern part of Serbia and it is on e of the major mining and industrial centres. The proble m of water supply has been on the increase in r ecent years especially during the summer and autumn seas on. Industrial waters u sed in technological processes are pro vided from a surface reservoir on the Brestovacka River whereas the n eeds of the population are satisfied from the waters of karst springs. The Faculty of Mining & Geology, Institut e for Hydrogeology, Belgrade University, Serbia.

PAGE 124

122 Z . Ste:vanovic and a.l. The main source of ground wate rs is in the gorge of the B e lj evina Riv e r on the eas tern slopes of the Kucaj Mountain (about 15 km westwards) Four out of the total of six k arst springs w ere tapped with the total extreme minimum springflow of around l 00 ljs. THE HYDROGEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE TERRAIN The terrain explored r e presents the easte rn limb of the geostntctural form of the Kucajsko Beljanicki anticlinorium, composed of a thick complex of Jurassic and Lower Cretaceous carbonate rocks (th ey have a thickn ess of o\er 500 m), lying abo,e the imp e rmeable Paleozoic schists. The entire series is inclined eastwards at the regional dislocation in a N-S di rection. This fault brings into the same lev e l the carbonate formations with thick d e posits of the Upper Cretaceous sediments and andesite, which r e present a relative barrier to the flow of karst ground waters. It is exactly in the broader contact zone that the source of ground water appears (Fig. I). The karst aquifer is characterized by high permeability, which is the result of intensive karstification. The aquifer is r echarged from rainfall a nd surface flows -the sinking rivers ("ponornica") at the contact point of the karst and Paleozoic schists. Based on the dye tests p e rform ed, the connections between these s ink holes and large capacity springs have been discovered. According to provisional calculations the velocity of the ground water flow is from 0.026 to 0.068 mjs. The analysis of acquifer water-budget shows that thes e large springs collect approximately 40% of the rainfall on the rive r basin. With es timated quantity of evapotranspiration, ground discharg e has been assum e d to be r elatively intensive and to take place in deeper parts of the karst aquifer. THE AQUIFERREGULATION Foi the evaluation of the aquifer potential and in ord e r to.make pos sible a more effective and rational us e of the water : it is necessary: 1. To perform extensive exploration work so as to obtain r eievant data concerning the r e gime of aquifers, the wate r resources and quality as w e ll as other elements nec essary to provide the basis for technical s olutions to applied to r eg ulation and control of aquifer. 2. To arrange artificial regulation of the regime of water discharge with induced tapping of water from de epe r parts of karst aquifer, to arrange for overpumping of the source of karst ground water in the p e riods r e quired and, to provid e additional r ese rves either by nat ural flow or through induced infiltration. The analyses made so far show. enormous possibiliti e s in this respect and have actually been verified already. As the basis for water collecting to r egulate the regim e the bas ic and detail ed h y drogeological explorations w e r e performed. They include d : laboratory processing of the existing data, the h ydrogeo logic a l mapping, simultaneous h y drom e tric measurements on Beljevina river, a geophysical survey (ge o e lectiical "mapping and s oundin g ), hydrochemical t es ting, th e monitoring of the regime of discharge, etc.

PAGE 125

3 Artifical regulations of karst aquifer for water supply 123 In the second phase of wmk covering the broader zone of the spring, five borehol es wer e drill ed, including all the accompanying t es ting and ana-rl 1--+ -+ L t l-h-) --;--;--/ -1 Fig. I. Schematic map of t h e source o f ground water in the gorge of Delj e,,ina (Kucaj). I.the k a rst a quift"r; 2 t h e fractured r oc k aquifer; J -the tapped karst 4 -the untappe d k a rst springs ; .'i -th e explo ratory borehole; 6 -the production w ell; 7 -permanent wate rfl ow; S-pcri oc!ical waterflow; 9-f ault; 10-the directi o n o f the g roundwater fl o\\. Car l e s c htfmatiqu c Ia so urce d e a u soularaine des go1ges d e B cljcvi11a ( K uca j). 1 -aquifer e 1.-mstique ; 2 -l' aqu ife !'e dans d e s l'och es fra. cluries; 3 -la sou rc e karstiqu e cap tee; -!-Ia s o urce 1.-arsliqzu 7101!-ca p te; 5 l c f orage d'tfx p l o ration; 6 l e fmits d e p r oduc t i on; 7 -ci rc ulation d'cat< f>irmamllte; 8-cinulation d 'cau. Y-faille ; 10 -Ia d irectio n d' e cou l cmcnt soul -t errain. l yses The data obta in e d, made the d e s ign of explorator y e xtraction w e ll s po ss ibl e Four verticall y drilled '.ve ils h a ve been constructed s o far, having the ;;h a llow aquifer i s olated zone and slotted sc r ee n s of 0 244 mm. Also,

PAGE 126

124 Z. Stevanovic and al. 4 some 3 km southward, exploration works were done il'). the zone of Zlotsko spring, one of the major springs in the karst of East Serbia. Water collec ting has not been made possible so far due to-the extreme minimums of around 30 ljs (the maximum springflow may be m3/s). In the zone of this large capacity spring ex ten s ive explorations have also bcel'i done after: which three exploratory -recover wells were drilled The average depth of .all the wells is around 100 m "lNW-M1 ka MelJan1c BelJev.na I I -ssE 1 300 ITt I 1 2.b _._, ....,., 400m ,R 3. ,' 4 .'ttL 5. 6. 4" Fig. 2. Shematic cross-section of the source of Bcljevina. I -the karst aquifer; 2 -the fractured rock aquifer; 3-fault; '!-groundwater level; 5-kars t 6-the direction of the groundwater flow Section sclufmatique tmnsvhsale de la source de Beljn-iua .. 1 l'aqu i f(rr karstiqt
PAGE 127

D (m) / 12 15.49 31.37 55 Q. .. -: .. ,_ "C-... J 02U.m 02:i0mm( optn holt SS-100m) //Q= JSl/ s totl1otoyy A""" "-.& ll 4 --" .> ...... / /Q:33l/s Q = 2Jl / s 1 Q:30l/s I I I I I z 4: 0.. 4: z 4: "L '-' a: co u.. 0 V1 uJ z 0 >-V1 w l: _J c:. w u.. 1-V1 a: < :.::: I I .;''+1 4i--1-' i l l 11Y J !! I I li+-1,' --i ,,_ t II I r--f I I I 1 j W i1/ I I i! jl--+--+ 11 : s _._ 41 ,1r-, -u gr-: 1 i Htrrr 1 1 \0 H41l nt----i'-I j I 1A ! I I :! I i I iiI r I J I 5 / W' I i/1 l J!i l ijl Lst I i I [ I I 1 i J i I J I I I 1 I I I I l d I I! Iii I l I 0 1-----L-+4-J...u-L"i----1.--'...u...u+4-I--'--.LJ.-W-i..L4---'--.1-L.L!.J.l4---'--L.l-4l.l.!l---I ( m 11\.) 20 f------, 0 1 00 1 000 1 g .00 0 1 O J OO'l Fig. 3. Construction o f \\'dl l EB-4 and results o f the pumping test. C onstrue/ion du puits IEB-4 file riwllals du /rst de pompng,.

PAGE 128

126 Z. Stevanovic and al. 6 The optimum capacity of the IEB 2 well is 12 1/s (higher pumping capacity produces turBidity and abrupt drawdown in, groundwater level). Pumping tests of the IEB -4 well were performed twice with the capacity of 38 1/s and 30 lfs, respectively (during the period of low waters). The Jacob's transmissibility is 2, 75 x 10 2 m2fs. The qf influence is l ess than 20 m. , In 1989 these two wells were comiected to waterworks and thev are currently used during the period of low and low y]eld of the tapped springs. With more intensive exploitation the' optimab yield developed and increased as well. In this way the natural minimum flow of -the source of ground water has already increased by about 50 % For the IEB-7 well in the zone of the Zlotsko spring _to develop, lon g-term pumping was necessary. It was only after "116 hours' work that clearing up of vater was achieved. It took additional 205 hours to complete the pumping test. By pumping 35 1/s and even 38 1/s late r on, the dynamic wate r level stabilized at the d epth of around 33 m. The aquifer transmissi bility r esulted to be 1,1 X 10 2 mfs. optiil).al yield of the IEB 9 well, the construction of which experienced some technical problems, is around 15 lfs. Although it is not far away from tM IEB (about 60 m), the influence o t pumping is not felt. The two wells in the zone of the Zlotsko spring provide additional ,50 1/s of good ;quality waters. It is worth noting .JhaL no significant influence on the natural flow of the spring is being felt here either. 'Phis provides the conditions to c;.gmplete .the : project of connecting waters from this zone into a unique system. : ; For. new; ; additional quantities of 'water from these so"urces of ground water to be pl)6vided, it is necessary to peiform new explo,ratory works in the period : tO increase the. capacity of wells co'pstructed so far with low e r yieli:l (through their development, bursting, etc.); fd 'make new exploratory boreholes in prospecting sites; t o do additional exploratory work in the area betwee n the two sources of ground water including the contact zone of the karstic and nonkarstic terrai!JS; t o ma' ke additional pumping tests as water quality the J>f water discharge, etc. In additiOn fo these, the exploratiOn of conditi 'm1s ,fbr applying some other technical solutions "is also planne-l such as water cdllecting from the channels of the s.prings; the artificial recharge by means of smaller res e rvoirs in collecting area, etc. : 1 The results of the exp loration done s o fm have undoubtedly produced positive effects and have provided-the basis future rational water supply of Bor. It shou l(j be point ed .out that these foJ;"ms of aquifer regulation are planned for some othel' sites as _well within the favourable prospects offered by the karst of East Serbia . BIBLIOGRAPHY DRAG! SIC V STEVANOVIC Z ( 1984.), On th e Possib iiities of Substtrfa .ce Outflow of Aquifer o.n the Edge of En1ptive Area Of Tim. o k A Collection of scientific papers prepar e d for the 7th Yugoslav Symposium on Hydrogeology and engineering geolqgy, Budva. FILIPOVIC B ., STEVANOVIC Z., DRAGISIC V. (1985), The Hydrogeological Study of the R ive r Basin of the Beljevina and Zlotska r ive r, Sci entific documents 0 f Library at the School of Mining and G eology, Belgrad . STEVANOVIC_ z (1991), The Hydrog e ological Charact e ristics of Karts Aquifer D e posits of East S erbia j1om aspect of Water Supply Possibilities, Spec Ed. of School of Mining and Geology, Belgrad.

PAGE 129

Theoretical and AJpli<'d Karstology, vel. 5, 1992, pp. 127 138 NEW DATA ON THE HERCULE THERMAL AQUIFER OBTAINED BY TEMPERATURE MEASUREMENTS (BAILE HERCULANE, R0111ANIA) Joan POVAR;\* Near Baile Hcrculane, in the SW o f H.omania, an important geothermal positive anO!llaly exists, where thermal gradients exceed 2-6 times the a ;eragc norma l value. Two of the main structural units of the area, the Cerna graben a n d the Cerna syncline arc also the major hydrogeological features. The southern end of the aquifer hosted by Cerna syncline i s strongly influe nced by the geothermal anomaly. The variabl e flowrates o f cold karstic water which recharge the aquife r d isturb the r oc k thermal equilibrium. The rock and water t emperature measure m ents performed in mining worl
PAGE 130

128 loan Povara 2 INTRODUCTION On the l eft side of Cerna River and approximatively para1lcl to it, a large synclinal sructure with apparent widths of 150-'500 m i s developed, on a NNE-SS\V direction, over a length of 15 km In its southern part, in the Baile H erculane area, the syncline coal esces \vith the Cerna graben (NASTASEA NU, 1980). Zones with geothermal anomalies, where the superficial gradients range between 5.1 and l9Cfl00 ,fi1 were de'limited' in the Cerna graben (VELICIU, 1988). The convective h ea t transfer from the d epth to the surface is performed by the upflow of the waters which take thermal e nergy from the base m ent rock, along the transcrustal fault planes d elimiting the graben. Clos e to the area of the graben and syncline coalescence the hyarogeolog ical and geothermal factors strongly inteiiere, inducing r eversible di sturbances in the r egi m e of the discharges of the t emperatures and in the chemistry of some thermomineral springs. The strongest variations of the above-mentioned factors w e r e identified at Hercule spring which is the main outflow of the aquifer hostea hy the Cerna syncline (lVIAJUN, 1984, POVARA e t al., 1984). The same type of variations yet with much low e r amplitude, is also present at the springs locate d further to the south (Apollo, Diana, Neptun) . The supply of the aquifer is mixed: thermal and mineralized, often artesian waters upflovv from the granitic b ese m ent of the area; they are diluted, in variable proportions, by downflo wing cold waters of karstk type (PASC U, 1968, POVARA., 1973, POVARA e t al., 1984, GASPAR et al., 1985, SIMION e t al., B etwee n 1983 and 1989, in the proximity of the aquifer discharge area, clos e to the water table l e v e l, mining galleries with a total length of 560 m have b ee n excavated; from them boreholes were drilled subhorizontally or ,ertically in a single plane according to a fan-like distribution. The of these \vork s were the following: a better knowkdge of the local gwlogical structure and of the hydrodynamic behaviour of the aquife r, as well as the tapping of the thermomineral fluid not by the surface waters. Fig. 1. Hydrogeological map of the southern part of the H e r cule aquife!' 1 -Cerna. granitoid -outcrop; 2 -Cerna granitoid-mining gallery; 3 -arkose sandstone s and 'limy sandstones (]1 2); 4-massive limes tones (]3 -Berriasiat1); 5 strike slip faul; 6-swallet; 7--cave; 8-inferred clirecttion of the karstic drain; 9-isotherm at ground 'level; 10 -isotherm in the proximity of the mining gallery; 11 -thermal water inflow; 12 -cold water inflow; 13-inferred flow directior: of the mixed water; 14 galery; 15..:... "wat e r outflow" in the mining work; 16 -bore h o l e ; 17-elevatio n of the limestone/granite boundary. C arte hydi'Dgeologiqu e de la parti e Sud de !'aquifere H e rcul es. 1 granitoide de C erna dans le versant; 2 granitoide de Cerna aH n ive a u d e l a galerie miniere ; 3 -g res atkosiens e t gri!s cal cairrcs ( 11 2); 4 -ca.lca.ires mass i fs ( 13 -Berriasim); 5-de crochement; 6 -perle diffuse; 7-grotte; 8-trace Sttppo se dH drain karstiqu .e; 9 -ligne isotherme a [a, SWjacc dH terra,in; 10 -ligne isoth e rme au nivecm d e la gal e rie miniere; 11 apport d'eau therma.le; 12-a,pport d'eau f roi d e ; 13-d i rection probable d'ecoulement d e l' eau melangee; 1 1 galcrie m inih-e; 15-, e mergence" dans la, gal e rie minihe; 16-forage; 17-cot e sur le versant;

PAGE 131

t[2.3 J/4,8 !82 c 3 782 01 0? " \ \ \ \

PAGE 132

130 New data on a hydrothermal karst syst em LITHOLOGIC AND TECTON IC C O NTEXT WITHIN THE HERCULE EMERGENCE AREA .'Jr The a r ea basem ent consists of granito ids ge n era ll y m ono ton o u s from the petrographic point of v iew, inte nsel y fissure d, partly alte r e d, with poor w a t e r sto rag e and discharge capacity. Almost all the hydro geo l o gical bore hol es which intercep t ed the g r a nitic basement at variou s depths (300 --j 100 m) in Bail e H e rcul a n e area or eve n furthe r to the north, discharge 0.29 5 1/s of thermal wate r s upplied by thi s form a tion It proves tha t the g r a nitoid a ffect ed by the transcrustal fr actures sys t e m s still h as a moderat e p ermeability Ov e r the bas e m ei1t the r e i s a Mesozoic cove r includin g the f o llowing> formations (NA S TA S EAN U 1980): arkose sandstones and carbonate sandstrs(!0-25 m), with low ; permeability, of Lower-Medium Jurass ic age; -mass iv e limeston es ( 180-200 m) stratigraphic a ll y m o n otono us; with sparse b edding planes ( Uppe r Jurass i<;-B e rria s ian), stron g l y fissured and karstifi e d ; laye r e d lim es ton es and marly ljm es ton es ()5-40 m), of B e rriasian -Haute rivi a n age, s lightl y k a rstifiep: and with low p ermeabi"-lity; -marly lim es ton es (200m) known as I uta laye rs (Barre mian -Aptian). and the Wildflisch formation (Turonian-Se noni a n), both of them impe r.: m e able. /. The whole stack of sedimentarv rock s i s fold ed in a sv ncliri a l structure with its west ern flank pushed up to the ve rtical. The regional t e ctonic f eatures includ e d ee p transcrustal or !;il1bcrustal faults,' occuring very close to ea ch othe r and in a v ertica l position. The almost 1000 m clown thrusts of the compartments along these f aults gene rate d a narrow graben of T ertiary age, striking NNE-SSvV(CODARCEA, 1940). . 0 The Cerna syncline and the unde rl ying basement arc by trans versal and strike slip f a ults, along which the compartements gradually sink towards South and west. The granitic b asemen( outcrops 120. m of the Hercule e m e rg e nc e and its upper surface occurs further north a t increasin gly higher e l evations: from 154 m the fir s t OJ.Itcrop, to 400 m in Valea Seaca (Fig. 1). Due to the fact that the granite and',the first sedim entary term o ve rl yi ng it (]1 -J3 sandstones) form the l'ower a n d t h e eas t ern boundari es of the aquifer, their contact with the lim es ton e s (J3 -B e rriasian) was mapped in detail, both at the surface and underground (DIACONU, 1987). The microt e ctonic mapping p e rform ed a t ; h e surface and underground outlin ed four main ori entations of the cr ac ks, be l onging to two distinct oroge nic stages (DIACO NU, 1987 TEH.TELEAC* e t a l. 1 9 89 ) 0 The ten s ion crack s striking E-\V, and the associat ed odes, striki n g NW-SE, open and karstified, are from the h ydrogeologica l TERTELEAC N., VELTCIU S., POP G. -C erce tiiri gcologice gcoji 2ic e pe h i drostructura I zvorului H e r c ules. Comple x Report (unpublis h e d}, Arh. Inst. Ceo!. G eoph.

PAGE 133

' 5 New data on a hyi:l.rothcrmal kars t system 131 point view; both the thermal -water outflows into the aquifer and the karstic developed along them. GENERAL HYDROGEOLOGICAL .OUTLINE The aquifer hosted by the Cerna syncline is bounded to the east, west and north by impermeable formations. It is open only towards south down to the area of the Hercule emergence where the impermeable rocks sink below the level of the Cerna River. As it is a karstic aquifer, its supply <>ccurs to a certain point, in an usual way: direct infiltrations on the exposed surface of the limestone and concentrated losses from the surface streams. T)1e nearest valley from which significant underground inflows occur is located only 0.8 km away, while the farthest one is situated at 14.5 km. The average travel time of the tracer injected into these valleys was 37 hours for the first swallet and 210 hours for the second one. The average theoretical velocities corresponding to these travel times are 22 mfh and 70 mfh. South of Valea Seaca there is a supplementary element in the j aquifer 'S npply: an upflovr of thermal and mineralized water. which may be ansi de r e d as having a fairly constant discharge, chemical compo sition. The permeable character of the granitic basement of the CerJila graben in strongly fissured zones is substantiated by -the existence qf some springs and wells with significant permanent discharges and high temperatures vVe mention Scorillo borehole, located at 3 km north of Hercule, in the graben, which crossed only the granite down to, a depth of 300 m Between April-November 1989, the water discharge temperature bet-ween 50. 5 and 52C for flow rates varying between 0.9-.1.5 lfs. : . Most of the hydrogeological boreholes drill e d south of the fie rcule spring, still in the graben, discharge from the granite significant v\rith temperatures higher than 55C (BULGAR et al., 1978). HYDROGEOLOGICAL DATA COLLECTED IN THE MINING "GALLERY While b e ing excavated ot drilled both the gallery and some of the boreholes intercepted karstic channels or fractures of centimetric or metric sizes, dry or circulated by water, which belong to 5 distinct categ ori es: a) the main drain of the aquifer intersected in the zones i.ndicated with A and C in the borehole F4 and F5 (Fig. 1); b) tdbutary channels connected to the main drain in zones D and F) which proved to be able to divert its whole discharge and r e erse the flow direction; as a co n sequence o f their inte r ception by the mining gallery, the Herculc emergence dried up (author's note}.

PAGE 134

132 I oan .Povarn 6 c) karstifi e d diaclases permanently circulated by. water (with flowra tcs of 0 .05-1.41/s) in zones B, E, F, G and in' the boreholes F1 F6 _10 ; d) karstifi e d diaclases activated only if the l e vel of the water table rise s, in zon e H and borehole F3 ; c ) diaclases \vith water downflovv originatin g in 1'ainfalls; the most important is zone J (it discharge 2. I ljs, 11 hours after the start of a r amfall to 14.7 l / m2). in ord e r to establish the possible connection between the unde1:ground ,emcrgences" dye tracers have been in the Val e a Seaca swalle t and n some bore hol es (F4 F7 F10). The tracers d e mo stratcd that all the abovementioned channels and diacla ses, category ,e" excep t ed a rc interconnected and have a hydrodynamic evo lution imposea by the main drain. The s hape of the tracer curves is very s imilar (Fig. 2). By ranking the time mg/1 ; : s c 0 : -c 1.0 05 c 0 u 32 36 t..O 50 50 70 80 -x.-x F5 90 Z one ( F8 Fl. F1 T ime(h 100 Fig. 2. Concentration curves of the trace r injected in ,Valea-Seaca" (IV, 1987}, recorded in inflows in the mining gallery. Cou1bes de transfer/ dtt tmce1.1.r lance da n s la Valca Scacii" ( (IV. 1987) par cel'taiucs ime1gences d e la. galerie minie r c the main flow path was outlin ed. Th e maximum ve locities h ave bee n noticed towatds borehol e F4 an d zones C and A (25 mjh), while the minimum o nes towards borehole F1 (18 mjh). Starting from the zon e A toward the ex t e rior, i.e. toward the H e rcul e Sp ring, the flow ve locit y was 75-80 mjh. The wa t e r t emperature in all points has an ev olution similar to that of the water t emperature of the Hercul e spring, yet with differ ent amplitudes (Fig. 3). VJatcr with con stant flow and temp erature (0.15 ljs; 30.l cC) e m e rg e s in points K and L fr o m stron gly fissured granites

PAGE 135

7 New data on a hych
PAGE 136

.I oan Pova.ra 8 The ;distribution: of the rock' t emperature along the lDorelwle generally show s only .. slight, c::hanges of. slope. -rae 50 t.O 30 / / / ... F 14 F16 F 15 Fll .... ___ .... / /, ___ .,., ... . / / t -_.,.,./ / --:-----,L--FlB ..,.,.-8 0 ; 100 ; : dee .ness!m.l . 120 14. 0 Fig. 4. Rock t e111pet.ature logs r ecorded a l ong: SO.fJlc sitbhorizonta l drillhples.,,display\ng. thermal stability (4 . 1987, 1988). d e la. d e la ,och e l e de, }orages a 'stabilite th ermiqu.e ( 4 cyCles d e m e n surat ions l.fomte' '1987. .. . : . . '1988). N o wate r a r e f elt as a of dilution caused: by the do\vnflo-\.v through limestones. The slope of the t empe r ature diagrams i s a functi o n of the position ,of 'the borehole vyith resp ect to the gco i sothe rni s. Fig: 4 .illu strates a fe-w cas, es: Eis is relati-\ ;e l y parale l to the geo i sothe rrh of 32 (,. F17 has a n oblique and boreholes F11, F1 5 F16 have a position p erpe ndicular to g'eoisotherins The d es c ending Y ertical borehol es aJso b e l o n g to this category. . . . . . 2. The with high thennic instability 'dt1e to the ,proximity of a h eat souree with inte n sity fluctuating in time, t qmpoiarily circ ul a t e d by 'v a t e r. .Boreholes F2 and F7 in the inte rYal 60-100 i11 belcng to this category. The t e mperature \1ariation of the rock n ea r !he drain are o ve r 20 ( (Fig. 5) for va tei t emperature Y a ri a tion s of 25.3 C. In case of bore l10l e F5 the kars tic drain is l oca t e d a t m e t er 22; the t empe rature variations of the r ock are completely dampe d o'ut. tovvards the bore hol e bottom. This the m1al fluctuation i s attenua t e d quickly at a dista nc e of 12 m fro m the variable h ea t and rnor e s lowl y farthe r b e ing complE : t Gly atten u a t e d only a t 28 m.

PAGE 137

9 : New data on a hydrothermal karsb;ystem I 52. 3 : i 5o:g 3 1,3. 5 4 .1,5: 7 5 42.7 6 27.0 {C 3 t . 30 dee 10 20 L.O 50 ToC: j :rc ,F3 I 51 4 45 2 51.3 3 50.9 43.5 . 5 51.3 : 6 23.6 40 6 -----. . ---. 1 -............ _.._ 25 --... .. dee ness(m) 10 20 30 40 : j i i i rc I i I Fig. 5 Rock temperature Jogs recorded a long some subhorizontal drillhdes, displaying t hermal iustabilit.y measurements made at different temre -raturc conditions of the water in the karstic drain. Diagrammes de la tempth-ature de Ia roc h e le lol1g de catai11S f cmge s a i11Siabiliti th ennique pmno-ncie, 01 func tion d e la tcmpiratwe de l'cau du dmin (1987-. 1988). 13:1

PAGE 138

'1.36 loa n Po11ariL 10 The measure m ents p e rform ed unde r diff e r ent hydrogeolo gica l situation s have r ende r ed e vid ent a large non-uniformit y of the g eothermal fie ld The main disturbing ag ent i s in this cas e the cold wate r inflow s from infiltrations and stre ams. In the zon e s adjac ent to the kars tic pipes circulate d by wate r, the thermohy draulic in stability induc es the g eothermal in s t a bility. The i sotherms of the rock t emperature in the mining gall e r y and bore hol es have a g e n eral strike parall e l to the fl ank of the mountain, tha t i s to the sy n clin e a x is. The zon e with the t empe r atures h ig h e r tha n 45 C see m s to b e loc a t ed NW of bore hol e F1 The geotherma l gra di ent v a ri es \vithin a very wid e r a n ge, b e ing i n c erta in c ases much high e r tha n the r e gion a l on e T a ble 1 s ho ws the v alues obtain e d for the ho rizonta l or v ertical component of the gradi ent a s a function of the chara ct eris tics of s om e bore h o l es 30 40 50 FV:3 I \ \ F i g. G Hock t empe r ature logs i n ve r t i cal d ownward dri lkd b oreholes Evo lution d e fa. t empe r atur e dans la riclw d e cert ains f o r ages d e scenda n t oc 26 28 30 32 34 36 3S 40 W e point out the f ac t tha t in the v e rti c al bore h o l es F V1., and FV3 gradi ents of 0 !45-0.92' oc ; lO m we r e m easure d (Fig. 6) and t h a t the ture at c ertain d pths r e m a in con s t a nt; e of the tem pe rature Yaria tion s of the vater'-in the drain. In all bore hol es o riented t owar d s west ( F1 except ed) the gradi ents are high e r (0.93-1. 6 8 Cf10 m) CONCLUSIO N S The cold water flow s o rigina ting in the no rthern part of the a quifer inte rc ept a the i rrial w a t e r plume of high and probabr y c o hs tari t t e m pe r a

PAGE 139

New data o n a hydrothern: a l kars t syste m 137 Table 1 Values (If the nvera ge gfothennnl uradlent ca ltulated In lrordwlf s drilled In the mining nalery No. of The Discharge Total M easured No. of measu-Average gco-bore-characteristic 1/s l e ngth interval r ementsjbo-thermal gra-hole m 111 rchole dient C/10 rri Fl horizontal 0.0-1,6 70 0-18 3 0 08 0-60 3 0.33 ---. F2 asccmlent 0 0-.3.9 5() 0-56 4 2.14 + 2:5 g 22-40 -1. 5 94 --! Fa ascendent 0 .0-4.2 40.5 0 40 4 2 7 1 -t-2 5 g 22--40 4 8.92 ---F h orizontal 2.1--4.8 26 ---F5 rlownward 0.5 g 1.8-4.2 25 ---Fe downward -2. 5 g 0.35-0.50 6 0 24-60 2 3.83 --. F, h orizontal dry 153 0-61 5 0 79 100-1.10 2 3.83 ---F12 horiz onta l dry 40 0-'!0 2 2.92 F13 horiwntal dry -48 0--48 6 0 93 ---F u r lownward dry HO 0 1 3 0 6 0 98 --F15 ascetident dry 1 34 0 65 3 0.95 -j-0.5 g 0-13 0 1. 3 5 Fl8 h o r izontal dry 1 5 0 0 13-4 I ). 38 -F l ascendent 0.13-0.1 7 1 6 0 0 1 3 4 2 0.56 1 -2.8 g --. FV1 vertical dry 5 0 0 5 0 "l 0 .-45 downward --FV2 vertical dry l 8 0 0 8 0 2 0.92 downward i --. l V3 vertical 0 .15-0.20 50 0-50 1 0.32 downward

PAGE 140

138 Ioai1 Pova' ti\, ture, which enters into the limesto n es situated at the bottom of the svncline. The zone of thermal water infl0w is located towards :the western ,flaJ!ri( of the' sy;1cii n e .. The type circulation in a fairly dense n etwork r esults in an .,export" of ther mic ent>rgy towards H e rcule e metgence . -ln the: civi, nity of the drain a,nd of the channels conn ec t ed to 'it is a zone : "\.vhere the exchange of thermal energy between the water and tile rock may reverse, according to the rainfall volume. It is a nonhomogenequs zone, from the geothe1mal point of view Al1 algorithm was d evised in order to calculate the po s ition of the karstic drain, starting from the rock temperature distribution recorded the bore hole s (MITROFAN, POVARA, in this volum<;!). The pattern of the geoisothe1mal lin es, both at the : level of the mining gallery and at the surface indicates a conc entrated flow path, located : NW from the borEhole F1 REFERENCES BULGAR AL., POVARA 'I. ( 1978) -Sepamtion of lia1st ic th e rma l spr ings discha1ge compo nents as based on the analysis of discltmge ami tempemtwc variations at exurgence. Trav. Ins t Speol. "Emile Racovitza", 17, pp. 209-214, Bucharest: CODARCEA AL., NASTASEANU S. ( 1964) -Contr ibu{ii la cunoa,, l erea stratigrafic i d epozitclor ca.lca roas e di n bazinul vaii C e rna de la Cazane (Dun are). St. cere. de geol. Academia RPR, 9/2, . GA$PAR E. SIMI ON G. ( 1985) -Tmce1 1esearch on the dy11ami c s of ttnderg1omul waters in the Cenra Valley (Southern Ca1patltians, R omania.). Theoretical and Applied I
PAGE 141

Theoretical antl Applied J{ar'st o logy val. '5, 1992 pp. 139-144 DELINEATION OF A THERMAL: 'WATER :<:=ARRYI NG KARSTIC CONDUIT BY MEANS OF THERMOMETRIC MEASUREMENTS lN THE BAILE HERCULANE AREA (ROMANIA) llorla MITHO FAN ami loan PO VAllA The k a rsti c conduit suppl yi11g H e r cu les thermal sprin g was modelled as a cylindrical heat source w hi c h generates a steady state temperature fi e ld. Temperature p r o files w e r e recorde d in hori zo11ta l w e lls, of hi c h rEachEd the conduit, while oth e r s f aile d to intercept its more r e m o t e upstream reach es. The mode l was used to estimate t h e position vf the karsti c drai n with respect to the wells which f aile d to inte rcept it. Key w ords: karstic conduit, thermal fie ld, steady state model. DETERiVIINATION PAR E NREGISTREMENT THERMOMETRIQUES DE LA POSITION D'UN DRAIN K.ARSTJQUE CIRCULE PAR DE DEAU THERMALE DAN S LA ZONE DE BAILE HERCULAN E (ROUMANIE) Le lrain karstique qui alimet1l c la sou rce t h ermale H e t cu lcs a tft e modeli commc W I C soHrce cyl iHdrique de c h a l eur, qu i e ngendre ten champ de temperature statiol1-llai r e dans le temps. On a mregistri des projils de t emperatme da11S plusiettrs jm ages h orizotltaux,
PAGE 142

140 H. Mi trofa.n and I Povari'i 2 Temperature logs were recorded both in the wells which reached the karstic drain and in the ones which failed to intercept ist more remote upstream reaches. Considering the specific pattern of the temperature profiles, i.e. an ever steeper increase toward the interior of the mountain, the following model was suggested: 1) A hot water flow takes place along a single conduit, which acts as a heat source. Its form can be approximated as a horizontal cylinder of infinite length and radius r0 (Fig 1). T ;: ___/ Fig. l. Setting of the mode l of t h e k a r stic co ndul t thcrma I fi e l s du. model e du champ d e temperatures du condui t hmstiqttc. 2) The heat transfe r a long the conduit i s assumed to b e purely convec tive. The convect e d heat diminish es along the conduit, as a cons e qu e nc e of the conductive loss through the rock massif, with a rate: wh e r e Q is the h eat loss aver the unit l ength of the conduit; q is the hot-wate r di scharge flowing throug h the conduit; C v is the volumetric h ea t capacity of the hot water; (1) 8Tf8L is the t emperature d e creas e on unit l e n gth along the conduit. 3) Around the conduit, within the rock massif, the h ea t transfe r is purely conductive. 4) The heat tra n s fer is assumed to have reached a steady state. This a ssumption neglects short t e rm thermal fluctuations induc e d by cold flood puls es flushing down the conduit and considers only the more stable tempe rature field due to prolong e d p e riods of only hot wa 'ter flow.

PAGE 143

3 D e lincntion o-f n. thermal water carryi1ig karstic conduit 14l Unde r thes e assumptions the heat loss through the conduit walls (eq. (1)) has to be compensated by the uniform conductive transfe r toward the rock massif (Alhu, 1984): ____2_ = -k aT {2) 2nr' ar' where r'is the radial distance from the conduit axis; k is the thermal conductivity of the rock. After eliminating the heat los s Q between equations (1) and (2), integration b etwee n two abitrary distances r; and r; (both r0 ) yields: qcv aT I __..!..._:____ n -2nk aL r; (3) T esting the validity of the mode l against observation data r equire s to identify a linea r correlation between the temperature variation, r ecorded starting from the conduit wall toward the rock massif, and the logarithm <>f the radial distance, m easured starting from the conduit axis. The actual approac h consisted to conside r t emperature lo gs r ecorde d in horizontal w e ll s which displaye d a maximum, associated to the prese nc e of the thermal wate r carrying karstic conduit. Since the conduit is situated only s li ghtly b eneath or above the w e ll, their axes are virtually coplanar (fig. 1) 0 It was admitted tha t the point whe r e the maximum t emperature had b ee n r ecorded marke d the intersection b etwee n the drilhole and a vertical plane including the conduit axis, while the maximum r ecorde d t emperature indicated the t emperature at the conduit wall. Ins t ea d of u s in g the radia l distance r', normal to the conduit axis, the dista n ce r, m easure d along the w ell was consider e d (Fig. 1). Sinc e the drillhole cross es the conduit at a horizontal, unknown angl e -0), r = r sinl3 and equation (3) becomes a ft e r simplify in g with s i nf3 and turning to decimal logarithms: (3 ) Taking T1 the temperature at the conduit wall (r1 = r0), the plot of Fig. 2 was obtaine d for t empe r atures r ecorded alon g drillhol e F2. The s lop e of the straight lin e passing through the points i s : m = qcv aT ln 10 2n kaL (4) Equation (4) allows an orde r of magnitude estimate of the temperature decrease along the conduit taking: m = 2 ( q = w-2 m3fs

PAGE 144

H. Mitrofan and I. Povara Cv 106cal/m3 k = 5. w-1 caljmsC the order of magnitude of fJTj8L resulted to be C/km, reasonably similar to what is known for industrial. heat pipes. Tr-Tr0 tc 20 I ---;---rl-,-j --.. I l I i l ' [ I I / 2 t --] -:---t--t---+---1 I i A f) L ---i -L I _ .,L_j_ : I I / i i I o i 'I --r--+--1-.. /. . 5 8 10 20 40 50 80 100 Fig. 2 Semilog piot of the t emperature 'profile recorde d in w e ll F2 Profit de temperature en registnf dans ie jora g e F2 mpporte e n c o ordomttfcs semi logm itmiques. Considering now wells that were too short to have reached the conduit but still coplanar to it, it can be shovm that temperature logs performe d along them allow the detection of the position of the conduit. In this respect equation (3') was erwritten: qcv 8T r* + R Tr*-TR = In 10 log10---27t k8L R (3") where R is the (unknown) distance from the w e ll (t emporary) bottom to the conduit; i* is the distance measured from the bottom toward the wellhead; T R is the temperature measured at the well (temporary) bottom; Tr* is the t emperature m easured at distance r* (Fig. 3). R h bl d b . qcv 8T ( h earrangmg t e vana es an su shtutmg ln 10 by m t e 21r koL value of which had bee n es tablished as previously indicated), we get: r* = R ( 10 m -1) (5) Using appropriate variables, equation (5) can be plotted as a straight 1 ine of slope R, passing through the origin. The diagrams of Fig. 4 were obtained by plotting the temperature data from two different wells In each case, the inverse of the slope of the straight line indicates the sought distance R from the well bottom to the karstic conduit axis. It must be still borne in mind that since the algorithm is valid even for approximate coplanarity between the well and the conduit, it is

PAGE 145

D elineation of a t h etmal' :,water' carrying karstic contlt it 1-43 ,rpost probable that the -conduit is not situated exactly on the-path of the ;\V.ell, but slightly beneath or above it. It is also w01;th noticing that the position of the conduit indicated by these results (Fig. 5) agrees with a thermometric maximum delin eated by Fig. 3. The particular setting of the model in the case of a well not intercepting the conduit, but. sti 11 coplanar to it. Particularisation du modele pour Je cas d'un forage toujours copla au conduz:t, mais qu i ne l'intercepte pa.s. L shallow temperature m easurements, performed n ea r the surface of the ground, about 150 m above the inferred karstic conduit. Yet, it is improbable that the shallow temperature measurements might have b ee n able .to distinguish a conduit like h ea t source from any other elongated source geometry: . 0 Fig. 4. Temperature profiles r ecorded in w ells F13 and F16 plotted as variables appropriate for computing the distance from the w ell bottom to the karstic condu.it Profits de. tempira ture e nre gistres dans les forages F 13 et F1'6 -rapportis en fonc tion de v ar i ables canvenaQles pour l e calcul d e ta distance ent1e le fond du forag e ct l'axe du conduit.

PAGE 146

H. Mitrofan and I. Povara 6 -----0 20 40 60m Fig. 5. The estimate d karstic conduit position with r espec t to the horizontal well s and t o the shallow t emperature anomalie s (isotherms according to PATRUTI, 1989 in STOlCA ct al., 1989). 1-mining gallery; 2-well; 3-shallow t emperature i sotherms; 4-the explore d s ection of the karstic conduit; 5 -the inferred position of the unexplore d karstic conduit. La posit ion did-wile pour le conduit karst ique, pa1 mpport aux forag e s h o ri zontaux e t aux cmomalie s de temperatur e superfic ie lle { isot he rmes t-racee s ap1e s PATRUTI, 1989 dans STOICA e t a.l., 1989). 1 galerie de mine; 2-forage; 3-isoth e rm e s de la. t emperature supe 1ji ciellc; 1 -tronr;on explonf dtl conduit ka1stiqu.e; 5-position deduit e pou1 le co-nduit ka.rst i q t c uon explme. REFERENCES ALBU M. (1984). Termodinamica. crust ei lere!f..tre Ed. T ehnica, 35 ip, STOICA I., D., MITRUTIU M., PATRUTI A., POSTOLACHE C., ONESCU D., S., CRACANA I., SIMION G. (1989). R epor t on the geophysical survey for thermomin era.l water .in He1cul e sp1ing area.. (Unpublis h ed) report of PROSPECTIUNI SA; Bucharest.

PAGE 147

Theoretical and Appliul J(arstology, vol. 5, 1992, pp. 145-154 THE HYDROGEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF LUKOVSKA BAN JA SPA (YUGOSLAVIA) Jlndimlr FlUl'OVU': \lllo)ko J,AZIC *, Jlosko JEVTOVIC Thermomineral waters of Lukovska banja spa occur in a narrow zone, in the form of numerous springs of the ascen,Jing type whose discharge is connected to fault structures in the fa r south of the Kopaonik within hydrotermally altered serpentinite, silificated limestones and limestones, with t emperatures ranging from 22C to .'5.'5C. Exploratory drilling pro t ec! the presence of waters with temperature of 64C, and there is a r ealistic possibility for tapping warmer waters from deeper parts. The waters mineralization being up to I, 1 gfl. They can be used for multiple purposes, for example for balncologic n eeds ancl usage o f geotherma l energy. Hey w o rds : ascending springs, drilling, hdrotermhl, gaothermal energy LES CARACTERISTJQUES HYDROGEOLOGJQUES DE LUKOVSKA BANJA (YUGOSLAVIE) L c s tlu !nnominirale s d e Luko v s lw bauja se trottvmt dans tme p etite regicm sous laforme de nombretts e s sourc e s ascendt11.t e s aux temperature s v m i abl c s d e 22 a 55 C. La circulation est liie au,-r faille s dan s l'extdmitt! sttd du masif d e Kopamzik, dans des scrpentinites altitt!es hydrolh enualcment, d e s calcaites c t d t s calca ii'Cs. Par d e s sondag e s d e r eclze r clze on a constati l'existc11cc d e s eaux d e t emperature d e 64C, et meme la possibiliti d e rialise t l'cxploitation des e attX plus chattd e s resultant d e s projondeurs plus grandcs C e s eaux appartiennent it la classe hydi'Ocarb o 11atie, du type sodium -calcium, dout Ia m i u iralisation v al'i e jusqu'a 1,1 g j l. Ellc s p euvw t e/rc tttilis e e s COIIWIC d e s CO.UX ba.lHe a.ir C S f l geotherma/ es. Mots cl es: sources a.scmdant e s j01age, hydi'Otlu rma.l, t!ntirgi e geotlzlnnale. INTRODUCTION The narrow zone of the occurr e nce of thermomineral wate r in Lukovska banja spa has been subject to inHstigation by nume rous r esearch work e rs from many s cientific institutions. This paper summarizes the results of the latest investigation that was carried out in the period from 1988 to 1990 by experts from the Institu-* The Faculty of Mining and Geology, Institute of Hidrogeology University of Belgrade, Du!;ina 7, 11000 Belgrade, Yugoslavia. 10-c. 3782

PAGE 148

1 4 6 2 tute for Hydroge ology (Faculty of Mining and G e ology). The authors'aim has b ee n to present some of the r esults obtaine d so far. This project i s still under way now and will continue in the future as w e ll. In addition to the lates t results, the r e the r esults from ea rli e r inves tigation s undertake n b y .. G eozavod" (M. Milo\ ano\ ic 1977 1980) and .. G eoinstitut" from B e lgrade ( 1977 1979) will be u sed. Special attention will be paid to the r esources of thermomine r a l wate r s .thejr and pos ibiliti e s of their :multiple utilization; e specially now tha t by the lates t exploratiory the quantities of water have bee n increased by the adi tiqnal 20 lf s, through water outflow. GENERAL CHARACTERISTICS OF EXPLORATORY TERRAIN The r eg ion of Lukovska banja spa, whose hydrogeo logicai c .haracte ri s sics are being con s id e r e d in this paper, is som e 35 km away from Kursumlija (fig !).It belong s to the Kopaonik m assif, which is the same as the lowes t elevations immediately along the co111: se of the stavska r e k a rive r. lUJ
PAGE 149

3 ; The hydrogeo1 o gica.l caracteristics of Lukovska Banja. Spa 147 sant climate together with the abo;ve-;mentioned advantage s, makes this r e gion very attractive and promising for intens ive development of tourist industty. Sinc e this region is still underdev e loped and there are no industrial facilities yet, it has remained unpolluted and clean. This should remain so in the future as well, ,but greate r investments in the infrastructure of the spa are n ecessary. GEOLO:GICAL CHARACTERISTICS OF LUKOVSKA BA NJA SPA In orde r to r e ali se a study of the resource s and for furthe r hydrogeolo g ical in v e s tigation in the n eare r zon e of Lukov ska b anja spa, a detailed g e ological map of the field has b ee n made (fig 2) and local lithological log defin ed This investigation, -outlin ed b e low, was undertaken by PETROVIC and JANKICEVlC (1990). I '.. . ,,"fhe ; old est rocks are the Jtuass ic diabas e-hornfe ls form a tions (]3 ) The prese nc e of serpentinite diabase, marl, lim es ton e lime s ton e with flint and :hornfe l s has b ee n r ecorded : The whol e serie s i s inte nsiv e ly".tecto niz ed and alte r ed, es p ecia ll y serpentinite, tha t i s s om etime s very difficult to di s tinguish unde r the micro s cop e on the site itself The thickn ess of the formation has been estimated a t about 300 m Acro ss the fortnati6Ti, ail a p articuiary i ii its fin a l p art (]3) massive lim es ton e about 100 thick h as been d e po sited Its significanc e i s e xc eptional from the h y dro ge ological poirit of vi ew, and will b e discu sse d in more deta il' 'in the following secti o n Abov e the Uppe r Jurass ic lim estone, the Lo we r Cr etaceous (K1-i) s e ri es of coarse-grain ed s and s tone, s iltston e and marl i s d e po site d, and is 500 m thick. The po s ition of this seri e s is s hown in F ig. 2. The young est lithologic unit (in addition to in s ignificant Quarte rn ary d e po s its) i s the U pper Cr e t a c eou s se ri e s of marl, marl y lim e stone, are n a c e ous limeston e and sands ton e with marly compon ent. The total thickn e s o f this unit is estimated at bout 300 m. T ectonicall y the t e rrain c a n b e sai d to b e extre m e l y compl e x. The lithologic units have under gon e inte n s iv e t e ctonic move m ents faulting and foldin g r esulting in the formation of hi ghly compl e x structures that h ave a s p ecial s ignific a nc e from the h y drogeological a sp ect To thi s e ff ect, p articulary s ignificant i s the o verthrusting in the uppe r p art of the spa. H e re, the Uppe r Jurq ssic dia b as e -hornf e ls formation s have b ee n thrusted abo ve the Se noni a n marl, marly lim estmie sandstone and arenace ou s limestone HYDROGEOLOGICAL CHARACTERISTICS OF A NARROW ZONE OF L U KOV SKA BANJA SPA The h y drog eological probl e m s of Lukov s k a banja s p a have been the subject of numerous r esearches within the las t fift ee n ye ars, although the initial data on hydrogeological characte ristics of the spa date back to 195 2 (PROTIC). The first s ignificant hydrogeological and geoph y sical inve stigations wer e carri e d out in 1977/87 MILOVANOVIC and KOROLIJA). B y their scop e and results the y r epresent a great contribution in defining the

PAGE 150

148 B. Filipovic and col. hydrogeological problems of the narrow zone of :the occurrence of mineral waters. After initial investigations, two test holes (LB..:3 and LB-4) were drilled in the zone of Gornja banja spa, under the guidance of B. Milova-novic. By making. the corresponding intake structures, greater quantities df thermomineral waters may be obtained than those recovered fr01.n: natural occurrences. For the same purpose, in 1982/83, test hole LB-5 was drilled in Donja banja spa, some 870,34 m deep, producing about 4 1/s of wa,ter outflow, .... ith a temperature of 61C. This borehole coi1firmed the adsumption that in the zone of Donja banja spa there may be obhi n ed waters with higher temperatures than those recovered from natural occurrences ComprehensiVe hydrogeological inve stigations have been carTied out in order to make a Study of the resources of thermomi11etal waters by the Institute for Hydr6geology of the RGF (Faculty of Mining and Geology). Also, in 1990, in the zone of Donja banja spa, test hole LB-6 some 200 m d ee p was drilled The drilling will be continued to a depth of 1000 m, as soon as necessary financial .funds are provided. The results of all hydrogeological inv estigations carri ed out so far will be presented in the text below. OCCURRENCES OF THERMOMINERAL WATERS Thennomineral waters of Lukovska banja spa occur in a very. small area, immediately along the riverbed of the Stavska reka river in the form of numerous springs, mostly concentrated in the contact zone of waterbearing series with barely water-permeable rock masses (Fig. 2). The total of 27 natural occurrences (springflows) has been recorded, 16 of which occurr in the zone of Gornja and 11 in the zone of Donja banja spas. The discharge of thermomineral waters is connected to the complex of diabase; serpentinite, marl, lim estone and silificied rocks that are intensively tectonized. Complex t ectonic processes in a small area, only 200-250 m wide, evidenced by intensive faulting and overthrusting resulted in the outflow of significant quantities of thermomin eral wate rs in the form of springs of the ascending type. They outflo-w directly into the riverb e d of the Stavska reka river. The springflow of individual s prings is from 0, 1-I 0 1/s. By fluviometric measur ements in the Stavs ka reka river significant subsurface inflow directly into the riverbed of the Stavska reka rive r has been recorded in the zone of Lukovska banja spa The total quantity of thermomineral waters outflowing from the natural springs is abcmt 70 lf s A SURVEY OF HYDROGEOLOGICAL INVESTIGATIONS By investigation in the zone of Luko vska b anja s p a significant quantities of additional thermomineral waters have been recorded. The y are warmer than those found in natural springs. During hydrogeologic a l in the 1982-1991 pe ri od 6 test holes were drilled in a ".rider zon e of Luko vska b a nj a spa. As this pape r deals with the immediate region of the s pa, mo re attention in the text below will be paid to the structures built in the spa itse lf (Fig; 2).

PAGE 151

----star lttolo toS: pr deb. ----K 3 -2 ---300 ---m .),..._h -----I K 3 4 ---...... --I . .... soo 1 1 -_ -_ -_ -=--:.. I ------:--=--:-J1 1 00 0 O,Skm lX'"--.:-J3 300 ,. -" -" -s !J,[gg] 61J 1 ---1 + l.:2E51 v -. _ 3 -A A LLl..iJ [QJ._J Fig. 2. Schematic hydrogeologicn.l map o f the Luko v ska I3a nj a spa and locn.llitho logi c log. 1 -marls m a r l y limes t o nes-Senonian (karst fractured r oc k aquifer); 2 -samlstonc s, s i ltstones and Darremian-Aptian marl s ( ., c onditionally" waterl ess t errain); 3-massi te l i mcston C's-Tit honi a n (karst r oc k aqui f er); 4 limeston es and h orn f e l s -Mai m (kars t fracture d r oc k aquife r) ; 5 -marl s marl y limes tones, cln.ys and s ands t o n es -Mai m (fracture d r oc k aquifer); 6 -hydroth ermal ly a lter e d rocks (fracture d r oc k aquif er); 7 diabases (fracture d r oc k aquifer); 8 s e rpcntinites (fractured r oc k aCJuifcr); 9 -th e rmal springs g r o u p ; 10 test u o r c h n l c. . Carte h ) drogt!olog i q ue dans Ia region Banja ct Ia. collomz e l i t h o logiqu e l o calle 1 -manze s calcaires marncuses Stfnon i cn ( aquifc r e karstiq u e en t o clze s fractt.wtfcs): 2 -grtfs, siltites e t Bardmimes -Aptienes (t e t raius .,couditioncllemc-nt sic hcs); 3 cakaius massifs tith o uiquc s ( aquzj, : r e ka.rs t ilJue) ; -'1 -cal caires et comiN!ues -!If a i m (a quifire ka.rstiqu e c11 t ochcs frac ludcs): 5--marncs, cal caites ma.m c uscs mgilles e t grtfs -Mai m ( aquifhe en toch e s frac turies): 6 -,oches d'a.ltem t-ioH lzydrothtrmalle (a quife r e m roc hes fractudes); 7-diaba s e s (aqu -ifite w o ches frac turtf es); 8-SL'rpentini tes (a quifere en ro c hes fracturies); 9 -group d e s so11r ces tMmzal/es: 10 forage d e t ec/zerclze. ...
PAGE 152

150 B. Filipovic and col. 6 The. LB-3 test hole has been drilled in Gornja banja spa, immediately along the riverbed of the Stavska reka river. It is 150 m deep. in -the lithologic log," the Upper Jurassic: limestone is predominant. waters with a of have been tapped at the depth of>i9 .m. LB-4 IS only m away from the Its depth rs 401 m,. and as many as frve occurrenc e s of thermom!neral waters have b ee n recorded at depths between 42 and 253 m, with the total outflow of 4,7 1/s. The wate r t emperatm; e is 64C. In the lithologic log appears the mai-l y limestone of. the Upper Jurassic. The \Vhole series is significantly hydrothermally altered. (Fig. 3). LB 4 lB 5 -:., Stava Fig. 3. Schematic geological cross -section of the Lukovska Banja spa along the line of the road Stava-Kursumlija. Section geologique tra nsv e rsall e dans la dgion L u kovska Banja, l e loug du chonin Slata -l(ursumlija The LB-5 borehole has b ee n discovered and drille d in Donja banja spa in a tuffaceous terrace The total depth of drilling is 870,34 m. Within the hydrothermally altered Upper Jurassic series of marly lim es tone, limestone, diabase, spilite, hornfels and serpentinite, thre e occurrences of thermomineral waters have been recorde d in the interval from 380 to 700 m, with a t emperature of 61C and total flow of 4 lfs (Fig. 3). The LB-6 borehole has been drilled som e 20 m away from bore hol e LB-5, immediately along the riverbed of the Stavska reka river. The borehole is about 204m deep and, in the lithologic log, the r e has bee n r e cord e d a series of marl, limestone, serpentinite, silificied limestone and Upper Jurass ic sandstone. The occurrence of thermomineral wate rs has bee n r e cord e d in the interval from 30 to 140 m with wate r outflow of 16,5 1/s and a temperature of 53 C. It should be noted that none of the four test hol es has b ee n t es t e d by the pump test, so that potential possibiliti es of c atchment of larger quantities of thermomineral waters are probably by far greater than the quantities obtained by water outflow. TYPES OF AQUIFERS The conditions of occurrence of thermomineral waters in the natural springs and test holes LB-3, LB-4, LB-5, LB-6, show that their discharge is

PAGE 153

"'} : The hyclrogeo l og i cal c 'aracteristics of .Lukcwska Banja Spa 1 5 1 connect ed with the f hulf shndnrcs in the l o\vest parts of the tefrain within aquifers unde r pressure. Thi s pra c tically mean s that the outflow occur s a t the base l eve l .of eros ion, r ep r esented by the riv e rb e d of the Stavska: r eka riv e r. Aquif er tind e r pressure h as been f m m ed in a v e r y corhpl e x geo lo gica l and hydrog e ological sys t e m, withi11 th e Jurassic serpentinite, diabase, lim es tbnc,n'lady lim es ton e and cre tac eous lim es ton e Although this is a ,er y com-plex type aquifer, the following cc.ui be distinguished: frac;tt.ired rock aquif e r within the Jtirc.lssic serpentinite diabase and s ihfici c d liineston c; -karst-fractured rock ?-qui fer wi.Hiin the hornf e l s fonnation; -karst aquifer withi1;t the Cretaceous .lim es tone; -,conditionnally" wate rle ss. t erra ins within the Cretaceous compl e x of the flysch. FRACTUDFD ROK AQUITED WITHJN THE JliRASIC SERPENTINITE, DIABASE AND SILIFICIED LIMESTONE Jurass ic serpentinit e diaba se and silificied lim es ton e occurs at the surface ; of the t e rrain within two zon e s approximately 300 m wide in the region of Donja and Gornja banja spas The depth of serp entinite is con s id e rable and it goes, from the results of drilling of the LB-5 bore hole, b e low 650 m Diabase and s ilifici ed lim es ton e h ave been record e d at a d epth of 300-350 m Owing to inte n s iv e t e ctonic activity a s e ri es of ser p entinite and diabas e has b ee n d e posit ed above the diaba se -hornf e ls formation Along the fault of the Nw.:.sE dire ction, sys t e m s have been form ed for circul a tion of .warm aquifer wateis conditioned by c e rtairi. h y drot ermal alterations of roks. Fractured rock aquifer within these formations has b ee n form ed with its l eve l unde r pressure It i s recharg ed a lon g the fault that i s, along, the fracture systems on the on e harid and through infiltration from precipitation, on the other, due to the fact that s erpentinite and diabas e at the surfac e of the t errain are d ecompos ed. Aquifer i s drained through a number of s prings with s pringflow from 0 ,2-0,25 1 /s. KARST-FRACTURED ROCK AQUIFER WITHIN THE DIABASE-HORNFELS FORMATION The diabase-hornfe l s, formation, compos ed of diabase sandstone, lim e stone, hornfe l s and slate hfis bee n d iscovered at the surface of the terrain within the narrow l::>elt of the r eg ion of Donja banja spa. The depth of this series has not definitely b ee n determined yet, but investigations done so far indicate that it is in the region of 300 m. Aquifer within this series is also under pressure. It is recharged mostly through infiltra' timl frolll preCipitatipn i whereas its drainage is conditioned by fault structures the discharge point near the Stavska reka rive r. The total springflow of the springs draining this aquifer does not exceed 0,5 ljs.

PAGE 154

152 B. Filipovic and col. g KARST AQUIFER WITHIN THE CRETACEOUS LIMESTONE This type of aquifer has been fonned within karstified limestone, marly limestone and Senonian marl, recorded at the surface of the terrain west ot Gornja banja spa. By drilling test holes LB-3 and LB-4, a more significant spreading of this series in the deeper parts of the terrain (below 150 m) bas. been recorded On the other hand, their spreading out of the valley of the Stavska reka river, where they have been drilled, remains still unknown as well as the zones of recharge. Drainage of thennomineral wate rs from this aquif e r is of the ascending type along the fault zone Stavska reka river in the forn1. of a great number of springs. A considerable part of aquifer is drained directly into the riverbed of the Stavska reka river, by subsurface outflow. The total. water-yielding capacity is estimated at some SO ljs. ,CONDITIONALLY" WATERLESS PARTS OF THE TERRAIN The category of ,conditionally" waterless terrains includ es sandstone. siltsone, and marl of the Upper Jurass ic that have been record e d 0o1t the surface of the terrain east of Donja banja spa. Oc<:as ional springs are charactetiz ed by cold waters. Their properties arc not b e ing dealt with in this paper., HYDROCHEMICAL PROPERTIES OF THERMOMINERAL WATERS OF LUKOVSKA BANJA SPA In order to determine the quality of the rmomin e ral waters of Lukovska. banja spa, some 30 short and about ten compl e t e sa mpling and chemical ana-lyses of water have been carried out. . The waters from about twenty springs sampled as w e ll as those obtained by test drilling show the follmving physical prop er ti es: they are and clear with temperatures varying from 22 to 6S0C. By their chemical comp osition, they are mainly hydrocarbo1"1at e s ocliumpotassium wate rs with mineralization from 0,5 to 1,0 g/1, whereas the min eralization of waters obtained by exploratory drilling from greater d ep ths, excee d s I ,0 gfl. The pH values show that they are weak-acidic to n eutral wate rs an d these values are in the range from 6,5 to.7,;4. . These waters belorig to the group of hard to ra(he r hard waters. Their hardness is within the range of 18 to 35 dH. The regime observations show that water chemi s m in the natural springs varies insignificantly. This primarily refers to their t emperature changes, t_he pH values sprigflow and rarely, to the changes in their ch emic;:al composition. r On the other hand, the observations on the boreholes s how that wa:ters from the deep, fault structures are characterized by a c0mpletely stable-: regime, in respect or their physico-chemical composition and r egi me of charge ; as well. . . . . . . Generally, the cheill.ical composition of aquifer wate rs that arc Clischarged in 'the rratur
PAGE 155

9 The hy
PAGE 156

154 H. .Flipo'ril' and hol e s for the purpose of nieasur e more exactly their springflow; secoi1dly, the exploratory work clone so far has not includ ed all the Tcserves of aquifer water and third, it js r e alistic to .expect that wa1mer wate rs than the existing one s may be obtainE'd from d eE'pe r structures. CONCLuSION The narro\\ zone of the occurr e nce of thermomineral waters of Lukovska banja spa is characterized by extremely compl e x geological, hydrogeological and t ectonic conditions. Complex tectonics make s it e xtremely difficult to realistically con sider all the conditions for the formation, genesis, and di s charge of thcrmomineral waters of Lukovska banja spa. On the basis of the overall inv e stigation undertaken so far, it is clear that, in the hydrogeological respect, the greatest significance is attached to the Jurassic structures, that is, limestones, approximatelly 100 m de e p, that are deposited over the diabase-hornfels formation, In the substrattnn of the fonnation arc deposited, no less significant, fractured and hydrothermitlly altered serpentinites about 300m thick. Iri such complex geological and tectonic conditions, a complex type of aquif e r has been formed, where flow in charge occurs. The water circulates along fa1..1lt structures piercing to the surface of the terrain, where these \Vate rs are drained in the form of numerous thc rmomincral springs with a temperahue of about 50C. Aquifer waters outflowing from deeper parts arc characterized by in creased temperatures (mer 60C) and mineralization (mor e than 1 gfl). The resources of therm.ornineral 'vaters at this mom ent are estimated at about 25 lfs. In this connection, there is a need to carry out new investi gation s for the purpose of obtaining not only new quantities but also higher temperatures of waters from depths of a over 1000 m. Chemical properties of waters ariel their favourable organo-leptic effects make it necessary to invest much more in the infrastructure for the purpose of developing spa tourism in this ccologicaJly preserved r e gion that is al s o cha:... racterized by exceptional climatic conditions REFERENCES FILlPOVIC. ll., LAZIC :!\L ( 1988) A Study of th e R.wuras of Thamo minO"al 'Walas o f Lukovska Banja Spa. ' ol. I and 11, Library of the Faculty o f :Mining and G e ol ogy, Inst._ for Hydrogeol., Belgrade. FILIPOVIG B LAZIG l\L, JEVTOVIC B. (1990) A R eport o n th e Hydrogeological Imcstigat i ons Carried Out in Lukovska B cmja Spa cluri ng 1990 Li Lmry of the Faculty
PAGE 157

TIHJOretical and AfJpliw, /(arstology, IJOI. 5, 1992, pp. 155-166 LA RELATION<< HYPSOMETRIE-MICROCLIMAT COLMATAGE CONCRETIONNAIRE >> DANS L'ENDOKARST DE LA ZONE CLOSANI (DEPARTEMENT GORJ ROUMANIE) Gubriel On presente certaines appreciations concernant le dcroulcment du processus de colmatage concrctionnai re clans une gn tte en-fonction de sa position hypsoltletrique clans le massif et du microclimat de ccllc-ci. Lc est discute comparatirement pour lcs circonstanccs concretes aux trois grottcs creusecs dans le somm<:t Cornctul prolongement meridional cln massif Piatra !\'I arc Monts Mchcrlinti ( Roumanic ) ilfots cit's: colmata3'e concrclionnairc, Mcmts ::lkhcdinti, H
PAGE 158

l:'i6 Gabriel Diaconu z constructif cl'accumulation d e carbonate de c a lcium (ou bien, cl'autrcs compos es mineraux) par precipitation chimiqu e L'etape dtfini c par l c tcnne de sous fos s ilc, est cara cterisec par unc transition dans laqucllc lcs processu s d e modelage caracteristique s pour l'etape active sont quclqucfois presents (mais, avec un e t cndancc d e disparition) pendant que c c11x de precipitation chimiqu e s p e cifiquc s pour l'etapc fos sile, deYic nn c n t de plu s en plus frequent s . Par la maniere de d e roul ement du mecani s m e d 'e Yolution de l'e nclok a r stification la s ucc e s s ion d e c e s Ctapc s s c con s erv e surprise spaticlcment sur l'echcll e h y p sometrique du mas sif calcaire, avec ou sans connexion directe entre ellcs. En ce qui ccnc e rn c le s uj e t d e c ette note s u s citc }'interet l'etape fo ss il e par lc d e cl cnchc m ent du processu s d e colmat a g c concretionnair e e t surtout, l'etape fossilc, par l'cxiste ncc d e c e proc ess u s e n pl e in e a cti v ite. En quai consistc, au fond, cc proc e ssu s dcnome au ssi ,de colmatage par precipitation chimiqu e et que ls les fact eurs qui contr6l cnt son deroulement? Les eaux de p e rcolation (prov enant de precipitations atmospherique s) chargees en C02 dissous de }'atmosphere ou de la couvcrture du sol (si elle e xistc) dans leur trace d'infiltration par l e s discontinuite s d e l'aquifere v ers le niveau de base local de Ia karstification, pre nn cnt e n solution, par reactions physico-chimiques de corrosion, une quantite d e CaC03 la limite d'equilibrc d e la saturation, conditionnee e n general d e la longu eur qu trace perce et du temps de contact eau-roch c ) qui est precipitc de nouveau immediatement que l'un des factcur s d 'e quilibr e d e ce s ys tem e (1:1. tmperaturc; la pression, etc . . ) s e modifie en fav eur de la precipitation. La dynamiquc d e cleroulcment de c c proc e s s u s qui par action t e nd vers une obturation d c s cavites cnclokarstiqu e s (ce llcs fos sile s ct partie ll c m cnt c clle s sous-fossilc s ) e s t directcm ent controlc c d'unc d e f a ctcurs, parmi le s quels les plus importants la morpholog i c de la cavite (qui controle dircctem ent l c microclimat sourterrain) ct rosition l'echdle hyp,cmetrique, Ia dire ction du developpcm e rit de b cavite, e n rapport awe la morphologic du la variation d e l'epaisscur d e b couchc calcairc trotrv ee audessus d e la grotte, la purcte d e s calcair e s c t la d cnsite d r s pour une circul a ti o n gravitationnelle e t la d'infiltraticn pour lc s caux d e precipitation. Pour suivrc le deroulement du proce,sus de colmatagc concrUionnaire on a choid trois cavites din Cioaca cu Brc bcn ci", et Yacilor") distinctcs de point de vue morphologique e t hypscmetrique, cremccs dans le calcairc du 'ommd Cometul Mmetoaia, prcrh:mgement meridional du massif Piatra Marc Monts MehEdinti (Fig. 1). Ces trois grottes 'ont aux niveau d'altitude differcnts, ccmpris entre 518 et 360 m. La distance entre !cs cavite s Ctant rclativcmcnt petite (mains de 300m) ell e s trouvent sous l'inflmnce du memc regime climatique qui, conformemcnt au de classification Ropcn, est ccmpris clans la provinc e Cfbx, c'cst-a-dirc: presentc d e s v-alcur s caracteristiques rour un climat tcmpere, avec des precipitations atmo!'pheriqms pendant tous lEs mois de l'annee (f), aux t emperature moyomcs du plu s chaud mois !'ous de 22 (, m a i s asec d e s t emperature s moyomcs m c nsucllcs au-dc!'sns de

PAGE 159

' , \ ' ' Fig. I. La carte geomorphologique de 1<1. zone I. Gorges. 2. Sommet. 3. Enscllement. 4. Tcrra .. %e. 5. Lapiaz. 11. :C-Dolinc Fcrmec. b -Doline ouverte. 7. Grottc. S. Aven. 9. Vallee ;\ cours d'cau pcrmanente. 10. Vallee II. Source. -Geomorphologic map of the Clc, scani I. Gorga. 2 Summit. 3. Saddle. -1. Ttt race 5. Lapiaz. 6. a -CloSt"d sinkhole. b -Open si11kholc 7 Ca.te. 8. Potho!r. 9 P<'rmanftll flow vallt y. 10. Dry valley. 11. Spitlg.

PAGE 160

158 Gabriel. Diaconu 4 10(, au moins en quatre mois (b), et avec maxunum des precipitations atmospheriqucs au commencement de l'ete (x). Selon les donnees la' Station :Meteorologique Apa Neagra; placee sculcnwnt a 12 E:m de la zone lcs principaux climatiques prcscntent lcs sui,antes valeurs: -lcs temperatures moyennes annuelks, pour l'intervalle 1896-1970, sont comprises entre 7 c C et 99C; -la qm.ntitc moyeni1e annudle des enrcgistree dans les intetTalles f896-f9f5 et f92f-f970, varie entre 800 Ct 1200 mmfan; -pour ks memes periodc s les moyenncs annueJl( : s de. l'hurnidite oscillent entre 82 ct 86%-Yoici lcs caracteristiquc s physiques generales des masses d'air qui, en rai s on de l'echange permanent entre la surface et lc milieu souterrain, penetrcnt dans les caYitcs karstiqucs. Sur le trace de ce deplacement ccs caracteristiqm s sont intcnsement modifies a cause d'une large gamme de facteurs, dont les principaux sont la morphologic des C
PAGE 161

5: J At relation , hypsi.11111tricJ111icrc)(;[i mat-coJmatage'' 159 L'epnisscur maximak clu calcairc au-dessus de la salle c entrale est de 14 rn, Au point de vuc.stratigraphique le calcaire rernont au Barremicn-Aptien, interva!le crronologique d a ns )a zone par des faci es micritiques, pellrnicritiqu cs, :-:uLonJonne, hicmictitiqucs ou pcll s paritiqucs. Conformc-m 0 --6 B -12--14 -16 -18 -22 -ZL. ENTREE \ N 30E 6 8 IU Fig. 2. La grottc ,Pqtem-avc n din Cioaca cu Brcbcnei". The cave Pr,
PAGE 162

160 Gabriel Diaconu 6 ---------------------------------------------------------------La grottc-aven Ctant localisee tout pres de !'intersection de deux frac teures on remarque une forte tectonisation des parois, soulignee d'ailleurs aussi par les effondrements a l'intericur. L'accentuation du reseau de fissures peut etre liee en egale mesure avec la position proche de Ia cavite par rappor a la surface, fait qui denote une action de l'effet de la gelifraction, facilite par des tensions de versant. Le meme motif fait que la percolation de l'cau de precipitation soit relativement rapide et de courte le potentiel actuel d'incrustation sur Ia voUte etant ainsi tres diminue. Une investigation d'ens emble de Ia cavite conduit a Ia certitude qu'clle a passe par une etape d e colmatage concretionnaire accentue, le sedeur me ridional de Ia grotte ayant de nombreux agregats cristallins, tant sur Ia voute que sur Ies parois, ou bien sur le plancher. Le secteur septentrional, a passe lui aussi par cette etape de colmatage (beaucoup de blocs calcairc qui se trouvent sur le plancher, conscrvant sur l'unc des faces, des fragments de croutes ou des stalactites) mais ulterie urement, un dereglement du profil d'equilibr e mecanique des parois, a entraine un detachem ent partie! d'unc couche d e calcaire de la voUte, ala limite de stratification. Ce detachement a eu pour consequence une reduction du processus de colmata ge concretionnaire au niveau de Ia voute et une intensification sculement vers les zones inferieurcs, etant frequent au niveau du plancher ou il tend a cimenter les debris calcaire s. La grotte "Pe$lera Clo$cani" (F1:g. 3). La cavite est creusee a une altitude absolue de 433 m, avant l'ouverture orientec vers !'est, sur le \'ersa 'nt droit de la vaJlee de Motru, a une altitude relative de + 75 m par rapport au lit de Ia riviere. Cette position hypsometri que donne a Ja grottc la qualite d e grottc fossile, dans laquelle Ia dynamique actuelle du processus de karstification revient exclusivement aux eaux de percolation. Comme unites morpholcgiques majeures la grotte Clo!?ani' est composce d e d eux galaries principalcs, "GalcTia Laboratoarclor" ct ,Galeria cu Cristale", qui converg ent ,v e rs I' entree, dans un sect cur commun nomme "Zona Intrftrii"; !'ensemble a une longu eur de 1458 m. Sous !'aspect microclimatiqite, la ca,. i ite presente, a cause d'une unique ouverture sur le versant, nne circulation bidircctionnelle de l'air. Les courents sont de faible intensite par suite de la dimension reduite de l'ouvcrture (I ,2/ 1,5 m) et leur cffet direct se resscnt seulenwnt dans le secteur ,Zona Intr5.rii". Par consequent de cet echange reduit des masses d'air entre la surface et le milieu souterrain, lcs valeurs de la temperature et de l'humidite relative subissent des variations tres reduites (Tableau 2). Hemarquons que la differen ciation morphologique de la cavite, a pour consequence aussi une differen ciation microclimatiquc. L'examen de Ia dvnamique de concretionncmcnt dans la grottc "Pcstera abouti a la que le processus attcint valeurs males de la precipitation du CaC03 au printcmps et en automne, la quantite annuelle deposee etant, en moyenne, de 2,5-3,0 mmfan. L'unite nzorpltologque ,Galera Laboratoar c lor". Elle initialment, un developpement vcrs le nord ct ensuit v e rs le nord-ouest, revenant a Ia fin de nouveau vers lc nord, sa direction etant relativement parallele a la morphologic du versant. Par rapport au sect eur dit "Zona lntrarii", elle est de 7 m plus bas et presente un deroulcment leger ascendant, sur :une Ion-

PAGE 163

I I i I I l I La rel;1tion ,,hypsometrift-miCroclimat-co lm
PAGE 164

1162 Gabriel Diaconu gueur de 485 m (372 m la galerie majeure + 113 IT) diverticules), a un niveau hypsometrique de 426 m d'altitude absolue. Le microclimat de la galerie a une grande stabilite des valeurs tem1iques et d'humidite relative, au fur et a mesure que l'on avance vers la profondeur. l'ep
PAGE 165

La relation ,hypsometrie-microcli mat-colmatage" t63 par de depots de prec ipitation chimique. Vers l a partie t e rminale, la gal e ri e pres ente un retrecissement acc e ntue, consequence d e ce proc ess us, pour finir par une obturation complete. L e secteu r ,Zona Intrarii". 11 le vestige d'un premier nivea u de creusement de la grotte et a unc longueur de 146m (.109m la galerie maje ure + 37 m diverticules) Morphologiquement, il presente un plancher relativement horizontal, a !'exce ption de la partie proche de la galerie ,Galeria ,Laboratoarelor" qui d es cend en pente vive sur une differenc e d e niveau d'environ 2 m. Etant situe entre l es extremites d e c es d eux gaieties (,Galeria Lq.boratoarelor" et ,Galeria cu Cristale") et avec l'ouverture sur le versant, les parametres microclimatiqu es sont beaucoup plus variables. On remarqueune ventilation plus intense, !'influence de l'exterieur etant fortement ressentie. Mai s, la transmission en souterrain des modifications de temperature ou d'hurnidite de la surface n e se fait pas instantanement, mais avec un certain.retard. L'e paisseur d es calcaires au-dessu s de c ette zone, varie entre et 40 m. Etant l'une des pre mieres zones d'evolution de la grotte ,Zona Intdhii" se trouve au plus avance degre de col.matag e concretfonnaire, surtout vers le point. de jonction avec la galerie ,.Galeria. _cu Crfstale" ou l'cspacc d'acces est tre s r eduit par, rapport au reste de la cavite . A cause d es agrcgats cr()ut eux qui couvrent toute la circ't)nferenc e de cette zone, la percolation actue lle des solutions est tres diminue e a pre5ent le proc ess us d e precipitation chimique etant ainsi settlement sporadique. La g rotte ,. Pef?tera V acilor" (Fig. 4). La ca vi te est cre u see dans la base d e !'abrupt du sornrnet Cornetul ayant plusieurs entrees (deux, a 0 10 Fig. 4. La grotte .. P e!]tera Vacilor", A, B, C. D =entrees. The .. Pe1tara Vacilor". A, B. C, D = entrances l'extremite septentrionale e t deux, a l'extre mite meridionale) toutes amplacees a proxin 1 ite de la riviere de Motru, a un e cote hypsornetriqu e d e 360 m. D e point d e v u e morphologique, la grotte es t constituee d'unc gal erie principal e (,Culoar ul Principal"). plus ou moins parallele avec le versant, orientee nord

PAGE 166

!1.64' 10 sud, ct ql.1i vers l'cxtremite d'aval change !"a direction :Je st1d -ouest (,Ctlloantl Mic!'), finissailt par un pitits de ptofondcur \ 'atiable (c11tre :J5 ct 30 m), en fonction du regim e hydrologique et de la quantitee de debit solide txansporte .par l'eau. La longueur de la grotte estdc 1174 m. 1En rapport a smi regime hydrologique, I a cavite pcu t etre consiclerec com1he sous-fossile; elle ctant pcriodiquement inondee par lcs eaux infiltrees de la, riviere de Motnt ct. du trop-plcin du reseau noye (impenetralllc), Le planchet; est lcgerement (entre l'amont et I' a val etant. unedifferei.lce de niveau de 10m) ct se couvert par la plupart de depots alluvionnaires. L'existe1ice des ouverturcs aux extremites, determine !'apparition, dans la galetic principalc, coi.1rant d'air d'une intcnsitc variable en fonction de saison .Un roleitnportant, de ce poiilt de presentel'emplacement dccctte grotte tres p!'es du nivcau: de l'eau de 1a rivierc Motru, fait qtii detem1inc nne influe)lee majeure sur I a dynamique atmospherique du milieu souteri"ain, in..:: fluente provoquee par la circulation de l'air sur le trajet dtt couloir de vallee; Un element. importimt pour la determination des vitleurs d''huri1idite et de temperature, est c(mstitue par les eau x qui provierii1ei1t' de la conden sation endokarstiquc et des il'lfiltrations, la variation des valeurs etant. beaucoup ph1s man}uee 'qt1c. dans les grottes anterieures (Tableati 3). L'epa.iJ)scur des de hi. grotte. a nqe valeur moyenne d.e 2Zm, majs grandi jusqu'a 36m vers I'extiltnite d 'a:\.;al. Tablca.u 3 Variation de h1 temJerutiue ct de l'bmilldlte reluthe duns lu grotte Vaellor". moyemit'S nnnul'lles) stn.twn Exterieur 630 m ... Temperature oc /Humidite relative %1 : annuelle} (moycnnc anHuelle) Ca.ractcrisatio11 microeli matique genera.le clc Ia cavi.te. I 10 ,'1 II 10,.5 82 98 I Circulation nHidircctioHnclle (ouverte aux l'extermitest. La situation dt la grotte toutpres du versant, a comme consequence unc grande depsite des-f.issurcs compatibles avec la percolation, les in.fil trecs etant en general saturecs: et le processus de <;01inatagc con cretionnaire n'est present qu'atl niveau de la sur le planchcr il n'ayant qu'unc valeur d'exception. Les chases s'cxpliquent du fait" que la grottc est periodiquement inondcc En consequence, un deroulemcnt du proces s us de precipitation de CaC03 au niveau du plancher, a ete pratiqucment irrealisable. Sont connus seulement quelques cas particuliers de stalagmites arenacces auxquelles la matrice est calcitiquc. D'ailleurs, les dimensions reduitcs ct la presence isolee des concrctim1s au niveau de la voute, clenOtcnt lc debut de ce processus de colmatagc chimique. Conclusions ge11erales. La separation l1ypsmnetrique de ccs trois grottes, disposces sur Ja verticale dans les calcaires clu sommet Cornetul toaia (entre la cime morphologique et le ni\'eau de base de la karstification actuelle -.la rivierc de Motru) (Fig. 5), offrc une image d'anscmblc la maniere ct la clynamique de dcroulcment du processus de colmatage concre-

PAGE 167

.11 La relation .,hypsimctric-micn,><;limat-colmatage" .165 tionnaire de cette zone, a parti des quclles nou s pouvons tirer les suivantes conclusions: --:-Le 'sct'tcb( ail'tc l e pltl's intc ps e proc ess us de es t S i tue dans la zoi1e cenfraJe du ]a OU 1' epaisseur des caJcii.ires. au-<:}esSUS d es cavites. attcint 1cs plus gtandes. valcurs. D e ce point de vue .la galcrie .. Galeria cu Crista]e! d e hi grotte ,.Pe9tcra est ; significative. Fig. 5 L a po5i1i(JJI hyfC!n; ctrique (1(S g H ;tks cans l c C c n ;dul -The hypsc,m'ic j;osiliol of the ({,t cs :"1110 th e Cort! lHu,
PAGE 168

t66 G .\lbrieLDi a.con u 12 BIBLIOGRAPHIE DECOU ,!)EC O U V ., M (1967). Grott c s d'Oltenie cxp_ioree.s, d e .1959 a 1962 (dans .. sur grottes d u Ba.nat ct d'Oltenie). Ed. CNRS, p Paris. DECOU V :, HERDLICKA W. ( 1978 ). Rech e rches tfcotogitjues lidn s lcs gro ltils" des Mo1its ;Mdiedi11{i Mer.if!iOi i ales). Trav. "Itls t. Speol. ,Emile R acov itza", t. XVII, p . 95-116, Buca.res t. DIACONU G. (19 78), Ge nese et c vol!.ttion. Tra.v Inst. Speol. ,Emil e Ra.covi tz(;!." t P < Ilucarest . DIACONU G. ( 1980), Observation s ttr l e c himisme act"el des eaux d'infiltra. tion. So1t t apport avec lcs v alcttrs tll ermiq ttcs locales d e la cavite emlokarstiqr1 .e. TravInst. Speol. ,Emil e Racovitza", t. XIX, p 2 19-225, Bucarest.

PAGE 169

Theor etical and Applie d Karstology, 1 ol 5, 1992, pp. 167-192 RECHERCHES CLIMATOLOG I OUES DANS LA PESTERA VlNTULDI (MONTS PADUREA CRAIULUI, ROUMANIE) no!Jdnn P. ONAC et GJieornhe RACOV1'fA On prcsente l es topoclimatiques de Ia cavit'c, e n pariant dc. m csure et observati'ons Cffeetuec s durant deux c y c l es annuels ( 1988 -1990). Lcs rcsultats qui y-ont Hc.obtenus servent de base dans !'analys e de quelques .phcnon 1enes physiques. se : dcroulant dans !'atmosp h e r e soutetr ail)e . Mots cits: Plidure a Craiul-qi, Roumimia. CLIMATOLOGICAL INVESTIGATIONS 'IN WIND. CAVE (PADUREA CRAJULUI MOUNTAINS, ROMANIA) The p aper preswts th e pri11Cipa l topoclimatic caracleYistics .cf the .r:a.ve. : starti1zg f,-om / h e m easure me11ts amlthe cbs e t valions that hav e bnn accomplished two amwal cycles ( 1 988 -1990 ). The vbtaincd r esults from the bas e for analysi11g some physical phe iloine 11a, which are displayEd in /he !Uidtrground atmosphere. . J(ey w ords : c!ima tiJl ogy. Pcld1trea Cra iului; RomatzitJ. DONNEES GENfRALES SUR LA CA VITE La Vftztului (Grotte du Vent) ,sur le vt:rsant gauche d e l a ; Vallee Repede a 2 km e n amont de la; localite de (dep a rtem ent de ; BiJzor}; s on entree !;e trouve a 320 m d'altitude absolu e et a 19 rrt d ?altitude t ehiti ve. Elle este creusees dans des calcaires ladiniens et se deve loppe s:ur : quatre niveaux de galeries, dont le plus bas est actif LAGY e t coli., 1979). La longu eur totale actuelcment connue du reseau sou'"' terrain atteint 43: km, qui place n ettement :Ia Pe$ter:a Yintului en tete d es cavites souterr<\ ines du karst roumain: Ce reseau est oriente paralle l ement a la Valle clu M (affluent du R epe d e), conformem en t a la direction que prend 1e synclinal se trouvant a I' ouest pe celle-ci. Quoiqu 'e lle suive un trajet generalement lineaire, la grotte a une d e seul ement 3000 m, ce qui donn e visibl e m ent par s uite de la supe rposition d es quatres ni veaux d e karstification, un tres fort coe fficient de ramification (14,33) . ,. Institutul de Speologi e ,.Emil Racovita", Section d e C luj., .str. Clin iei lor. nr. 5, 3400 Cluj Napoca, Romania.

PAGE 170

168 2 La grotte fonctionne comme une exurgence, aucnne perte organisee ne pouvant etre identifiee jusqu'a present en tant qu'origine du drainag e souterrain. Celui-ci parait etre alimente a son debut par des infiltrations loca lisees dans le lit de la Valea $est:i (affluent de gauche de la Vallee du Mi:;id) (VALENAS et JURKIEWICZ, 1980-81), mais on doit noter qu'un certain nombre de ruisseaux s'ajoutent sur son parcours, en augmentant le debit de l'ecoulement. En liaison immediate anc cette situation hydrologique, aucune ouverture accessible ne fa'if cbmmuniqner le .teseau souterrain avec l'exterieur a son extreiT\ite amant; neanmoins, ph1siG urs cheminecs qui apparaissent par endroits supP,6ser l'existenccr de voies de liai son avec la surface. A l'cxtremite aval du drainage sout e rrain, l'cau sc pcrd peu de temps avant sa sortie au impenetrable, pour reapparaitre ensuite par plusieurs sou1ces, clispe'rcees sur quelques dizaincs de metres et qui s'activent successivement aux grands debits. Dans cette situation, la seule ouverture accesible e .tait initialement un etroit conduit tortille qui debouche pres de la voi'Ite dans la gal<:; rie principale, un veritable,trou a vent" auqucl est clu le ,nom que la grotte a r<;!fu lors de sa decouverte, en 1957. Quelqu e s annecs plus tard, un court tunel artificiel fut perce a travers une agglomera tion d'eboulis; avec environ 2 m de hauteur pou,r m de Ia r geur, il represente des lors la voie normale d'acces dans la gi"otte. Mais des amcna gements imposes par la necessite de protegcr la cavite et qui nc sont pas sans effet .sur l'aerodynamique souterraine y sont actucllement en cours d'executio "n. METHODE DE TRAVAIL ET APPAREILLAGE Les recherches climatologiques entreprises dans la Pef}tcra Vi1ttulu1: con \Tent l'intervalle avril l Q88 -mars 1990, done deux cycles annuels com plets. Les donnees topocliniati(pJ.es orit ete obtenues' pat; des i:nesurcs cffec tuees avec une frequence en principe decadaire, cl'une part a l'cxterieur, au voisinage immedi:it de; l1entree de la grotte, et d'autre pa:rt lc long de I a galerie inferieure, active, a partir de l'ouverture et jmqu'avant le premier siphon se trouvant sur letrajet du cours J'eau souterrain *, ]in . Gonsiderant les mesurcs preliminaircs fait.es au debut du premier.(:ycle annuel, .dix points de station y ont ete etab}is, plaGeS par rapport-a l'ouverture a 0 111. (en tree), 7 m, l5. in, .27 m,. 60m, 80m, 163m, 246m, .320 m ,et .379m, done a des distances qui; au moins dans la. premiere partie de la galerie, varicnt exponentiellement, Par rapport-au develbppement total du reseau, la longueur de mains de 400 m du secteur de galel:ie sur lequel ont ete echelonnees les stations de niesure peut paraitre insuffisant pour fottrnir une image fidele sur le contexte topoclimatiquc de la cavite. Neanmoins, ks mesures preliminaires ont montre-et le'bilai1 final a confirme -que la serie de donnees ainsi obtenue rend compte d'une mahiere significative des principales consequences que les Ces mesures ont ete realisecs avec le bine.reillant concours de M J. T rom bit as, ingenieur a I:Entrcprise .Miniere de 4insi que de plusimus speleologues qui nous ont aide occasionncllement. Nous adressons a tous nos vifs rcmercicments.

PAGE 171

3 Recl1crches climatologiqucs dans la Vintului 169 echanges aerodynami:ques avec l'exterieur ont sur. l'etat ; thenn_ohygrometrique de .!'atmosphere. souterrai-rie, ainsi que des : traits: majeurs qui, au point. de vue. top0olima-tique, peuvent etre tequs coinme .caracteristique .. pour cette grotte. Lcs .paraineti'es l pris eri consideration .ont. la: .de l'air, l'humidite relative et l'evapocondensation, cette derniere etant determinee par mcsure dircctc lmiquemciJt a la statiqn V (a 60 m de !'entree), choisie pour des raisons Iiecs a la morphologic de la galerie. On a : utilise : t.un psychrometre a aspiration forcee type (precision IC pouF.'Ja temperature ct I% pour rhumidite relative), un ev_aporometrc type: Piche et un condensometre ayant 1 comm c clement actif une plaque metaHique triangulairc de 10 <1m2 de superfici e (dans 1es deux cas, le volume d'ciiu a ete mesure au dixieme de millil.itrc). Les mesures psychrometriques orit ete effec tuees a 30 em du plahcher; toujours . au voisinage du planc:per dnt ete faites celles concernant !'evaporation, tandis que le ete sus-pendu pres de la voutc: Jr En dehcm rdu calttrt-des n;:oyennes thermohygrometriques,saisonnieres et annuelles pour chaque station ANDRIEUX, 1971), Je bilan climatique s'est base sur Ie modelage par des courbes fondionnelles de Ia distribution s 'phtiale de ccs valeurs. Afin de en plus fins details la propagation dans la grotte d e s variations thcn'nohygrometriques rxtcrnes, Ie programme d'etudes a ete complete pa\r &s mcsurcs psychrometriques repetees toutes les deux heures durant'tun cycle jom: nalicr, ces mcsur.es etant faites d'abord en saison hivernale, le 18L I9 fevrier 1989, et ensuite au debut de la saison estivale, l e 31 mars 1 .avril 1989. REGIME DE VENTILATION DE LA GROTTE Des sa decouverte, Ia Vintului s'est fait remarquee par sa ventilation de type unidirectionnel, bien evidente pat Suite de la vitesse tres considerable avec laquelle l'air circule au niveau de l'ouverture (en pleine saison, cette vitesse est superieure a 5 mfs). Confotmement a la topographic generale du rescau souterrain, l'entree fonctionne en tant qu'ouverture infe rieure du systeme, de sorte que Ia thermocirculation y : es t ascendante en regime d'hiver et dcscendante en ete. Notons que le courant d'air qui penetre dans Ia grotte durant la s aison froide determine !'apparition generalemcnt sur les premiers 100 m de la galerie inferieure de formations stalagmitiques de glace fort aux ,stalagmites thermoindicatrices" que VIEHMANN et RACOVITA ( 1968) ont decritcs de la grotte Ghctarul de la Scari!joara. Il s'agit de stalagmites dont la morphologic et la structure refletent fidelement lcs conditions d'heterothermie dans lesquelles elles se developpen t. La duree des deux phases princi pales de la thermocirculation etant dependante de Ia meteorologic externe, lwr a ete faite en prenant e n consideration :..._ en dehors de !'observation directe qui reste de toute niere ponctuelle -.les moments oit Ia temperature externe depasse dans un sens ou l'autre la valeurd'equilibre de la temperature soute:r:raine ('qui est de

PAGE 172

170 B. P. Ona.cet. G h Racovita 9 ;soC) (Fig. 1), aihsi que l es valeurs thermiques enregistrees aux stations faisant suit e a !'entree. Pour l es deux cycles ann1,1eis de : mesures, ees moments d'inversi o n du rapport thermique et du sens de la venti l ati o n ont ete enregistres en mars 1988 et 1989, respectivement en octobre 1988 et en n ovembre 1989. Le debut du premier cycle annuel (c'est -a:..dire l e mois d'avril t c 28 T E H E H 16 2 4 Z2 zo 18 16 ,f4 -12 10 8 6 4 2 0 l A I M I J I J I A I <,I 0 (j l J IF I M I A I M I J I J I A I s I 0 IN I 0 I J I F IM I 1 968 i 198 9 1 990 Fig. 1 -Variation de la temperature de !'air a l'extcrieur. T= periode de transitiou; E = periode d'ete; H =periodc d'hiver; ts =temperature souterraine d'equilibre (9,5C). Va1iation of the ou.tside aJmospheric tempera tur e T ,.transitimt period; E = Sttmmer petiod; H = winter pe1i od; ts = underground equilibrium tempemture ( 9,5C). et la plupart du mois de mai 1988) apparait comme nne phase de transition, avec des inversions journalieres plus ou moins regulieres du rapport thermometrique qui peuvent etre reconnues dans les valeurs encore non stabilisces que la temperature souterraine prend dans les premiers points de station (Tab .1, Fig. 2). TEMPERATURE DE L'AIR La thermodynamique de la P e!jtera Vinl'ttlui presente p l usieurs aspects caracteristiques, tous determines d'une maniere immediate par la ventilation unidirectionnelle propre a cette cavite. L'element l e plus frapant consiste dans l a nette difference qui se manifeste entre les de u x saisons en ce qui concerne les variations de temperatur e (Tab. 1, Fig. 2). Au cours de l'hiver, par suite de la ventilation ascendante, l e secteur de gal erie que couvre !'ensemb l e des points de mesure est affecte directemertt par l es perturbations externes et les courbes thennometriques tracees pour les differentes stations montrent non seulement de tres fort es

PAGE 173

Recherches climatologiques dans Ia Vfntului Tablea1t 1 dl!eadalres de I a tem pbat ur e de l'alr_ ,. Stations Date I I I I )' VI I vii"'l>m IX , EJ.:t. I II Ill IV v X 02.0i.88 8,8 l\,3 7, I 6, I 6,5 6,8 7,2 8,0 8,3 8,9. 9,3 02.05 18,3 7,7 8, 1 8,2 8,"1 8,7 8 7 8,9 9 3 9,"1 9,2 12.0.5 17, 0 8,3 8,6 8,5 8,6 9,0 9,0 10;1 9,5 9,"1 9,2 1 9.05 17,0 8,8 10,0 9,0 9,0 9,2 9,2 9,3 9,6 9,6 9,6 02.06 1"1,6 9,1 8,9 10,0 10, 1 9,2 9,2 9,5 9,i .9,i 12.07 21 7 9,2 9,3 9,.1 9,"1 9,6 9,5 9,9 9,8 9,8 22.07 20, i 10,2 9,2 9,2 9,2 9,5 9,9 9 6 9,7 9,7 9,6 02.08 21,2 9,1 9,3 9,5 9,7 9,8 9,6 9,.5 9, 7 9 8 9,8 1 2.08 27,2 10,0 9,5 9,.5 9,6 9,6 9,8 9,8 9,7 9 ( 7 22.08 16,2 9,9 9,"1 9,5 9,6 9,6 9,8 9,6 9,8 9,8 9,6 02.09 20,0 9,8 9,.5 9,5 9,7 9,6 9,() 9,8 9,8 10, 1 12.09 20, I 10,2 !l,i 9,.5 9,5 9,ti 9,6 9,7 9,8 9,8 9,8 22.09 J.1 '8 9,8 9,5 9', 9,5 9,7 9,7 9,6 9,8 9,8 9,8 02. 1 0 13,7 9,7 9,.'5 9,5 9,5 9,6 9,6 9 7 9,8 9,8 9,7 12.10 18,2 9,8 9,5 9,5 9,(> 9,7 9,7 9,7 9,8 9,8 9,6 21.1 0 13,2 9, I 9,3 9,"1 9,"1 9,6 9,8 9,8 9,9 9,8 10,0 02. tl 3,i 2,0 l 1,9 3,8 .5,6 6,9' 7,2 8,2: 8,6 9 ,6 9 ; 2 I"!. II "1,2 2,'6 1,9 2,7 i,O 5,"1 6,3 7,9 8,6 10,0 9,"1 22.1 1 -2,8 -2,8 -1 ,5 0,8 3,2 "1,7 5,9 7,5 8,5 9,8 9,"1 02.12 5,2 .... I ,3 J,i i, 1 5,5 6,5 7,9' 8,6 9,7 9,.5 12.12 6,1 6, l 2,7 i, I 5,2 6,3 7,1 8,.6 9,2 9,6 9,5 22.12 3 ,2 3 ,2 1,0 2,1 3,2 "1,8 5,6 7,0 7,9 ., 8,6 8,.5 02.(i 1.89 -1,1 1,8 -0,8 I ,6 3,1 1,9 6, I 7,4 8,i. 9,7 9,2 12.01 -0,7 -0,7 -2,1 I ,7 L.,7 "1,1 5,6 7,3 8,3. 9,3 9, 1 22.01 -0,9 -1,7 -I, I 0,8 2,7 i, I 6,2 7,3 8,5 9,6 9, I 02.()2 -0,5 -1,2 --0,9 l,i 3,7 1,9 6, I 7 5 8,6 9,"1 9,0 1 2.02 -0,2 -0,.11,2 -o,8 1,7 3,"1 5,7 7,1 8,3 9,3 9, t 22.02 3,"1 2,0 1,8 3,5 3,9 1,9 5,7 7,2 8;1 9,6 9,3 12.03 5, 1 "1,8 3,3 "1,3 "1,9 6,1 6,8 8, 1 8,7 9,5 9,3 22.03 6, 1 6,3 6,6 6,7 7,0 7,7 8,1 8,8 9,1 9,7 9,1 02.01 12,(> 8,3 8,2 8,6 8,8 8,9 9,1 9,2 9,4 9,6 9,5 12.04 17,0 8,8 8,7 8,8 8,8 9,2 9,2 9,4 9,6 9,8 9,8 22.04 20,6 9,"1 8,9 8,7 8,8 9,0 9,2 9,1 9,5 9,8 9,7 02.05 13,2 9,0 8,9 8,8 8,8 9 0 9,2 9,5 9,6 9,7 9,8 10. 06 17,2 9,6 9,3 9,3 9,1 9,6 9,6 9,4 9,8 9,7 9,7 22.06 13,5 9,2 8,9 9,"1 10,0 9,8 9,7 9,5 9,6 9,"1 9,"1 02.ov 19,6 9,"1 9,"1 9,6 9,6 9,6 9,7 9,8 9,8 9,9 10,0 12.07 20,8 10, I 9,3 9,3 9,5 9,5 9,6 9,8 9,9 9,8 9,8 22.07 16,4 9,8 9,3 9,.5 9,5 9,6 9,7 9,6 9,8 9,8 9,6 02.08 1"1,3 9,8 9,6 9,.5 9,.5 9,7 9,7 9,6 9,8 9,8 9,8 12.08 17,2 9,9 9,5 9,6 9,7 9,7 9,8 9,7 9,7 9,8 9,8 22.08 20,2 10,5 9,6 9,6 10,0 9,8 10,0 9,8 9,8 9,8 9,8 02.09 15,7 9,4 9,5 9,5 9,5 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,9 12.09 15,0 9,1 9,5 9,.5 9,.5 9,6 9,6 9,6 9,7 9,7 9,8 22.09 19,7 9,5 9,5 9,5 9,6 9,6 9,6 9,6 9,7 9,8 9,7 02.10 9,2 8,5 9,0 9,2 9,4 9,"1 9,6 9,7 9,8 9,8 10,2 12.10 9,7 9,1 9,3 9,3 9,6 9,6 9,7 9,7 10,0 10,0 10,2 22.10 18,0 9,4 9,6 9,6 9,6 9,8 9,8 9,8 100 10,0 10, 0 02.11 11,6 9,6 9,6 9,6 9,6 9,8 9,8 9,8 10,0 10,0 10, 0 13.11 13,6 9, 1 9,3 9,1 9,1 9,5 9,7 9,8 9,9 9,9 10,0 03.12 -1,8 -1,6 -2,9 -1,3 I ,9 3,9 5,2 7,2 8,4 9,5 9,3 13.12 3,6 2,8 0,9 1,6 2,6 4,3 5,4 7,2 8,2 9,3 9,2 21.12 1,6 i, 1 3,2 5 0 5,8 7,1 7,8 8,6 9,2 9,8 9,6

PAGE 174

i72 B._P Onit<; f:'t: G!v 6 1 (suite) S t _a ti:o n s --Date Ext' I j ir I IJI I rv I v l VI I vn I i \ri:ri I IX x i2.0:1 90 22.01 02.02 12. 02 22.02 02 ot\ 22.03 .:_4,0 2,7 : 6,8 I z;4 6,4 6,6. 6,{\ 6;2 -4,4 1' 1 4,6 1' 7 6:9 4,5 3,8 .:...2,0 2,0 4,8 3,1 7,5 4,8 5,5 6,5 0,6 3,7 5,:) 7 /) 5,4 o,o 7,2 2,6 4,9 6,6 4,8 8,3 tj,5 7,1 7,9 4,0 6,3 : 7,4 8,6 7 5 {9 8,3 ; ; 6,4 7,7 8,1 7; 1 9,(> t>; 5 8,8 8,9 ::. 7,7 8,4 I 9 0 s>i 9,5 !H 9'1 9,0 9,b 9,(j 9,3 9,5 9,6 9,6 9,7 8,9 9,7 9,5 9,4 9,7 9,5 9,6 ,6 -__.____.__ ----. --.--M. hiver. M trans. M estii.r. M ann. A : hi)..er A .. trans. A estiv. A ann . 2,9 15,2 16;9 1i,o 9,7 9,5 '18,0 :31,0 2,5 7,8 9,5 6,5 1'; 5 8,5 9,3 6,0 2,9 8,0 9,4. 6,7 4,i 8,1 9,5 ?,2 5,5 8,4 ?,8 6,5 7,8 ; 9, i 8,6 9,2' ; 9,3 9,5 9,3 9,8 9,6 --------.10,8 : 2,5 2,2 14,5 11,3 2,9 1,4 14,4 9,5 2,9 1,4 12,0 7,3 2,5 1 '3 9,5 5,7 2,4 0,9 7,2 ; 4,6 2,0 0,9 6,0 2 ,' 6 2,1 0,6 3,7 : . : 1,8 1,3 0,6 2,3 1,4 0,7 0,6 1,4 9,3 9,3 9,1S 9,5 1 '7 0,4 0,8 1 '7 os jllations mais aussi lp1 remarquable synchronisme. N otons que compte tenu de Ht tendance 'naturelle d'amortissemei1t des v:ariations ce paralle lisme se corisqrve jusqu'a la dernjere station ou, m+tlgre la distance, .l'aniplitude hivernale moy.enne rr ;(e encore assez elevee (de 1 ,8C).' 1l s'ensuit que le secteur en question cor rntierement a un de perturbation, l'etat de stabilite t' n'eta:nt atteint que dans kpremier nivcau de gale'ries fossiles. : En pt'lriode d'ete, la ventilationdescendante transporte, par contre, des rriasses d'air equilibrecs e t on n1c'nregistre plus que d e tout a fait aleatoires et de tres faible 11 apparait, par c-onsequent, que la premiere partie de la galerie iBferieure (consideree, evidemment, dans le d'acces dans la grotte et non pas dans celui hydro graphiquc') dcvicnt la siege d'un meroclimat de stabilite, mais qu e ce meroclimat :pe s'installe que saisonnier cment. Cette situatibn este a tonstatee dans la Pefjtera w Apa di n Valea Lef?ulu (RACOVITA e t COCEAN, 1977), qui fait elle aussi partie d e s grottes a ventilation unidirectionnelle, et doit etre .tenlJ_e_d'ailleurs comme normale pour toutes les cavites appartej1ant a ce type topoclimatique. Ces fortes differences saisonnieres qui appara_isseqtdans le regime thermique sovterraine se refletent dans la configuration que pren-nent les gradients de temperature. ;En hivernale, les moyeimes the rmiques 's6 distribuent en fonction de hi distance rapf>Ortee 'al'entree de la grotte selon une foriction 'logarithmique ci-oissarite (Fig. -3, a:), dont I' equation etal?lie par 2aicul est t 4,67log 0,29 d (1)

PAGE 175

Recherchq,<; clill). .atolpgiques ... c\a,.ns;ia., Vintului Lc fait ql1e c' es t UI) tel model e )ogari thmiq1,1G. qu.i s.:adapte avec Je :.meiHeur degre de signific fltion statistiqu e !:!n .sorte surprenant. En. c,qndi t ion s dfi veJ!l.tilatipr'\' unidire.ction-;6 4. 2 0 "1;) -2--4t 8 6 4 2 -T E H E H AIM J J As oN o J F'i'-1 1 988 1'J89 Fig. 2 -Variation de Ia t emperature souterraine aux. stations I-X T empera tur e va riation 1'eco1 ded undergr ound at s i t e s I -X. fD.C .... 10 .. 8 6 4 z n e lle d e l a Vn tu lu i on de vrait ?'attcndre plutot a ce que l e gradient thermiqu e constitue dans l e sens du_courant ascendari.t soit. d e type ex.ponen-tiel, conformement-au par l es loi s physiq u e s de d'energie calorique (ANDRIEUX,' 1971). Cett e non concordanc e doit etre

PAGE 176

i74 B. P. Onac et. Gh: Racovit/1 8 due en premier lieu au fait que le domaine de variation de la fonction loga rithmiqu.e est strictement limite a un meroclimat de perturbati'?n. Par consequent"...:.:. et en tenant egalement compte qu'une telle fonction il'est que l'in-1C 6 3 2 '(} (C) . '4---.. ---. -----; . ----------:...------------= r-------*--------- I ' ... -.... -, ,r --f .@ ./ @.1 ; I I .sO/ I tso f I 100 200 II I I I 250 300 350 r 1.00 I m I tl Ill IV v VI VII vm IX X Stations Fig. 3 -Distribution en fonction dt> Ia distance a I'entree de Ia grotte des moyennes thermiques saisonnieres. a= en regime d'hiver; b =en regime de transition; c =en d'ete. Distribution of the seasonal thermal averages as a function of their distance from the cave mtratzcc. a = winter regime; b =transitional regime; c =summer regime. verse de celle exponentielle-, on peut aisement supposer que l'adap{ation d'un modele exponentiel serait statistiquement possible pour un secteur plus etendu de la cavite, comprenant aussi une partie, meme faible, du meroclimat de stabilite. En periode de transition, 1e gradient thermique conserve son allure logarithmique (Fig. 3, b), quoique les temperatures reelles sont maintenant non seulement plus grandes, mais aussi bien plus homogenes. Ces deux traits distinctifs sont quantifies par l es valeurs que prennent les coefficients nume riques de }'equation correspondante, qui est t = 0,72-log 1,7210 d (2) Il s'agit done d'un gradient beaucoup mains prononce que celui hiv e r nal, ce qui est parfaitement normal puisque les perturbations externes sont elles aussi mains importantes durant cet intervalle, au cours duquel on n'a pas enregistre a l'exterieur des temperatures diurnes inferieures goc (Tab. l). En periode estivale, la forte stabilite thermique se traduit par un changement qualitatif dans la distribution des temperatures moyennes, le gradient thermique etant dans ce cas lineaire (Fig. 3, c), conformement a !'equation t = 0,0011 d + 9,42 (3)

PAGE 177

9 Recherch es climatolo giques dans I a Pe!]tera Vintului 175 qui m e t en evidence une t res l ege r e augmentation d e la t emperature l e lon g d e la galerie infer i eure En c e qui conc e rn e la distribution spatiale d es mo ye nn es q,nnuelles d e la t emperature d e l'air, c e ll e -ci reprend l a configuration logarithmique (Fi g 4), ayant pour mode l e theoriqu e l'equation : tc 10 i 9 i I a i I 7 / 6 I '5 ?II I Ill Ill IV ; sbl I 100 v VI t = 2,10 log 100,02 d -------1SO I 25o VII I VIII (4) 300 JSO [ 400 m IX X Stations Fig. 4 -Distribution spatiale des moyennes thermiques annuelles. Spacs distribution of th e t h e rmal yearly a verages 'Le fait que l e gradient annuel n 'es t pas represente par une fonction differ ente de c elle s qui deffinissent les deux gradi ents sa isonniers, mai s il es t identique en ce qui concerne le type de courb e theo rique a c e lui hiv e rnal, montre combi e n important est le poids que les perturbations a ss ocie es a la ventilation ascendante ont dans l'etablissement du contexte topoclimatiqu e sou t e rrain. Dans le m e m e ordre d'idees on doit remarque egalement le sens croi ssant -de ce gradient, auqud s'ajoute le fait t emperatures moyennes enregistrees dans toutes l e s stations souterraines sont inferieures a la temperature mo ye nexterne. En e ff e t, pour l e s deux c y cles annue ls d e m es ures, celle-ci a ete d e 11,0( (Tab. 1), val eur qui conformem ent a c e qu'on obtient e n ex trapolant !'application de !'equation (4), n e d evrait etre atteinte 1730 m d e l'e ntree C e resultat, qui es t physiquement acceptable, n e p eut etre neanmoins que difficilement verifie, car la morphologie d e la cavite impose 'int e rvention de la difference de niveau lors de !'augmentation de la di stance e t la hausse implicite d e la temperature. Aussi, d es m esure s d e control e ont indique 10,8( dans la galerie du premier etage, a 800 m de l'entree (dans la Sala Metalul); mais 11,2( au second etage, dans un s ecteur de gal e ri e qui s e rapproche. visiblement de la surfac e (Sala M inunilor). Notons aussi que les deux hivers compris dans les cycles de mesures ont ete anormalment

PAGE 178

176 B. P :Onac et Gli. Racovita 10 chauds, d e sorte que l a moyenne annuelle externe qu e nous avoi1s calculee doit etre supe ri eure a la valeur normale pour l e macroclim a t local. Quoiqu'il e n s oit; on; es t amene a conclure que la ventilation unidir ect ion ne ll e a comme effet une: ten dance d'accu:mulation de l'air froid dans la partie in"fe ri eure n b < A "-;---------. . \ '--.-----' \ ...______ (0.\(\. 0 -------.6. .............__ ... ....... ___ ___ ._ -------.._ ---------..._,_ 1 L . -I II I 100 ISO I VII I 200 II 250 I VIII 300 I I 350 j 4Jo m Ill Ill IV VI IX X Stat ions Fig. 5 -Amortissement des. variations thermometriques en regime d'hivcr (a), de transition (b) et d'ete (c). Spatial dampeni ng .of the thermometric va riations in winter regime (a}, trat1sitianal H{?ime (b) and summer 1egime (c). du reseau karstique, qui n'arrive pas a etre contreba-la nc ee par l'ec hauff e du au transport estival d es masses d'air se trouvant e n equilibre thermique. Des differ e nces analogues a celles rel evees par l es gradients de t emperature apparaissent en c e qui concerne la distribution des amplitudes thermiques saisonnieres et annuelles, ou, en d'autres terrn es, la maniere dont se realise l'amortissement des variation thermiques a l'nterieur de la cavite. En regime hive rnal, l es amplitudes thermiques en r e gistrees l e long d e la galerie inferieure decroissent selon une courbe ex ponentielle (Fig. 5, a), dont l'equatiort nurnerique est A= 8,89,0055-d (5) l'mortissement des variations etant done conform e au modele physique deduit des mecapism es de d'energie (CHOPPY, 1.9?4).

PAGE 179

11" Rech erches climatologiques dans Ia Vintului 177 En reg1me d e transition, pal' suite du fait qu e la t emperature ex t e rn e est generalement beaucoup plus -proche de la valeur d'equilibre d e la t empe ntture s o'lttehajn e (Tab. 1), l es variations d e c ette d e rni e r e sont a l eur tour scnsibl emcnt plu s faiblcs c t l es amplitudes d ecroi ssent m aintenant la fonction lineairc (Fi g 5 b) : A= -0,0061 d + 2,76 (6) En regime estival, l'homogeneite the rrnique qui s'installe rnent a la ventilation descendante mene a un nouvel changement duimodel e s'adaptant a la distribution d es amplitudes, qui correspond cettl a une courbe logarithmique (Fig. 5, c), donnee par I' equation: A= -0,51-log 0,00020 d Normalcment, la haute stabilite la ventilation vehiculaj1t d e l'air thermiquernent equilibre avecIa roche e ncaissant e devrait impose : r une distribution lineaire des amplitudes estival es Les valcurs re e lles mqn t ent qu1unc telle distribution n'cst perturhee que par la grandeur d es amplitudes enregistrees aux stations I IV, d
PAGE 180

!1,78 B P. Onac. !) t Gh .. Racovitli f2 les de temps et dans des macroclimats externes differents . Mais ce que nous pouvons retenir est le fait que l'amortissement des variations the triques s'avere etre plus lent dans la ou l e debit de la circulation hivernale doit etre plus importants. 15 14 11' 41 1f 10 9 8 1 6 5 4 3 2 ; ., 0 1SO I ? II I sa I 100 I 200 IIIIIIIV V VI VII ,, 250 I VIII I 300 I 350 I X Fig. 6 -Distribution spatiale des amplitudes thermiques annuelles. Spa.ce distribution .of the yea.rly themial cmiplitudcs HUMIDITE RELATIVE I 400 m X Statton!> A l'encontre de la temperature de l'air, les variations de l'humidite relative enregistrees le long de la galerie inferieure sont totalement dantes de celles de l'exterieur (Tab. 2, Fig. 7), principalement par suite du fait que ces dernieres sont depourvu es de toute periodicite saisonniere. fois, les echanges aerodynamiques ne restent evidemment pas sans quences sur l'etat hygrique de !'atmosphere souterraine, en determinant des perturbations plus ou moins importantes e n period e d'hiver, mais toujours plus grandes que les fluctuations occasionnelles qui se manifestent durant I'ete. Dans cette circonstance, la distribution spatiale des moyennes metriques qu'elles soient saisonieres ou annuelles-ne se prete plus a un modelage mathematique: Dans tous les cas, l'humidite relative augmente tres rapidement a partir deJ'entree, de sorte qu'elle arrive a depasser en

PAGE 181

. ,iL3 R ccbersc h es climatologiqncs d a n s Ia P e\rtera Vintului 179 Tableau 2 ValeUFs decadalres de 1 'umldiU relath e Stations Date I I I I I Ext. I JI III IV v I VI I VII I Vlli I IX : 1 X 0 2 .0-1.88 57 82 68 90 92 92 96 97 99 99 99 02.0.5 -42 100 99 100 99 100 100 99 100 99 100 12.0.5 .57 :99 99 100 100 100 100 100 100 100 100 19. 0.5 90 100 100 100 ll>O 100 100 w .... 100 99 99 02.06 82 99 100 99 100 98 100 99 100 !00 99 1 2 .07 53 100 99 100 100 99 99 99 99 99 99 22.07 79 98 99 100 100 99 99 99 100 99 99 02.08 73 99 99 100 99 99 99 99 99 100 99 12.08 '16 9.5 100 100 100 109 100 100 100 100 99 22.08 79 96 100 100 10fil 100 100 100 100 99 99 02.09 62 100 100 100 100 100 100 100 100 100 96 12.09 70 lOll 100 100 100 tOO 100 99 100 100 99 22.09 88 98 tOO 100 !00 too lOO 100 tOO 100 99 02.10 7'1. 99 100 tOO 100 tOO 100 100 100 100 106 12.10 70 100 100 100 100 100 too 100 100 110 100 2 I. ltJ .57 98 100 toO 100 100 100 100 100 100 98 02. 1 I 52 87 98 97 97 99 97 99 9.5 96 97 I 'I. 11 79 87 97 9/l 97 97 9.5 96 97 95 99 22.11 92 92 88 98 97 97 96 9.5 96 9"1 98 02.12 69 69 9 0 100 97 97 96 97 97 98 98 12.12 66 68 92 97 97 97 96 99 99 98 98 22. 1 2 8 1 72 90 90 97 97 97 97 97 0 9 99 02.01.89 61 77 9"1 98 97 97 96 96 96 95 99 1 2 .01 98 76 9 0 97 97 97 9"1 96 96 96 98 z:,..oi 93 82 87 9 0 97 95 97 97 95 96 98 02.0 2 93 9-1 9"1 95 97 96 97 99 97 98 98 12.0 2 95 98 9 0 96 97 95 97 97 99 97 98 22.02 7 1 R5 85 97 97 94 96 97 96 98 97 12.03 91 93 97 98 99 99 97 97 98 98 99 22.03 93 95 99 99 100 100 99 99 99 98 100 0 2 .0"1 65 100 100 99 99 99 99 100 99 99 99 12.04 'II 98 99 100 100 100 100 100 100 100 99 22.04 37 99 99 99 99 99 100 100 100 99 99 02.05 91 100 99 99 100 100 tOO 100 tOO 100 100 10.06 .'i"' 99 100 100 100 100 100 100 100 100 100 22.0t> 8 4 100 99 99 99 99 99 100 99 100 99 0 2.07 6 1 100 100 100 100 100 100 100 IOv 100 99 12.07 78 99 99 100 99 100 99 99 99 99 99 22.0 7 69 9 8 100 99 100 99 99 100 99 99 99 02. 0 8 96 9 6 100 100 100 100 99 100 100 99 99 1 2 .08 79 96 100 100 100 100 100 100 100 99 99 22.08 70 96 100 100 98 100 96 98 99 99 99 02.09 82 100 100 99 100 99 100 100 100 100 98 1 2 .09 87 100 100 100 100 1v0 100 100 100 100 99 22.09 46 99 99 100 99 100 100 100 100 99 99 02.10 58 100 100 100 98 100 tOO 99 100 100 98 1 2.10 77 83 99 99 98 98 99 100 98 99 98 22.10 47 100 100 100 100 100 100 100 100 100 98 02.11 66 100 100 100 100 100 100 100 100 !00 !00 13.11 54 98 100 100 100 100 100 100 99 100 98 03.12 86 84 96 98 98 100 97 97 97 98 99 1 3 .12 85 87 9 1 98 100 98 97 97 99 99 100 24 .12 63 6.5 88 97 100 100 100 100 100 100 !00

PAGE 182

180 B. P Onac et.Gh Raco'llit a Tableau 2 (suite) s t id'io"-ri s Date Ext. j I ir :j III I 'IV I I I .. I I I v VI VII X .. . 12. 0 L9o 100 100 98 1 0 0 1 0 0 100 1 0 0 100 100 100 99 22.01 94 92 97 98 97 lOU 99 IOU 100 1 0 0 99 . 02.02. 88 88 97 100 100 100 99 100 100 99 100 12.02 69 8 1 87 9 8 98 97 99 99 9 7 99. 99 ?2. 0 2 62 100 HJO 100 99 100 100 100 100 100 100 02.03 77 9.3 9.9 100 100 99 100 99 99 99 99 1 2.03 9 1 92 100 99 100 100 99 100 100 J(,l, ':-100 22.03 9'3 .96 99 99 100 100 99 99 99 98 100 . . -----------------hive/ 82 .86 94 .9.7 98 98 98 98 98 98 99 M b'aris 62 95 92 9.8 98 98 99 99 100 99 : 100 ;M:. estiy. tiS 98 100 100 tOO 100 100 100 100 100 100 IV[. ann. 73 93 97 99 99 99 99 99 99 9!.1 99 '. _ ----------. A. hiver. 48 35 !5 10 3 6 6 5 5 6 3 A. tra n s. 48 18 32 10 8 8 1 3 I 1 l A. estiv. 59 17 1 1 2 2 4 2 2 I 4 A. ann. 63 I 3 5 32 10 8 8 6 5 5 6 4 m oymne' 95% deja a la station III, p our s e maintenir e nsuite tn':s vmsme d u point de saturation sur.toute Ia l ongueur de l a galerie (Fig. 8). Un tel mode l age p e u t etre en reva nche opere avec un deg r e sa t isfaisant de significatio n statist ique lorsqu'on prend en cons i deratio n les 'ampli t u d e s h ygrometriques. En saison h i v ernale, l a stabi l isation rapi de de l'humidite re l a t iv e que nous venons de remarque i e n tai1t que trait caracteristiqu e general po u r l'etat hygrique de !'atmos phere souterraine, se traduit par une courbe hyperbo l iqu e equi l atere (Fig 9, a), donnee par l a fonction: -. d (A 4) = 78,50 (10) On voi t done que c ettc courb e n es t pas asymptote a l'absciss e mais a une ordonnee X = 4, parce que, mal gre l a tres faib l e distance sur laquelle s'amortisse n t l es variations, celles-ci gardent un e ampl itude non neg l igeable jusqu'a l a derniere station (Tab. 2). En ,saison estivale, la stabilite des valeurs hygrometriq u es devient si grande, que les amplitudes enreg istre e s aux div erses stations, touj ours infe rieures a 5%, ne present ent plus de differ e nc es significatives et s'ordonnen t pratiquement l e l o n g d'une parallele a l'absci sse. Enfin, en i ntersaison, un rapport 2.pom1al qui apparait entre l es va l eurs a u x de .ux stations rend inoperarit mode l age

PAGE 183

HR% 100 90 80 70 Ext 60 50 40 30 T Recherches climatologiques.dans Ia _______ 1_:81_ ti I E H HR% 10(! . ... 1;; f 80 70 100 90 BOG) 70 60 l100 j 90 3 [ 90 [ [ 90 [ I A I M I J I J I A I s I 0 I N I 0 I J I F I 1'1 A j M I J I J A I s I 0 I N I 0 I J I F I M I 1988 1989 I 1990 jJOO@ 90' 11oo CD J 90 ]100 J 90 Fig. 7 -.. Variatio n d e l 'humidite relative a l'exte ri eur e t aux 'stations Sout e rraine s 1-X. -Varia t io n o f the relative m o is tur e c o nten t out si d e a n d a t sites I -X. -statistiqri e d e s donn ees quoiqu e c e ll e s-ci s u gge r ent la mem e distribution hype rboliqu e qu'e n r egi m e d'hiver. La seul e s imilitu de qu on trouv e entre l'humidite r e l a ti ve e t l a tempe rature de l'air-e t qui doit etre t e nue ,pour pri ncipal e con s equ e nc e .du re gime d e ve11tilati@ d e la grotte -r e side dan s l e f ait qu e la distribution spatlale d e s ampl!tudes annuelle s tre s pres le mod e le qui s'adapte

PAGE 184

.t82 HR% 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91 A% 20 10 0 a B . P.-.Ouacet; ______ ..,.,........,.... __ ---. I f so I I tOO 1SO I I 200 II I I fiG 300 : 350 f J( Slot1ons v VUI 1 IX -'r; i VI 'VII. Ill Ill IV Fig. 8 -Repartition spatiale non-modelee des moyenncs hygriqucs Umnotlclletl space distribution of th e yearly averages of the d.ir 'liumidity \. .. :---c--------------------? jj 1 so 1 1 1do ,_5o 1 zdo 3oo j I 1,00 m 3so 1 '.!!! IV V VI VU Vl!l IX X Stations Fig. 9 -Distribution spatial e des amplitudes hygriques en regime d'hiver ( a) et en regime d'ete(b). Space distribution of th e a i r humidity amplitudes in winter regime (a) and summer regime (b). aux amplitudes hivernales. Il s'agi t done toujours d 'une courbe hyperboli que (Fi g 10), dont l'equation est maintenant: A(d -4) = 159,5 (I 1) et il n'y a a remarquer que la valeur deux fois plus grande de la constante k par rapport a l'equation (10), se qui signifie un amortissement plus l ent des variations.

PAGE 185

11:7 ., Hecherches climatologiqu es dans I a Vintului 183 -I TSO I ,, I TOO 200 250 JOO 350 I I IHIIV v VI \Ill VIU IX X Fig. 10 -Amortissement des variations hyg r ometriques annuelles. D ampening o f th e yea .rly air humidity variations. ANALYSE DES CYCLES JOURNALIERS DE MESURES TEl\lPER ATURE DE L' AIR 400m Station!' Les mesures fait es en periode hivernale peuv ent etre considerees comme particulierement r e presentatives pour l es conditions d'une thermocirculation ascendante, etant donne e que la temperature ex tern e es t r es te e durant tout l'intervalle d e 24 h inferi e ure a la temperature s outerraine, avec un maximum de 4,2C enregistre a 17 h e t un minimum d e 0 6 C consigne a 3 h -(Tab. 3). Le gradient thermique qui se constitue dans !'atmosphere souterraine (Fig 11, a) reproduit tres fidelem ent le modele qui s'adaptait aux moye nnes saisonnieres (Fig. 3, a), car la distribution d es valeurs mo ye nn es calculees sur 24 h suit e lle aussi une courb e logarithmique crois sante *, conform e m ent a !'equation : t = 5,24 log. 0,16 d ( 12 Cette equation se montre p e u diff e r ente d e l a fonction (1) d eduite d es moyennes saisonnieres. Par consequent, on es t e n droit d'e n conclure que l e caractere doux des hive rs compris dans l e s cycles annuels de m es ure s n'a pas influe nce d'une maniere significative la configuration du gradi ent the rmique qui se constitue dans la galerie inferieur e d e la Vin tubt. 1 : en s ai s on froid e. La similitud e d'entre l es moye rin es journalieres e t celles saisonnieres ne se verifie plus lorsqu'on prend en con s ideration l es amplitudes thermiques, Cette courbe n e p ent etre a cceptee que si on elimiue du cal culla station I (entree de Ia ogrotte), oil les valeurs sont plus elevees qu' a la station II, vraisemblablement par suite du fait que f'intervalle dans leque l out etc e ffectuees les mesures a etc precede d 'une periode encore plus froide. Les parametres thermohygrometriques enregistres au niveau de l'ouverture restent d'ailleurs en nombre d'autres cas en dehors d e s modeles etablis pour l eur variation dans !'atmosphere sputerraine.

PAGE 186

184 n. P. Onac et.GlJ. RaCO'Jit:\ 18 Tableau 3 Vnrlatlon de In t emJ ICI'IItme de l'ulr au tours clcs journallers Stations H eure I I I I I I I VII I I I Ext. I II III IV v VI VIII IX X I ll 4,0 3,8 I,4 2,0 2,8 4,5 5,4 7,1 8,2 9,5 9, I. 1.1 4,0 3,5 3,0 I, 7 3 ,2 4,8 5,6 7,4 8,3 9,5 9,1 I5 4,0 4,0 0,5 2, I 3,4 4,9 5,8 7,5 8,4 9,5 9, I I7 4,2 2,0 0,5 2,3 3,4 5,0 5,8 7,5 R,7 9",5 9, l I9 I ,8 I,3 0,.1 2, I 3,4 4,9 .'i,R 7,5 8,3 9,5 9, l 21 I,2 I ; l 0' 1 I,6 3 ? 4,7 5,6 7,4 8,4 9,5 9, I. -?' I ,2 0,8 0,2 I 8 3,2 4,9 5,9 7,.'5 8,2 9,5 9, l __ .... 01 0,8 0,8 0 ,2 I, 7 3,2 4,8 5,R 7,4 '8,3 9,.5 9, l .,. > 03 0,6 0,8 0, l I ,8 3,2 -l,S 5,.'5 7 , 5 8 ,4 9,5 9' l :.a Q) 0.'5 0,8 0,.'5 0 ,2 I ,2 3,2 4,7 .'5,6 7,2 '8,2 9,5 9 1 u 07 I ,3 0,7 0,2 I, 7 3, I 4,8 5,7 7,3 8,3 9,5 9, I >, 09 l '8 I ,4 0,4 2,2. 3,2 4 ,8 5,6 7,4 8,4 : 9,.5 9, I u ----------------------1\'[oy. 2, I I ,7 0,6 I ,9 ') 4,8 .5,7 7,4 .8,3 9,5 9 I .),_ Amp I. 3,4 3,.5 2,9 I, I 0,6 0,5 0,.5 0,4 0,5 0,0 0,0 ---------------I3 20,0 8,0 8,1 8,3 8 ,4 8,8 9,0 9,3 9 6 9,5 9,5 1.5 I9, I 8,1 8,2 8,3 8,7 8,9 9,0 9,2 9:6! 9,5 9 5 17 19,1 8,3 8,2 8,3 8,6 8,9 9,0. 9,2 9,6 9,5 9,.5 Oi 1 9 I8,6 8,2 8,2 8,6 8,7 9,0 9,0 9,2 9,6 9,.'5 9,5 > 21 14.' 6 8,2 8,4 8,5 8,6 9,0 9,0 9,2 9,6 9,5 9,5 .._, 23 I3,8 8,4 8,4 8,6 8,6 9,0 9,0 9,2 9,6 9,.'5 9,5 Vl v 01 12,6 8,2 8,4 8,6 8,6 9,0 9,0 -9,2 9,6 9,5 9,5 , 05 I3,3 8,2 8,2 8,4 8,6 9,0 9,0 9,2 9,6 9,.'5 9,.'5 u 07 14. '6 8,2 8,2 I 8,4 8,6 9,0 9,0 9,2 9,6 9,5 9,5. 09 I7,2 8,8 8,3 8,4 8,7 9,0 9,0 9,2 9,6 9,5 9,5 11 I8,6 8,4 8,4 8,5 8,8 9,0 9,0 9,2 9,6 9,5 9,5 ----------------------: May. I6,2 8,3 8,3 8,4 8,6 9,0 9,0 9,2 9,6 9,5 9,5 Am pl. 7,8 0,8 0,3 0,3 I 0,4 0,2 0,0 0, I 0,0 0,0 0,0 principal ement a cause du fait que }'amplitud e cxtcrn e n'a ete durant l e s 24 h que de 3,4C. Mem c en tenant compte du fait qu'une amplitude journ a liere doit etre normalment bien plus faible qu'une amplitude niere cette valeur est particulierement basse. Elle deriv e d'une diminution accentuee de 1a radiation nocturne lors des mesurcs, q ui s es t produit dans l es conditions d'un ciel couvert, avec des precipitations qui se sont declanchees a partir de 21 h. En consequence, l'abaissemcnt nocturne de la t empe rature n e s'es t propage pratiquement que jusqu'a l a station III, de sorte que l'amortissemen t des variations thermometriques est modele a present par une hyperbo l e equilate r e (Fig. 12 A), ayant pour equation: Ad= 17,67 ( 13)

PAGE 187

19 Rech e r c h es c l i m atologiques d a ns la P c l7tcra V lntului 185 L e c y cl e journalic r correspondant a la period e es tival e repond lui auss i a la-_ coqQiJjon ._n e c ess airc pour que l es re sultats p ui ssent etre s ignificatifs, a s avoi r que la t e m pei :ature exteme soit e n p ermane nc e supe ri eure a cell e son t e r r ain e; e n eff e t, c ettc t emperature a ete c ompris e entre un minimum d e 12,2 C qui es t p asse a 3 h e t un maximum d e 20,0( enre gi stre a 13 h (Tab. 3). La thc rmocir culation ayant par c on s equ ent un se n s con stamment a s c e n dant, l es t e mperatures soutcrra.ines sont rc s t ees e n d ehors d e toute influ e n c e cxte m e e t l e g r a di ent que l es m esures mett ent e n evide nc e l e lon g d e l a gal e ri e n 'cs t qu e d e t re s p c u plu s a cc entue que_,c:J.ans l e cas d es moye nn es estivales. Il es t r cpresente p a r un e cour be r e n ve r see 11, b), a symptote a l'ordo nne e X = 9,6 e t ayant pour equation nmnenque : t = 9 ,6-. 1 ,22. 1 ,oo6-ct ( 14) C ette allure e xpon e nti e ll e d e la di stribution d es moyennes jour\"lalier e s a a s on origin e les valeurs l c g e r c m ent plus basse s qui s'observcnt aux quatre ptenti et : e-:c; statio n s e t qui etant doni1e que l e s m esures o m t .et'e e ff e,::tuces pcu d e t emps a pres !'installation d e la v entilation d es c1endante :_ r e fl e t ent mieux que l es moycnnes sa i s onn! e r es la t endanc e d'accumulation d e l 'air fro i d au cours. d e l hiver. Quoique les amplitudes the rmiques s ont a sse z variables a l'e ch e ll e du joumalic r es tival, l eur distribution .sp a tial e adme t un model e theerique c e lui-ci etant d on ne pat' une courbe e xpon entie ll e ( F ig. 12 B) corr e s p ond ant a !'equation : A = 0,45 l ,0099 ( 15) n appara-it que l'amortisse m ent des variations es t plus que dans l e c as d e la p e riod e e stivale pris e d a n s son ens emble -quand, no us l c rappelon s c e t amortiss e m ent sc traduis ai t par nne fonc tion lin ea irc -, e t c ette particularite d'ailleurs parfaite m ent normale es t d'autm 1t plus evidentc que ]a temperature e s t r cs tee invari able pratiqucment a parti r d eja de la station VI (Tab. 3). IIUIUDITE llELATIVE Durant le cycle hivemal d e 24 h, l'humidite r elati,-e d e l'exte ri eur a augmcnte en m e m e t emps que la t emperature s es t aba i ssee (tab. 4), done p aralldem cnt a !'inte n s ification d e la thc rmocirculation a s c cndantc a l'interie u r d e la grottc Cctt e variation as se z n ette m ent dirccti onnee a co'mm e <:onse q uencc unc aug m entation par ticuli e rem ent rapide d e l'humidite r elative d e s les premiers metr es d e la galeri e inf e ri eure la valeur mo yenne enre a la station III atteignant d eja 93 0'/0 11 s e n suit qu'aucune diff e r e nc e ne peut etre invoquee part rapport a !'as p ect. que prenclle g radi ent h ygrique an niveau d e s moyennc s sa isonni e r es (Fig. 8), bi' e n qu e c es d e rnier es sont genera1ement plus el e vee s (Tab. 2).

PAGE 188

186 tc 10j 9 8 7 6 I I 5 I 3 1 0 -1 -----.--.- .. B. P. Onac ct Gl! : Racovita 20 /' ,. ; { 111!111\1 v VJ ISO I I vu 200 I 350 T 400 m I 250 V III IX X Slol1o.ns Fig. II -Distribution spa.tiale des temperatures moyennes enregistrees au conrs d'un cycle journalier. e n pthiode d'hiver (a) et e n phiode d'etc (b). Space distribution of th e a ver age t empe mtu.res 1ecord, d dur-ing (j tlaily cycle in period {a) aml .i11 summer p eri.o(l .{b). !" .. J ........ -=---. I sa 1 i I 100 I II Ill IV v VI @ ._., 1SO I I .,, r a 200 250 300 I 3so j 400 m '-I VII VIII IX X Slations Fig. 12 -Amortissemcnt des variations thermometriques durant un c y c l e journal! c r. A =en peri o d e cl'hiv er; n = en peri ode cl'ete. Dampc n i11g of th e lht'l'1l'!Om ctl' i c variations durin. g a daily c ycle. A =in wiutrr period; B =in smmne r period.

PAGE 189

21 ttechersches climatologiquds dans Ia Vintului 187 Une analogic de meme tres prononcee entre le s valeurs et celles saisonnieres se manifes te = a l'egard des amplitudes hygnques, qUI decroi ssent dans les limites du cycle de 24. h sel on une fonction toujours (Fig. 13). L'expression numerique de cellc-ci Ad = 227,4. ( 16) A,%.; ](} 20 10 0 : ISo I : 'I I I I zoo 250 300 350 { "l o fill saJ I 100 1 U Ill IV v VI VII VIII IX X Stations Fig. 13. -Amortissement des variations hygrometriques dnrm1t un cycle journalie r : A = en periotic ,d'hivcr,; B =en periode d'etc. D:1mji ming of l'lte air htuiziclity daily cyc le. A= in winter fJeriod; B = i n su.mmer period. comporte toutefois unc constante k plus elevee que celle d e l'equation (10), en concotdan<;:e avec les valeurs plus grandes d es tioi s premieres stations (Tab. ) et 4). On doit note r que _cette hype rbole. l'ab-scisse, i'amplitud.e hygrique etant nulle aux stations .IX e t X. I.e cycle journali e r place e n : periode d'ete porte l'cmpreinte majeure d'unc uniformite a peu pres absolue des valeurs (Tab. 4), car, a !'exc e ption de donne es inontre'rit u n e atmosphere souterraine jxa.tiquement, saturee en vape\u: d'eau sur totit i'intervalle de 24. h et, par consequent une extreme de l'hunudite relative par rapport aux variations externes.

PAGE 190

188 B. P.. Onac et .. Gh . -'1 Variation. de l 'lmmiditii reluth e des cycles jouruulic,r.s st'ations H eure I r I Ill I IV .I . I I I I :'IX I . Ext. I li v VI X -' II 45 46 73 93 95 96 9 4 97 96 94 99 13 45 49 53 85 94 94 94 95 96 94 99 15 60 60 81 87 95 96 96 95 96 94 99 ,17 57 71 81 92 95 94 96 96 94 94 9!1 ;::; 19 66 7 5 81 9.5 95 96 9 4 95 96 94 99 C) 21 78 78 9.5 9.5 97 97 90 95 96 94 99 ?' 81 85 89 97 97 97 94 96 97 94 99' -' C) 01 79 86 88 98 98 97 94 95 96 94 99 u 03 86 83 87 97 97 95 97 9.5 95 94 99. >, u 0.5 9! 86 89 90 97 99 97 97 97 94 99 07 82 86 91 93 97 97 94 95 96 94 '99 09 80 83 89 95 97 95 IJ7 9.5 95 94 99; ---------------------1\Ioy. 71 74 S3 93 9() 96 95 96 96 9!! 99 \ Amp!. 46 -10 42 13 4 5 J 2 3 .. 0 0 .. ------------------. ----= -.... . -.. -13 41 100 100 100 100 100 100 99 99 100 99 15 46 99 99 99 9(} 99 100 100 99 100 9 9 17 40 97 100 100 99 99 100 100 99 100 9 9 19 43 91) 100 100 9 9 100 100 100 99 100 99' c;i 2 1 63 100 100 100 100 100 100 100 9 9 100 9(} 5 23 64 97 100 99 100 100 100 100 99 100 65 99 100 JOO {)9 .... 100' 100 ,100 99 too: : '. 99 "' ; u 05 56 : :IOo 100 .. 100 99 100 100 'ioo 99 }0(} . 9 9 >, 01 47 100 100 100 9 9 IOU !00 100 )'-99 'foo ; : 99 u 09 35 94 99 100 99 100 100 100 99 100 9 9 ll . 32 97 99 100 99 100 100 100 100 99 . --------l'l'loy. 50 99 100 100 --:-, 1 ,00.-;-Amp!. 33 6 I l , ... I 0 I 0 0 0 EV APOCON.DENSA TIQN Afin de definir les trajts particulicrs que le phenomene. ,d'evapoconden-. .. sation pnsente dans Jcs condition s topo<;limatiqu!'!' propn:!;. a la Vinlu.lui, il cm1vient d'analye1 ce s.o1. 1S l'a,spcc t du potentiel que '>ttriatioris thermohygronietriqties. Conforrnement au regime de ventilation de 'la cavite dans la gal e ri e inferieure ne-devrait s'y produire en principe qu'evaporation durant 1'-hi,er tandis que Ja condensation devrai _.t etre loc alisee les du reseau souterrai11 e t Jirnitee a la cstivale (ANDRIEUX, 1970). Cette distribution hypothetique nc sc verifie partiellement ei1 pratique. Le calcul de l'humiclife absolue a partir ds valetirs therrnohygi:ometri ques enregistrees a l'exterieur et a la v (ou en etc mis (11 place les

PAGE 191

23-Recherches dima.tol c.\giqtJCS dans Ia-Vintului 189 dispositifs demesure); et; sur l a base de cc parametre, finalement de l'evapo condensatiori riotentie1le (HACOVITA, 197.5) montre que !'evaporation peut cffectivement se produirc pendant l'l1ivcr, avec unc intensite attcignant :3_,..4 g/m3 (Tab. 5, Fig. 14). Lc re stilt' 0,00 22.02 I ,9.5 .-0,00 02.03 0,00 12.03 1,00 0,00 22.03 I ,29 0,00 02.0-1 I ,42 0,00 ]2.().1 .1,04 0,00 22.04 2, I I 0 .;20 02.05 I ,69 0,50 12.05 0 ,53* 22.05 0,5.3* 02.06 0,53* 10.06 I ,33 0,53* 22.06 0,69 1 40 02.07 I ,07 I 40 12.07 5,07 I 45 2;...07 0,.30 02.01\ 0,00 2,.5(i 0,25 12.08 0,00 2,35 0,7 0 2.2.01\ 0,00 2,92 I ,.10 02.09 0,00 2,2 I I ,05 : 12.09 0,00 I ,94_ 0,50 22.09 I ,.39 0,00 0,60 02 ]() :;,ss 0,00 0, 7S 10 I ,75 2,63 0,.30 22.10 2,05 0,00 02. I I 0,95 0,00 0,20 13. I I 2 74 12,00 0,1 5 22. L1 . 3 I ,.57* 0 04

PAGE 192

190 Date 03 1 2 13. 1 2 2'1.12 02. 01. 9 0 12. 01 22.01 02. 02 12.02 22.02 02.03 1 2. 0 3 22.03 R. P. Onac ct. Gh. Racovita 2,63 1 '12 3,68 2,00 1,30 0,72 2,27 3,18 1,55 0,92 1,29 3 1 ,57* 39,47 0 .,00 23 68* 26:31* 31 ,57 28,70* 0,00 0,00 0,00 21,05 13, 15 Tablea u 5 (sui(e): 0 04* o:o'l 0,04. 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Note: Les valeurs marquees par un asterisquc interpo1ecs. gtms c: .. 5,0 0 +4,0 ::;; g c +3,0 G.l -g +2,0' 8 ..f,O 0,0 -1,0 -2,0 &. -30 0 li -4 0 -5, 0 40,0 g 30. 0 f. 20 0 e 10.0 H E H ...... 0 'E e 2,0 1,0 CD Fig. 14-Diagrammcs compa ratifs de l'c .rapocondensatio n A= valeurs ealculees; B =evaporation mesuree; C =condensation mesuree; E = periode d'cti!; H = petiocie d'hiver. Compamtive diagnnns of the evapo-conden.sa tion. A = wmput ed values; B = measured cvapma tion; C =measured condensation; E =summer period; H =wint er pMiotl.

PAGE 193

Rech e r c hes climafologiques Vintului 191 un e condensration en regime csi:ivp.l aussi, ce qui n'es t pas 2.cc eptable pour un secteur se trouvant a:la proximite d e !'entree de ] a grotte qu'on fauisat abstraction clc la distanc e qui l e separe d es ouvertures superieures du reseau sou t e rrain ; or, cette distance es t supposee a priori etr c t r es impo r tante. D't:mc maniere asscz sui prenante au moin s a cc. dernier point d e v u e l es m esures confirment e nti e r e m ent la dynamique theorique d e l'evapocon d e nsa,tion, e n ieleva'nt nne tres n ette alternance sa isonni erc entre !'evapora tion e t la condensation (Fig. 14}. Mais, e n m eme t emps, il faut observer que l'inte nsite de !'evaporation (dont la val eur maximum enregistree e n d e c embre 1989 es t d'a pen pres 40 mlfdm2f10 jours) es t incomparabl e m en t plus g rand e que celle deJa cond e nsation (qui n c depas s e pas I ,5 mlfdm2/10 jours, so n m aximum etant consigne e n juill e t 1989} (Tab. 5}. En consequence, on es t a m e ne a considerer qu e ] a distribution sp a tial e e t tempor e ll e qu e J e r e gime ge neral de ] a v entilation soute rraine impose a u x proc ess us d'evapocon d e n sa tion est qu anttativemen t -done-pratiq u e m ent \erifie dans l es con ditions concr e t es de Ja Pest era Vintului. Malgre cette portant sur J e fond du problem e il nou s r es t e a expliquer ];1 condensation qui -a u ss i faible qu e so ite lle-se produit dans lei galerie inf e ri e m:e e n sa ison chaude. Plus ieuis causes peuvent e n etre c n v isag ees En pre mi e r li e u, nou s avons v u qu e l a d e I' air a durant l'ete un e Jegere t e nd a n ce d'abaissem ent dans I e sens du courant d escendant qui p arcdurt J a ga lerie inf e ri eure, e t ce t a b a i sse m ent pourrait etre s uffisant pour a morcer la conde nsation a u ni vea u des substrats. ll es t pos s ible qu'a son origine se trouvent soit des in vers ion s no cturnes sporadiques cht sen s d e la the rmocircu}ation (qu'on p eut a isem ent imagin e r dans l e contexte du mac .roclil!lat lo ca l) s oit l e d e !'air r elative m ent plus chaud p1' ov e 1iant d'cs cfages superieursqe J a _grotte. En second li e ti, a u voisinage d e J a s t a tion V d ebo uch e un e etroite galerie active qui d ev i ent bi cnt6t inacc ess ibl e m a i s qui lai sse n e anmoin s s uppos er !'e xi s t e nc e d'une voie bien plus courte c t plus dirccte d e circulation d e l'air ex t e rn e que l e vaste r esea u d e galeries qui se dev eloppe ve r s Ja partie amont de Ja cavite. CONCLUSIONS I. La Pe$fera V.nti-thti est le siege d'une thermocirculation unidirec tionn elk dassiqu, c'est-a-dire non doublee de c e llules d e convection loca l es. Dans l'ens emble du reseau karstique, !'entree d e la grotte fonctionne en tant qu'ouverture inferieure. 2. La galerie qui fait suite a I' entree est occupe e sur ses pre miers 400 m par un meroclim,at saisonnier de p erturbation, domine par le s influenc es extemes qui s'ex ercent en hivernal. Ces influ e nc es se traduisent par: -la constitution d'un gradi ent the rmiqu e qui releve une augm entation logarithmique de 1a t emperature de l'air, avec une legere tendance de surre froidissement dans l e premi e r secteur d e la -l'amortisse m ent ex pon e nti e l des variations the rn1om etriques; Ia hausse rapide d e l'humidite relative jusqu'au voisinag e du point de saturation et l'amortisse m ent hyperbolique de s variations hygrometriques.

PAGE 194

192 B. P : Omi.c et: Gh. 'Racovi .tll. 26 3. I:.cs perturbations hivern; i l es sont pres que tota1 emen t effacees en regime de wntilation descendante, quand !'atmosphere d e la galeri e infe ri eure se caracteris e par un e stabilite thermohygrometrique tres prononcee. 4. A. !'excep tion pres, il n'y. a pas d e differences s i g nificativ es a l'egard des modeles mathematiqu es qui quantifient l'etat thermohygrometrique d e !'atmosphere sou t crrai n e a l'eche ll e saisonniere e t jour:nali e r e ce qui montre une propagation non retardee des variations externes lc lon g de l a galerie inferi e m e S. La dynamique saiso nnier e d es p henom enes d'evapoconde n sa tion se trome e n liai son d e causalite avec la regim e general d e ventilation de la cavite surtout au point d e vue quantitatif. BI:aUOG RAPHIE . ANDRlEUX C. ( 1970), C ontn:bution a l'etude dtt c limat des c avites !If.. -' Eva.pocon.den sation soutenainc. Ann. Speleol., 2::;, 3, 5 31:.._559. ANDRIEUX C. ( 1971) Contribution 1ll'etude du. clima. t des wvites na.t u r e lles . V. Les bila ,;s climatiques. Ann. Spe1eol., 21;, 2 367-386. CHOPPY J. ( 1984). Pmcess t is cli111at. i'ques dans les vides Tcmpemlttl'C d e l ai'l'. .,Ph enomimes karstiques": Spe1co-Club de Paris. .. RACOVITA GH. ( 1975) La. cla ssifica.tion : des cavites sou.terra .incs : Trav. Inst. Speol. .,E. Racovitza", XVI, 197-216. . . RACOVITA GH., COCEAN P. ( 977 ), Rech e r c h e s clirnatol ogi qu e s dan s la Gmtte l ie' 'V d.lca Tra r Tnst Speol. .,E. Racovi tza XVI, I8 J _:20 1'. : : SZILAGY A., KOMlVES E .. NAGY I., VARGA A., KEREKES K. (1979) .,Po,1te1'a Vntul1ti". Trav. Inst. Speol. .. E .. Racovitza", XVIII,. 259-266, . : VI EHMANN I. RACOVITA GH . ( 19!}8), d e ghecifii.lc rm ohzdfcaloare : Di\ri d e sc<:>.in[t a l e LVI J.'l'J-366.3

PAGE 195

1'h eoutical c m d Aj>plird l(r iSl o logy,, vof. 5 1992 pp. 193-201 MINERALOGY OF THE APUSENI MOUNTAINS CAVES Uogdan P. ONAC Nine teen mineral species forme d in cave euvironment have been found in the Apuse ni Mountains. The present work synthctizes all data concerning this topic, known up to the present moment. Key words: ca. ve minerals, Apuscni Mountains Romania LA MINERALOGIE DES GROTTES DES MONTS APUSENI Dans l e s Monts Apuseni o n a d i tcnnintf 19 espeu mine ralcs,fonnie s e n m ilie u caternicol e L e tra .vaif r cp risC!ll e une d e to"lf S fes dmmfcs cm lcernan.t ce sujet, publiie s jusqu'ii. p1isen/. Mots-cll:s: mi1 1tfm l s d.c grotlc Roumanie GENERAL DATA Situate d in N\:V Romania, the Apus e ni Mountain s cov e r an a1' c a : of about 5 200 from which I 132 km2 con s i s t of karstifiabl e iock s 1984). The karstic regions an; e specially d e Y e )op e d on Triassiac Jurassic and Cr etace ous rock s showing diff e r ent morphological and structural t y p es. The r e are also : several kars tic areas on Paleoioic marble. ' ' The p e trographic mosai c of the Apusc ni, the location of some .. kars tifiabl ef:noiJ.karstifiable bounda rics (h y drog e ological f t e ctonical) and the hydrothermal influ cn<::e mving to.the Neogene magn)atism l e d sotn e f avourable co ndition s for the formation s of u iarge vari e t y of cave miner 'a ls as d es crib e d in this paper. : . ; . There has been confusim1 in the literature conc;eri1ing th e speleothem t e r m (spdeion = Ca\e, thcma, = d e posit gr.). vVe m ention h e r e that the t e rm i s a ppli e d only to form e d from a ch emica l s olution or 'bytl1e w lidification of a fluid afte r the formation of the ca\' e (MOORE, N l fH;O LAS, 1964). The t erm "speleothem" r e f e r s to the mode of .of a mineral and not to the mineral its e lf (HILL, FORTt 1986). Calcite i s not a spcleothe in, but a t akite s t a la gmite of h elictite in a cave i s a s pel eothe m while a calc .ite : stalagmite or stalactite in a mine i s not. On t h e o th e r h and stalactites are spe l eothe m s as are ic e crystals or stalagui.it es lnstitutt\l d e S pco logi e .. E .mil Racoiit[l", Filia l a Cluj-Narioca str. Clinicilor 5, 3{00 Cluj-Napoca, Romania. 13 -c 3 782

PAGE 196

194 B. P. Onac 2 form ed directly from water in a cave; but beds of silt, and calcite v e ins etched into relief wh e n the walls of the cave w e re dissolved are not. Mineralogical investigations w e re carried through time by: BODOLEA (1989), NEDOPACA (1982, 1983, 1984, 1987, 1989), ONAC (1986, 1987, 1989, 1991, 1993), TODA (1983), VIEHMANN (1968, 1975, 1977, 1989) DESCIUPTION AND FORMATION The mine rals id e ntifi ed can b e classifi e d into five groups according to their ch e mical affiliations: earbonatesH o
PAGE 197

Cave Fe z (a, Limestone and marble Calcite -.. .... :--Aragonite I co-r Hydromagnesite caz Huntite 1 en e VJ r-Jg?.+ sd t ( Ankerite ,; Opal Quart .i: Badte : : --' ....... --I Montmorillonite ....... Mineralized hydrothennal :sotutions. --. Fig. I Min eral d e velopm ent in iclc ali secl and simplifie d cave environment. Only main ions r epresented in simplifie d form. L e dtfudopp c m e11l d e s min era.11x dn11s un m iliw cav cmicolc i dealis t e t si mpl i f U ; S e11le m e11t les i o ns pri11c ipals sont repr e smtes

PAGE 198

196 B. P. Onac The deposition of carbonate in caves environment has been discussed by various authors. The proc ess is complex and opinion s are fr equently contrare As all the caves st udied arise in marble or lim esto n e ini ti a l seepage ':vat e r s should b e characteris ed by mol a r CafMg clos e to unity. On ente rin g caves, carbonates in so lution are deposit ed for two mainreason s : carbon dioxid e ex ch a n ge and e vaporation The former i s the doniinant m ec hani s m of carbonate depos ition in most caves, wh il e evaporation h as been founcl -to b e of a minor importance due to the ve r y hi g h humidity. This first mention ed proc ess is probably the mos t important and i s r es pon sible for the formation of almost all spe l eothe m types Eve n though the numbe r of common carbonate min era l s occuring i n the Apuseni i s small, the r e exi sts a large variety of morpholo g i cal s p e l eothe m t ypes. These c arbonate min erals compo s ing diff e r ent sp e leoth ems will now b'e discussed in alphabe tic ord er, s howin g out just som e p ec uli a r appearances. A ragan d e i s w e ll known from Fagului Cave (DIACONU e t c<;>l. 1977) wherG diss e minated needle-like crystals or radiating groups a r e to be found in a moonmilk deposit. Th e v ery sa m e cr ys t a llo graphic habit (but: diff e r ent sizes) have the aragonite s p e l eot h e m s m e ntion ed by VIEHMANN ( 1975) in Wind Cave. A peculiar, kind of aragonite speleothe m (helictite ) was dis cover ed in Micula Ca, ;:e (SOFAL V I, p c ) Itis a n an : ther-like vari e ty; this kind of h elic tite often out from cave walls in an approximately horizont a l dir ec tion or up from cave floor in an approximately vertical direction : D e ndriti c agg r egates are well devfloped in Humple u Cave and Tau Cav e . Calcite. As far as ca lcit e i s the mos t common min eral in cav es i t a l so presents the largest vari e t y of morpho! ogical speleoth e m t y p es A peculiar t ype of calcite s p eleothems are cave cttps. In Altar Cav e a : subtype of ca,f e cup are the so call e d ,pyramids" which are es s e ntiall y monocrystalline cups-pyramidal forms with their apices down and triang u lar bases up. S ometim es these becom e so crowd e d togethe r that they m e r g e into a so lid, flow stone floor criss-crossed .with triangula r patterns. Pyramids d evelop spar cr ystals precipitate from suprasaturate d pool water. On e es sential condition for pyramid growt h appear s to b e a con stant influ x : of water, s o that eac h n e w growth ridg e is adde d in turn (HILL, FORTI, 1986). . Another. pe.c=:uliar t y pe of CaC03 d e posit con s ists of calcit e cryst a l s twinne d on the (0001) plane, s om e centimetres in size which arc -,develop ed as ('phenocrysts" in th' e r es idual clay l e ns es from R acovita in Wii1cl Cave. In Altar Cave, pool spar arranged in the shape of a watcr."'lily flowl;'.r :is to b e found. Als o gorg eous rhombohedral and s calenohedral:. crystals crt calcite are frequ ently up to 10 <;:m. long, and in Humple u Cave spar crys tal s ::ne so m e 30 to .so <;:m. lon g and has been \:Vei g h ted a t over 30 kg (ON AC, 1986) . Calcite mqonmilk i s to be found in almost all s tudied caves, the best example being from Humple u ,Cave where it forms a 4 m high wate rf all and also a large lake at its foot. An impres, stve d e posit (1.53 m. deep) of flo a ting calcite (calcit e rafts) has been di s co\ r e r ed, in a sus p e nd ed l a t e r a l passag e-way of the Roa n e a

PAGE 199

' 5 Mineralogy o f the A'puseui M ountains ca'les 1917 Ape i Cave Th e room hou s ing the calcite r a fts, has four pools, periodically fill ed with water. Se v era l f l akes on the botton1.. of on e dry peol, w e re marked, heirig found flo a ting af t e r a whil e VIEHMANN, 1989}. Anllerte have been r eported (ON A C in pre p.) from Great Cave ('Rune Gorge) a s trace mineral in sp e l e othems, du e to the petrographic context of that area (ONAC, 1987). Huutde. It h as been found clo s el y associated with hydroma g11e sit e in l
PAGE 200

198 B. P: Onac 6 being .. Scii.risoara Glacier Cave : In .many other cave where the average or seasonal temperatures fall bele>w freezing may apper ice speleothems wich grow rapidly1and disappear equally as fast (ONAC, RACOVITA in this volume). . r, r Sublimal. ice crystals appear in the Big Room of Sdirisoara: Cave as large . hexagonal plates and other forms on cave walls and build up into thick crusts. A peculiar type of ice spekothcms are the "hom boo" ice stalagmites which can give a sort of climatic information conceH1ing the temperatur es of the last months (VIEHMANN, RACOVITA. 1968}. Manganese oxide minerals occur in fe\v caves as black coatings on walls and stream clasts, and as strains on speleothems. Romanechite is induced into Bears Cave (Bulzesti) by stream water containing chemically reduced manganese derive'd ,'irom' decayilig of an iron-mangan ese level intercalated in the Paleozoic marble (NEDOPACA, 1984). COMAN (1984) demonstrated that in vVind Cave mic:;roorganisms activity could lead to the deposition pf some speleothems. (see Tab. II.). The phosphate minerals found in caves arc almost always associat e d with animal populations (bats) bones. The decomposition and leaching of the guano produces a series of mineral products, in which those that fom1 first are rich in nitrogen 'and tiio'se that fo'rm last are rich in phospho rus. The final product in this series of minerals is usually carbonate-hydroxyl-apatite ( dahlhte)., a fairly stable phosphate min eral which has been found in Bears C;ive and. Cepturari Cave (NEDOPACA, TOD.f\, 1983., NEDOPACA 1984) fmmed by r e action between the solutions l e ached through the organic debris (bear bones) and the calcite in the wall rock of the cave ,In Great. Cave (Rune Gorge) the presence of dahllite have be e n attributed (ONAC, in prep.) to some phosphate accumulations in the Pale o zoic marble. D. SIUCATES The two main categori e s of silicate minerals found in caves are the various fotms of silica and the hydrous aluminium or magnesium silicates (Tab. . Allophane is an amorphous mineral composed of aluminium, silica and ''vater which was found in Wind Cave (IOSOF et col., 1974) as a white yellowish gel. Its origin has been ascribed to the action of strongly acidic water (because of pyrite oxidation) on the clay and sand of the cave NEDOPACA (1984) identified a white earthy mass in the Bears Cave (Bulzesti) composed of montmorillort -it and different percentes of gypsum, quartz and si. derit e The presence of montmorillonite in 'this cav e has b ee n attributed to the weathering processes of some interbedded metarocks sequ ences in marbles. an amorphous variety ofc.dstobalite which was found in some caves from Trestia_:mtita area (NEDOPACA. 1987) as in most part of some small stalactites and also as part of the boxwork. Its colour is yellow

PAGE 201

Mineralogy of the ApuseJii' Mountains caves 199 Table 3 Silicate Mlneralf; Mineral Minerals Formula Type o f occurence Frequency commonly Location Crystal system associated I. Allophane ge l earthy mass U n common Calcite Wind Cave mA1203nSi02pH20 Amorphous 2. Montn1ori lloni te P.arthy mass Rar e Gypsum Bears Ca 1e A hydrous alumini-Quartz (Bulzesti) mn and magnesium Siderite si licate Monoclinic 3. Opal central part of sta-Uncommon Quartz Caves on Lelii Si02nH20 actitcs, boxwork Barite Valley Amorphous (Trestia-Baita) -4. Quartz auheclral crystals, Uncommon Barite !Caves on Lelii Si02 box work Opal Valley Trigonal (Trestia-Baita) or brownish. Silica boxwork and t ransparent, e uhedral quartz crystals (1 to 5 mm. in s ize) occur in the same caves. Hydrothermal siliceous solutions penetrate the karst voids a lon g shear and joint sy stems. The vadose water is respo n sib l e for l eaching of the silic a frorn rocks. Fluid inclusion studies on quartz h ave i i1dicated that the quartz grew at a temperature around 320 C. E. SULPHAU:S Up till now there have been reported only three sulphate minerals from the Apuseni caves (Tab IV). Small bar-ite crystals on the outer surface of quartz crust, arranged in a radial fashion have been r eported by NEDOPACA, (1987) from a cave in Trestia-Baita area. Probably the barite was deposited from hydrothermal solutions. Cri site is a. n ew hydrated a luminium sulpha-silicate mineral species found in Bolhac Cave (GHERGARI, ONAC, 1993). It covers both sandy alluvia and its lim es ton e borders. The mineral has a white or yellow brownish colour. Its origin has been ascri b ed to the action of strongly ac idic waters (ph = 3.8-4.6} with high content in aluminium and potasium (both being l ea ch e d from fir eclays) on the sand and limestone of the cave floor. Gypsum i s by far the most common evaporite minera l in caves, being in the meantime the third in frequence after calcite and aragonite, among caves in Romania have been mentioned because of gypsum speleot h e m s but just f ew of them are in the Apuseni.

PAGE 202

209 B. :r;>. Qnac 8 Gypsum crusts occur along ya ll s 111 \ Vind Ca vc (COMA N, 1979. O NAC. VIEHMANN, 1987) and there are thin gypsum crusts mixed in with other coatings on the SHFface of t11 e clays in many places. H i g hl y 1\-Iincral Form11la Crystal system 1 l. Barite BaS04 Orthorhombic 2. C risitc A h;ydrous alumi-niurn-silicate sulfate Amorphous 3. Gypsum CaS042H2Q Monoclin i c Table 1 Snlifate Miuernls I Type Q! occurllncc ; Frequency crystals in a .radial uncommon fas hion gel earth y mass Uncommon crystal s, oru.s ts,. Very waspnest$, aurtho-common elite s, 'l\fincral s commonly Location assoc iated Opal Cy une v e n ai1d gradual "peeling" of gypsum crusts off the lim es ton e wall's. The phe nom erio n i s ca u sed by the pressur e of the n e \vly-g rown perpendicular crystql s lmder the fonncd crust. (;ypsum genesis is <;loscly relat e d tb the oxidation of sulphides (p yrite m a rca s it e ) in the ov e rlaying sands t o n es anCl m icrocoriglom crates CONCLUSIONS :. As we have notic e d, so meti m cs sma ll natural cans exist within or near a kind ofrocks. Ground water pe rc o lating ,through tra n s port different ions the cav, es whe re they form not typical for mos t ka:rs t terrains. . . Ch ciracter i s tic m ine1;a l s in near the 1-:ars tifiabl ejnonkars tifiable bOlmdary \vat n supply frcm nonkarstifiablc t errains being fer l each ing differen t petrographic horizons. In ca\es ,;,h ere bat guano of .bon es bn:;ccja is tp be. found di,crse ofmi'ns ial s (ph osp h a t es, nitrate s ) could apj:Jcai . Further en !"2mpkd frc m other differ ent is, to cri the origin aJJd' mcchaBODOLEA: A VIEHMANN.J. f1989) floating calcit ej1 omihc Cave H odnca Apci (Biho r M01mtain.s-Romaniq.) : Pr.oceediiJgs of the. lOth Inte r. Congress of Spel eo l .ogy, 655 p, (abstract) Budapest).

PAGE 203

9 Mineral og y of the A puse11i Mountains caves 201 CO<:;EAN P (1984) -e conomical casrtului din Mtm{ii Apuscni. Ed. Acad. R. S Romania. CO:MAN D. (197 9 ) -Essai sw ttn e interpre tatio n icologi q ue d e l'orig i11e des gmttcs Trav. lns t Speol. ,E. Racovitza", XVJll, pp. 191-199, Bucurel;iti. COl\ilAN D. ( 1 984) L e karst payasage biogeo c h imique Theor. Appl. Karst., 1, pp. 23-28, DIACONU G., MEDESAN A ., VlEHMANN I. ( 1997) -U1te nouv e ll e paragenese mineral o gi q ue dans Ia grotte ,Pe st e 1c Fagultti", D e partment de Bihar (huntite, hydromagnesit e aragonit e c alcite) Trav. lnst. Sp e o l. .,E. Racovitza", XVI, pp. 20 3-21(), GHERGARI L., ONAC P. B ( 1 993} -Crisit e -ct 11e w mineral species foutzd in the Bolhac Cave ( Ptidut' ea. Cra.iului !v[ ountains-Romania. ) Proceedings of the European Conf. o f Spcl e o logy, Helecinc, Belgit min press. HILL C., FORTI P. ( 1 986) -Ccwe m ine1a l s o f th e w orld. NSS Inc. Bookstore, 272 p., Huntsvi ll e Alabama 272 p. IOSOF V COMAN D., IANC R ( 1974) -Note sttr la. pre sence de l 'allophane dans la g1 ott e du Vent d e s jl{onts Apuseni. Trav. Inst. Speol. ,E. Racovitza,', Xlll, pp. 1 83-189, Bucuresti MOORE G \V., N ICHOLAS B.G. ( 1961)-Spelcology-The study o f c aves. D.C. Heath and Co., Boston, 120 p NEDOPACA ]If. ( 1 982 } -C ontri/;ufii la. m inc ral ogiei spl e otcm elo1 din Romm z ict. Bul. Sp c ol., ll FRTACCSS, pp. 67-75, NEDOPACA M., TODA P. ( 1 983) -N o i ocu r e n{ c de d ahl it i n pesterilc R omanie i Bul. CSER, 8, pp. 145 -149, NEDOPACA lVL ( 1 984 } -Obse r vat io n s miuiralo giqu c s da.11s la g t ott e d e s Appl. Karst., l pp. 47 49, NEDOPACA M ( 1 987) -Mine ra.li= afi i l e hirl1ct ennalc cu. cuar{ din d e la. TustiaBaiJa. (jud. Htme doara). Bu l. Sp eo l. 11, pp. 9-14, ( engli s h NEDOPACA l\1., O N AC B., TODAN V. { 1989} -A spcc t c al e microm o rfologi c i cri sta/e l m d e gips d i n p este r i. Bul. Spcol., 12 FRTA-CCSS, pp. 9-1 3 (e n g li s h abstract}, ONAC B { 1 986} -D ie gross e Hohl e vom Fa.denta.l. H cflektor, 4, p. 9, Base l. QNAC B, VlEHl\L\NN I. (1987)-Ori g ines etforme s d'apparition du gypse dans Vn tultti (Monts Piiclur ea. Cra i ttlui). Thcor. Appl. Karst., :l, pp. 243-245. ONAC P. B ( 1 987} -Grott e s clc t mcti o n gravi ta.t io u ne ll c daus l e s gorges d u Run e ( SE d e Muntc le Marc Ca.rp a t e s Occirl w t al cs) S t udi
PAGE 205

Theoretical and Applied Karstology, vol. s, 1992, pp. 203-211 SMALL MAMMALS OF THE PENULTIMATE GLACIAL CYCLE (SAALE/RISS) : DISCOVERED IN1 TWO CAVES FROM NORTHvVESTERN OLTENIA, ROMANIA Costin HADULESCU and l'etre :Mihal SAMSON* Excavations undcrtal{en in two caves (the Cave No. 10 in the Valley and the Cave in the Parulu i Valley) fro m n orthwestern Oltenia, Romania, ced faunal assemblage s ri c h in small mammal spe cies. The faunas are terised by the presence of some archaic .forms as Muscardimrs dacicus malvensis n. ssp., St enoc ran i us gr e galoides (Cave No. 10) and Pliomys lenki ssp. (the Cave in the Parului Ya.l}ey). The two faunal assemblages are indicative of a t emperate phase (Ca 1 e No. 10) after whi c h the climate became cooler (the Cave in the PfLrului Valley). On the basis o f the evolutionary stage of the cies present, the two faunas !)Jay be assigned to the penultimate glacial cycle (Sa.a.le / Riss). K e y words: small i11amm a l s, cave deposits, p enultimate glaciation (Saale/Riss) northwestern Oltenia, Romania; systemati cs, biostratigraphy. MJCROMAM.\HFERES DE L'AVANT-DERNIER CYCLE GLACIAIRE (SAALEJRISS) DFXOUVERJS DANS DEUX GROTTES DU NORD-OUEST DE L'OLTENIE(ROUJ.l1ANIE) Les jouilles e ntreprises dans deux grottes (la Grott e No. 10 de Valea Lupfa et la Grotte de Valea Pdrulti) dt Nord-Ouest de l'Olt enie (Roumanie) ant joumi des associations faunique s rich e s en restcs de micromammiferes. Les associations se ca ra c terisent par la prt!smc e de c e tai11S eltfm e11ts ar c haiq ues comme Muscardinus dacicus malvensis n. ssp Stenocranius gregaloicl es (Grotte No. 10) et Pliomys lenki ssp. (Grotte de Valea Pi'irului). Les d eux faums indiqumt une phase tem perec (Grotte No. 10) suivi e pa une pejoration du climat (Grotte de Valea Pdrului). En jugean t par l e degd d 'e volut i on des e speces m i s e s a1t }our, les deux ensem b l e s f au.ni q ues peuven.t et1'C mpportes ii. l'av ant-tiemier cycle glac-iaire (SaalefRiss). Mots cle: micromammife r e s, dep6ts de grottc, ava11 t-denlie1e glac i ation (SaalcfRiss), Nord-Ouest de l'Oltlnie R oumanie systematiqu e biostratigmphie 1. INTRODUCTI ON Late Pleistocene (including the two l as t glacial cycles, SaalefRiss and VistulafWiirm) small mammals are very poorly known in karst deposits Institutul de Speologie ,Emil Racovitil", str. Frumoasa 11, R-78114 12, Romania.

PAGE 206

204 c. and P. M Samsen 2 from Oltenia. Excavations undertaken at the lVIuierilor Cave Muieri lor) near Baia de Fier, Gorj dep., yielded a few Jemains of rodents in association with Mousterian implements (NICOLAESCU-PLOP$0R & al., 1957). On the basis of the fossils housed in the Oltenia Museum (Natural History) Craiova, we identified Crcetus cr1:cetus, A 1vcola terrestrs and Mcrotus arvalis at the Muierilor Cave. Recently, a number of insectivores, rodents and lagomorphs were recorde9 at (t:Peteril n ea r ; Gotj (fep. being recovet ; ed from assigned tq th.e Middle and Late Wiirm (TERZEA, 1987) .' '.. ., I . Excavations carTied nut by'us during 1980 and 1982 in cave deposits from northwestern Oltenia (the Mehedinti Mountains and Plateau) produced faunas rich in small species attributable to the penultimate gla cial cycle. Mammal-bearing deposits of this age are recorded for the first time for this part of Romania. Up till now, only a few number of karst and stratified deposits from Transylvar1ia and have yielded faunal assemblages qmtaining abundant micromammalian elements belonging to the penultimate glaciation. Fossiliferous deposits rich in small mammals of SaalianjRissian age are known from the karst infilling at_ Sandominic-2, Ciuc Basin, eastern Transylvania (SAMSON & RADULESCU, 1969, PAUNESCU, RADULESCU, & SAMSON, l982), the loess at Brasov Depression, southeastern Transylvania (RAD U LESCU & SAMSON, 1975), the basa l portion of the stratigraphical succession from the "La Adam" Cave (SAM SON, 1971, 1976) the upper layer at the Gura Dobrogei-4 rockshelter, c entral Dobrogea {RADULESCU & SAMSON, 1986). 2. THE CAVE No. 10 IN THE LUP$A VALLEY (CODE VL-10) 2.1. SETTING AND STRATIGHAPHY The Cave No. 10 in the Valley Nr. 10 din Valea code 2122/10 in GORAN, 1982) is situated in the Mehedinti Mountains (part of the Central group of the Southern Carpathians) near the locality of Gorj d e p. The caye, with a lotal l ength of 46 m, is locate d at an el evation of 400 m above sea level in the Cracul Morii Massif at approximately. 2 km upstream from the confluence of the Vall ey and the Motru Sec River. The op e ning, 7 m high, fac es north-w est; an ascending gallery is connected with a termina l chamber ; many 7-8 m high chimn eys allow accumulations of clayey deposit mixe d with schist .fragments on the cave floor (DECOU, DECOU & BLEAHU, 1967). A t es t trench 1 m long by 0.5 m wid e was dug in the main pass age n ea r the entrance of the cave. Excavation w as conduct e d in microstrati graphica l technique by levels of 5 em to a d epth of 0.55 m. At tlus l eve l, large lim es tone blocks were encountered; due to the small area of ex cava tion thes e blocks could not b e r e mov e d. The d e posits, in d escen ding order, are as follows : '....:... laye1 1, 3_:_6 em thick; con s isting of a fin e -gr a ined glomerular clay e y sediment, dark reddish brown in colour (SYR 3/4);

PAGE 207

3 Small mamma.ls of the penultimate glacial cycle 205 -layer 1, 15--20 em thick, s imilar to la yer I but. somewhat lighter m colour (5YR 4/4, brown) and more cohesive ; -layer 3, 30 em thick, represented by a dark reddish brown (5YR 3/4), strongly cohesive clayey deposit. All the layers include cave-derived lim estone fragment s and a great amount of surface-derived schist pebbles (2-3 em in diameter). Using of washing and screening technique produc ed rich small mammal rema in s The faunal li s t is indicated in Table l. Table 1 Distribution of small mammal speeles at the Cave No. 10 in the Valley and the Ca\e In the Piirutul Valley Insectlvora Eriflaccus etwopa eus Linnacu s Ta lpa. eu.ropaea Linnaeus Sorex amneus cf. ma crognatlms J{m qss y Sorex aranetts ssp. Neomys fodiens (Pennant) Crocidura suaveoler1s (Pa ll as) Cmcidura sp. (large ) Launmorphu Och oton a pusilla. (Pa llas) Lepus sp. Uodentia Sciunts vulgaris Linnaeu s Glis g l is (Linna.eu s ) Dryom.ys nitcdula. (Pallas) M us car d in u s dacicu s ma.l vcnsis n. ssp. JV!uscardinus cf. a.vella.na.rius (Linnaeus) S ici sta betuli11a. (Pallas) S ic ista. subtilis (Pa ll as) Spa.la.v cf. l eucod on Nordmann cf. m icr ophthalmus Guldenstaedt Apodemus sylva.l'ims (Linnaeu s) Apod e m u s cf. flavic ollis Melchi o r Cr icetulu s m ig ratorius (Pallas) Cricetus cricetus (Linnaeus) 1\f e socric e t u s ncwt oni Nehring Plio1nys lenhi ssp. Cle thrionomys g lauoltts (S chrebe r ) A1vicol a sp. St e nocra.nius g regaloides (Hinton) Pitymys subt e naneus (d e S e l ys-Longchamps) Chionomys n iva.lis (Martins) Microtus arvalis (Pallas) JV!ic1otus ag1estis (Li nnae u s) 2 .2. THE FAUNA VL-10 VP + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + The fauna shows a mixture of sylva11, gra?sland and compo nents. As a whole, the association i s charactensed by the dommanc e of

PAGE 208

206 C. Riidulescu and P. M. Samson 4 Jvl icrot-us arvalisf agrestis and the high frequency of Pitymys subterraneus; the forest species are relatively well represented pointing to a still important development of woodland areas. It is worth noting that the steppe species which indicate an increase of continentality are represented in a lo\v fre quency. A :characteristic feature of the faunal assemblage is indicated by the occurnince of a large form of 1\lluscardinus which diplays a close relationship. to i 1'\II. dacicus. The presence of Stetzocranizts gregaloides is another peculiarity of the assemblage under consideration. In order that some significant species might be placed in taxonomic and phylogenetic perspective, a brief review is given below . S,qrex_. araneu s .d. rttac;rognathus -The mate rial, in a fr(fg men:tary state, includ es lowe,i" and. upper jaws ad'well as isolated t ee th. Having a coronoid height of the mandible ranging from 5.0 to 5 .25 this fossil . shrew appears to be related to S. araneus macrognatlzus (Upponyan substage) and to the large-sized S. ara11eus ssp. (Cast e llumian and Solymarian substages) of the Middle Pleistoc e n e of Hungary (JANOSSY, 1986). In the chronology adopted by us at least the Solymarian substage belongs to the penultimate glacial cycle (Late Ple istocen e). 1vluscardinus daciats malvensis n. ssp. -A large-siz e d form of hazel dormouse is repres ente d at all l eve ls of the excavation. Comparativ e study of the Mlf, r e garded as a diagnostic molar, indicates that this Late Pleistocene form is worthy of formal subspecific recognition. I 2 4f Fig. 1 -J 11u.scmdinus dacicHS ma.lvensis n ssp. from VL-10: 1. right Ml/ (VL-10/0007), type; 2-4. right Ml/ showing morphological variation. 111uscardinus cf. avellana. 1ius from VP: 5. left Ml/ Occlusal view. Scale equals 1 mm. Material: complete or partial mandibles and maxillaries, isolat ed teeth illustrating all dental categories.

PAGE 209

5 Small mammals o f
PAGE 210

208 C H.adu. l csc c and P. l\{. Sam so n 6 J1!I. daet'cus or v e r y r e l a t ed form s a r e known from v ariou s lo ca liti e s r a nging from the Early Plioc e n e (P o dle s ice, Poland), (KOWALSKI, 1963) to the Middl e Ple istoc e n e (Ko vesvarad, Hunga r y ) (JANOSS Y, 1963, 1986). In Rom ania M d aci cus i s known from B e tfi a -2 (t y p e -lo cality ) (KOR lVIOS, 1930) B e tfi a -10 (TERZEA & J U RC S AI<, 1967) and B e tfi a-7 (TERZEA, 1992) R e e xamin a tion of Mus ca!dinus from Sando mini c1 ( c it ed as J\if. cf avellanarius in S AMSO N & RAD ULESCU, 1969) s how ed tha t th e s in g l e Ml/ may b e a ss ign ed to 11'. dac i cu s cf. m a lve11sis o n the b as i s o f its large size and ge n e ral proportions, a lthou g h on the o c clusal s urfac e the r e i s onl y a s m a ll additional tube rcl e b etween the third a nd the fourth rid ges. The find s from the Cav e No. 10 s how tha t th e J11. d acic u s lin eage surv i ved until the p enultimate gl ac i a tion. Atvicol a sp. -The wate r v ol e i s r epresente d b y a primiti ve t e r restris form, di s tin g ui s h ed b y a s li ghtly diff e r entia t e d o r undiff e r e nti a t ed (uniform ) enamel. The Ml/ is r athe r s mall. Inte rm edi a t e popul a tion s o f Arvicol a (A. can t ia1ntsj t e rrest1'is), po ssess in g mol a r s with var ying d iff e r e nti atio n of the e n a m e l occur durin g the p enultima t e g l acia l cycl e and l as t inte r g l ac ia l i n \Vest ern and Central Euro p e ( V O N KOEN I GSW A LD, 1973, HEINRICH, 1990) . Sten o c r a nius g r eg alo i d e s -This primiti ve morpholo g ical t y p e i s r epre sented b y a mandible with M/1 hav in g the f ourth and the fifth trian g le s conflu e nt. C l e tltr ion01ny s g lar e ol u s -R epresentatives of this s p ec ies old e r tha n the la s t g la ciation appear to b e characte rised b y the fluctuating occurre n ce of th e three-rooted condition in the M If a s oppo se d to the two roo t ed condition in la t e 1 and r ec ent f orm s (JEAN NET, 198 I). The t w o-root ed condition is r e alis ed through the fu s ion of the ante rior and ante rolin g u a l root s which are s e p arate in three -root ed lVI I f. In thi s c onnectio n it i s wo rth m entioning that 8 out 25 M 1 / from V L-10 po ssess three ro o ts. Thi s f eature appears to r eveal a morpholo g i ca l trend of ev oluti o n a r y s i gi1ifica nce. Ana l yses of thi s trend, i.e. fu s ion of the two anterio r r oots may pro v i de a b as i s for the re l a ti ve elating of th e 'foss il l oca liti es conta inin g C letl m ono: nys. 3. THE C A V E I N JHE P A R U L U I VALLEY (cod e V P) 3 .1. GEOGHAPHICAL SETflJ\iG AND STRATlGJl J\l'JlY The cave in the Parului V all ey (P q t e r a din Va l e a Parului, c od e 2132 / 3 m GOH.AN 1982) i s situa t ed at an e l eva tion of 460 m above sea l e vel in the b as in (Me h edinti Platea u) d o wnstr eam from C erna Varf. The ca ve, with 261 m of p as sa ges, i s approx im a tel y 2 km cas t of th e v illag e of C erna V a rf, M e h edinti d e p : ; its location i s on the l ef t s lop e of the C him e nic Hill, in the Parului V all ey, a thbuta r y of the Rivei' Th e c a v e d e po sits con s i s t e f two sedimentary c y cl es : -the low e r c y cl e includ es riv e r laid sedim ents (an alte rn a tion of grav el s and sands.-) d eprive d of faunal' -re main s; -the upper tyGle, which was laid down afte r the groundwate r circula tion c ease d, consists of a ccumulations of cave -and s urfac e d e riv ed mate rials.

PAGE 211

7 Small ma.rtJma.l s of the penultimate g lacial c ycl e 209 the d e posits w e r e greatly disturbed and only s om e very r estncted zon es w e r e found to b e in sit-u. Excavations executed in the uppe r sedimentary cycl e show ed that the fill consisted of a r eddish brO\.yn (5YR 4/4) d e po sit containing limestone fragments and con cretions as w e ll as fragm ents of calcite cru s ts. Th e thickn es s of the d e po sit range d from 50 to 90 em. Excavations w e r e made in th e main chambe r of the cave and in the passage which continu es eas twards this chamber. The two e xcavations y ield ed very s imilar faunal asse mblages. Th e gen e ral com position of th e small mammals i s indic a t ed in Tabl e 1. 3 .2. TilE FAUNA The . association is di s tingui s h ed by the s urvival of a form belonging the Pliomys l enki lin eage nivalis is the common es t s p ec ies in tl;e ass emblage. The s p ecies occurin g at VP outside their present a r ea of ,distribution (Ochotona pusilla Cr icetulus migratorius, J11esoorir;e tus newtoni). ai:e all indicativ e of a s t e ppe e nvironm e nt. As a whole, the faunal assembl?ge contains predominantl y s p ecies which a r e gei1erally as s oci a t ed with ope111 vegetation (M. arvalis, M. ag1estis) and rock y ground (Ch. nivalisF The for es t dwell e r s (Sciurus, g lirid s, Apodemus, C l e thr i or1omys) a r e .present, but in a r e latively low fr e qu e nc y J 11u scardinus cf. avell anan:us -Hazel. dormou se i s known throu g h two M 1 f which agre e in size and morpholo gy (fiv e ridges on the occlu sa l s urfac e ) (fig 1 .5) with r ec ent M : avellanarius. Pliomys lenki ss p. -A m embe r of thjs lin eage i s r e pr esente d by a uniqu e uppe r molar (MI/). which is d e pri ve d of cement an d s ho ws an e n a m e l d'ffe r entiation of J 11icrotus t y p e; it is worth noting that on th e conv ex s id e s of d ental pri sms the ename l i s r emarkably thin In Central Europe P. l en k i i s unknown later tha n the ante p e nultimate g laciatioiJ (Elst e rfMind el) (BARTOLOMEI & al., 1975, JAN OSSY, 198 6). In north('1m Ita l y the speci e s is probabl y not l a t e r than th e last; inte rglacial (JEANNET, 1981) In Spain, P. lenki relictus survive d until the fir s t p art of the las t g laciation (CHALINE 1985). In Rom a nia, a late form id e ntifi ed as P. lenki cf. relictus was r ec ord ed a t Sfmdominic-1 in a f a unal assemblage regard ed as correlative with the of the p enultimate _interglacial (Holst e infMindel-Riss) (SAMSON & RADULESCU, 1969, PAUNE SCU & al., \ 1982). C l e thrio n omys g lar eolu s -11 M J f in which th e roots are pres_erved display the fusion of the and anterointernal roots ; two specimens pre s ent these root s fused but their pulp cavities are distinct. Although the numbe r of the M l/ i s r educ e d, the bank v ol e at VP appears to be characte ris ed by. the dominanc e of the two-root ed condition !n this tooth. !his ture occmTs also in r e c ent .C. glareolus. The matenal under see ms, there for e to b e mor e closely relate d to r e c ent bank vole, m -contrast to the Ml/ from VL-10 (32/0 of Mlfthree-root ed). . .. Arvicola sp. -The mate rial repr esents a of ten:est-ris-group characteri sed by molars w1th slightly : differentiated or uniform enamel. !4-C, 3782

PAGE 212

210 C Raddescu and F'. M . Samson 8 4. BIOSTRATIGRAPHY The faunal assemblage at VL-10, J\!Iuscardinus dacicus mal vensis n ssp., gregaloides and a prilnitive form of A rvicola ter restris, appears to date from a time interval prior to the last glacial cycle. Although the fauna contains forest and meadow species, the presence of steppe elements (Ochotona, cricetids) and Ch. nivalis implies that the assen;t blage dates from a period \vith prevailing interstadi?-1 climatic conditions', cooler and drier thari. today. At present, the investigated area is characte rised by a submediterranean climate (DECOU & al., 1 967). Extant snow vole (Ch. 11ivalis) is confined in the Carpathians to the rocky environment of the alpine and subalpine vegetational zones above 1800 m (HAMAR, 1960). The small mammals from VL-10 display strong affinities with the faunal assemblage at Sandominic-1 which contains, among other species, Sorex aramus macrognatlzus, Muscardinus dacicus cf. malvensis and Pliomys lcnlli cf. relt'ctus The steppe species occurring at VL-10 are practically absent at Sandominic-1. This latter locality may be correlated with a warm temperate time interval regarsJ.ed as equivalent to end of the penultimate interglacial (SAMSON & RADULESCU, 1969, PAUNESCU & al, 1982). On the other hand, a possible correlation of the Sandominic-1 fauna with the Hooge veen interstadial (or interglacial?) situated within the first part of the penultimate glacial cycle (ZAGWIJN, 1985 ) cannot be ruled out and needs further investigation. Compared with VL-10, the small mammal association from VP is marked by the presence of Pliomys lenki ssp. Taking into consideration the great percentage of Ch. nivals (33% of the arvicolids) and the evolutionary stage of Clethrionomys glareolus, the PV fauna may be situated in a subsequent cooler time interval within the penultimate glacial cycle. Both faunal assemblages from northwestern Oltenia are broadly cqui valen t to the Steinheimian faunas of Central Europe (including the Castellumian and Solymarian substages of Hungary) (JANOSSY, 1968) 5. CONCLUSIONS The new small mammal associations discovered in two cave deposits from northwestern Oltenia (Romania) include some archaic taxa (JY!uscardinus dacicus malvensis n. ssp., Pliomys lenh ssp. and Stenocranius gregaloi des) which suggest that these faunas date from the penultimate glacial cycle. The faunal assemblages at VL-10 and PV are considered to represent two climatically distinct phases. VL-10 is indicative of a rather temperate but relatively dry climate corresponding to an interstadial phase, whereas the microfauna at VP is interpreted as reflecting deteriorating climatic conditions. Acknowledgment-We are grateful to Dr. D. Murariu, Director of the ,Grigore Antipa" Musem for the loan of recent rodent material.

PAGE 213

9 Small mammals of the penultimate glacial cycle 211 REFERENCES BARTOLOMEI G., CHALINE J., FEJFAR P., JANOSSY D., JEANNET :M. KOENIGSWALD W. von & KOWALSKI K (1975), Pliomys lenki (Heller 1930) (Rodentia Mammalia) en Acta Zoo!. Craco'' 20, 10, 393-"165, Krakow CHALlNE J. (1975), Pliomys lenki en Espagne in: BARTOLOMEI G. & al. Pliomys lenki (Heller 1930) (Rodentia., Jv!ammalia) en Europe. Acta Zoo!. Cracov. 20, 10, "147--449, Krakow. DECOU A., DECOU V. et BLEAHU M. ( 1967), Gmttes d'Oltinie, explodes de 1959 it 1962 in: Recher ches sur l e s grottes dtt Banal et cl'Oltinie-Roumanie 1959-1962. Ed. C.N.R.S., 229-.392, Paris. GORAN C. ( 1982), Ca.talogul sistematic al din Romania 1981. Ed. Cons Nation. Educ. Fizica Sport. "196 p. HAMAR M (1960), Roden t fauna (Rodentia) of the Romauian Carpathians in: Flora and Fa. una. of the Cctrpathians. Ed. Acad. Sc. SSSR, 131-149, Moscow (In Russian). HEINRICH W.-D. (1990), Some aspects ofevolut io n and b iostratigraphy of Arvicola (Ma.mmal1:a, Rodentia) ibn the Central European J>le istocene in: 0. FEJFAR & W.-D. HEINRICH Eds, International Symposium Evolution, Phylogmy a .nd B iostratigraphy of A1vicol-ids (Rodentia, Mammalia), Ed. Geol. Sun. Prague, 165-180, Prague. J ANOSSY D. ( 1963), Die altpleistozdne Wirbeltierfauna von ]{ iivesvdrad b ei Ripdshuta ( BiihkGebi1ue). Ann. Hist.-Nat. Mus. Nation. Hung. ;,;, 109-141, Budapest. JANOSSY D. (1986), Pleistocene Vertebrate fa11nas of Hungmy Akad. Kiado, 208 p., Budap est. JEANNET M. (1981). Les 1 '0Hgeu.rs du gisem ent ac/;nrlce n d'Orgnac 3 (Ardeche). Bnll. Soc. Linn. Lyon 50, 2 49-71, Lyon. J{OENIGSWALD W. von (1973), V erdnderungen in rlcr Kleit!s dug erfauna von Mitteleumpa zwisc hen Cromer u.nd Eem ( Ple isto z dn ). Eiszcitalte r u. Gegenwart 23/24, pp. 159-167, Ohringe!l. KORMOS TH. ( 1930), Diagnoscn n e u e r Sduge tiere aus d e r obe rpliozdnen Fauna d e s Somlyo berges b e i Pilspokfiirdo. Ann. Mus. Nation. Hung. 27, pp. 237-246, Budapest. KO\\'ALSKI K. (1963), The Pliocene and Pleisto
PAGE 215

The or etic al and Applied /(arstology, vol. j, 1992, pp. 213-215 EXPERIMENTAL METHODS IN STUDYING THE CAVE RAFTS lolllf VIEHMANN* NOTES The di s covery and the survey of the cav e rafts d e posit have been made in Hoa'nca Ape i Cave, on the Girda S e aca Valley, in the Bihor Mountains (Romania) At the far end of an upward sid e gall e r y at 220m from the cav e e ntrance, li e s a horizonta l room whos e floor presents three d epre s s ion s a s d ee p a s 45 em. These hollow bas in s arc plac ed on an important d e posit of thiil lamellar c alcite plates, the s o-call ed ca ve rafts (,calcite flottante "). The sediment cove r s a total a r e a of 35 m2 and the sounding s carri e d out down to 165 em have s hown a m ea n thickn ess of 90 em for the cav e rafts d e po sit itself. The ge n eral as p ect is that of a "co rn fl a kes"-lik e d e po sit consi s tin g in a g reat many c a ve r a ft s s h attere d b y their o w11 w e ight into 1.2-3.4 cm2 plates. The bas in s h ave b ee n found to b e t empora ril y full of w a t e r three times a y e a r, the reb y formin g ca ve pools. The l a rg es t c ave r aft s floatin g on the top of the pool s could r ea ch b e for e bre akin g into pi eces, a r emarkable area of 600 cm2 The pool s a r e fill ed up by the w a t e r trickling a lon g the room wall s as w e ll a s b y a tin y strea m comin g from a n e i g hbouring, in a cc ess ibl e room as a f eeble, bare l y p e rc e pti b l e thread of water. The ver y existe n ce of this extre m e l y r e m arkab l e d e po s it compp e ll ed u s to sea rch aft e r the m echani s m which h a d ge n e r a t ed these s p e l eothe ms. Vve first proc e eded to an analys is of tlD,e wate r and the a ir of the room. All the m e a sure m ents c arri ed out (th e hardn ess of the incomin g wate r and of the pools wat e rs; the c a rhon dio x id e conc entra lion in the a ir) have not s hown an y unus u a l values f or the in ves ti gated room nor h ave they s how a n y s i g nific ant v ari a ti o n s fr o m those m easured in the r e m a ind e r of the c a Y e It was t h e n ass um ed t h a t a particular p h y s i c a 1 m e c h a n i s m whi ch crea t ed the n e c essary c ondition s c ould account f o r the origin of thi s d eposit of cal cite raft s Severa l field and l aborato r y e xp e rim ents h ave bee n c a rri e d out in o r d e r t o inYes tigat e thi s h ypothes i s I. C h roma tic 11z .a-rhin.g of th e ca.ve rafts. The c alcit e rafts floatin g on the p ool s surf a c e w e r e varni s h ed in r e d a nd the ir po s ition w a s r ecord ed on s u c c es iv e field trips During the dry p e riod tha t foll o w ed, the r ed-marked ca ve r a fts lay on the bottom of the dra in ed pools, closel y followin g the pattern of the r e li ef. In the m e n atime the rafts h a d unde r g on e a proc ess of fr a gm ent a tion The next visit to the cave coincid e d with the pain w h e n the water InstitutuldeSpeo logie,Emi!Racov itJi," ; s t r. Frumo a sa 11, R-78 114 Romania.

PAGE 216

214 Iosif Viehrnann 2 had filled the pools up again. On that occasion it was notic ed that mos t of the marked rafts wer e refloating. In order to prov e b eyond any doubt that the calcite plates. lying on the bottom of the drained pools have been brought back to the s urfac e of the rising waters as floating rafts, we proceeded to a second marking. This tim e the bottom plates were varnished in black. During the n ext filling of the pools, both red II. Teshng the jilling-rai11age mer;lz'anl isfn of the pools. The room with the calcit e rafts d eposit is provid ed with a n atural barrage, a "gours" lik e border 65 to 95 em in height. This a veritable stalagmitic wall, almost imperme able, which r e tains nearly all the amount of water toward the raft d epos it. .. Because of the loos e ness of the. deposit and of the empty spaces that occur betw.een the fragments of calcite rafts, we assumed that the poolswere being filled v {ith water in an upward, very slow m otion. In order to check thi s hypothes i s four table tennis balls (numb ered from I to 4) were set in the followirig positions during the dry period: I. on the very bottom of the maiJ1 pool; z. at the midpoint of the lightly sloped wall of the pool; 3. on uppe r borderof the pool; and 4 on the floor of the cav e room, close to ball no. 3 As the balls wer e succ ess iv ely lift ed from their position by the rising wate r, the lifting tim e was corroborated with the water l eve l of the water table during the period of dry pools. This experiment has shown that the water generating these s p e l eo th e m s, and which came from a small source locat ed in a neighboring, unex plored room, as well as from the c e iling and the walls of the cave, fir s t went all the way through t he calcite raft deposit clown to a depth of 165 em at the l east. Afterwards, the water level rose until it reached the bottom of the pools. The water kept on rising and lifted the calcite plates which became floatin g rafts again. The whole process lasted about 90 days, from the depth of 165 ern until the complete filling of the pools, which gives a mean of 1.8 em in 2-'r hours. III. Laboratory experiments. Experiments have s hown that such calcite plates whose thickness does not exceed 0,6 mm could very eas il y r e float on the top of a perfectly still water, regardless of their generation, thickness or size. In order to have confirmation that the rafts lying down on the bottom of the pools were brought back to the surfac e, we proceed e d to a furthe r laboratory experiment. Three Buchner funn e ls were used, provid ed eac h with horizontal c e ramic filter of 25 G 2 u porosity. On each funnel 12 calcite plates were laid on to the surface of the filter, i.e. on the bottom of the funn e l. The funnels were filled with water from their bottom tube upwards, by m ea ns of a hose which channelled water in free fall, but at a controlled flow rate. Even at a filling rate sensibly higher than in the cave, that is a ris e of l em every 10 minutes we succeeded in making the calcite rafts refloat. For the funnel with the lowest porosity and the weakest turbulence state, 9 out of the 12 rafts refloated. The rafts kept on floating on the completely motionless water for 21 days, when the experiment was stopped. =

PAGE 217

2 The cave rafts 215 Conclusio11s. The c a v e rafts d e posit in Hoanca Ap e i Cave i s form ed by about l4 plate fragments p e r cm3 The total numbe r of the rafts l y ing in thi s deposit estimated at 35 m3 would reach about 440 millions The cav e rafts r e main free of concretion owing to the upward dO\vnward motion of the wate r. The sa m e phe nom e non cccurs in the cas e of the g e n e sis of cav e p ea rls settled in n es t s or in s tratifi ed d e posits on the cave floors. The pools having been fill ed with water, th e s tagnation of the wat e r l asts long e nough to allmv the formation of nucl e i of floating rafts. These nuclei, and later on th e r a fts. themselves, could b e countles s tim es brought dmvn to the pool bottom and back to a floatin g state, i.e. until their own weight would ov e rcome the s urfac e ten s ion. Our O\\"n obs e rvations r ecord four s uch succ ess i ve motions. It is mainly this inverte d mechanism of upward filling the water pool s at an extremeiy s low rate that accounts for the genes i s of this original and unique depo sit of calcit e cave rafts

PAGE 219

ThLon!_icql App_lieci_ Narsl _ol?>gy, val : 5, 1992, p_p. 2)7.-218 I v ASILE SENCU I 1930-1993 IN MEMORIAM Les chercheurs d e l'Institut de Geographic de 1' Academic Roumaine furent attristes par la dispqt;tion inattendue de leur collegue et ami Vasile Sencu, le 30 janvier 1993. Cctte sepaption definitive en plein pouvoir cle creation a frappe aussi ses coll.eg.ues de .l'Institut de Speologie ,.Emile Racovitza" avec il collaborait contim1ellement, en leur accordant son aide preci e use dans les travaux sur les phenomenes karstiques du Banat. . Ne le 4 octobn: 1930 dans l e ','ilhige Carapaciu dela Bucovine du nord, Vasile Sencu a ete l e premier fil s d'ti.i1e famille devcnue au fil des annees tres nomorcusc. Pour sa mer sa feii i m c ct sps enfants de }'invasion so\ietique, s on perc, Scncu, a decide d e se refug.ier en T<.mimanie ( en 1944). Apres un loi1g pet : iplc a tra\crs J e pays, il s 'cst a ou il a commence d'edifi c t : tine n ?uve ll e malgre la precarite des moyens dont iLdispo sa it. A 14 at1s, Vasik Se ncu a e te contraint d e s'cngager comme apparenti dans unc fabriqu e a cq.use des c)ifficultes materidles d<; la famill e Rl' n1ai:que pour soi1, se t i.eux .et son de s'instruire, il a ete soutenu par la direction de l'enti"eprise afin de pou\'oir suin' e ses etudes. Ainsi. : en 1955, il fini la .}aculte de Geologie-Geographic, Section de Geo graphic, de l'lJniversite du Bucarcst. Dans la meme annee il a decide de revenir au R
PAGE 220

218 Roumanie etc). Non moins importants sont scs travaux concernant les proces s us de karstification developpes sur d'autres types de roches (sel, gypse, loess). ll a public quelques dizaines d'articles sur la morphologic karstique et ddmaines de la geographic et il a ete un collaborateur actif a I' elaboration de certains travaux de reference pour la geomorphologic e t la karstologie ronmaine: "La geographic de la vallee roumaine du Danube" ( 1969), "L'atlas complexc-Portile de Fier" (1972), "L'atlas geographique national" (1973). "Geographic de la Roumanie" (vol. I, 1983 et vol. III, 1987). Une place importante; dans oeuvre est occupee par l es nombreux travaux dedies aux grottes d es Banat, d ecouver tes par lui memc ou etudiees en collaboration avec les. chercheurs bio speo logu es d e l'Institut de Speologie de Bucarest, ainsi que par les havaux sur la protection des phenomenes exo -et endokarstiques de cette partie d e notre pays. D e tous ces travaux ressortent se grande passion et son amour constant pour l e monde souterrain et ses beautes. a ete egalement un animateur du tourisme 1:oumaine, en ptil:>liant beatid:il'tp de travaux de profil: ;'Monts d'Anina", "Defile du de "Departement etc. : : .:,;, .-.Vasile Sencu a eu toujours un ami insepanible: l'appare il photographicju e Le teri1oin de son talent est l'album ,Beautes natiuelles de la Roumai1i e'" e t sa photofheque qui totalise plus de 12 000 diapositives et nombreux films. garde aujourd'hui a l'Institut de Geographic. . . chercheur qui a donne tout SOI1 temps, SOI1 argent et sa sant'e pbur le difficile ct soment epuisant travail de recherch e et de vulgarisation de la science, a ete, malheureusement, ravi d'entre nous avant d'achever scin de synthese sur le karst du Banat. No .us ne pourroris )amais modestie de cet homme de grande tenue moral e et d'une rare bonte, toujol.us p1'et d'aider ses collegues. En passant dans l'eternite, il restera dans par son oeuvre scientifique, comme l'une des remarquables person-de la geographic roumaine. Par la disparition pn!maturee de Vasile Sencu, l es amoure1.1x karst rouri1ain perdent un homme, 1.111 specialistc, un ami: !;>tefan NEGHEA et Sorin ROATA

PAGE 221

L'ETERNITE DU PROFESSEUR RADU CADERE Le 3 F e vri er_ 1993 a marque l a fin de la traje ctoir e pl e ine d e vie du professeur Radu CADERE, une arne no b l e d e !'hy drogeologi e roumaine C ette trajectoire a d ebute l e 27 decembre 1905 se deroulant par l es fonction s d'in geni eur minier e n B e l giq u e : d e dir cc t eur du Cr edit Minie r d e Roumanie, d e directeur a l'Entre pri se d 'Etat pour l es Explorations Mini se r cs de che f du Labora toi re d es Eaux Soutc rrain e s dans l'Institut d es Etudes c t d es R ec h e rches Hydrotechniqucs, d'i ns p ccteur ge n e ral dans l e Comite d'Etat d es Eaux, de co n se ill e r dans l'Institut d e Medecine Phys ique, Balne o-Climatologi e e t Recuperation Medica l e e t surtout d e prof esseur dans l'Institut de Mines e t d a ns l'Institut d e Petrole, Gaz e t Geo l ogic d e Bucares t. L e professeur Raclu CADERE a e t e un p edag ogu e ex c eptionnd, un sci entifique r econnu dans l e m onde h ydrogeolog iqu e un esprit ency clop e dique un promotcur des method es e t d es t e chniqu es nouvelles dans l'hydro. g e ologi c un liant d es r e ch e rch es in t e rdi s ciplinair es e t e n m e m e t emps un soutie n in estimable aux disci ple s ct aux subalte rn es. En acti vant comme uric r c marquable la prof esseur I-
PAGE 223

INFORMATION FOR CONTRIBUTIONS P a p e rs may b e submitte d for publication as Articles (up to 15 pa g e s ) or as Short Notes (up to 5 pages). Larg e r a rticl e s i .e synthesis articles may al s o b e publi s h e d but the subject and cont ents of these should b e di s cu ss e d first with the Editorial Board In an y ca se priorit y will b e giv e n to the pape r s presente d at the prev iou s annua l Sympos ium o f Th eore ti ca l and Appl i e d Kars tology. llnnuseriJlts mus t b e submitte d in Englis h or Fre nch, if possibl e o n a floppy -di s k (TBM-compatibl e format) ac companie d b y two p a per-cop i e s The pape rs are to b e doubl e s p a c e t y p e d on on e s id e of the pape r, with 31 lin e sfpag e nnd 67 charac t e r s /lin e P a p e rs should b e h ea d e d b y the title and the author(s ) full n a m c ( s). TI1e complete address of the author(s ) will be lis t e d on a se p arate s h ee t. If more than on e author, pleas e und e rlin e the n a m e and address of the p e r s on to wh o m the corres pond e nc e and proof s h ould b e sent. An abstract. in the paper's language should b e plac e d directly a ft e r the title and the author(s )' nam e ( s), followed b y the k c ) : -word s These w ill b e follow e d by th e trans l a tion of the title abstra c t and key-word s in the oth e r lang un ge of the volum e (Engli s h if the pape r's lang u a g e i s Fre nch and F r ench if the pape r s l a n guage i s Englis h) Mathematical equation s hould b e numbere d in con secutive or d e r thro11ghout t ext, usin g Arabic num e r a ls. The lootootes are to b e con s ecuti vely numbe r e d with expo n e nti a l numb e r s and doubles pac e t y p e d on a separate s h e et. cit e d in the t ext ( a nd onl y these ) should b e lis t e d, i n alphab etical orde r, on (a) sep arate s h ce t( s), a ft e r t h e he a din g REFERENCE S/ BIBLIOGRAPHIE, taking thi s issu e of T.A.K as a n e xample. R e fe r e n c e s should b e cite d in the t ext in parentheses in capi t a l l ette r s with the n n m e ( s ) of the author(s ) follow e d b y the y ear of publication e.g. "(AHRENS, 19&2) Tables are to b e numbe r e d in Arabic num e r a ls in ord e r o f the ir apo::a ran ce within the t ext, e .g "Table!". E ac h tabl e mus t b e a separate s h ee t s lf the table has a title and f or a l e ge nd, these mus t b e tr2.: 1 5 -late d in both Yolum e s lan g ua ges Figures (maps or lin e dra win gs in bla c k Indian ink on transpart>nt pape r) should b e prepare d in a nticipation of a 20 -40% r e ducti o n Th e autho r s are r e qu este d to limit the size of the ir illu stra ti o ns a s much a s possibl e The ori a in a] figures mus t not e xceed 31 X 20 em The numbe r of fold e d figure s limite d onl y ONE figure e xc ee ding thi s size be, as an e xc e ption accepte d.

PAGE 224

222 Information for contribudons 2 Plates and text-figures should be numbered consecuvively, with Arabic numerals, in order of appearance. The top of the figure should he indicated if there is any possibility of ambiguity. Please indicate in the manuscript where caption-figure or group of figures is to he inserted. The Ca}ltions and explanations of the figures will be double-space type d on a separate sheet, in both volume's languages. Authors bear sole responsability for the content of their contlibution. The Editoria,l keep tqe right to refuse -any manuscript submitted if the subject is out of .the volume's to'pics. The 'authors ani r e quested to pay special attention to the accuracy of the figur es or photographs. The manuscripts of the refused papers >vill NOT be returned. accepted by the Editorial Board will b e come 'the property of the Publis h e r. No al'til:ile or any part thereof may be reproduced in 1 :-.vhatever form \V.ithout the written permission of the Publish e r. A total of 30 reprints of each paper will be suppli ed to the authors free of charge.

PAGE 225

PRINTED IN ROMANIA

PAGE 226

w z c< :::!!: 0 a: w :::!!: w c < (.) < < a: ::::> t-o w ISSN 1 012-9300 I ; ' Lei 200 pentru persoane fizice Lei 400 pentru persoane juridice


Citation
Theoretical and Applied Karstology

Material Information

Title:
Theoretical and Applied Karstology
Series Title:
Theoretical and Applied Karstology
Creator:
Emil Racovita Institute of Speleology
Publisher:
Emil Racovita Institute of Speleology
Publication Date:
Language:
English
French

Subjects

Subjects / Keywords:
Geology ( local )
Genre:
serial ( sobekcm )
Location:
Romania
Coordinates:
46 x 25

Notes

General Note:
Editorial / Bleahu, M. Un siècle depuis la parution de l'acte de naissance de la karstologie, "Das Karstphänomen" de Jovan Cvijic, pp. 7-11. TAK Articles Goran, C. La configuration et le développement spatial des cavités et des réseaux karstiques. Première partie. La geometrie des cavités et des réseaux karstiques. Note 1-ère. Les espaces excavés - la morphographie et la morphométrie des formes élémentaires, pp. 13-65. On essaie de démontrer que le réseau karstique représente la totalité des chemins directs, optimaux et critiques, résultés de l'interférence des éléments géomètriques des facteurs et des processus spéléodynamiques, chemins intégrés dans la géométrie du volume de roche des unités de relief. Dans ce but, on analyse - initialement, par l'intérmediaire des modèles géométriques et ultérieurement de ceux morphodynamiques - la configuration et le développement spatial des éléments participants à la genèse ou bien résultés de l'évolution du karst. Les principaux groupes des modèles géometriqués sont: la géometrie des cavités et des réseaux karstiques; la géometrie de l'unité lithologique karstificable; la géometrie et la cinématique du volume d'eau du karst et des aquifères karstiques; la cinématique et la géometrie des processus spéléogénétiques et spéléoévolutifs. Les modèles morphodynamiques reconstituent le développement spatial d'une configuration à une autre et le chemin direct, optimal ou critique entre les variables qui l'ont détermiée et générée. Ils se succèdent, l'un à l'autre, dans un modèle unitaire, qui représente, de fait, le développement spatial du karst. La precière note comprend, dans la section sur "Considérations générales", des précisions concernant l'acception donée à certains termes et les points de vue de l'auteur sur l'ensemble du sujet. Dans la section suivante, concernant "La géométrie des formes élémentaires" sont présentées trois catégories universalles de modules spatiaux (à prédominance unidirectionnelles, à prédominance bidirectionnelles et relativement uniforme tridirectionnelles). Par l'intermédiaire des modules, auxquels on va accorder des significations morphographiques et morphodynamiques précises, on va analyser la forme réelle et, ultérieurement, le développement spatial des cavités et des réseaux karstiques. Constantinescu, T. Évolution du réseau hydrographyque du Couloir de Dimbovicioara (Carpathes Meridionales, Roumanie). Note 3, pp. 67-81. Les ouvrages publiés antérieurement, présentent la génèse et l'évolution des vallées Dimbovicioara (Note 1) et Dimbovita (Note 2). Dans cette note, l'auteur expose une sinthèse de l'évolution du réseau hydrographique, soulignant 2 traits essentiels: -le réseau hydrographique du Couloir de Dimbovicioara a subi des remaniements plus nombreaux que celui des régions limitrophes constitiées des roches imperméables, remaniements déterminés par la mise au jour des calcaires à différentes étapes; -le spécifique de lévolution est rendu par 3 phases de tronçonnement, qui peuvent être correlées avec les étapes d'individualisation morphologique du Massif Piatra Craiului et même avec les complexes sculpturaux des Carpathes Méridionales (Borascu, Riu Ses, Gornovita - Tableau 1). Constantin, S. Data concerning the intra-Aptian karstogenetic phase and the associated paleokarst deposits in the southern Banat Area (Locvei Mountains, Romania), pp. 83-91. The paper points out the recent considerations concerning the age of the Valea Minisului limestones and its significance for the karstogenesis. Considering the age of the limestones as Lower Aptian, the author assigns the gap between the end of this period and the beginning of the Albian (which is the age of the overlying formation) to a continental phase creating karst landforms. Two deposits, considered as being the in-fillings of some paleokarstic depressions are described: the first one is included in the Valea Minisului limestones and outcrops at the surface; the other was observed in the Pestera Polevii cave, which is carved in Plopa limestones (Barremian). The age of the karstification phase is considered as Middle-Upper Aptian. Drogue, C. Delaunay, A., M. Effets piezométriques des pompages séquentiels sur une source karstique: passage d'un écoulement à charge pseudo-constante à un écoulement à charge variable, pp. 93-100. Des forages piézométriques sont situés à 4.5 km d'une source karstique sur laquelle sont effectués des pompages répétitifs à des débits identiques de l'ordre de 1.3 m3/s. L'écoulement à la source se fait par débordement sur un dispositif assimilable à un déversoir. Le débit naturel de débordement, lors des crues, peut atteindre 5 à 6 m3/s. Les évolutions piézométriques sur les forages sont caractérisées par un point singulier don't on démontre qu'il correspond au passage, sous l'influence des pompages, d'un écoulement à la source à charge pseudo-constante (débordement) à un écoulement à charge variable (arrêt du débordement). Pour des piézométries supérieurs à ce point singulier, les rabattements provoqués s'amplifient réguliermènt avec l'abaissement naturel de la nappe karstique. Ce phénomène s'explique par l'augmentation de la sensibilité du déversoir de la source, avec la diminution du débit de débordement. Pour des piézométries inférieures à ce point singulier, l'évolution des rabattements est celle d'un pompage à débit constant en régime qiu peut être considéré comme transitoire. Gheorghe, A Rotaru, A. Évaluation des aquifères karstiques conformément à l'analyse de l'hydrogramme des débits de la riviére, avec application sur les bassins de Motru et de Tismana (Roumanie), pp. 101-108. On a étudié, pour une période de 20 années, 6 stations hygrométriques des bassins des rivières Motru et Tismana. Après la détermination des années caractéristiques (de minimum, moyen et de maximum) on a construit les hydrogrammes de ces années. Bien que les stations soient voisines du point de vue géographique (et ainsi avec un régime pluviométrique semblable), les années caractéristiques sont différentes même pour des stations de la même rivière. Sur les hydrogrammes construits an a identifié les périodes de tarissement et on a caractérisé les aquifères karstiques à l'aide du coéfficient de tarissement et de la réserve statique d'eau souterraine. Diaconu, G. Povara, I. Drainages soutteraines karstiques dans la zone de la Vallée de Balea (Monts Vilcan, Roumanie), pp. 109-114. On présente les résultats obtenus par des investigations géo-tectoniques et par marquages hydrogéologiques sur la barre de calcaire du versant septentrional de Monts Vilcan (entre la Vallée de Balea et la Vallée de Sohodol). Dragisic, V., Stevanovic, Z. Filipovic, B.The occurences of deep siphonal circulation of karst aquifer of the Miroc Mountain (NE Serbia, Yugoslavia), pp. 115-120. On the eastern slopes of the Miroc mountain (Northeastern Serbia), there are several unexplored occurrences of thermal waters. Since their temperatures vary from 17.5 to 19.5°C, they can be classified as subthermal water. The great content of free gases also distinguishes them from common cold groundwaters. Thermal waters have low T.D.S. of hidrocarbonate class and calcium group. They are genetically connected with limestones of Upper Jurassic. Stevanovic, Z., Dragisic, V. Filipovic, B. Artificial regulations of karst aquifer for water supply of the town Bor (Eastern Serbia, Yugoslavia), pp. 121-126. In order to develop a water collecting system for regulating the regime, basic and detailed hydrogeological explorations were done for water supply of the town of Bor (a major mining and industrial center in East Serbia). After complex research 4 wells were connected to waterworks and are used during the period of low waters and low yield of captured springs. With more intensive exploitation the optimal yield developed and increased as well. In this way the natural minimum flow of the source of ground water has already increased by more than 50% (about 150 l/s). Povara, I. New data on the Hercule thermal aquifer. Obtained by temperature measurements (Baile Herculane, Romania), pp. 127-138. Near Baile Herculane, in the SW of Romania, an important geothermal positive anomaly exists, where thermal gradients exceed 2-6 times the average normal value. Two of the main structural units of the area, the Cerna graben and the Cerna Syncline are also the major hydrogeological features. The southern end of the aquifer hosted by Cerna syncline is strongly influenced by the geothermal anomaly. The variable flowrates of cold karstic water which recharge the aquifer disturb the rock thermal equilibrum. The rock and water temperature measurements performed in mining works and in drillholes, contributed to the understanding of the behaviour of the aquifer, which by means of a karstic circulation performs an "export" of thermal energy. Mitrofan, H. Povara, I. Delineation of a thermal water carying karstic conduit by thermometric measurements in the Baile Herculane area (Romania), pp. 139-144. The karstic conduit supplying Hercules thermal spring was modelled as a cylindrical heat source which generates a steady state temperature field. Temperature profiles were recorded in several horizontal wells, some of which reached the conduit, while others failed to intercept its more remote upstream reaches. The model was used to estimate the position of the karstic drain with respect to the wells which failed to intercept it. Filipovic, B., Lazic, M. Jevtovic, B. The hydrogeological characteristics of Lukovska Banja Spa (Yugoslavia), pp. 145-154. Thermomineral waters of Lukovska banja spa occur in a narrow zone, in the form of numerous springs of the ascending type whose discharge is connected to fault structures in the far south of the Kopaonik massif within hydrothermally altered serpentinite, silificated limestones and limestones, with temperatures ranging from 22°C to 55 °C. Exploratory drilling proved the presence of waters with temperature of 64°C, and there is a realistic possibility for tapping warmer waters from deeper parts. The waters mineralisation being up to 1.1 g/l. They can be used for multiple purposes, for example, for balneologic needs and usage of geothermal energy. Diaconu, G. La relation "hypsométrie - microclimat - colmatage concrétionaire" dans l'endokarst de la zone Closani (Départment Gorj - Roumanie), pp. 155-166. On présente certaines appréciations concernant le déroulement du processus de colmatage concrétionnaire dans une grotte en fonction de sa position hypsométrique dans le massif et du microclimat de celle-ci. Le phénomène est discuté comparativement pour les circonstances concrètes aux trois grottes creusées dans le sommet Cornetul Musetoaia, prolongement méridional du massif Piatra Mare Closani, Monts Mehedinti (Roumanie). Onac, B., P. Racovita, G.: Recherches climatologiques dans la Pestera Vintului (Monts Padurea Craiului, Roumanie), pp. 167-192. On présente les principales caractéristiques topoclimatiques de la cavité, en partant de mesure et observations effectuées durant deux cycles annuels (1988-1990). Les résultats qui y ont été obtenus servent de base dans l'analyse de quelques phénomènes physiques se dérouant dans l'atmosphére souterraine. Onac, B., P. Mineralogy of the Apuseni mountains caves, pp. 193-201. Nineteen mineral species formed in cave environment have been found in the Apuseni Mountains. The present work synthetizes all data concerning this topic, known up to the present moment. Radulescu, C. Samson, P., M.: Small mammals of the penultimate glacial cycle (Saale/Riss) discovered in two caves from northwestern Oltenia (Romania), pp. 203-211. Excavations undertaken in two caves (the Cave No. 10 in the Lupsa Valley and the Cave in the Parului Valley) from northwestern Oltenia, Romania, produced faunal assemblages rich in small mammal species. The faunas are characterized by the presence of some archaic forms as Muscardinus dacicus malvensis n. ssp., Stenocranius gregaloides (Cave No. 10) and Pliomys lenki ssp. (the Cave in the Parului Valley). The two faunal assamblages are indicative of a temperate phase (Cave No. 10) after which the climate became cooler (the Cave in the Parului Valley). On the basis of the evolutionary stage of the species present, the two faunas may be assigned to the penultimate glacial cycle (Saale/Riss). Short Notes Viehmann, I. Experimental methods in studying the cave rafts, pp. 213-215. In Memoriam Vasile Sencu, pp. 217-218. Radu Cadere, p. 219.
Restriction:
Open Access - Permission by Publisher
Original Version:
Vol. 5 (1992)
General Note:
See Extended description for more information.

Record Information

Source Institution:
University of South Florida Library
Holding Location:
University of South Florida
Rights Management:
All applicable rights reserved by the source institution and holding location.
Resource Identifier:
K26-04793 ( USFLDC DOI )
k26.4793 ( USFLDC Handle )
11620 ( karstportal - original NodeID )
1012-9308 ( ISSN )

USFLDC Membership

Aggregations:
Karst Information Portal

Postcard Information

Format:
Serial

Downloads

This item has the following downloads:


Full Text
Description
Editorial / Bleahu, M.
Un sicle depuis la parution de l'acte de naissance de la
karstologie, "Das Karstphnomen" de Jovan Cvijic, pp. 7-11. TAK
Articles Goran, C. La configuration et le dveloppement spatial
des cavits et des rseaux karstiques. Premire partie. La
geometrie des cavits et des rseaux karstiques. Note 1-re.
Les espaces excavs la morphographie et la morphomtrie des
formes lmentaires, pp. 13-65. On essaie de dmontrer que le
rseau karstique reprsente la totalit des chemins directs,
optimaux et critiques, rsults de l'interfrence des lments
gomtriques des facteurs et des processus splodynamiques,
chemins intgrs dans la gomtrie du volume de roche des
units de relief. Dans ce but, on analyse initialement, par
l'intrmediaire des modles gomtriques et ultrieurement de
ceux morphodynamiques la configuration et le dveloppement
spatial des lments participants la gense ou bien rsults
de l'volution du karst. Les principaux groupes des modles
gometriqus sont: la gometrie des cavits et des rseaux
karstiques; la gometrie de l'unit lithologique karstificable;
la gometrie et la cinmatique du volume d'eau du karst et des
aquifres karstiques; la cinmatique et la gometrie des
processus splogntiques et splovolutifs. Les modles
morphodynamiques reconstituent le dveloppement spatial d'une
configuration une autre et le chemin direct, optimal ou
critique entre les variables qui l'ont dtermie et gnre.
Ils se succdent, l'un l'autre, dans un modle unitaire, qui
reprsente, de fait, le dveloppement spatial du karst. La
precire note comprend, dans la section sur "Considrations
gnrales", des prcisions concernant l'acception done
certains termes et les points de vue de l'auteur sur l'ensemble
du sujet. Dans la section suivante, concernant "La gomtrie
des formes lmentaires" sont prsentes trois catgories
universalles de modules spatiaux ( prdominance
unidirectionnelles, prdominance bidirectionnelles et
relativement uniforme tridirectionnelles). Par l'intermdiaire
des modules, auxquels on va accorder des significations
morphographiques et morphodynamiques prcises, on va analyser
la forme relle et, ultrieurement, le dveloppement spatial
des cavits et des rseaux karstiques. Constantinescu, T.
volution du rseau hydrographyque du Couloir de Dimbovicioara
(Carpathes Meridionales, Roumanie). Note 3, pp. 67-81. Les
ouvrages publis antrieurement, prsentent la gnse et
l'volution des valles Dimbovicioara (Note 1) et Dimbovita
(Note 2). Dans cette note, l'auteur expose une sinthse de
l'volution du rseau hydrographique, soulignant 2 traits
essentiels: -le rseau hydrographique du Couloir de
Dimbovicioara a subi des remaniements plus nombreaux que celui
des rgions limitrophes constities des roches impermables,
remaniements dtermins par la mise au jour des calcaires
diffrentes tapes; -le spcifique de lvolution est rendu par
3 phases de trononnement, qui peuvent tre correles avec les
tapes d'individualisation morphologique du Massif Piatra
Craiului et mme avec les complexes sculpturaux des Carpathes
Mridionales (Borascu, Riu Ses, Gornovita Tableau 1).
Constantin, S. Data concerning the intra-Aptian karstogenetic
phase and the associated paleokarst deposits in the southern
Banat Area (Locvei Mountains, Romania), pp. 83-91. The paper
points out the recent considerations concerning the age of the
Valea Minisului limestones and its significance for the
karstogenesis. Considering the age of the limestones as Lower
Aptian, the author assigns the gap between the end of this
period and the beginning of the Albian (which is the age of the
overlying formation) to a continental phase creating karst
landforms. Two deposits, considered as being the in-fillings of
some paleokarstic depressions are described: the first one is
included in the Valea Minisului limestones and outcrops at the
surface; the other was observed in the Pestera Polevii cave,
which is carved in Plopa limestones (Barremian). The age of the
karstification phase is considered as Middle-Upper Aptian.
Drogue, C. & Delaunay, A., M. Effets piezomtriques des
pompages squentiels sur une source karstique: passage d'un
coulement charge pseudo-constante un coulement charge
variable, pp. 93-100. Des forages pizomtriques sont situs
4.5 km d'une source karstique sur laquelle sont effectus des
pompages rptitifs des dbits identiques de l'ordre de 1.3
m3/s. L'coulement la source se fait par dbordement sur un
dispositif assimilable un dversoir. Le dbit naturel de
dbordement, lors des crues, peut atteindre 5 6 m3/s. Les
volutions pizomtriques sur les forages sont caractrises
par un point singulier don't on dmontre qu'il correspond au
passage, sous l'influence des pompages, d'un coulement la
source charge pseudo-constante (dbordement) un coulement
charge variable (arrt du dbordement). Pour des pizomtries
suprieurs ce point singulier, les rabattements provoqus
s'amplifient rguliermnt avec l'abaissement naturel de la
nappe karstique. Ce phnomne s'explique par l'augmentation de
la sensibilit du dversoir de la source, avec la diminution du
dbit de dbordement. Pour des pizomtries infrieures ce
point singulier, l'volution des rabattements est celle d'un
pompage dbit constant en rgime qiu peut tre considr
comme transitoire. Gheorghe, A & Rotaru, A. valuation des
aquifres karstiques conformment l'analyse de l'hydrogramme
des dbits de la rivire, avec application sur les bassins de
Motru et de Tismana (Roumanie), pp. 101-108. On a tudi, pour
une priode de 20 annes, 6 stations hygromtriques des bassins
des rivires Motru et Tismana. Aprs la dtermination des
annes caractristiques (de minimum, moyen et de maximum) on a
construit les hydrogrammes de ces annes. Bien que les stations
soient voisines du point de vue gographique (et ainsi avec un
rgime pluviomtrique semblable), les annes caractristiques
sont diffrentes mme pour des stations de la mme rivire. Sur
les hydrogrammes construits an a identifi les priodes de
tarissement et on a caractris les aquifres karstiques
l'aide du cofficient de tarissement et de la rserve statique
d'eau souterraine. Diaconu, G. & Povara, I. Drainages
soutteraines karstiques dans la zone de la Valle de Balea
(Monts Vilcan, Roumanie), pp. 109-114. On prsente les
rsultats obtenus par des investigations go-tectoniques et par
marquages hydrogologiques sur la barre de calcaire du versant
septentrional de Monts Vilcan (entre la Valle de Balea et la
Valle de Sohodol). Dragisic, V., Stevanovic, Z. &
Filipovic, B.The occurences of deep siphonal circulation of
karst aquifer of the Miroc Mountain (NE Serbia, Yugoslavia),
pp. 115-120. On the eastern slopes of the Miroc mountain
(Northeastern Serbia), there are several unexplored occurrences
of thermal waters. Since their temperatures vary from 17.5 to
19.5C, they can be classified as subthermal water. The great
content of free gases also distinguishes them from common cold
groundwaters. Thermal waters have low T.D.S. of hidrocarbonate
class and calcium group. They are genetically connected with
limestones of Upper Jurassic. Stevanovic, Z., Dragisic, V.
& Filipovic, B. Artificial regulations of karst aquifer for
water supply of the town Bor (Eastern Serbia, Yugoslavia), pp.
121-126. In order to develop a water collecting system for
regulating the regime, basic and detailed hydrogeological
explorations were done for water supply of the town of Bor (a
major mining and industrial center in East Serbia). After
complex research 4 wells were connected to waterworks and are
used during the period of low waters and low yield of captured
springs. With more intensive exploitation the optimal yield
developed and increased as well. In this way the natural
minimum flow of the source of ground water has already
increased by more than 50% (about 150 l/s). Povara, I. New data
on the Hercule thermal aquifer. Obtained by temperature
measurements (Baile Herculane, Romania), pp. 127-138. Near
Baile Herculane, in the SW of Romania, an important geothermal
positive anomaly exists, where thermal gradients exceed 2-6
times the average normal value. Two of the main structural
units of the area, the Cerna graben and the Cerna Syncline are
also the major hydrogeological features. The southern end of
the aquifer hosted by Cerna syncline is strongly influenced by
the geothermal anomaly. The variable flowrates of cold karstic
water which recharge the aquifer disturb the rock thermal
equilibrum. The rock and water temperature measurements
performed in mining works and in drillholes, contributed to the
understanding of the behaviour of the aquifer, which by means
of a karstic circulation performs an "export" of thermal
energy. Mitrofan, H. & Povara, I. Delineation of a thermal
water carying karstic conduit by thermometric measurements in
the Baile Herculane area (Romania), pp. 139-144. The karstic
conduit supplying Hercules thermal spring was modelled as a
cylindrical heat source which generates a steady state
temperature field. Temperature profiles were recorded in
several horizontal wells, some of which reached the conduit,
while others failed to intercept its more remote upstream
reaches. The model was used to estimate the position of the
karstic drain with respect to the wells which failed to
intercept it. Filipovic, B., Lazic, M. & Jevtovic, B. The
hydrogeological characteristics of Lukovska Banja Spa
(Yugoslavia), pp. 145-154. Thermomineral waters of Lukovska
banja spa occur in a narrow zone, in the form of numerous
springs of the ascending type whose discharge is connected to
fault structures in the far south of the Kopaonik massif within
hydrothermally altered serpentinite, silificated limestones and
limestones, with temperatures ranging from 22C to 55 C.
Exploratory drilling proved the presence of waters with
temperature of 64C, and there is a realistic possibility for
tapping warmer waters from deeper parts. The waters
mineralisation being up to 1.1 g/l. They can be used for
multiple purposes, for example, for balneologic needs and usage
of geothermal energy. Diaconu, G. La relation "hypsomtrie -
microclimat colmatage concrtionaire" dans l'endokarst de la
zone Closani (Dpartment Gorj Roumanie), pp. 155-166. On
prsente certaines apprciations concernant le droulement du
processus de colmatage concrtionnaire dans une grotte en
fonction de sa position hypsomtrique dans le massif et du
microclimat de celle-ci. Le phnomne est discut
comparativement pour les circonstances concrtes aux trois
grottes creuses dans le sommet Cornetul Musetoaia,
prolongement mridional du massif Piatra Mare Closani, Monts
Mehedinti (Roumanie). Onac, B., P. & Racovita, G.:
Recherches climatologiques dans la Pestera Vintului (Monts
Padurea Craiului, Roumanie), pp. 167-192. On prsente les
principales caractristiques topoclimatiques de la cavit, en
partant de mesure et observations effectues durant deux cycles
annuels (1988-1990). Les rsultats qui y ont t obtenus
servent de base dans l'analyse de quelques phnomnes physiques
se drouant dans l'atmosphre souterraine. Onac, B., P.
Mineralogy of the Apuseni mountains caves, pp. 193-201.
Nineteen mineral species formed in cave environment have been
found in the Apuseni Mountains. The present work synthetizes
all data concerning this topic, known up to the present moment.
Radulescu, C. & Samson, P., M.: Small mammals of the
penultimate glacial cycle (Saale/Riss) discovered in two caves
from northwestern Oltenia (Romania), pp. 203-211. Excavations
undertaken in two caves (the Cave No. 10 in the Lupsa Valley
and the Cave in the Parului Valley) from northwestern Oltenia,
Romania, produced faunal assemblages rich in small mammal
species. The faunas are characterized by the presence of some
archaic forms as Muscardinus dacicus malvensis n. ssp.,
Stenocranius gregaloides (Cave No. 10) and Pliomys lenki ssp.
(the Cave in the Parului Valley). The two faunal assamblages
are indicative of a temperate phase (Cave No. 10) after which
the climate became cooler (the Cave in the Parului Valley). On
the basis of the evolutionary stage of the species present, the
two faunas may be assigned to the penultimate glacial cycle
(Saale/Riss). Short Notes Viehmann, I. Experimental methods in
studying the cave rafts, pp. 213-215. In Memoriam Vasile Sencu,
pp. 217-218. Radu Cadere, p. 219.



PAGE 1

'HEORE'ICAl ACADEMIA ROMANA INSTITUTUL DE SPEOLOGIE AND .. EMIL RACOVITA" A P liED IARSTOlOGY VOL. 5 /1992

PAGE 2

THEORETICAL AND APPLIED KARSTOLOGY Folmn e !i ONAC :5T. SPEOL. E llACOVITA . CLINICILOR 5 TEL. 115'54 Hrnl CLU J-ROM.'-NB.

PAGE 3

THEORETICAL AND AP. Pl\IED KARSTOLOGY vol. 5/1992 EDITOR: Dan DANCAU CO-EDITOR: loan POYARA EDITORIAL BOARD: !l lEli-IBERS: Adrian JURKIEWICZ Viorel HOROI Horia 1\HTROFAN Emil S!LVESTRU EDITORIAL SECRETARY: Silviu CONSTANTIN ADVISORS BOARD: Nicolae ANASTASIU (professor of Geology, Buc har est University, R oman-ia), Marcian BLEAHU (professor of Geology, Ecological Unive1sity, Bucharest, Roman ia), Gabriel DIACONU (geologist, head of the "Geospeleology" S ection "Emil Racovita" Spe l eological Insti tute, Bucha1est, Claude DROGU E (professor of Hydrogeology, University of j\.Jontpe ll ier, France), Emilian GA$PAR (seniorscientist, Insti tut e for Physics and Nuclear Engince1ing, Bucharest, Rom(l.nia), Cristian GORAN (geogra.phe1, h ead of th e "Reg-ional K ars t o l ogy ant! Kctrst Cadastre" Section, "Emil Racovita" Spe leological Institute, Buc har est, Rlomania), :Richard:MAIRE (s enior sci entist, Un-ive1sity of Bordeaux III, FHm .ce), Ianc u ORA$EANU (g eolog ist, head of the Depa1tme11t of Hydrogeology, ,Prospectittni" S. A. Company, Bucharest, Romania), Grigore POSEA (p!ofcssor of Geomorphology, Buc harest University, Romania.), Gheorghe RACOVITA (senior sci en t ist "Emil Racovita" Speleological Institute Cluj-Napoca bra.nch Romal'lia), Costin RADULESCU (seni01 :.Scientist, director of the "Emil Racov-ita" Spe leological Inst-itute), Florian ZAl'viFIRESC U (professor of Hydrogeology, B11c harest University, Rommtia). Orders from abroad for issue or subscription should be sent to: ORION SRL, Splaiul Independentei 202 A, 6, Romania. PO BOX 74-19 Tx 11939 C BTxR. Fax (10) 1 3122425 THEORETICAL AND APPLIED KARSTOLOGY is an annual bulletin of karst science edited by the Speleological Institute "Emil Racovitil." and publishe d by the Romanian 'Academy's publishing Hou.,e. The bulletin is concerned with the publication o f original scientific papers which cover the whole spectrum of karstrological research viz: ka1st geology and mineralogy, h :trstoc h emistry, ilal 'st geomorphology, karst hydrology and hydrogeology, speleochmnology, and subterranea n envi ronmcat, spe l eo-paleonto/.ogy, environ mental problems in karst a.s.o. The Editors welcome the submission of contributions in these fields from all over the world. The first -4 volumes were published as a series by the Speleological Institute "Emil Racovita." and are available by the Editorial Board. For the foreign readers the T .A. K. volumes may he obtained by exchange with specialised publications of simila r interest. All the correspondance concerning the exchange proposals or the submission o f contributions should be addressed to: T.A.K. EDITORIAL BOARD INSTITUTU L DE SPEOLOGIE "EllUL RACOVITA" str. Frnmoasa 11, R-78114 12 ROMANIA tel. (401) 650.34 65 EDITURA ACADEl\IIIEI Calea Victoriei 125 R-79717 Romania, tel. 650 76.80

PAGE 4

ACAD:El\'IIA ROl\'IA l\"A INSTIT l!TlJL l>E Sl'EOU)GfE "ElUL HACO\TfA" THEORETICAL AND APPLIED KARSTOLOGY \'olume 5 / 1992 E D I T U R A A C A D E l\1 I E I R 0 :VI A E

PAGE 5

!SSN 1012-93 0 8 Co vcr photograp h s : F ront: ;Jura Mare Cave (Sebe!? M ountain s, Southern Carpathians, Romania) (Joan P ovarii) Back: Vertical lapiaz in t11e a lpine karst o f Iorgovanu M o untai n (Retezat Mts., Southern Carpathians, Romani a) (Cristian La scu.).

PAGE 6

THEORETICAL AND APPLIED KARSTOLOGY Vol. 5/1992 CONTENTSJSOiviM AI RE EDITORIAL M a rciau BLEAHU -Un s i ec l c d epuis I a parution de l'acte de naissance de Ia karsto-Iogie, ,Das J(arstphiinomen" de J o -tan Cvi ji c ARTICLES Cristian GORAN -configurati on e t l e deve loppcmcnt spatial des cavites e t des reseaux karstiques. Premiere partie. La geometric des cavites et des reseaux karstiques. Note 1-erc. Les espaces excaves -Ia morphographic et _Ia morphometric cles formes e lementaires . . . . . . . . . 13 Traian CONSTANTINESCU -E tolution du reseau hydrograpbyque du Couloir de DimboYicioara (Carpates 1\fcridionales, Roumanie). Note 3 . . . 6V Silviu CONSTANTIN -Data concernin g the intra-Aptian karstogenetic phase and the associated paleokarst d e posits in the south ern Banat a rea (Locvei Mountains, Romania) . . . . . . . . . . . . . . . 83 C laude DHOGUE, Anne Marie DELAUNA Y -Effets piezometriques des pompages sequenti e l s sur une source karstique: passage d'un ecoulement a charge pseudo-constante a un ecoul e ment a c harge variable A lexandrn GHEORGHE, Aurel HOTAH.U -Evaluation des aquiferes karstiques conformement a !'analyse de I hydrogramme des debits de Ia riviere, avec application 93 sur les bassins de Motru ct de Tismana (Roumanie) . . . . . . 101 Gabri e l DIACONU, loan POVAHA .:__ Drainages souttcraines karstiques dans I a zone d e I a Vallee d e Balc a (Monts Vi lcan, Houmanie) . . . . . . . 109 Veselin DRAGISIC, Zoran STEVANOVIC Budimir FJLIPOVJC-111e occurcnces of deep si phonal circulati on of karst aquife r of the :Miroc :Mountain (NE Serbia, YugoslaYia) . . . . . . . . . . . . . . 115 Zoran STEVANOVIC, Veselin DHAGlSlC, Budimir FJLlPOVJC-Artificial regula-tions o f karst aquifer for water supply of the town Bor (Ea.stern Serbia, Yugos-lavia) 121 loan POVARA-New data on the H c r cule thermal aquifer, obtained by temperature measurements (J3i\il e Hcrculane, Romania) . . . . . . . . 127 H aria l\IITROFAN, loan POVAHA-Delineation of a thermal water carying karstic conduit by means of thermometric measurements in the (Romania) ................... Buclimir FlLlPOVIC, Milojko LAZJC, Bosko J EVTOVIC -The teristics of Lukovsl
PAGE 7

6 2 Bogdan P. ONAC, GllCorghc RACOVI'fA -Recherches climato1ogiqucs dans la tcra V1ntuh, i (Monts Paclurea Craiului Roumanic) 167 Bogdan P ONACl\Iin eralogy o f the Apuscni m ountains caves 19 3 Co stin RADULESCU, Petre M ihai SAMSON-Small mammal s o f the p enultimate g l a c i a l cycle ( S
PAGE 8

Theoretical and Applied, :Karstology, vol 5, 1992 pp. 7-11 EDITORI4L HiN SIE::CLE DEPUIS LA PARUTION., :QE. L'AGTE DE NAISSANCE DE LA KARSTOLOGIE;j, ; DAS KARSTPHANOMEN" DE JOVAN CVIJIC : ' I 1larcian JJJ.;EAHU . .I : l y a ]!leu d e disciplin e s scientifiques dont on peut indiquer avec precision un fondateur. En general la s cience est l e cumul d es generations d e cheicheurs, parfois meme anori.ymes pour :li posterite ; qui ajoutent une branche; m1 raineau, un e f e uille, au tronc qui se de ye loppe au fur et a mesuue que la discipline s'aver e utile. Je ne me. rapporte pas aux grands inventeur s qui ouvr.en t une : voie dan s .un .domain e ipconnu ju squ'alors, comme Einstein avec la relativite, Fleming avec les antibiotiques et Wiener avec ia cyhernetique ou, je pense plutot aux i:lisciplin e s scientifiques dans l es quelles; : dur. ant. le temps, des fcrits sont accumules, ds idees ont ete ernises majs ,sans a voir la cohera,nce et la structm: : e .d'un edifice unitaire jusqu'a .!'apparition d'un grand .penseur qui, mettant de .l'ordre dans tout l'arnas des. donn ees et des theories reussit a degager .l'esenti e l et construire un rigoureux qui a des lois. L'exemple .Je plus specta culaire d'une t e ll e dem arc h e es t Darwin avec la theori e de !'evolution, mais on. peu t a jou ter a u ss i Mendelej e v pour la chimie .ou >Emile Racovi tza pour la bjospeleologie, tan dis -que p_our la physique atomique pour la genetique ou l'. ecologie on ne peut pas indiquer un seul ,pere" mais un e nsemble de tres gn:mds noms qui ont. contribue a une b r anc he de l eur science. l e domaine des geosciences il y a p e u de casdans l esquels: on pourrait trouver l e fondateur d'une discipline Peut-etre F W. Clarke pour 1a wege n e r pour la' derive d es continepts ou Dokuceaev pour la pedologic. Et; : sans aucun doute, Jovan Cvijic paur la karstologie, dis cipline qui, des l0rs, p eut etre considbe e comme une branche autonome de la : geographic physique ( geo morphologi c ) mais, en rneme t emps, de 'Ia geologie dynamique e t de !'hy drologic. Jovan Cvijic (1865 .-1927), ne en Serbie Occidentale, a e n des son en fanc e I' occasion de :;:e familiariser au paysage si etrarige, si particulier, v oir e mysterieux;. karst qui formait l'horizo n loc a l d e la region natale. Se a la gecigraphie physique, il etudia d'abord a l'Unive r site de Belgrade, ensuite a Vienne ou il e u comi:ne maitre le grand glaciologue e t georrio rphologue A. Penk e t l e non moins celebre tectonici e n Ed. Sue:;:s, D e retour dans son .pays natal il commen<;a d es etudes approfondies sur l e r e li ef karsti que de toute la Peninsule Balkanique et, apres de nombreux travaux de petail,. il fit paraitre magistrale synthese publiee en 1893 a V i enne, e n

PAGE 9

8 M a r c ian Bteahu 2 laneue allemande sous l e titre tres modest e ,Das (Le phg;10m e nc kars tiqu e), mais avec un sons-titre plu s ambitie ux. c t qui es t pl.tts proche du contenu de l'ouvrage: ,Essai d'une monographtc morphologique". Malgre l e fait qu e !'auteur n'avait que 28 ans au mo!'l cnt de l a parution d e so n etude, c'est une o euvre parfait cmcnt .et qu'o n peut considerer comme l'acte d e naissanc c d'une nouv e ll e dtsctplmc, l a karstologi e car il s'avere, maintenant, apres un siecle, que toutes l es chases importantes sont pres entes ici, d e la description des form es _fondamental.cs, l'expliq.ttion de leur genese jusqu'aux lois qui reg i ssent !'evolutiOn t erra m s karstique s. C'est evident qu'nn r e li ef s i particuli e r n'avait pas cch appe a l a curiosite d es predecess eurs et on p ent cit e r des descriptions sur les formes karstiques d e puis l'Antiquite (Skylax, Herodot, S trabon) a travers l c Moy e n Ag e (Hrabanus Maurus ou Albertus Magnus) e t la R e nai s sa nc e (Valva sor, Seba s ti a n Munster) jusqu'aux t e mps mod e rn cs, l cs XVII -XIX-eme s ie cl e s marquant les moments culminants d e l'epoque pre-Cvijic Ainsi, ]. ]. Schc uzer, e n 1746, est le pre mier a decrire les l apies e t De Saussure, en 1779, l e premi e r a decrire les lapie s et De Sa ussure en 1779, l e premi e r a l eur donn e r une interpretation genetique, e n l es attribuant a !'eros ion tor e nti e ll e tandis que Zierke!,-e n 1829, a juste titre, a la dis s olution Une premiere sy:nthese a ce sujet a ete tentee par A. H eim e n 1878. Les dol in es, la forme peut-etre la plus caracteristique du karst, a fait son entree dans la litterature scientifique e n 1605 grace a Felix Faber d'Ulm, dans une note suivie par un e foul e de descriptions e t d'interpre t a t:ions plus ou moins fantaisi s tes qui, au fur e t a mcsure du temps, cornm e ncent a se rapprocher d e 1 a verite, e n restant tout de meme prisonnie res d e l'ide e que l es alignernent s des dolin es r eflete n tun cours d'ea u so u t errain. ll faut noter aussi un essai d e synthese en 1 861, du cette fois-ci a Ami Bone M a i s la forme Ja plus e nigmatiqu e du k a r s t e t l a p tu s discut e e es t l e polj e entre depui s le XVI-e m e s i ecle dans I a lite r ature d e specialite, par son cote hydrologiqu e grace a Sebastian .Munzer en l 544: lei la fantaisi e a joue encore un grand rol e (Kir scher e n 1665, Nagel e n 1748, Steinberg en 1761) jusqu'a c e que l'eff e t d e la di sso lution du calcaire soit reconnu (Haque t en 1789 et Grub e r e n 1781). Pour l es poljes e t l es v a llee s avc u g l c s il n'y a aucune tentative d e synthesc. Malgre la fait qu'aux phe nom e n es kars tiqu cs sont li es presqu e tou s l es grands noms d e l a geologi e et d e l a geographic de l'Europe c entrale du XIX-erne siecle (Gumb e l), Mojsi s o v i ci, Zitte l, Hauer, Stache, Schm i dl, Richthofe n, Ratzel, P e nk, Heim), qui ont e u un apport substantie l a I a connai ssance des formes karstiques on a e u peu d e t en t a tivcs d e r ealisc r une syn thes e a part c e ll es de Tietze (1880), Moser (1890) ct Supan ( 1 890) mai s qui ont une portee surtout regional e sur la re g ion du Kars t m enw. Mai s, on avait deja r econnu d es form es semb lables (l apies, dolines, valle e s av e u g l e s, poljes) aussi a ill eurs en France, Italic Angleterre e t Amer iqu e du Nord, toutesliees au calcaires e t qu'e lles son t ,karstiques" au mcme titre que c e lles du karst. D'ici il n'y avai t qu'un pas a fair e pour generali s er les id e e s et l e t er rne de karstique e t d e donn e r un statu t d'ind ependancc a c e type d e r e li ef. E t ce pas a ete franchi par Cvijic. Dans l e ,Karstphanomen" !'auteur propos e d'a bord une m e thod e d e trava il par laqnclle il essaie, sur bases morphographiques e t morpho-

PAGE 10

3 Un s ie c l e d epuis Ia parution de ,Das Karstphanomen" genetiqHes d'embrasse r e t d e classifi e r toute s l e s forme s specifiqHes aux t errains calcaires. n separe l es formes d e surface, qu'il considere comme primait"es des fonnes souterraines, qui sont, pour lui, des formes derivees e t il m e t a la base: d e tout pr_ ocessus d e karstification::la dissolution des calcaires par l es caux meteo riques ct coulantes cbargees d e dioxyd e d e carbon. L'ouvrage es t structure p a r form es karstiques des l es plus s impl es mix plus complexes. Pour l es lapies il p asse e n r ev u e toutes l e s apparitions wnnues a cctte d a t e l es clecrit-furtive m ent e t arrive a qu elques conclusions impmtantes: (I) Ics !a pi es sont lies a d es c alcaires purs; (2) ils apparaissenf sur des pentes asscz r a id e s c t l eur traits caracteristiques s'effa cent au fur e t a m csure qu e la p ente s'adoucit, se fransformanf sur l es t errains presque horizontaux e n trous circulaires (ce qu'on va d ennome r ulterieure m ent kamenitzas ) ; (3) si I es d eux conditions .anterieures sont accom plies l es lapi es n'apparaisscnt que s i I e calcaire es t mis a nu, sans vegetation, eboulis c t argile; (4) l e s lapi es n e sont li es ni a une cerfaine latitude ni a nne certaine region ge ograpbique. Aux dolin es Cvijic at:corde un grand espace e t il suffi't d'enumerer titres des so11s -chapitres pour voi r qu'il n e se contente--pas seulement d e les d ecrire mais de bien comprendre l e mecani sme de leur genese : D'abord la question des noms e t de l a d e finition, e n suite l es elements morphologiques : (I) l es r app0rts normaux entre l e diametre e t la profoncl eur, criterepar I e qu e l on p ent separer l es dolin es e n assiette, entonnoir e t e n puits; (2) l es teHains d'entre l e s dolines, e l e m ent e n general neglige ; P) l es tions de l a forme e t des dim e n s ions normales; (4) l es p entes inte rn es des dolines; (5) l e fond e t-l e r e mpli ssage avec d e la t erre, d e la glace e tc occas ion pour e n discuter l a tlrra rossa; (6) l es gouffres, entre lesqu e l s il fait quelques di stinctions dont l es c b erc h eurs ulte ri eurs ont completement oublie. Il separe d'abord l es ave11s (nom qu'il propose pour tout c e groupe) ave c une ouverture e n entonnoir, rarement e n puits, qui se termine aveugle ou d a n s un mince syst e m e de gal e ries; e n suite d es puits simples, qui m enent a des g r ottcs, vo ir e d e s ruisseaux souterrains d e sorte que la lumie r e du jour penetre jusqu'a u fond, et pour l es qu e ls il propose l e terme ang lais light holes (puits a lumiere ) et enfin les schlote qui commencen.t par des canaux etroits ou des simples diaclases qui se reunissent pour m ene r a d es grottes e t qu'on pourrait clenommer jot -tr11e au. Des tableaux v ienn ent a l'appui d e cette cl ass ifieati'0n; (7) l es r e mpli ssages d es dolin es par d es eboulis e t des matieres a lluvionn aires; (-8) l es dolines clans des t errains non con soli des (le lit a llu vionnaire des ruisseaux); (9) l e rapport entre l es dolin es et les grottes occasion pour discuter un p e u l es grottes m a is la conclu s ion es t tres ferm e: l es doiin es v i enn ent e n contact avec l es grottes seuiement par. d es fissures etroites e t elles ne r efletent e n general pas l es cours d 'ea u sout erra ins ; e nfin (ro) l e s o r g11es ge ologiqu es qui n e sont que d es dolin e s anciennes, avec des rerriplissages geologiques e t qu'on voit souvent sect ionnees. vertica l e m ent d a n s l e decapage des carri e r es. Le -cbapitre l e pb!ls inte r essant e n ce qui conc erne l es dolines es t eviclemment celui e on sacre a l eur ge n ese D a n s UJl. moment oil presque tous 1 es auteurs emope e n s defendaient la tbeori e d e la naissance d es dolin e s paJli l.'e ffo1ldr ement des cavernes sousjacentes, Cvijic -demontre avec d es arguments i!L-refutables leur nature purement e t on n e pent que rec
PAGE 11

10 Marcian Bleahu d'e nforic e r d es portes ouv er tes comm e on a fait p endant presque un, siecle a c e t egard. La classification d es dolin es (y corripris l es a''ens e t les light hole s ) a''CC tons les rnecanismes genetiques propo ses r e sterit meme. aujourd'hui parfaite m ent valabl e s e t etonnent par l eur mod e rnitc. On s'e tonn e a u ss i d e la mode rnite des d eux chapitres suivants, consac res aux rui sseaux. e t aux valle es du karst, d eux chapitres bien differ ents car d a ns l e kars t il n'y a pas une superposition de c e s deux phenomenes En ce qui concerne l es rui ssea ux, !'auteur separe (1) l es rui ssel e t s qu'on trouve sur l es plateaux mais aussi dans l es polj es de faibl e d ebi t, qui se p erdent dans les ponors e t qui montrent un trait du kars t, la d eso rganisation des. reseaux hydrographiques ; (2) le s ni.isseaux perc n n es a grands debits, qui se caracteris ent par lc manque des confluent s ct l'abondance des s ourc es. Un trait s pecifiqu e est aussi la presence des cascades, dues a des ponors, a d es barres d e travertin, a des couches impe rm eables ou a d es conflu e nts. En ce qui conc e rne les vallees karstiques sout separecs ( 1) l es vallec s en cul-d e sac (2) les vallees ave u g l es (fin d e vallec); (3) vallees demi-av e ugles c t (4) v a lle es se ches s ous-divise es a leur tour e n son s-types. L es poljes sont traites aussi large m ent. D'abord la d efi nition, lc nom et les s urfaces. En ce qui conc erne la definition il es t bi e n de rappe l e r que pour l e fondateur ae la karstologi e un polje doit etre can tonne entiere m ent dan s d e s calcair es avec d es pentes raides, bien marquees par rapport au fond plat, along ees paralle l e m ent a l a directio n d es couches, avec un sys t eme h y d r ographique propre, avec des sources e t des ecoulements soute rrain s e t d es inoncl a ti o ns p er iocliques. Done, rien a a voir ave c des t errains nonkarstiques d'aucun cote (ni comm e so urces pour l es ruisseaux, ni comme lit cl'eco ul eme nt), fait essentiel car il elimin e d es l e d ebut tant d e di s cus s ions qu'o n a portees sur l e sujet p endant d es annees A meme titre il serait utile d e r ememorer taus l es d e tails don n es par Cvijic m a i s l'espacc n e nons permet pas de l e faire (ain s i qu e nons somm es obliges d e nous r estrc inclr e a donn e r se ul e m ent les titre s des sou s-chapitres Done, il s'agi t d es form es e t dimensions, ensuite d e l'hydrographi e (polj es se es inondes periodique m ent, a vec un lac p ermanent, les ruiss eaux, l es sou rc es l es ponors e t l es estave ll es l e mecani s m e e t l a dure e des inondation s ) ct d e l a geo lo gique. En ce qui conceme l a genese il f aut m e ntionn e r l e rol e d e l a t ectonique atribue par Cvijic, wit a une t ectonique active, soit a une t ectonique passive. 11 sepa r e ainsi d e s polj es qui sont tout s impl e m ent d es synclinaux ou d es grabens clans lesque ls les eaux se sont fraye e s des voies souterraines des poljes d e barrage t ectonique du s a une e levation de la partie inferi eure d'une Valle e karstique e t qui n'a pas r e u ss i a sc i e r une gorge d'ecoulem ent, e t d es poljes d e corrosion et erosion sur l es vo t es d es anticlinaux, En somme pour Cvijic l es polje s sont d es valle e s lon gitudina l es par rapport a la struc ture e t dont la corrosion l eur a donne le cach e t de vallee, sans ec oul e m ent d e surfac e L'interpretation d es poljes donnee par Cvijic a suscite beaucoup d e discussions car de t e lles restrictions limitent severement le nombre des poljes sur la terre 11 n e taut pas oublier que l'auteur part d'une situation exceptionnelle, celle des karsts dynariques ou on a affaire a des formes d e dizaines de kilometr es Mais, comme tout k a r s tologue du monde entier des ir e a voir ses propres poljes, on a -Clargi la notion, on a trouve d'autr es

PAGE 12

5 Un siecle clcpuis Ia parution de ,.Das Karstphiinomen" 11 caracteristiques e t d'autres geneses e n oubliant completement les contraintcs mises par l e creatcur m e m e de Ia kars tologie. Sa n s aucun doute, avec ,.Das Karsphanomen" Cvijic a pose la pre mi e r e pierre a un e nouvell e discipline, bien structuree, avec un objectif precis e t des lois d'evo lution proprcs, la l lars tolo gie. 11 ne f au t pas oublier que c es t lui qni a cree l a t e rminolo g ie spec ifiqu e a donne lcs definitions e t a embrasse pour Ja pre mier e fois, !'e n semble du probleme dans une synthese mag nifiqu c Ellc gar, d e mem e m aintenant, apres un s iecle, tout l'interd c t si on a des doutcs pour ]'in terpretation de c ertains problemes locaux il n'est j a mais inutile de relir e l es pages du pere d e Ja karstologie. On ne p ent pas terminer s ans evoq u e r Ic s autres contribution s esse n tiell es pour la karstolo g ie d e Cvijic, sourtout e n cc qui conceme l es types morphologiqu e s des t e rrains ca lc a ir e s (ho lok ars t, m erokars t etc.)' 1' etabli s sem ent du cycle d'evolution du karst et l es zon e s hydrographique s, toutes p l e in es d'idee s priorita ir es qui gar d ent touj ours l eur vitalite. Enfin, a !'autre but d'une vie scientifiqu e proc!igi e usc, comm e nc ee brillamment avec ,Das I
PAGE 14

Theoretiwl a.nd Applied J(arstology, vol 5, 1992 pp. 1 3-6 5 ARTICLES LA CONFIGURATION ET LE DEVELOPPEMENT SPATIAL DES CA VITES ET DES RESEAUX KARST! QUES Premiere partie LA GEOMETRIE DES CA VITES ET DES RESEA U X KARST! QUES Note e r e L es es pac es e xcaves -la morphographi c e t la morphometri c des formes elementair es Crlstlan GORAN .On cssaie de demontre r l e fait que l e r eseau karstique r epresente Ia totalite des chenlins directs, optimaux et critiqu, es, de !'interference des elements geometriqucs des facteurs e t des processus speleodynamiques, c h emins integres .dans Ia geometric du volume de r oc h e des unites d e r e li ef. Dans ce but, on analyse ini tialement, par l'intermediaire des model es geometriques e t ulte rieurement de ceux morphodynamiques -I a configuration et l e devcloppement spatial des elements participants ala genese ou bien resultes de !'evolution du karst. Lcs principaux groupes des modeles geometriques sont: l a geometri c des catites ct d es reseaux karstiques; I a geo metri c de l'unite litho logiqu e karstifiab le; la geometric et Ia cinematique du volume d 'eau du karst e t d es aquiferes karstiques; l a cinematique ct la geo metri c des processus s p e leogenetiques e t speleoevolr tifs. 'Lcs modeles m orphodynamiques r eco n stituent l e developpement spatial d'une Confi guration a unc autre et l e c hemin direct, optimal ou critique entr e les variables q ui l'ont dctcrminee ct generec. Ils se succedent, l'un a !'autre dans un modele unitaire, qui represente, d e f ait, le developpement spatial du k a rst. La preciere n o t e comprend, dans la section sur ., Considerations gen erales', des precisions co ncernant l'acception donnee a certains t ermes e t le s points d e vue de !'auteur sur !'e n semble du sujet. Dans Ia section suivante, concernant ... L a geometric d es formes e l ementaires" sont presentees trois categori es universelles de modules spatiaux (a predominance unidirection.nelles, a prt!domin.a ncc bidirec tionn e lles e t relativem ent ttni form e tridirectiomtels). Par l'intermediaire des modules, auxquels on va accorder des significations morphographiques e t morphodynamiques precises, o n va analyser la forme reelle et, ulte ri eure m ent, l e developpement spatial des cavites et d e s reseaux karstiques. Institutul de Speologie .,Emil Racovita", str. Frumoasa 11, R-78114 12, Romania.

PAGE 15

14 Crrstian Goran THE CONFIGURATION AND THE SPATIAL DEVELOP111ENT OF THE CAVITIES AND THE KARSTIC NETWORKS First part THE GEOMETRY OF THE CAVITIES AND OF THE KARSTIC NETWORI< First note The e;cava.ted spaces t h e morphography and the m orphmnet t y of the e l nncn t a t y forms The author try t o demonstrate the fac t that the ka1stic n e t wock r epresents th e t o tality of the direct, optim'llrn and cri t ica l paths, resulted from the i11tctjermce of the geome trical e l e ttl ents of the speorlynami cal ageut s and processes and inte grated in tlie geometry of th e rock and of th e telief 1tnits. The configuration and the spatial develop mwt of th e c l c mc-uts patthipatitlg at the geuesis or resulte d from the evolution of the km st a r e mwlyscd, f its t tht ough the geomett ical and than, through th e morphodynamical models. The principal gtoups of geometrical models m e: th e geoinetty of the karstic hollow and of the katst ic network; th e g e ometty of the lUhol ogical ka rst ifiable u11it; the geometry and th e kinematics of th e water vol um c f rom the l1a r st aml of the karstic aquifers; the geometry and the l1inc111atics of th e speogencti c rmd speowolutional pt ocess es. The morphodynaui i c models recon s t itute th e spatial devel opmen t from one configura. tion t o another and the direct, optimum and critical path between t h e variables which h av e determin e d and g e nerated th e configurations. They su c ccd one to anoth e r in a whole unitary model which t ep r esen t, in fact, th e spatial development of the kc11st. The first note contains, in a. chapte1 of "Grne t al considem .tious", the specifications r eganling the m e aning of some t e rms and the cous idemtions o f th e a u thor regarding the w h ole subject. I n the following chapters, t 'efen'illg to t/1e "Geam e tt 'Y o f th e e l el'l1tnta.ry forms", th e author pre s en ts three wziversal c ategor ies o.f spatial modules (prevalently unidirectional, prevalently bi-directional and r e latively uniform-tridim ensional). Using these modules, t o which m e atttibuted m orpo lwgraphical rmd morph o dynamical sigui ficallce, th e author analyses, first, the 1eal fonn r111d than, the spatial develop m ent of th e llarsti c cavities and networks. L'idee de la pres ente etude est partie de la pre mis se, ayant l a v al eur d'un postulat, que la morplwlog?:e d'une cavite karstiqu e e st en etroite depen dance des condi#o11s ot'i. celle ci a ete modelle e Au debut, !'auteur avait !'int e ntion d'analyser jusqu' a quel niveau ,la form e p ent illustrer un condi tionnement speleogenetique specifiq u e et jusqu'a quel d e gre du detail d evaiton etudier une cavite karstique ou la region environnan te, dans l e but d'e n deduire les variations temporelles e t spatial es des conditions de son mod e l age. Notre analyse et nos demonstrations ont eu comme point de depart la configuration des espaces souterrains, c'e s t-a-dire l es problemes relatifs a la definition de l a form e e t de l'etat tridim e nsionn e l des cavites. En traitant notre theme, nous avons constate avec etonnement l'ambigulte de la t e rminologie et aussi la manque de certaines definitions corr ectes conc ernant l es elem ents morphologiques fondamentaux des cavites souterrain es -par exemp l e on ne defini le terme de salle que par une compa raison a celui d e galerie, qui lui aussi, est assez ambigu. Nous avons ete egalement surpris par l e petit nombre de notions enreg istrees e t systema-.

PAGE 16

3 La geometri c d es cavitcs et des reseaux karstiques 15 tisees dans l a morphologie karstique conc ernant laform c general e des reseaux SOUterrains, m a l gre }'accumul a tion ala lon g u e par l a s pel eoJog i e exp lor a tiVP
PAGE 17

116 Cristian. Goran 1. CONSIDERATIONS ,GEN ERALES 1.1. LA DEl'INITION DES NOTIONS Dans le but d e preciser l es premi sses genera l es qui ont ete a la base du sujet traite ou bi e n l es quelques points d e vue d e l'aute ur, nous consi derons indisp e n sa ble la discussion d e quelqu es notions e t l'e nonce de que l ques definitions, soit qu'elles sont consacr ees s oit qu'on l eur a ccord e unc autre acception qu e c e lle comante 1. 1.1. C onji gu ration e t diveloppetnent spatial Par conjguration spatiale on definit l a form e l es dim e n s ion s e t la position spatial e d'une cavite ou d'un res ea u karstique, a un mom ent donne, et par diveloppeme n t spatial on definit toute modification d e l a form e d es dim e nsions ou de la position de l a cavite ou du reseau, a la suite d es pro cessus genetico evoh\tives. 1.1.2. C a viti et risea'kt l lar stique sou terrain Par cavite on comprend tout vide sou t errain r esulte suite aux proc ess us OY. e n majp rite karstique s, sans tenir compte de sa form e d e sa dim e nsion ou bi e n d e son cont enu, qui pent etre : gazeux, l iquide ou s olid e Les cavitcs karstiques ont un e unite genetiqu e e t un organise, imposes par le$ caracteristiques d e l a roch e e t par !'action d es agents mode l eurs. Toutes les c av it es karstiques e n c onn ex ion dire cte fmment un riseau lzarstique sout e rrain. L cs d eux notions, cavite e t re sea u karstique sont utili sees souvent comme sy non y m es, mais, du point du vue semantique, l e pre mi e r e n definit la partie e t l e second l'e nsemble. L es grottes e t l es avens ne sont que l es portions acc ess ibl es a l'bomme d'un reseau ka(stique; I' ensemble d es cavites exp l orees d'une unite karstique s'appelle l e risem t speleolo gi que d e c ette unite. La notion dP. cav ite, respect ivcment d e n sea u, dans l e kars t, s 'appliqne aussi aux espaces souterrains au-d eJa d es limit es accessib l es o u explorables e t sqr l es qu e1s on n'a pas d'inform a tions directes. L e seul & lement qui montre des li ens directs entre l es es pace s impenetr.abl es, trace l e s dime n s io ns du r eseau et lui confer e l'unite, es t la circulation souterraine d e l'ea u (quand il y e n a). Mais, comme on l e sait s i bi e n, l'ea u n e circule pas seu l e m ent dans les creux karstiques, mais aussi dans d es es pac e s de dimensions beaucoup plus reduites. Le prob l eme d e definir l e s cavites e t les reseaux karstiques est, au fond un probl e m e d e delimitation d e c e ux-ci du reste d es es paces d e la masse rocheuse. Dans un mass if karstique il y a trois categories d e vides, esse nti e ll e m ent differ ents par l eurs dim e nsions e t par l eur genese. Chaque categori e a nne maniere s pecifiqu e d'organi sa tion d es espaces libres e t form e son propre reseau. Le reseau textural es t l e res ea u de l a porosite, compact, a vides de dim e nsions sousrp..iUimetriqu ,es et a configurations relativ;ement uniformes ; pour certaines roches, son role dans l'emmagasinage ou dans !'evacuation de l'eau n'est pas a negliger.

PAGE 18

5 La geometric ti es et oos rcscaux Jmrstiques 17 l,e reseau 'itl'Uetur.tl se compo se de l'incide nc e entre le re sea u d es lithoelases e t les plans d e stratification. Le r ezeau des lithoclases es t un reseau disjonctif, plus ou moins homogene, ayant sa propre geometri c caracterisee par ] 'exis t e n ce clans ]a m asse de la roch e d e quelques plans d e discontinuite formes ou ouverts aux grossenrs allant d e quelques millim(Hres ju squ'aux decimetres entrepenetres entre eux e t hi e r a rchises du point d e vue d es dim e n s ions (d e !'extension) e t d e l a cle n site. L e s plans d e stratification presentant quelque fois d es es pac es Jibr es, a grosseurs milli m etrique s sont relative m ent paralleles e t ont une repetitivite evidente clans toute I a masse de Ia roch e. L e res ea u <;tructura l impos e a I a roche un e o r ganisation geo metriqu e interi eure qu'on p eut clenomme e la gc onu J trie d e la roch e ou la geon-rc tri e structul!ale. L es
PAGE 19

18 6 des espac es principaux: v id e s evolucs (lc r ese a u d es c o ndui ts; s e l on Ph. R e n ault), a dim e n s i ons s urd ecimetri qu es ju s qu a l'ordre d es n1etres a confi gura tion comp l e x e; i l s sont ou n e sont p as e n conn e xion direc te, Tun avec l'autre; -des espaces secondaires : vd e s deb u h m ts a. dime n s i on s s urc entimetriques so u!>d e c imetriqu e s; ils ont d es form es var ices mai s l eur configuration gener a l e es t s im pl e r e pres e ntant un e trans iti o n entre l a ge om e tri c de la roch e e t c e ll e d es vi d es ev olu es; i l s on t une den s it e "et un d eg r e d'inte rconn ex ion tres gra nd:; i l s on t une posit i on ad j accntc aux es p aces principaux, formant des r esea u x d e vides se cond a i r es Pour rcnnir a l a delimitation d es r eseaux k a r stiquc s souterrai ns, i l f audrait, pour r es t e r consequ ent a l a d e finition (formu lee dans !'introduc tion), c ompte r tant l es vides ev olue s qu e l es v i d es d ebutants La s olution pratiqu e d e ce prob l e m e es t pourtant fourni c par l'ech e ll e d e detail c t par l es possib ilit es concret es d'analys e 1.1.3. L e modelage k arshque L e mod e l ag e k arstique es t l'e'llse'l'llble des actions m o r p hodynamiques. ?'iahsee s par n ecessi t e ou pm' liasard, par des proces su s d e h a rstificatio n pro P r e ? i lent dits ou cm11biues ave c d' autres proc e ssus d e nature c htn..ique meca -11ique ou sedimento l og?"que, actions d011 i l' effe t est la tra n sformation d e l t l matie re par des d eveloppeme11ts spat au,x spec1j?"ques Cet e nscnibl e d'action s a u n caractere 11< c essai r e dan s l cs roches co mpatibl es avec l es proc ess u s d e kars tifi ca tion e t acciden t el dans l es roches m oins solubles, on d'autre s f acteurs s on t d e t e rmin ants L e caractere spcc ifiqu e du m odelagc k a r stique es t fourni, d'un cote, p a r l a c onfigur a ti o n spa ti a l c resultee -des forme s supe?jicielles neg ahves e t d e s cavi t es sou t enaines-e t, d e l'autre par l e fonctionn e m ent e t l e deve l opp e m en t spa ti a l du sys t e m e -l a s zwimp ostion e t la conc en tra#o n du dranage sou terra1:n. Nous s ouli g non s l e fait que l e model age k ars tiqu e p eut avoir li e u par des proc ess u s spec i f i qu es ( de kars tification) on par l eur comb in ai so n avec d'autres categories d e p roc ess us. La comb in a i s o n d es pror.P.SSU S p cut etre s imultanee (proc ess u s g l aciokarstiques ni vokarstiques, fluviok a r s tiqu es e tc.) ou alternative (des period es d e karstificati o n alte rn{;es a d'autres t y p es d e mode l ag e ou aux proc ess us d e sedim entation) Au cas o-L1 n o u s a \on s a ffair e a d es proc e ss u s c ombin es le poids d e ceux k a r s tiqu es p ropr e m cnt dits e n com paraison avec ce u x non-karstiq u es differe cl'u n cas a l'autrc Lc caract erc karstique du mode l age est mainte n u a conditi on qu e l e n!sultat cumule de t ou t e s l e s action s morpho d y n a miqu es garde l eur caractere spec ifiqu e m ent karstique. Par rapport ace poids, l e mode l a ge k a r stique p eut avo i r, a l 'inte ri eur d un systeme m o rphocl y n am iqu e u.n caractere prncipal, secondaire mt nci d e ntel. Us u e ll e m ent, l e t erme d e a un do u b l e se n s: com m e s uj e t il definit l e proc ess us complex e d e di s solution des roch es s olubl es de transport e t d e depot des materiaux provenus d es ca u x supe rfici e ll e s ou souterraines; comm e adj ectif --def in i t l es r esulta t s d e c e processus. Etant donn e la nouvelle dime n sion du karst, devoile e par l es ex plorations d e s d ern ieres dec e nni e s, la definition du t enne ,karstification" (com me c e lui d e kars t) sc complique, d eve n ant imp eratif d e transpose r

PAGE 20

7 La. geometric des cavites et des reseaux karstiques 19 l'accent premisse du processus-la solubilite de l a roche (condition suffisante pour l e karst classique) -sur ses effets -types de modelage, de relief et de fonctionnement specifiques. On va done analyser, l'un apres l'autre, ces caracteres specifiques: --la condition d'un modelage specijique; I a realisation d'une interaction entre l e s proprietes physico-chimiques de la roche et c e ll es des agents modelcurs qui permettent !'installation du proc essus de di ss olution tant a l a surface d'un volume de roche qu'a son interieur; la condition d'ttn reLief a la configuration spatiale sfeC1jique accom pli e par !'existence des for:n es superficie ll es negatives (ferme es ) e t des vides sou t errains in terconnectes; _:_ la condition d'un jot1ctionneme11t et d'u11e organisation spicij?:ques du systeme karstique r epnsente tant le supraimpose du drainage souterrain par la configuration spatialc ex ist a nte, que l'autoreg la ge du systeme par un dcvclopp e m ent spatial unitaire e t une concentration du drainage Ces trois conditions interdependantes distinguent l e systeme modcl eur karstique d es autres systemes naturcls ct l eur d egre de reali sation determine l e pi-ocessus de karstification e t son n sultat -l e karst: -si l a l.;:ars tification n'a lie u qu'a la surface d e la roch e il apparait alors uri modclage et une configuration spec ifiqu es, mais non au ss i un fonc tionncrnent specifique, l e proc ess us e t so n e ffet soit part e l et commenyant -c'est l e cas d es roches so lu b l es soumi ses rec emment ou tres p e u a l a karstification soit accideutd c t p e u specifique-c'est l e cas d es roches compactes ou p e u solub l es; -si la karstification es t pre sente a l'interieur d es roch es sa n s t enir compte de sa presence ou de so n ampl eur a l a surface, tant l e modelag e qu e ]a configuration e t l e fonctionn ement karstique ont un caractere spi e t 11ecessaire-c'est l e cas d es roche s so lu b l es et permeables en grand (le karst classiqu e); -!'exis t e nc e de certaines configurations d e ,type karstique 11011-r esultces d'un mouela ge specifiqu e e t qui n e determinent pas un fonctionnement specifique -c'est le cas des roches detritiqucs non-cimente es dans l esque ll es p euvent apparaitre d e s form es semblables aux lapi az, des formes depressionnair es fermees des e n tonnoirs, des a vens, des grottes ou d es processus d e precipitation chimique-c U es ne supposent pas l'existence d es proc ess us d e kars tification, mai s seulement d e s form es d e relief sembla bles a cell es karstiques c t -l'existe nc e d'un drainage souterrain de s eaux, qui ne resulte pas ou n c determine pas un modela ge e tjou un fonctionn e m ent karstique es t aussi, accidentelle e t non-specijique. 7. 7.4. L e systeme morp!todyuamique karstique L e systeme morphodynamique karstique est l' e space u11itair e dejini par le lieu geometrque de taus les points dans lesquels se manijeste l e modelage harstique ou certai11s processus et certains phinomenes subordomzis ou hnmi diatement necessaires a sa riahsation. En fonction du poids de ce modelage (principa l, secondaire, accidentcl ou inexistant), un systeme morphody11amique peut etre: karstique proprement dd; karstique mixte ou partiell cmen t karstique; no1'z-!?arstique, 11zais avec des formes kars#ques acdde11talles; non !?arstique

PAGE 21

20 Cristian Goran Dans l e systeme morphodynamique karstiqu e on distingu e deux dornaims morphologiques (morphographiques morph?genetiques), -l'exo-et l'e ndokarst. Dans c es deux domames ont heu d es proc es sus m<:>rphodynamiques communs (ce ux karstique s), mais avec des form es de manifestation ou des combinaisons specifiques ( avec des proc ess us res), ayant pour nsultat d es configurations spatiales avec une genese distincte et av ec d es formes differ e ncie es Neanmoins, entre l'exo-et l'errdokarst il y a une interdependance au debut causal e et par la suite spatia:le, des formes et d es proc ess us (les chemins integres, cites ci-dess11s). Dans l es phases de karstification initiales lcs d e u x domaines morpho logiques repn s entcnt d eux categories genetiquemerit distinctes du systeme morphodynamique karstiqu e Par l e developpement des formes karstiques, s'accentue !'interpenetration des espaces de ces deux domines jusqu'a l'unite, et dans un karst tres evolue l'unitedu systeme morphodynamique kars tiqu e se reflete dans son mode unitaire de fonctionnement. L e caractere karstique d'un systeme morphodynamique se maintient aussi apres l a diminution suivie de la cessation des processus de karstifica tion (clu mod e l age spec ifiqu e), tant que l es traces du mod e l age karstique se gardent dans la configuration spatial e ou dans l e fonctionnem ent dt1 systeme. Le systeme karstique, compare a d'autres systemes morphodynamiques, ne perd pas completement son caracter e specifique, a cause de sa configura tion spatial e unitaire e t du fonctionnem ent qu'e ll e determine. L e nouveau mocle l age et l e nouveau fonctionn ement du systeme sont toujours surimpo ses dans la configuration du karst preexistant. Cette surimposit ion e t c e t heritage karstique sont d'autant mieux mis e n evidence si le systemc karstique initial a ete p lus evolue et mieux organise. 1.1.5 L e s fact eurs morphodynarniques de la karstij?:cation Les fact e urs morphodynamiqu es sent ces facteurs dont !'interaction direct e produit l a genese des cavites kars tiques e t l eur developpem ent spa tial ulterieur. C e ux-ci, par l eur proprietes physiqu es et chimiques, qu' ils contiennent ou qu'ils transmettent, et par leur variabilite dans l'espac e et dans l e t e mps, qu'ils manifestent, conditionnent la genese e t !'evolution d e l'espace souterrain Selon leur rol e dans la morphodynamiqu e du kars t, ces facteurs se divis ent en fact eurs passijs, respectivement la roche karst1jiable -une somme de proprietes physico-chimiques-et e n facteurs r es p ective m ent l'eau (facteur actif principal) et l' air du sou t e rrain (fact eur actif secondaire ) l es agents transporteurs des certaine s action s physico-chimiqu es ou bio chimiques. La roche a un role morphodynamique p ermanent tandis que les fact e urs actifs exercent une action alternative e t variabl e La gravitation es t aussi un facteur actif, mais avec un e action permanente e t constante. Par unite lithologique on d e finit l e volume de roche dans l eq uel il y a une relativ e unite des proprietes physiques et chimiqu e s compatibles avec le modelage karstique e t par aquifere on definit tout le volume de roche qui contient de l 'eau. L'unite lithologique est, a u point de vue theorique, par la premiss e choisi e un e space integralement destine au modelage karstique.

PAGE 22

9 L a geometric des ca'lites et des reseaux karstiques 21 1.1.6. Les processus morp!wdynamiques La cavite karstique, du moment d e so n apparition e t ju squ'a sa dispa rition, es t so umi se a d es proc ess us morphodynamiques diff erents comm e modalite d e manifestation, comme duree ou comme intensite qui sont r eunis sous la d enomination d e proc ess us speleogenetiques e t speleoevolutifs. Dans cette categoric sont indus tous l e s processus et tout e s les actions d'O?'igine ott biochimiques, qui exis t e11t dans l e sout er rain e t qu i s'impliquent direct emen t dans le developpement spatial de Ia cavite, sans t en ir compte si l eur represente une augmentation ( excav ation) ou un e diminution (rempli ssage ) d e son volume Des actions a caractere morphodynamique ont li e u e n p ermanence dans l e souterrain meme si la duree d e t e l ou t e l proc ess u s es t limitee, l eur effet dans la modification d e la configuration spatiale n'etant p as evident, parfoi s p endant d e longucs periodes On pourrait a ffirm e r que l es proc ess us speleogenetiqucs e t s peleoevolutifs contribuent a !'apparition d e la cavite e t n e cessent qu'a sa disparition, l eur r esultat etant l e dev eloppe m ent s patial. 1.1.7. Spil iogenesc ct spite-oivolu t i on Un autre t e rm e qui cx ig e un e di scuss ion prealable es t celui d e spel eoge nes e Bi e n qu'il soit unanime m ent accepte e t unanime m ent adopte, il n'exprim e point la di stinction, parfoi s gnoseologiquement n ecessaire, enntre ] e phase d e formation d e la cavite,la spiliogcnese proprement ditc e t so n developpement ulterie ur, la speteoivolution. Si l'on analyse l es etapes parcourues par une cavite karstique pendant l a duree d e so n e xi s t e nce, il faudra etablir un e n ette dis tinction entre l e mom ent e t Irs conditions morphodynamiques d e I a formation du vide e t ceux d e son evolution ulter i eure. D es cavites apparues d a n s des conditions genetiquemen t s imilair es beneficien t, l e plus souve n t, d es co ndition s evo lutives differ entes (ou inve r se m e nt). Elles ont au d ebut d es configurations s imilair es e t e n suite e ll es se d eve lopp ent diff e r emme n t. Malgr e l'acception e t ]a t e nninologi e usu e ll es, !'auteur trouve n ecessa ir e l a differ e nciation, pour tout vide k a r stique, entre les co11ddions, lcs processus e t les conjigura tio11s e xi s t an t es ou apparues pendant sa ge n ese e t l es condi tion s ulterieures d e !'evo lution, e n di stinguant d e u x perio d e s spi!eody11a miqz tes: la s p e l eoge n ese e t la spe l eoevolution. 1 1 .8. M orpho l ogie et spil c omorphologie Notre s uj e t es t un s uj e t d e spe l eo m o rph o1og i e k a r s tiqu e; c'es t ains i qu'il es t enonce dans l e titre et d a n s !'e xpo se d'intentions d e !'introduction. Dans l e choix d es t ermes, dan s les cla ss ification s e t la denomination d es chapitres, le pre fix e .. morpho" e t la signification morpholo gique, plus ge n e rale, sont souvent utili ses, au detriment du prefixe .. s peleo" e t d e l a sign?.' jication speliolog iq ue (geospel eo lo g iqu e e t morphos p e l e olo gique), qui es t plus limitee mais con sac r ee au domain e souterrain. La mise e n di sc u ss ion d es significations attribuees au domaine karshque, au domai ne sou t errain e t au domaine spi liologique par l es div erses e col es d'explorateurs ou savants (karstologiqu es, hydrogeo logiqu es e t biospeologi ques) est aussi interessante que necessaire, mais c ette discussion serait une

PAGE 23

22 Cristian Goran 1() digression trop large par rapport a notre s uj e t. Nous nous arretero ns seu-l ement a une precision d e fond. . Le concept principal sur l e quel s'appuie J a spe l eomorp hologic es t la d e ,,Ia spelunca", c'est-a-dire d e sa genes e de son con tenu e t d e SOn C\'Oh1tion. Que }a spe l eologie seul e reussiss e OU non a definir l es grotte s c'est un sujet a discut e r, m ais ses appreciat ions doivent e n tout ca s caracteriser l'espace soutcrrain dans son unite et dans sa tota lite. Dans l e contexte kars tique, lc s outerrain es t un e partie genetiquc materie ll e e t fonctionn e ll e d'un sys tem e morphod ynamiquement unitaire La karstologie est ce ll e qui conjere d e l'unive rs (T.!ite a la spelcomorphologe e t qui doit imposer des methodes e t d es critercs univ e rs e ls d'etudc et d e syste matis ation. La configuration e t l e d ev clopp ement sjJarial d e s cavites e t d e s u f s eaux kars#ques doive1lt etre p e nses e t ordmwes dan s l'integralit e e t d an s l a tridimc n sionnahte d e l'ensembl e ha.rstiquc. Pour toutcs c e s rai s ons, nous nou s pcrmcttons d'affirm e r qu e notre suj e t es t tout d'abord k a rstologiquc e t, cns uit e s peleom o rphologiqu e 1.2. LA CAVITE KAHSTIQUE, l <'Olli\IE GEOi\IETHIQUE HESULTEE D'AUTHES' GlWllU::TUIES L es cavite s karstiques ayant un e propre e t s pecifiqu e on se pose la question s ui van te: qu e r e pre s e n t e et d' oil resulte l a geometric de ces ca vi tes? La geometric d e toute cavit e karstiquc, incliffer emment qu'e ll e s o i t generee d es proc ess us d e kars tification propre m ent elit e ou combines a ve c d es proc ess us mecaniques ou se dim e ntologiqu es, rcpresente l'e ff e t materi e l de l a transformation compl e xe d e l a roch e sou s l'action d es ag ents mode l enrs C ette transformation d e matie r e a lie u p a r l'interme diair e d 'un proc ess u s de mediation entr e l es caracteri s tiques d e la roch e e t c e ll es d es agents m od e l e urs, caracteristiques qui se trouv ent e n inte raction. L a zone d e m a ni festation d e la mediation es t l' espace d ejini par l e l-ieu gemnetrique d e taus l e s points ou l e s agents m odel ett rs det erminent la destr1.1cton d e la cohe sion chimique et mecaniqu e e t 01-t ils transjor111e11t ils transportent, ils redistribuent ils r e mplace'l'tt la r o che initiate. L es transformations morphodynamiqnes e t l e proc ess u s d e m e diation, par l'inte rmediair e duquel e lles se produis ent, ont pour r esultat une fmme. geometrique -c e ll e du v id e karstjque La form e geometrique r esultee est dete1'rninee par les gemnetries ou par les modalites ge ontetriq ues d' interaction d e s jacteu rs et. des p1'0ce ss u s qui l'ont engendree (fig 1.2) Etant donn e que l e s geometries participante s a la g e nese e t a !'evolution des cavites kars ti qu es sont variabl es dans l'espace e t dans l e temps e t que l a configuration spatiale du vide resulte repre sente une forme d'equilibre dynamique d e toutes ces variables, nous crayons necessair es d es analyses e t des sys t e matisations geometriques ou cinematiques, taut pour l es cavites e t l es res eaux karstiques que pour l es facteurs e t l es processus spe lcodynamiqu es Nous propo s ons done, comm e methode de bas e dans l e dechiffr e m en t d e c ertains aspects d e l a s peleogenetique e t d e la spe leoevolution d'une cavite ou d'un res ea u karstique, un e analyse d e s e lements geometriques cinematiques qui determinent l e s facteurs speleodynamiques dans l e but d'etablir ensuite l es criteres se lon lesquels se realise l eur mediation et l eur

PAGE 24

it La geometric d es cavites et des reseaux karstiques Fig. 1.2 L e vide lmrstique f orme geometrique resultce de l a geometric des facteurs morphoclynamiques; s -stratification; f-fissuration; NP-niveau surface piezometrique. The lwrstic hollow -the geometr i c 1esulting from the geometry of the morph o dynamical a gents: s stratijicatimz; f-fissumtion; N P level o f piezometric surface. : se l e ction dans la formation e t evolution d e la cavit e ou du re sea u karstique r es p ec tif s. 1.3. LE KARSTIQUE L e model e kars tiqu e doit etre une reconstitution du processus nature } d'inte rcondition e m ent d es e l e m ents geometriqu es, d es fact eurs e t des proc ess u s morphodynamiques. Pour arriver a un modele karstique unitai r e, nou s allons etablir e n premier, a !'ai d e d es mode l es inter m e di aires e t partiels, l es e l e m ents qui contribuent a }'interaction presentee dans un chapitre ante ri eur de c ette etude. Ces mode le s se ront, d'une part, c eux geometriques e t d e }'autre p art, c eux morphody namiques. 1 .3.1. Lcs mode/is geom etriques L es modeles geometriques r e flet ent la confi guration spatiale d es e l e ments analyses, dans l es circonstanc es d'un e quilibr e d ynamique, r es p ecti vement dans leur v ariabilit e spatiale et t empore lle. Dans l eur conc ep tio n -on a poursuivi deux prin ci pcs fondam entaux: (1) L'elimination d e t ous l e s points d e vue qui introduirait dans l e m odelage une orientation genet ico-e volutive a priori d e maniere subjective. Les model es ont ete ainsi etablis pour caracteri ser l es configurations s p a tial es comme un fait en soi e t non pas comme une r esultante morpho-, geo-ou l1ydrodynamique, les modetes n'ayant pas de caractere causal. Par exemple: la geometrie des cavites kars tiques illustre l eur ,architecture" independam. m ent de la maniere de formation du vide; la geometrie de la roche ou de s aquiferes met en evidence seulement leur organisation interieure et exterieure en faisant abstraction des elements et des proprietes qui p euvent la genese et !'evolution des cavites karstiques.

PAGE 25

Cristian GQf:\i-U (2) La possibilite du modele d'illustrcr toute form.eet de dimension, p ermet ainsi le modelag e du SP,ft!al (pour l es cavites) ou de la variabilite e t de la cinematJque (pour l es e t lc proces s us). '< --,z a -..: .. _ o -"r -..:-. .-_. . --_ --_-: LE.S ELEMENTS. , _ -GEOMETR""ES -------j '"''""'ON DE LA ROCHE i i . j : lA GEOMTRIE DES PROCESSUS SPE u :oGE NE TIOUES .-------, l :1 I I --: , i t .I IL. _______ Fig. 1.3 L e schema general du mode l e R.ar.stique. tA 6EOMETR!E DES. ESPACES EXCAVES CONFIGURATION The gwaal s c heme o f th e kars-LA GEOMETRIE DES PROCESSUS SPE LEOEVOLUTJVES t.A GEOMETR!E DES ESPACES EVOLUES If------. :*: t l .t : 1 I I 1 o I _____ J SPATIALE tic pattern. SELECTION DE V E LDPPE!--1E NT SPATIAL Les groupes princip aux des modeles geo m et riqu es sont: la geometric d e s cavites e t des r eseaux kars tiqu es; -la geometric de I' unite lithologiqu e kars tifiabl e; -]a geometric c t la cinematique du v olum e d'ea u du kars t c t d e s aquiferes karstiques; --la cinematiquc et la geo metri c des processus spe leog e netiqu es e t s peleo ev olutifs. 1 .3.2. Les modetes morphodynamiqucs L e s modcl e s morphodyn amiques reconstituent le developpement s p a tial d'une configuration vers une autre e t l e ch emin direct, 0pfimal' ou critique, entre l es variables qui l'ont determine ou qui l'ont e ngendre. Cette reconstitution se fait graduellement a partir d e s tron<;on s d e gale ri e tres simples, ju squ'aux su ites tron<;ons et ensuite aux ensembles tridimen-

PAGE 26

13 L a geom etric cavi tes et d es r escaux k arstiques 25 sionuels compl e xes (les reseaux karstiqu es). L cs mod e le s morphod ynamiques 1 cproduisent l a chain e obj et-cause e ff e t e t Se SUCcedent J'un aprcs !'autre d ans un mode l e unitairc qui illu stn: en r ealite, l e deYelopp e m ent spatial da ka.rst. Au cour s d e tout modela gc on poursuit lc depista{!,e, I a t?; o n e.t ta mise en cvide1 Ice des cause s prindpate s d e celles i11termediaires et s1tbsid1.a1 res d e l'i11t c ? achou, ca u ses qui d e t e rmin ent l c dcv e lopp e m ent s pa t i al d es cavit es e t d es r e s<:a u x karstiques D a n s l a figure 1 .3 o n r epresente t la reconstitutio n de la ge n ese c t d e l' evo lution d'un \ id e kar stic1ue a !'a id e d es mod e lcs geomet riqu cs c t morphod y namiqu es. 1.4. I.E UtNTENU In: L/\ t:ONJIJGUHATION Par configuration spatial e on a d e fini la form e l es clime n s ion s e t la position d a ns l'es pace d un e cavite OU cl'un r esea u k ars tiqu e a UTI mom ent donn e On appe ll e a u ss i co nfiguration spatial e la form e ( s ous s es div e r s asp ects), !'organi sation e t l e fonctionnem ent d e l'unite lithologiqu e karsti fiabl e de !'aquifere kars tiqu c ou d e s on volume d'ea u En elargi ssmt l'acce p tion d e c e t er m e on pom-rait parler auss i de la configur a tion spa tial e d e l a genese c t du devclopp e ment d es proc ess us speleodynamiqucs En conclusion une configuration s pati a l e peut ctre quand il s'agit des cavites, des roches o u des aquifer es k a r s tique s, un itat d' equilibre., ou b i e n quand il s'agit du vo lum e d'ea u du karst ou d e s proc ess u s geneticoe volutifs, un modele cinem atiq u e done ega l e m ent un mode geometriqu e d'organi satio n L e terme s e r apportc aussi l a fmme ou au fonctionn e ment global (d 'ens emble ) d e s cs pa ccs o u des. processus analyse s d e m c m e qua. la form e Oll a SOn organi s ation inter ieure (g eometrique OU cinem a tiqu e), dans !'analys e d e laquelle on p eut arrivcr ju squ'aux elernent s d e grand detail (structures cristallin es mol ec ul air cs e tc.) Le contenu de la configuration spatiale comprend d eux a spects: un pre mi e r as p ec t geo metriqu e ou cinematique, e t un autre informationn e l. L e coJitcnu. gtimnc tl i q ue, dans l e cas d es cavite s et d es reseaux kars tique s, par exc mple, est fourni par la morphographic, par la morphometric e t par lcs eventuelles conditions d e variabilite d e s dim e n s ion s par rapport a l a forme; lc s condition s p e uv ent d e finir un type ou un autre d e configuration. L e con t en.u. iHjotmat i onncl es t fourni par la s ignific a ti o n morphogenetiqu e ou m o rpho e voluti ve rlc l a form e d es dim e n s ion s e t d e sa position dans l'espac e avec tou s l es asp>ects j:>articuliers d e conv e rg e nc e d e surposition ou po ss ibl es. 1.5. LES CRlTEUES DE R E FEUENCE Notre t entati\e d'cn g lober dans un mode l e commun d es configuration s spat ia l cs a vec d es etats e t d es proprietes div e r s nec ess it e !'adoptio n e t !'utilisatio n, t an t d e c ertains ifcrnents d e 1 'e f i r e11Ce propres a c h acune d es configurations l e systcme d es coordonne es cartes ie nn c s -que d es c ertai n s communs d e l'ec h e ll e t emporc ll o-spatia l e-relative e t l e sys t e m e d es el e m ents m orphodynamiques fondam cntaux.

PAGE 27

2G C ristian Gormi 14 Le systeme des coordo1mees ci'utes ienncs (fig. 1.4) est t ant dir 'ectemcnt pour J a definition. des div e r ses configurations e t ch:ver se s dev e lopp c m ents spatiaux, que sou s scs forme s particulieres, c'cst-a-d ire l es r e pres entations. topographiqu cs e t cartographiques. La repre sen tation cartographique d e l a cavite soutcrraine est !'in strument cssentiel pour l'ana-Fig 1.4 L c systemc de coor donnees cartesicnnas: The system o f Cartesicm dinates. l yse d e sa configuration s p a ti ale; la carte d e l'unite litholo g iqti e 'kaisti'fiab l e (Ia c arte du k ars t contenan t en eg;::lc mesure lcs f orr n cs e ndoe t e xokarstiques), avec toutes l cs representations qui pe u vent e n derive!' (profils, sections, hloc s -diagrmnmes), est I' element i"efercnticl et synthetique dni1s l'cxpress ion de la configuration g lob a l e
PAGE 28

1 5 27 avec ks implications du karst dans l eur activite. t'image e t l es information s qu' ils d csirent 0l:>te ni1 : a propo s du domain e souterrain diff e r ent quelqu efois d e c cll es d es s peleol ogues: l es uns se contentent d e cohnaitre l es li e n s entre l'e n dokarst e t l'exterieur ou sont inte r e s s e s seule m ent par l'ampleur e t l e s di me n s ion s du ca v ern e m eJ1t;' d'autres sollicit ent d es positionn ements tres exactes dans l'e spac e la d elimitation d es zon es d'influe nc e d es information s s u r l e fonctionn e m ent e t m e m e sur !'evolution po ss ibl e au cour s du temps d e s ca vites souterra in es. Ma i s, il s css ai ent tou s d'obtenir d e la s pel eologie ou de s ollicit e r d'elle d es r e pre sentations graphiques e t d es appreciations q u a ntita ti\ es plu s preciscs Dan s l e fond e m ent d un e g eo m etrie d es c avites e t d e s kars ti q u es, nou s avon s ess a ye d e ch o i sir de's crite r e s e t d es mocl e l es verifiabl e s s u rd es vides s ou t erra in s d es plu s 'ar'ies e t d es plu s compl e x es, utilisabl es t ant pat d es s pe leo1ogu e s qu e p a r d es p e r so nn es qui ne sont j a mai s entrees dans un e grotte. L e d evel op pe m en t du s uj e t s a ppui e sur un c a n e va s ge ne r a l q ui repond aux ex igcnc es suiYantcs : ....,. d e p ermettre l e montage e t, surtout; le d emontage clu vid e kars ti q u e a partir d e 'e n semble jusqu'a l i microform e e t s on e nc a drc m e n t d a n s lcs unite s d e r e l ief; d e r endre la cmifiguration s p a tial e sans t enir compte des mod a lite s d e juxtapos ition d imbrication ou d e st1pe rposition d e s surf<1. c es c t d es volumes: e11 m ettant e n e \ id e nc e chaque categ ori c d e form es ; . :__: d e m ettre e n ev id e n ce tant l'uriifotmit e e t r e parall e li s m e que l cs codrast es c t l es d ev i a tions d e l a form e d e l;:t ca vite ; '.:......d e p e rm ettre T ai1alyse du devt'!!oppei n ent : spatia l d es k a r s ti-ques, tant du point d e vu e f o ncti c hn e l qti e causal ; . sc prete r a d es s imul a tio ns sur l'ordinatet.ir:-Pour l c s pel eolo g ue, l a c avite k a r s tiqu e r e presente un compl e x e spatial e t u n equilibr c d y n a .miqu<; C!1t re l e v id e ex<;ave e t l es el e m ents qu'il conti e nt. So n i m age d e l" es p a c e s6uterrain se reali s e ditectc ni cnt, p a r s on ex plor a tion; c'cst unc im age d es surf.ace;; (pon;>is, plafond, plancher J e t d e s volum es ( speleothemes sedim ents ) q u i deli mitent l'intet: i eur d e l a cavite. L e s peleolo g u e obtient 1M1C mage 1 1tcrnc du r eseau souterrain OU p.us exacte m ent d'une d e ses portions p e n etrables ima g e qui, rapportee au' corp s d e la roch e qui l e .devient 1.f11l( hnage spe cialj s t ?s p e n etre n t t:. q a n s 1 s oilt<';rra m, .. tls s on t n s In t e re sses par t a s p ect e t l e S p e J eal" d e s C..:1. vi t es m ais v eulcnt CQt}naitr e p q rfoi_::; e xa(:t e m e n t l eur p q s i t ion spa hale ou l eur c onfiguration g e n e r a l e :Pour', c e s cl' e rn'i e r s qui n'ont pas d e contact direct ave c l e domain e sou terrain, (a, ex t enw d e a ca yite d e rese
PAGE 29

28 Cristian Goran 16 wche) rempli d \ m gaz, d'un liqllid e ou d e cor: ps solidos;.-daus l e-.but.de s implifi e r no us appe ll e rons c es d eux volumes: espace ex cave (v i d e excavi), r espective m ent espace r emp l i. S i l'on exa min e la cavite karstique, s ous s on doubl e aspect d'e spac e ex cave c t d'espa c e r e mpli, par l'intenne diair e d'une ech e ll e t empore llospa tial e r elative, on observ e que: -vide e xcave garde longt e mps sa form e e t ses dimensions, il a uri e geometric, propre e t indep endante (a l'ech e ll e du domain e e t toute modification d e sa form e e t d e ses dim e n s ions m e n e a l a modifi ca tion de cette geometric; l e vide excave, par rapport au degre de ge n e rali sa ti o n ou d e minu tiosite auquel il es t analyse, presente (comm c o n va l e demontre r plus loin) d e grandes diff e renc es d e form e e t d e s i g nific a tion entre la geometri'e de !'e nsembl e e t la geometric d es differ entes portion s ou d es differ ents details !'e ns emble etant l e cadre e t l e support de toutes les airtres geometries; -par rapport au vide e xcave, son r e mplis sage varie beaucoup (dan s l'es pac e e t dans l e t e mps) et il a une geometric proprc qui se juxtapose et se subordonne a celui-ci; -l e remplissage karstique souterr a in, grace a sa variete -r e flet ee dans un developpem ent spatial inegal, antagonique ou independant -ne peut etre pris pour un es pace avec une geometric unitaire, m ais pour nne somme d'cspaces, a v e c d e s geometries distinctes, corr espondantes a ses d iffer ents composants. . Par consequent, nous allons separer la geometric d es vides l{ar stiques e n d eux sections distinct e s : l e s geometries de l'espac e excave e t l e s giometn'es d e s remplissages speliale s. 2.1. J.J\ CONI?IGURA.TION DE VESPM EXfj\\I E 2.1 I. GENERALITES 2 1.1.1. Definit-ion Par espace sou t e rrain excave on entcnd c c t cspac e sou t errain completement delimite pal des roches plus vieilles que lui; autrement dit, c'e s t le vide karstique sans . sediments e t sans s p e leothem es La genese de ce qu'on appelle couramment espac e ex cave es t variee; le vide pouvant r esulte r d'un proc ess us d e karstifi ca tion, d 'un lavage de roches plus inolles, des processu s tectoniqu es ou gravitationnelS (av ec de s dislocations de blocs e t d e s creation d'espac e s interieurs ) ou peut Hre un es pace primaire dans la roche : ,,, Dans l e so uterrain l;i fr equente presence d es sediments e t d es spe l eotheme; p e rm e t de voir les dim e n s ion s e t 1a to:m e reeue Ae l'espace e xcave. Son Imag e est, le s ouvent, un e r econs tJtutron des Imag es d e qu elques secteurs observes drr ecterricnt, complet ees avec d es form e s e t d es dim e nsions dediiit es a l'aide d e qu e lqu es s imilitud es inte rpolation s e t (fig 1.5). ces e t geometne du v id e ex cave est !Image pnnCipale d e la cav1te souterrame e t l'espac e refer e nti e l pour toutes l es autres geometri es

PAGE 30

17 La geometric cks cavi tcs ct des rcscaux lcarstiquc s 29 Fig. I. 5 La reconstitution clc cxcatc clans un scctcur de gal erie a spcleothemcs et a depots spelcaux. The recoHstitution of the e x c ava t e d kantic space on a fragment o f a galhry with spclcothemcs and s p c l eolog ica l dcpos i Is. 2.1.1.2. Les images d e l' espace excave En' revenant aux d e ux aspects s ous lcsqurls o n p eut r cprescnte r e t ;malyser Je vide karstique -!'image cx tcrnc e t !'image inte rn e on constate que la premiere imag e est toujours c e ll e d'un corps linitaire -l a form e ex t erue e t Ia scconde es t !'image de la surface qui delimite l e vide -la forme interm -surface qui au point de vue geometrique es t un e e nveloppe. 2.1.1.2.1. La forme ex t crne I..a. forme externe du vid e ex cave est l'image d'e nscmble de la cavite soute rraine. Elle est delimitee et materialisee par Ia surface enveloppante du vide; Ja configuration de cette surface peut etre pen;:ue, a l'echell e de I' e nsemble, seulement par des images elaborees (construites): des representations cartographiques, des hlocs-diagrammes etc. La configuration spatiale d e !'ensemble repre sente une image positive de la cavite, avec un e signi fication speleomorpbologique precis e : elle renferm e dans son cadre le resultat de .toutes les conditions et. de tous les processus modeleurs par lesqucls }a cavite resp ec tive es t apparue et s'est deve}oppee, etant U1'/C rcsulta11fe tnorplwgenetique et morphosculpturale. C'est la raison pour laquelle on va accordcr une attention s pecial e a ]'analyse speleographique et speleometrique d e la forme de !'en semble. 2 1.1.2.2 . La forme itltcrtlc La form e )nterne est !'image negative d'une cavite karstique, prise dans !'ense mble de sa configuration spatiale. Elle es t aussi delimit ee e t materialisee par Ia surface enveloppante du vide. L'image negativ e m e m e si clle est direct ement perceptible, es t plus difficil e m ent r epresentee ct analysee a l'echell e de toute la cavite ou de tout le r eseau soutcrrain. Si l'on augmente l'ech e ll e d'analyse, en p assant d e !'e ns e mbl e de la c a vi te ou du reseau a un tronc;on du vide, Ia s ignification s pe leomorpholo gique de la surface enveloppantc change: e ll e d eYie nt, d'unc part, une .forme negatJ,ve repres e utative -dans l e r espect if -pour les C011di tions de modctage e t les processus mod e leu,rs domina11ts a u dernicrs e t d'autre part, u11e f01'11le posit ive -par rapport au model eur -support pour les processus mo?'Phad; ) Prl.amiques ultzrie-urs.

PAGE 31

30 Cristian Goran 18 U n e augmentation st{pplementaire et successive de l'echcllc d'analyse la complexite d e Ia fmme interne e t Ja superposition clans so n cadre d e trois categories de relief: I e pre mi er, plus ge neral, de l'enveloppe-l e support morphogenetique enonce; l e clcuxi e me, plus detaille, de divers volumes concaves ou convexes le mz"crorelief-imprimes clans l e cadre de la surface generale et temoins, a l eur tout, d'un certain facte11-r 0'11-processus de mode/age local-et l e troisieme, de grand detail, de l'nfrcl1m:crorehef, empreinte microscopique, effective clu moclelage karstique dans un certain point e t a un certain moment . 2.1.1.3. Les gco11litries d e l'cspace excave Les images differentes, sons I esque ll cs on pent analyse r une. cavite souterraine et, surtout, leur s i gnif ication s p e l eomorphologiqne precise, nous ont oblige a so us-divi se r la geometric d e l'espace excave en l a geornet1ie de la forme exteme ou de la forme genzra l c et e n gJomitn e d e (a fonne v:nteme, s ou s-diYisee a son tour, e n la geome tre d e la surface enve!oppante l a gcornetrie d e s formes, des '11"11.croformes ct d e s z"uframicro.formes souterrai11es. 2.1.2. LA-GEOMETRIE DE LA FOHJ\-1E GEN.(-,:RALE La fmme get1erale es t l'image ex t erne; positive clu vide cxcave. Sa definition d evicnt t1n pi'oblem e de definition du point de v u e rriorphographique e t morphometrique d es corps nature l s qui Ia composent -La forme delle -tant comme d es individualitcs que coinme d es padies d'un ensemble Dans ce but ont . ete etabli s des _moddes .de V1" dcs harstigues qui contiennent. et illustrent la varjete speleographique et la tridime n siormalite de l'espace souterrain. . . . . . . . L'utilisation' des modeles ,et la recon s ti tutiOn clu cavcrncment, rencontre . up obstacle m ; tjeur,. cause. O.u)ait que la des naturels. ne coincid e pas toujours avec .corps geq:{Iletnqucs simples. C'est pourquoi nne operation es t peccssaire, soi t assimiler l' assim?:tation d e I a forme reellc de s di v c rs 11y011 S du v1de aux corps geometriqucs l es plus (fig. 1.6), .soi.t pour F ig. l.6 L"assimilation de I a co nfigurati on recit e de c ertains trons;ons de galeri c a d es corps geometriques a formes semblables .. The assimilation of tft e l"eal configuration of some fmgmcnl s of a gallery I a g e ometrical volu.rncs with similar shapes.

PAGE 32

19 La geometric d es caites e t des rescaux karstiqnc s 31 -; l ( t phteral isa#on :-Ia. forme reclle d o m i n ante pour !'e ns e mble ou pour l e tron<;on qu e nou s carac t eris on s Ccttc ass imil atio n d o i t l c s prin c i p:1ux p:1r a m ctrcs m o rphometriqucs du v id e (lo n g u e ur, mo ycnm: p cnte ) d e so r tc qu' u nc com p e n s ation d es diff e r e n c es sc r ealise Dan s l c cas d e l a generalisation, opera tion plus mai s plus labori e u se on va calcul e r e n plus, pour des div erse s portions du Yide (tron<;ons, etagcs e tc.) 1m coefjiden t de de v iation, dont on tiendra compte dan s tcus l es calcnlcs qui con c ement la portion r es p ectiYc. P a r e xempl e si, p our tm c ccrta in e portion du v id e; la form e dominante, choi s i e pour l a ge n era l isatio n es t nn e sect ion circ ulair e d'une c ertaine dim E n s i o n par rapport aux d e via t i o n s d e c ette section on f era toutes les. appr ec iation s e t tous l cs calcul s conc ernant l a portion anal ysee . L es operations d as s imilation Oll de genera li sa tion n e doi ven t p;:ts etre comp' ris es comm c un e s implific a ti o n ct un e uniformi sa tion ge ometriqu e de la configuration d es Gnites c t d es reseaux sou t e rrain s mai s comme des op e iatlbn d e d ecouv'rie de certain es !;imilitudes entre l a c onfig'ur;:l.iion i eclle, parfofs compliquee e t lcs corps geometriques facil e m ent d ef ini ssab l es e t an a lysabl es. De mem e cll es n e doiv ent pas etre utili sees dans l es r e presentations cartographiques initialc s d es grottes. Si c es r epresentations sont preciscs e t fid e l es, les assimilation s et l cs generali s a tions ulteri eures seront plu s correct e s e t mi eux choisi es. L e s model cs con<;us pour la forme ge ner a l e du. vid e ex cave se divis ent e n : l es module s spatiaux elemcntaires corr esp ond
PAGE 33

32 Cristia.n Goran 20 ?. 1 ? 1 1 1 L d l spat a"' -a' conJz"f!u. taticm a predom.imvnce t m .i-... CS11't01iiCS .. 1 w v drectionne lle 2 1.2.1.1 1.1. D efinit-ion L e s modules unidirec tionnels sont d e s espaces ou d e s tron-;:on s .spatiaux unitaires du point de vue d e la fonne developpes. de nante dans une direct ion -la dire ction de l'axe lon g 1tudmal (1 axe d mter section de s surfaces d e refer e nc e ) 2.1.2.1. 1 1.2. L a cond,:f:io n d e la fonn e Le caractere unidire ctionnel d'une forme se maintien t a u ss i longtemps que sa longueur r es t e la dime n s ion domin ante, es t done double par rapport aux autres dim e n s ions. Pour toute s ectwn donn ee, a l'axe, la longu eur d'un module unidire ctionnel a une val eur mJmmal e conditionnee pat l e rapport d e la form e sa valeur maxima1e etant the o rique m ent illimite e (fig. J.7) 2.1.2.1.1.1.3. La cinon s c ription d e l a fonne Fig. I. 7 L a configitratio n spatial e it predominance un;direction nell c. E:rample of a configu-rati>cm pre va l e n-tly 11111:diuc t1'onal. Du point d e vue geo m etrique l es modules unidirect ionn e l s etre env i s ages comm e d es es p aces circon scrits l e lon g d e !'inte rs ection, so u s un d es d e u x s urfac es S1 e t On va d enommer l es deux surfaces: s mface s d e rijer e11ce c t l eur axe d'interse ction es t l' axe lo n-gitudina l du module (fig 1.8) Qu a nd !'a n g le es t ega l a 90 a lor s c h aque s urf ace es t la normale de !'autre. Defini d e la sorte l e modul e unidirec tionn e l es t un espace -au vert, so!.t d eux bouts de_ l'axe l ong itud!nal, l e ca s d es form es cylindr!ques pus mat1que!' etc. -, a 1 un bouts form es cbmques, par e x emple L a dellmitatwn d e 1 espace d1ffe r e, comme on l e montrera plus loin, par rapport a sa signification morphographique e t a sa pos ition

PAGE 34

L : L gcomctrie d e s cavi tes et des rescaux lcarstiques Fig. 1.8 La circonscriptio n du module spatial a !'intersection de surfaces de reference (S1 et S2); AB -!'axe d'intersection; -l'angle entre l es surfaces. Tlte circumscrijJ lion of tlt e spatial module to tlte intersection of two ,ef e rence surfaces (51 and 52}, .!I B the intersection axis, Ll. th e angle made by th e lwc surfa. ces. A B E / I (;. /. / / It B / / r / I I / 33 F Fig. 1.9 L e iapport entre Ia forme des surfaces de reference (S) et Ia forme des axes d'int e r scction: AB-axes droits; A'B'-axes courbes; A"B"-axes helicoldaux. The ratio b e twe e11." the shape of the two r e f e rence su1jaces (S) (md the shape of th e intersection axes: AB-stmight axes; AB-curved axes; A"B"-h elicoid a,\,es. 3-c 3782

PAGE 35

34 Gorari 22 dans le cadre d'un e ns e mble spatial. Elle s'obtient : par une surfac e ou. un plan de dehtn#ation (fig . 1.27) dont Ia positi.on est normal e a J:ax c .JongJtudinal ou incli:rie e !:'ou s un angle. 2 1 .2. 1 1.1.-i. L'aHalyse de la forme La definition d es mochlles unidir e ctiom'! e ] s pe1: m e t l'encadre m ent d a n s c ette c a tegori c d e certains es pac es d'une ti'<'!s grande di ve rsit e d e f o rm es Ainsi apparait la nec essite d e la dete rmination d e l a fdrm e ge n e r a l e de chaque module a part et la nec essite d e J'etabJisse m ent d es criter es de S}'S t e m a ti sa tion, qui p ermettrons la. comparaison d e c ette multitude d e form es La form e du module dan s la section longitudin a l e es t donne c par !'a s p ect d e !'axe et d es s urfaces d e ref e r e nc e (fig 1. 9): les surfaces de referenc e planes e ng endrent d es modul es a l' axe drod -AB (fig. A); -une s urface plane et une autre courbe vont cngendre r -par rapp or t ala position d e la courbure dai1s !'e nsemble d e la s urface (figs. B, D c t E) des axes droits (AB), (A'B') ou helt"coidaux (A"B"); -deux surfaces combes p euvent generer-e n fonction de la po s i tion de la courbure dans l e cadre d e la surface (figs. C e t F) -d e s axe s droi ts (AB) ou hilicoidaux (A"B"). A B c i F;g. 1.10 Types d'axes courbes: A -arc d e cercle; B -ard d'ellipse ; C Ia para bole. Types o f curve d axes: A arc of a circle; B arc of an ellipse; C -parabola. Les axes combes peuvent etre: de s arcs : d e ccrcle ou d'e llipse, d e s hyperboles de.s para bol es e tc (fig 1. !0); helic_oidaux sont a rayon constant, cylmdnque ou a rayon vanabl cs, comgues (fig. l. I 1). lA A --__ ,_;_ -. -' I -----8 Fig. 1.11 Types d'axcs hl:lic oidaux: A .,.. cylindriqucs ; B.-coniqtics. T y pes of h elicoid a xes: A -cyl indrical; B con ica l.

PAGE 36

23 La. geometric des cavites et des r eseaux karstiques 35 Par rapport a la direct i on dominante, la po s ition d e l a courbure d'une s urface d e refer e nc e p eut etre long1tudinal e trans v e r s ale ou oblique (figs. 1.9. D, B, resp e ctivem ent E). S i l'on analyse la fonne du module dans une s ection transve r s al e a l'axe une autre caracteristiq u e morphographique d e celle-ci e s t le ; type d e syme tri e d e la circonfer e nc c (ou du perimetre ), par rapport a l';;xe longitudinal ou aux surfaces d e referenc e On distingu e se lon ces critere s, l e s type s s u ivants d e s e ctions transve r s al e (fig 1.12): a t i s 11-J-i Fig. 1.12 Types d e symetri e e t d'asyrnetri c des sectio n s transve rsales: A -par r apport it !'ax e du m odule ; B p a r rapport it d eux surfa ces d e r e f e r e n ce ; C pa.r r ,\pport a UllC surface d e reference ; D-secti o u s asymetriques. Type s of symme try and asymmetry of th e cross s ections: A a s ag ai11st t he axi s of t h e modul e ; B as a .gai1tst two rcje 1cnce surfaces; C -as against one r e f e ence surface; D asymme trica l c toss scctians. d e s section s symetriques a l'axe circulair cs (fig. A); -d e s section s sy metri q u es au x surfa c es d e r e f e r e nc e s cari' ees (fig. B. a), elliptiques (fig B b), r ectangulaire s (fig B c). rhorn b iqu es (fig. B. d); d e s s ection s symetriques a un e se ul e s urfac e d e refer e nc e qui p euvent avoir leur axe dans l'aire de la section (figs. C a c t b) ou dans sa

PAGE 37

C( i si;ian Goran; cir.confer ence (fig C. c);. l a surface d e ref e r e n ce, done aussi la peut etre horizon tale ;erhcale Oll oblique;. __:_des se ction s asymetriques qui se so u s -di v i sent. e n sect i ons o u J es surfaces d e r e fer ence s'intersect ent dans l'aire dn module (figs D.a e t b), sections dont ui1e s m fac e d e I'efereJ1te delimit e l'es p ace (fig. D.c) e t sect ions: ou ies detix Surfaces d e Ia sect ion du module (fig . D.d). L es 'inodul es tircor1scJits a c e i 'tai11es surfaces d e refe r e nc e courbc.S p euvei1t etre sel()li m e m es crite r es, rhai s e n preci sant qt1e l e nombre d e cas d e symetrie d es se Ction s est moindrc e t qu e cclui d'asymetrie es t plus grand. La form e des sections es t consti tuee par d es sec;teui'S d:oi t s (fo rm e polygonale), courbes (circulair e elliptique e tc.) o u d e Ia des d e u x (form e combinee). Dans s on e n semble I a form e d e toute sectio n p ent etr e assimile e soit avec une section con vexe, s oit a 1.me sec tion q5nvcxe avec d es sec t eurs concaves (fig. 1.13). S i d a n s l e cadre sec ti o n, on 0 A 0 8 Fig. J.l:i Sections transve rsal cs : A.-co nvcxcs; B corivexcs a secteurs COnCa'o/CS. Types of cross s ections: A convex ; B convex with concave sectors. trace U11e ligne mediaue (Ia ligne hori zontale qui di v i se la h ; lUteur .:n d e u x p a rti es egales)' par rapport a cell e -ci on clist ingucra: -d es s ections symetriq u e ou r elativem ent uniform es ; -des s ections asym etriques Par rapport a I a moitie supe ri eure d e I a se ction Ia scdeur inferie u r a (fig. 1.14): -d es formes symetr: iqu es ; . -des formes avec d es dime n s ion s diminuees ou amplifi ecs; -d es form es differ en t es e t d es dime nsion s r essemblantes; des formes e t d es dim e n s ion s differ entes Toutes ces con siderations morphographiques ont trait a I a sectiMt moyen11e ou dominante du module Dans l es situations du souterrain, e t a n t donne I a parfois grande d es modules unidirec ti onn e ls. les

PAGE 38

25 La geometri c d es ca. vi tes e t d es rescau x karstiqucs se ction s p euvent -rester r e lativemcnt constantes: sur toute l eur. lon gu eurs ou p e u\' ent etre evases v e rs l'un d e l eurs bouts. Dans un modul e evase, l e s se ction s d es peuve1it etre r esscmblan, t es a l a se ction t e moin -d cvation d-ime ns{om! e ll e -o u elles p euvcnt supposer une modific a tion d e l a symetrie ou de l a pos ition d e la lign e m e clian e -deviation d e la 8' c 0 F i g I. 14 L a forme d e l a section transversal e par rapport a ligne m ediane; A-section symetrique; B-sectio n r e lativement unif ormc ; C s ectio n d.iminu ee ; D sectio n amplifiee. T h e s hape o f th e c r oss section, as against t h e m edian li11e: .A -sym m etric c r oss sec t i d 'll; B c 1 oss section u n i form; C -c r oss : sec tion d i winish ed; D cross section ampl1jie d forme. A tout changemc1it ev id ent e t tra n c h ant d e la forrn e ou d es di m e n s ion s de l a se ction, l e lon g d'tm tronc;on d e galc rie, cclui c i doit etre clivi se e n m od ule s diff e r ents. Lc : d cg r e J c di"i s i on d'un es pac e e n modul es unitai r es sc r ea l is e aussi par rapport a l'ec h c ll e o u au but de !'anal yse rnorphographi que. 2.1 .2. 1 .1.1. 5 La positio n d a n s \ l 'cs pace La conf iguration spati'R_le du module es t caracterise e au5si par s a posi tion clans l 'espacc. La modifl'l\,ation de l a po s ition n e modifi e 'jas l a form e e t l es dim e nsions du module m:li,c; clle modifi e signification moi'phographi-que (implicitem ent gc n e tic o-hohtti\'e au ssi) U n module donne p eut ct1'e aux mouvements d e rotation s ui vants, par l esq uel s il change sa p os iti o n clans l'espace (fig. 1.15): -la rotation dans l c plan oxy ( o u ,l'axc b.,t' es t co n s id e re la direction Nord), change ta direction: a vee I 'angl e : dire'ttntr ex, in scrit entre l es a xes oy e t AB; l a rotation dans l e ',pl a n oxz (()U. ox es t !'horizo n tal), c h a n ge l'i11di11aison avec 'angle imcrit entre l es \ ax'es ox c t AB ; -la rotation auteur d e s o n propre a x'c une rotation dans l e p l an oyz), change la position de I a sectz'on !'angl e r, (in scrit dans l e plan oyz), reali se entre l'axe oy et la surface d e refer e n ce S1 ; la position de l a surface S2 est donnee par !'angle defini p lu s haut. Il s'e n suit que l a rositicn dans l 'es r a c e du m edule unidire cti onnel es t s uffi samment expri m '(e rar I a dir ection t:t d e l'axc e t de la position e t d e 1 inclina i s
PAGE 39

38 z A z t-1 B fri 11'1 l I I I Cristian Gc ran Fig. 1.15 La rotation du mo.dulc dans les .plans du. tcmc de coordonnces ,oxyz.: A -la d ans le. j)lan horizontal ox;'; B Ta' rota" tion dans le plan vertical oxz; C Ia rotation atttour du propre axe ( le plan oyz). The rotation of th e module in the pla. nes of th e oxyz coonlinates systems: A the rotatwn in th e lwrizonltl plane oxy; B the rotation in the ve,.tical plane oxz ; C -around its own axis. c J.-------++ ---)( Y St. 26 s, . Par rp.pport aTapgle entte l'axe. et. un plan S0, il y a les positions dans un plan vertical oxy (fig . 1.l6): . -p01, u les droits, :--des mod ules horiz.o11. tau x : incli !1ls. et verticaux (figs.

PAGE 40

G H F i g. 1.16 La position dans l'cspace de l'a:xe du module it predominance nniclircctionnelle: a:xc droit horizontal (A), =e droit incline (B) axe droit vertical (C);
PAGE 41

40 Ccistian Goran 28 -pour l es axes courbes -des modules hort:zontau.x t:nchnes et .foJte ment 1:nctinz s (figs. D -F); -pour les axes helicoidaux _;_ d es mochtl es Pet t z:nctine moyen11eme11t 1:nchn6s e t fortement htclines (figs. G....., I). Aux axes courbes et helicoi'daux, rapport a la posit ion du. rayon, d e courbure et par rapport a l'horizontale, le degr e d'inclinaison p eut changee dans les divers point s du modul e variant entre 0 e t 90 (fig. l. 17). Fig. 1.17 La variation d e l'inclinaison de !'axe l o n gitudina l dans dive r s points d'un moclnl ecourbc: a-[3 = 90;b c-(3 0. The va ria.t,ion o f I h e slojJc of I h e longitwfinal axis in d Jjfe r cnt fJoints of a i:tu vcd module: a -= = 90; .b-(3 == 45; c-.-(3 =0. 2 1.2.101.2 Les modules spatiaux ayrmt ; u11-e a predominance bidirectionnel! e 2 1.2 .1.1: 2 :1. Definition La deuxieme categoric d'espaces ou d e spatiaux uni taires du point de vue de la forme pt ; opre, sont le s modules !chez lesqucl s d eux d es directions de cleve loppem ent. d e la form e clomin e nt: la troisieme, par l eurs dim e n sion s (fig. 1.18). Fig. 1 18 La configuration sp atiale a predominance bibidrictiounelle. Ex a mple. of a coafigttra.tio>t preuvlcntl y.

PAGE 42

29 La geometrie des cavites et des reseaux karstigues 41 2.1.2.1.1.2 .2. Condition de Ia forme La configuration bidirectionnelle du module impose une limitation du rapport entre ses trois dimensions, longueur, la largeur et l'epaisseur. Si l'on envi5age le caracterc predominant d'une direction par rapport a une autre, comme le double de la dimension r de la' seconde, les rapports de propqrtionnalite entre les dimensions des axes du module bidirectionnel devront etre: pour les diri:<;tions dominantcs, egal a 1 ou plus grand que 1/2; -pour la troisieme direction, eri rapport avec la plus petite de deux autrcs, plus petit que 1/2. Dans lcs conditions donnees, une augmentation de la longu eur au-dessus de la valnu-limite confere au module un caractere unidirectionnel e t unc augmentation de la largeur, avec une certaine valeur, confere au module un caractere r e lativcmE:nt uniforme tddirectionnel. Pour c es raisons, e n contraste avec les modul es unidirectionnels, qui peuvent etre e n visages aussi com m e d es r 1. 0uverts. aux dwx ex tremit.es de l'axe longitu dinal, l es modules bidiredionnels;< tout l es tridireetionn e ls, sont toujours defi.nis comme espa ces limites (f etmes). Dans hi reconstitution d es vides {suites, arborescences ou reseaux) : res modules unidir ec tionn e ls vont .etre deli mi1es par e t le's aeux autres types vont s'o uvrir. 2.1.2.1.1.2 .3. La ciramscription d e la forme Le module a predominance bidircctionnelle peut etre par minimum trois surfaces de reference. Celles-ci sont des plans droits (fig. 1. 1 9) ou cources (fig. 1.21 ). Sans tenir compte de sa forme, la surface qui dete rmine 1 e denloppem<:nt spatial predominant est consideree comme surfac e de rili rence principa!c (S1). Celie qui s'intersecte av ec la principale dans la direc tion d e l'axe longitudinal, c' estla surface de re (era1ce subordonnie (S2), parce que e nsemble elles donnent la direction dominante du module; la surface qui intersecte la principal e dans la direction de l'axe transve rsal, es t la surface de rifire11ce opj;os1h'Omielle ( S3), parce qu'e lle s'oppose a la dir e ction dominante (fig. 1. 19). ,Dans le cas particulier de certains modules avec les axes de la s urface principale egaux (par exemple, une calotte spherique), l e caractere subordonne et oppositionnel ne peut pas etre preci se (qu'avec des c ri teres spe leogenetique). L es axes d'intusc ction des surfaces de refermce sont: l' axe longd11dnal ( entre la principale et I a m bordonnee), l' axe tra11sve rsal (entre I a principale e t 1' o et l' axe ( entre I a su bordonnee et l'oppositionne ll e). Les angle lcs axes s'intersectent sont: l'angle suite dans le plan de la surface principale, l'angle situe dans le plan de la surface et l'angle dans le plan de la s urface oppositio:r melle (fig. 1.19):_ La configuration spatiale a p fe dominance bidirectionnelle se deploie surtqut. dans pl.an, del_lx d'entre les trois surfaces de reference aux: quelles le module est cir.<;onscrit, sa ayant un developpement notable dans la. direction de l':a..'{e .iongitudinal et transversal.

PAGE 43

42 .. *3E.6z c c !::, 0 -!. -( / A Oristian. Goran t I Fig. 1.19 L es surfaces de refe rence cl'un module a predomi1iance biclirectionnelle: S1 -Ia surface principale; S2 -Ia surface suborclonnee; S3 -I a surface opposi tionncle; AB -!'axe long i tu-dinal; CD -!'axe trans v e rsal ; EF -!'ax e opoosi tio n c l. The r e f e r ence sulfaces of a prevalently bid1:rectional module: 51 -th e principal surface; 52 th e subordinate swjace; 53 -the opposit iona l swjace; AB-th e l ongi tudinal axs; CD-th e transve1 sal axis; EF-the oppositional axis. 2 1.2 .1.1. 2.4 L'ana.lyse de la forme 30 La forme du modul e es t a nal ysee par r apport a ses axes e t a ses surfaces de refer e nce, pour chaque surfac e prise sep a r e m cnt ou globalement !/analyse des s urf aces d e ref e r e nc e est r ealisee par l'interme diair e des sections qui continnent ces surfaces (sectio n priucipale, subordonnee et oppositionn e lle). La sy metrie e t l'asym e tri e d es section s l eur conca v ite, et l eur conv ex ite ou l eur form e par rapport a la lign e m e dian e ) etabli e pour les modules unidi re ctionnel s (fig s 1.12, J .13 e t 1 14), sont valable s pour n'importe quel type d e module. Si l'on analyse g lob a l ement la form e d es modules, du point de vue de la symetri e d e toutes les sections, on distingu era l es differ e nciations smvantes (fig 1.20): des modul es symetriques a un axe d'inte rs ection cyl indriqu es tronconique s (fig. A) ; des modules symetriques aux trois surfaces de refer e nc e parallele pipedes aplatises, prismes can es (fig. B); ----:-des modul e s symetriques a deux surfac es d e ref e r e nc e calottes spheriqu e s, troncs de pyramide, certaines pyramides regulieres (fig C); des modules symetriques a une seule surface d e refer e nc e --prismes polygonaux irreguliers e tc. (fig. D); des modules asymetriques aux surfaces de referenc e (fig. E). Pour les module s aux surfaces de reference courb e s, la form e se diversif ie. Ceux-ci peuvent etre systematis6s en modules a courbure uni ou bi directionnelle (fig. 1.21). La spec ification de la position d e la courbure est fixee d'apres le nom de la surfac e ou des surfaces qui les contiennent et la

PAGE 44

31 La geometric des cavites et des rcscaux karstiqucs A ( B c a b c 9 I 0 c E a b 1.20 Types de symetri c ct d'asymetrie d es modules a pn!dominance bidirectionnelle: A-a un axe d 'intersection; B-a trois surfaces d e reference; C-a deux surfaces de r efere nce; D -i:L nne surface de refe r ence; E -modules asymetriques. Types of symmetry and asymmetry at the prevalently bid irec tional modttl e s: A against an intersec tion axis; B against three refe ntzce surfaces; C against two r e f e 1ence sur faces; D agaitzst cme refe rence surface; E -asymmetric m odu les. Clirection d e la courbure (dans l e cadre d e la surface); la courbure peut etre longituilinale, transversale ou oblique (par rapport a la din ction de l'a.-xe homonyme a la surface)

PAGE 45

44 Cristia n 'Goran Fig. 1.21 D es modules a p r e d ominance bidircc ti o n nc ll es a d e refere nce courbes : A -'Ia courbure uniclir cc ti onnc ll e sur la surfac e principale ; B ct C-Ia courbure uniclirec tioRn c ll e sur Ia surface subordonnee; D l es courbures bicli recti o nn c ll es sur l cs sur-faces principa l e e t s uborcl o nn ee. Examples o f p revalently. bidi1 e ction a l modul e s with nwved tef c t'eHce s u rfaces : A u.ni d i t ecti'o n o l cu r vat u r e on th e princijJal swj acc ; B a n d C -wtidi1ect ion a l ct.ti'Val u r e on. lit e su bordinate smjacc; D bidirec t iona l cmva t urcs 011 t h e principal a m i 011 th e sub01di n a t e smj aces. 2 1.2 1.1.2.5 L a positio n d a n s l 'cs pace 32 La po s ition dan s l'espa c e du m o dule es t cx prim ec p a r l es a n gles di rec tionn cls que l'axe lon gitudina l, tra n s v ersa l r espcc tiYem ent o pp os iti o nn e l fait a ve c l e s y s t e m e d e coord o nn ees P our l a m ise e n e vid e nc e d e c ertaines po s i t i o n s s i g nifi ca t ives il s uffi t d'etablir l a p9 s i t i on d a n s l'es p ace des directi o n s dominantes resp e cti ve m cnt l es axes lon g itudin aux e t tra n sve r sa u x, contenus p a r l a surface d e prin c i pa le. On pourra di s tin g u e r d e I a s orte, pour l es d e u x axes des direct i o n s h orizonta l es v ertica l es ou obli ques De I a com b in a i s on d e ces dir e cti o n s -au c as d e c erta in s a x es p erpe ndi culai r es -les' positi on s s i gnifica ti ves pour l a surfa c e d e refe r e nc e pri ncipa l e e t, impbcite m ent, l es modu l es a predom i na nce b i dir e c t i o n ne ll es sont (fig. 1 .22) : d a n s :._ p o s ition horizon t a l e (fig A); p os ition v ertica l e m e nt-lon g itudin ale (fig B ) ; po s ition v er tic a l e m ent-trans v e r sa l e (fig C); po s ition v ertica l e m ent-bi dir e ctiorin elle (fig. D); po sition obliqu e m e11t-longitudinale (fig . E); position obliqu e m ent-tra n sve r s al e (fig F); po s ition obliqu e m ent-bi di re c t ionn e ll e (fig G). A u c as des modules a v e c d es s urfac es d e r efe r e nc e -courbe s -la position l'espace se div e rsifi e e n fonction du rapport a la dire ction, de la

PAGE 46

/ / I La geometric des cavit'es et des reseaux s y A.a. : )-_ c { F A.b /d{ \ \ \,. _//' y/ / / y 0 X y 2 2 I 1 8 )< X Fig. 1.22 L es positions significatives dans l'espact; d'un module a predominance bidirec-tionne ll e, a u axes peipendiculaires; A -h orizon tale; B -verticale ment-longitudinal e ; C-verticalement-transversale; D -verticalement-bidirectionnelle; E -inclinee -longitu -dinale; F -inclinee-transversaH: ; G :.-inclinee-bidirection rie lle \: The sign.ifican:t p osi tions in spac e for a prev a l ently b,itf.ifeF tion a: modul e tpi th p e rp enqicular A B C -transversa l-ve1tical; D bidirectional-vertical; E F-transversal-incUned; G b idirectional-itic l i;ted.

PAGE 47

4.6 Cristian Gorru1 '34 courbure e t l e s dire ctions dominantes (qui p e uv ent etre d es axes droit s ou courbes). L e cban gement de la position dans l'es pace d'un module modifi e sa / signification s peleograpbiqu e 2 1.2 .1.1.3 Les modules spatz"aztx aya11t tme coujz"guratz"on relatz"veme11t unz"forme trz"directionnell e 2 1.2.1.1 .3. 1 Definition La d e rnier e categori c d'espac es ou tronc;:ons spatiaux, point de vue d e l eur propre forme, sont le s modules avec un e conf1gurat10n r e l a tive m ent uniform e tridirectionn e lle. Ce son t d es fom1es avec un d eve l op p ement e quilibr e dans l es trois dir ections e t l es axes d e s surfaces d e refer e nc e principale. s ubordonn ec c.t ce qui l eur confere un e configuration r elative m ent umform e tndirectwnn e ll e et troi s dim e n s ionn e ll e (fig 1.23). 2 .1.2. 1 1 .3 2. La c ondition de la forme Fig. ).23 Co nfi guration spatiale r e l ative ment uniiorme tridi r ectionne l I e. Example of a configuratio a relative l y unifor m tridircc tiona.l. La form e des modul es est defini e e t conditionnee par un r apport d e proportionnalite, minimum e t m ax imum, p a rmi l es trois dim e nsions: aucun e des troi s dim e n s ions n'es t j a mai s d e u x fois plu s grande que l es d eux autres. La configuration tridirectionn e ll e es t parfaite pour l es modul es sphe riqu es e t optimale pour ceux cubiques, mais de c es categories font partie seul e ment les e spaces egalement dev e loppes dan s l es trois direction s L a condition de relative uniformite du module permet !'inclu s ion d a ns c ette categoric de tousles espa c es sans un e direction dominante (isometriqu es ou non). 2.1. 2.1.1 3.3 La circonscripti012 de la form e Les modul es tridirectionnels sont aussi des espaces limites (fe rmes), circon s crits a !'inte rsection des trois surfaces d e reference. Leurs elements morpbographiqu e s surfaces d e ref e rence, axes d'intersection, la forme

PAGE 48

35 La geom etrie d es cavites etTdes'teseaux k arstiques 47 e t la symetrie des sections .:_ soht idcntiques, en ce qui _concerne . mination e t les notations, a ceux d es modules a predommance bidirectiOn n e ll es. 2 1 2 1 1 3.4. L'analyse d e la form e Au cas des modules tridirectionnels, l'analyse de la forme generale proc ed e toujours par l'inte rmediaire des section s dans toutes les trois surfac e s d e referenc e (lcs sections de base: principale, subordonnee e t opposi tionnelle) et pour des formes ave c une plus grande irregularite, I'analyse s e fait meme a I'aide d e certaines sections inte rmediaire s, parallel es aux premieres. Une d es cription analytique et une precision morphographique (par assimilation ou generalisation) de la fmmc d'ensemble du module est a u ss i necessairc Selon I' analyse de la forme, l es modul e s tridirectionn e l s peuvent etre. di"vises e n deux gran de s categories: modules a axes egaux-isometriques (spheriques ou cubiques); modules a axes megaux anisometriques -pour l esque ls on peut etre etablir une surface d e referenc e principale e t m e m e une direction principal e (quand tous les axes sont inegaux) 2.1.2 .1.1. 3 5 La position dans l'esp ace Du point de vue de la position dans 1 'espace se differenci e l e cas particulicr d es modules sp heriqu es qui n e changent pas leur configuration spa tial e par d es rotations d a ns l e systeme d es coordonnee s o xyz. Pour les autrcs modules isometriqu es, les positions significatives dans l'espa c e sont ( fig 1.24): position normale (fig. A) -la base du modul e es t dans l e plan horizontal oxy (tou s l es axes sont paralleles au systeme d e coordonnees); Fig. 1.24 Les positions significatives dans l'espace d 'un module cubique: A-norrnale; B-inclinee -unidirectionnelle; C -inclinee-bidirectionelle. The positims i11 space of a module: A -normal; B-unidirectimal inclined; C -bidirectional incline d.

PAGE 49

48 Crist.ian G oran 3 & position obliquem e nt-unidirectionn e ll e (fig. B) -un seul cote es t dans le plan horizontal (un axe est parallele au plan oxy) ; position obliquem ent-bidire ctionn e ll e (fig C) -un se ul somme t se trouve dans l e plan horizontal (aucun a x e n'est p a rall e le a u sys tem e d e coordonne e s). .. Pour l es modules ani sometriques ou ave c d es axes c our bes, l a pos rbon dans l'e spac e s e diff e r e nci e se lon l es memes critere s qu e pour l es modules pre dominanc e bidirectionne ll es (fig. 1.22). 2 1.2 .1.1.4 La s i g m f i c a t i o n speteogra ph i q ue des f ormes e / b n entaires 2 .1 2 1 .1.4.1. L'universa.lit.t! des f ormes 6linwn.taires A l'aide d es form es el e m entaires on p eut co m pos e r d e finir e t d i scutcr la configuration spatiale tant pour l es souter r a in s qu e pour l es volumes d e roch e ou d es unites d e r e lief qui les continn ent. P a r exemplc, par l'inte rmediair e d'un module a predon i in a nce unidir ecti onn e ll e 011 peut exprime r la form e l es dime n s ion s e t l a po s iti o n d ans l'espace d nn e crete calc aire d'une g al e ri e souterra in e d un e cann elure cla n s un lapie, d\me s t a l ac tite ou d 'un depot d e t errasse, a c ondition que, da n s t o u tes lcs situa ti o ns, o n d elimite d e s esp a ces r e l a ti ve m ent unita ires d u po i n t d e Yue d u contenu e t d e l a configur a tion s p a ti a l e (fig. I 25). L indi v idual isa tion des formes p a r l'in te rm edia ir e des m odu l es spatiau x n'est pas conditionn ee p a r un certa in t y p e d e r elief (ka r s t i qu e o u n on -karstique ; souterrain ou d e surface), p a r c erta in s pa r a m etres dim e n sio nn e l s (mac ro, m e so ou microformes) ou par l e c o n t enu m a t e ri e l des espaces a n a l yses (roc he, d epots e tc ) 1es modules etant troi s c a t egories univ e rsell e m ent appl icab le$. La s i g nificati o n des formes e l ementa ires nsulte, surt out, d e !'utili sa ti on: ell e est, morphog ra phique d a n s l e c as d e !'uni te li t h o l og i q u e k a r s ti f iabl e o u s pele ographique dans l e c as d e la form e ge n e ralr. d n vid e exca\'e, d e l a s u rfa c e e n ve lopp ante d es mi crof orm es uu d n remp liss ag e spel eal. Dan s les s ou s c hapitres su i vants on va d iscu t e r l a s i gnif i cation d es dime n s ion s Q.e l a f orm e et de l a p os iti o n d a n s l'espace d es m odule s ge ome triques utili ses a l a de limitati o n e n tronc; o n s u n itaires d e l'espace c xca, e des cavites souterra in es 2. 1.2.1.1 4 2. L e rejlet des 6l6ments du. 1'/Jsea.u x sou t e nain dans la tc r mi11ologie t ra rlitiomelle L a mi se e n evide nc e d es e l e m ents sp e l e o g r aphiques m a j eurs qui campo sent une cavite ou un r eseau s p e l e ologiqu e se f ait tra ditionn e ll e m e n t, par !'utili s ation d es t ermes: gal erie puits, cheminze, s a ll e e tc. (fig. 1.26), pri s po u r l es e l e m ents du r eseau souterra in (REN A ULT, 195 8 ). Ces t ermes so n t bie n connus e t ave c d es definition s a u ss i s impl es qu'ac ces i sbles. L eur di ffe r c n c i a ti o n a a la b a s e l es crit e r es s uivants: l a posit i o n d an s l'espace diff e r e n c i e les ga l e ries hori z on ta l cs d es c e ll es ve rtical es e t d es c e ll es inclin ees ; l a direction d e d evel o p p emen t diff e r e n c i e Jes puits d es ch eminees e t .les g al e ries ascendante s d e s c e ll es la dimensio n e n rapport a vec l' e spac e voisin diff e r e nci e l es sa ll es d es gale ries les div erticule s des galeries e t l e s nich es d es galeri es ou d es sall es

PAGE 50

37 A c La geometric des cavites et des rescaux karstiques l 1cm i jj B 0 49 E Fig. 1.25 L 'individualisation d e certaines form es et mi c r oformcs d e r e li e f par l 'intermediaire des m 6dule s a predominance unidirecl:ionnelle:' A crete calcaire; B -galerie souterraine; C -lapie; D stalactite ; E -depOt speleal. The individualisatitm o f som e r e lief forms Mid 1 i ti c rofol'1ns throu g h the modul e s with a configuration prevalently Wtitlirectional: A -limest one ridge; B-ga.llery; C-lapies; D -sta la ctit e ; E spelea. l d e posit Fig. 1.26 Les formes elementaires des reseaux k arstiques (d 'apres PH. RENAULT, 1958). The elementary foYms of the karstic {aftey P,H . RENA-UV.f, 1958). 4-c. 3782 Coupe

PAGE 51

Cri stian Goran 38 La form e de !'element s p a tial r cs t c un critere subsicliaire ou indirect d e cliffer e nciation, car la mis e e n evidence d es es pac es, done d es t ermes se f ait tout d'abord l'un par rapport a l'autre Le proc ede est nature l. car le reseau souterrain est mzitarc par l a connexon et l''1terco nditionue111ent des e lerneuts qui l e composent, mais aussi in s uffi sa nt. La definition des notions par une comparaison permanente avec un contexte spatial, a son tour, confuseme n t defini, confere a la spe leographi e une grande dos e de subjectivisme e t d e relativisme. Commc par e x emplc, I e t erme d e ga l erie es t garde indiffer emme n t si l'espace, ainsi denomme, a unc form e e t un e direc tion unitaire ou s 'il est con stitue par une alternance d es scctcurs larges e t e troits, haut et b as, asc endants e t d es c endants, droit s a angle s ou avec d e s meandres s'il a ou non d es cavites laterales La g alerie es t un ,tout" (plutot long et horiz o ntal) pour l eque l il n'y a pas d e critere clair d e delimitation ni d e methode d e sons-division ou d'analyse d es elements composants L cs div e rs secteurs o u a sp ects de la galerie sont consideres ordinairement, sc ul e m ent des elements d e description, d e clas s ific a tion ou d e generalisation d e !'e nsemble (du reseau); ainsi, la t e rminologi e traditionnelle d ev i ent ambigue et inop erantc dans d es analyses rigour e usem ent speleographiques e t s peleom ctriqucs. La plupart d es auteurs delimit ent !'analyse speleographique aux simples d escriptions. C' est pourquoi la connais s ance, la comparai son e t la cla ss ification d es e l e m en t s composants sont r es t ees beaucoup e n retard. On m entionne, aussi, d ans c e sens !'utilisation limitee dans l es interpretations s p e leog e n etique s d e certaines inform a tions s peleo g raphiquc s e t spe leometriqu es evidente s en rapport a certaines causes ou a c er t a in s processus morphodynamique s supposes. Notre d esse in es t d e propos er-par l'intermediai rc d e s modules spatiaux -une m ethode d'anal yse e t de sys t ematisa tion d e la variet e speleographique ct pas du tout un r emplace m ent ou un e revision d e l a t e rminolo g i e speleologique traditionne lle. 2.1.2.1.1.4. .3. La. delimita.tion. des m odul e s dans l e vide excave Par la division d es cavites souterraines e n tronr;ons assimilables a c ertains modules geometriques (fig. 1.6) on pour s uit, d'un cote, une id entification d e l eurs form es reell es avec l es formes geometriques, dete rminees theoriquement e t, d e l'autre, l'individualisa tion d e la form e r e e ll e e n tronc;ons ave c nne configuration unitaire e t spe cifiqu e qui p eut etre examinee geometriquement et e nsuite, causalement. Toujours, la form e, l es dimensions e t la position d a ns l'espace clu module choisi sont proches s i e ll cs n e peuvent etre iclentiques d e la configuration r eelle que l'on analy:c:e ; l es similitudes s'imposent implicit e m en t aux axes, aux se ctions, a l a forme d es surfaces enveloppantes e tc. Toute forme elementaire p eut etre id e ntifi ee p a r rapport au but e t a l'e ch e lle d e detail d'am.lyse a une ca vite souterraine clans son e ns emble ou a un tronqon d'un ensemble souterrain. Au pre mi e r cas, on a affaire soit a une approximation globale, a une tres petite echelle de la forme cl'ens emble par un corps geometrique, soit a un espace souterrain, tres regulier (forme, dimen s ions e t direction .constantes) -unitaire clu point de vue de l a confi guration spatiale et elementaire du point de vue de la geometric-a une echelle de grande analyse (1: 100

PAGE 52

39 La g6ometrie d es cavites ct des r esea.ux karstiqucs 51 I: 1000}. L es dimensions de t e lles cavites souterrain e s unimodulaires sont, d'ordinaire n6.duites. Au second cas, le plus fr e qu ent, l e module es t un trontyon d'un ensemble souterrain. La delimitation d es modules d'un e n semble est une operation subje c tiv e Ctant subordonnee au but e t a l'ech e lle' d'analyse d e la form e re e lle, m:us ellc doit ob serve r qu elques r eg l es: l e module contient integralement, entre ses plan s de delim itation, la surface e n vcloppante du trontyon de1imit e ; l e module m e t e n ev id e nc e dans so n cadre, un e unite d e Ia forme, des dime n s ions e t d e la position d ans l'espace e t, par rapport aux mo dules vo i s ins d es modifications evidentes d e ces parametres. On attire !'attention sur la correcte d es modules spati aux dans l e cadre d un e n se mble, parce qu e l eur nombre e t l eurs dim e n sions ne co) ncid ent, d'ordinaire, avec cclui d e s : ga l eries, d es puits, d es c h e mi nees c t d es sa ll es. Comme r eg i e generale dan s I e cadre d'un modul e entre l'uniti s patiale de toutes les cotifiguratimJs avec l es Clbnen.ts e t l e s param e tres gemne t r iques relativeme1 1t conj ormes e t entre d e u x modul es voisins il y a au m oins un eU!m ent ou un parametre geometrique contraire. Pour toute cavite ou tout r esea u souterra in il ex iste un norn b r e optimal et un autre maximum d e divisions e n modules L e 1'lombre optimal est e tabli par ]a n eccssite d e !'ide ntifi ca tion (a l'Cch c ll e a'analyse choi s ie) de toutes l es modifi ca tion s ev identes d e co nfigurati on spatial e e t I e uombre 1naximum par la n ecessite du r e spect d e l a condition d e form e d e tou s l c s e l e m ents et d e tou s l es p a ram etres geo m etriq u cs r e l ative m ent conforrn es Ains i l e trontyon de ga l e ri e illu s tre dans ]a fisrure 1.27 est correct e m ent i d c n -Fig. 1.27 La division d 'un cspacc ex cave e n modules: A -optimalc; B m axi-mum; C -incorrect e. The division. of th e excav at ed space in modules: A -opti-B mu-m; B -maximum; C inadequa te. (_ MJ M ? tifie avec un ( ge n e r a li sa tion optimale) ou bi e n avec troi s (di v i s ion m axi mum) modules a predominance unidire ctionn e ll es, s i on ti ent compte de l a c omp ensation des espaces elimines ou a joutes. Une augmentation du nombre d e s modules (cinq, par exemple) diviserait c e t espace unidire ctionnel aussi

PAGE 53

52 Cristian Go ran 40 en. modules. a predomjn;:tp<; e .bidirc ctionn e ll es, COil tr.ai res a la CO!l.dition de torme. d e l'es pac e e t d e l a direc tion dominante unique . En anticipant c e qu'on va d emontre r dans les parties smvantes de c<;t ouvrage on attire !'attention qu' a un e unite spatialc; de1imite e c t qc prime e par un module geOI).1etrique, il faut qu'on pui ssc toujours atti'ibue r une s ignification speleogenetiqu e e t speleoevolutivc; plus ou moin s pretise e t Dans l'espace d e chaque form e unitaire il y a eu. ou il y a une unite e t un e speci ficite d e c:;onditionnem ents morphQdymtmiquesJL es de configuration entre d eux form es voisine s r epresentent, dans l e plan causal, la modification scms1N e d' em mains u;< d e s i l ime11ts (dos: fac t eurs ou d es proc ess u s ) qui l e s ant e n gcndris . Nous de s iron s signale r la geometric de s grottcs proposec par Nrthur L.. LAN GE, en .1959 et e n 1963 .*. Mais contrairement a n o u s qui di v i s ion s l'espace souterrain e n tronc;:ons aux configurations unitaires 1:\. L. LANGE r ecourt au r e mpli ssage d es l'es pac e souterra in avec lin e agglomeration d e corp s geometriques (des con es ) ou a l a d ecomposition du contour d es ga l e ri es (de.s gours e tc.) e n figures ge om etriques. L e but reste l e m e m e : trouve r d es e l elllepts COnvergents Q U l'etabli sse m en t de Cel' t a ines loi s d'exp lication d es processus speleod y namiques Nos poss ibilites d e m e ,I1ta tion eta:nt relative m ent, r estre in tes, n ous n e co nn aisso n s pas d'autre s o.u.vrages s u r c e theme. 2 1.2.1.1.4.4. L a sign i f i cation de la configumtio n spatiale 2.1.2.1.1.4.4 1 La s ignifica. t iotl d e s dim e nsious La dimen s ion d e s modules es t un criter e initi a l d e differenciation parc. e que d e nombre u x elem ents speleographiqu e s sont particlle m ent defi nis :par d e s conventions dimen s ionn e ll es. Une premiere convention. es t l a dej1:m'tt:o11 d e la grotte par l aquelle on conditionn e l es dim e n s ion s minimes d un e caYit e sou t erraine a un deve loppement de 5 m. et de p e netrabilite. La pe n etrabilit e a e t e definie par d e s se ctions transve rsal es supe ri e1Ires a:'! modu l e l!u man -con s id e r e une sphere avec un diametre d e 1 m; une dim e n s ion plus correcte eti-e de 0,5 m. Dans ces condition s J e modul e minimum d e J a d efin i tion d e }a grotte a un axe ega l a 5 m . un clia m etre de l a section versale a l'axe (oppo s itim1nell e ) d e 0,5 m., et il es t a predorninan<;:e ,,unidire ctionn e ll e avec une dir e ction doniinant e minimum 10 f ois plus grande Pour les modules d e dim e n s ion s inferi eures, on sort du domain e des cavites unimodulaires : -l es axes plus p etits d e 5 m. suppo se n t, soit d es c avi t es principales, plurii:nodulaires soit d es vicles ou d e s cre u x s e c ondair es dans la rochE' (nich es, :r;narmit es etc.); -l es sections plus petites d e 0,5 m supposent d es e xc avations secondaires -Le rapport entre l es dimensions de l' Ol-f-verture et l e s di men sions de la cavite constitue :un: condition d e d efi nition d e l a grotte; _le developpement de la cav1te dmt etre plus grand que toute autre dim e n s ion de l'ou-. Nous remercions notre collegu e M SERBAN 'qui a mis a notre di .spositionlesouvra,ges re,spectifs.

PAGE 54

41 La geometric des, c .av.ites.et des r eseaux karstiqucs 53 v erture. En. dehors. d e c ette condition ; on ,du domaine sou t e rrain et on entre dans d e s d e type -de's :abris ; de s ar.cade s, d e s ponts naturels d e s dolin e s etc . Les dimensions d e s s e ctioizs d H modu l e sont done c e ll e s essentie ll es dans la determination d e la signification s pel e o g r aphique; e ll e s detenninent, dans l e cas d e s module s aux formes r essemblantes, l e rapport de suboraination entre le's el e m ents s pel eo graphiques Sur la base d e s dim e nsions on di s tingue l e s .vide s principaux d e c eux second a ir cs ou la cav it e propre m ent .dite d'autres me s ofo r m e s ou microform es adjacentes a e ll e 2.1.2. 1 1.4 4 2 La s ignification d e la f o nne L e s trois cate gori e s d e module s spatiau x sont a ss imil ee s aux es pac es so1:1terrains d es configurati o ns r esse m b l antes a c e u x -ci mais il n'y a pas d e delimitation tres stricte d e la s i g nification s p e l e o graphique par rapport .a l a forme. A Les module s unidirectionnel s etant d evc lop pes surtout e n longu e ur, p euvent etre ide ntifi es aux c ertains tron<;ons d e gal e rie, d es puits ou d es ch e min ee s lls sont incomp a tibl es a l a conf igura ti o n d e s s a ll es . Les modules bidirectionnels, par r apport a l eur p o s ition dans l'espac e s id e ntifi ent aux portion s d e gal erie; d es puits e t m e m e s alles Les module s e n p re mi e r e li e u aux sall e s, m a i s a u ss i a c erta in s pui t s o u a des c h e min ecs tres l a r gcs e t pe u profond s r es p ective m ent hauts . lls p e u vent a u ss i entre r d ans l a c omposition d e -certa in e s gal e ri es a u lon g desquelles appar a i ssent d es tronc;:o n s l a r ges e t h auts. 2.1.2.1 .1. 4 : 4.3 La s ignifica tion d e la .. P o si t i o n d mt s l e space La position dans l'espace d'un module est dete rmin ee p a r la position d e sa direction domin ante c;ia n s s on rapport avec l es plans du systeme d e coordonn ees. Parmi l es rotations po ss ibl e s dans l'es p a c e l es seules qui modifi ent la signific a tion s p e leographiqu e d es modules spa ti aux sont ceux qui se produis ent dans l es plans v erticaux oxz e t Qyz. Pour les modules unidirectionu e ls, e n function d e l a form e de leur a x e longitudinal l e ch angementde la po s ition (entre c ertaine s limites) modifi e la signification du module enti e r, sans tenir compte d e s a forme g e n e ral e s e separant ainsi les gal e ries horizontale s d e c e ll e s qui sont inclinees e t v e rtic a l e s (fig 1.16). L e s rotations autour d e l'ax e longitudinal modifi ent pour l e s axe s droits seul e m ent la s i g nif i cation d e l a se ction ; pour l es a xes -combe s, la pos ition dans l'espa c e e t l a s ign i fication du module entier. Pour les modules bidirectionnels, la sig n i fic a tion s p ele ographiqve es t donnee par la form e e t pc..r l a p o s ition d a n s l'esp a c e d e l a surf a c e princi p a l e de referenc e Dans l a figure 1.2 8 l e m e m e module p eut etre id entifie, par le changement d e la position d a n s l'e spac e d e l a surface princip a le: .a. un secteur de gal e ri e tres large, a un autre tres h aut ou a un puits ou .a une che minee courts et apla ti s; pour, d'autre s p os ition s d a n s l'es p a c e intermediaires, il n'y a plus de s i g nificati
PAGE 55

54 pace plus Gristian Goran 4Z 11 s'ensuit que la sign ification speleographigue d e la position dans. l'esest d'autant plus evidente que le module a liD caractere dommant fort. A B Fig. 1.28 Le changem ent d e Ia signification speleographique d'un module a predominance bidirectionnclle, par l e c h a ugem ent d e Ia position dans l'espacc d e Ia surface principale. The chang e in the speographic significance of a prevalently bi d irectional module, du e to th e m o d if ication of th e pos i tion. in space of th e principal s wjacc. 2 1 2.1.1 .1.1.".1. L a s i g11i}i cation d e la positicm d011s le riseau.s s out crrain La position du module dans l e cadre d e ] 'en semble souterra in es t ex t e rne, quand il conti ent un e ou pl u s i eurs ouv ertures, int e rm edaire, quand il se situe entre d'autres modules ou finale (cul d e sa c marmite inve r see etc.), guand il es t ouvert par un seu l plan d e delimitation. Pour l es cavites unimodulaire s, l e module a: soit seulement une position externe sitne entre d eux ouvertures soi t une doubl e position, exte rn e e t final e (fig 1.29 ) I b 1 c I ,/ ... /_, __ I I Fig. 1.29 L1. position d es modules dans unc cavite souterraine: Acavite plurimodulaire; B -ca vites unimodulaires; a m odule ext crne; b m odule intcrmediaire; c module final; d -module externc e t fina l ; po l e 1 ipl1 lp12 1 po I P02 I ',, I p lan de l'ouvertnre; s l -section d e li a i son. The position of th e modules in an B underground cavity: A plu.ral / module cavity; B -single module 1 cavities; a exte r nal module; ,,_' -----Jf' t ) b -inte rmediate module ; c -fi/ nale modttle; d -external and r;.----------final module; po th e plane of I po d the ope ning ; sl th e l i 1 1kin g sect i an. 'P01 a

PAGE 56

L<1 geometric reseaux karst iques 55 :pans la position externe l e s modul e s sont ouverts par !'intersection d e la s ur:face topographique lc plan de delimitation dans c ette incidenc e etant t e plan de touvertur e S'il intersecte un ax e du module (longitudinal, s ubordonne ou oppositionnel) p er p e ndiculair e ou sous un angle, l'ouverture est axiale {normal e ou sous-normale) et s'il es t dans une autre direction, on considere l'ouverture non-ax i al e Le module est ouvert dans toute la section (ouvert ure totalc) ou partie ll e m ent (ouverture lim#ie; fig. 1.30) Fig. 1.30 Modalites cl'ouverture des modules ext ernes: A -ouverture axiale norm ale; B -ouverture uxiale sous-normale; C :-ouverture non-axiale; a ouverture tota le; b -ouverture limitee; po -l e plan reel de l'ouverture; so '-Ia section convention-n e ll e de l'louverture. The possibilities for th e opening A of th e e xtcrna.lmodules: A -normal axial opening ; B inclined axial openi ng; C -non-axial of >ming; a complete opening; b -1'e stricted opening; po th e real plane of the opening; so th e conv cntioual cmss section o f th e opening. I a ____ ..., -J--rl pol 1 ISO 8 ' ,"' -,_ v "-:xf -1 -' PO. ISO r. Entre la forme e t l cs dim e nsions d e l'ouverture e t d e la section du module, il y a des r apports d'ide ntie, d e con grue nc e ou d'incongru e nce. La configura tion d e l'ouverturc resulte d e !'incidenc e entre la configuration d e la s urfac e topographiquc c t cellc du modul e Dans J'acc eption speleologique, l'ouverture d'une cavite ne coincid e pas avec l'ouverture proprement dite du module s patial. Elle es t determine e par l a sect ion de l'ouvcrture, e tabli e conventionnellemcnt. Au cas d es grottes, la sect ion es t considercc dans l e plan vertical qui passe par l e point le plus r e tire (vers l e souterrain) du contour d e l'ouverture e t au ca s d es avens ellc es t etablie d a n s le plan horizontal qui passe par l e point de cot e minim e du contour de l'ouverture (GORAN, 1991). Pour l es modules finaux on analyse l e rapport entre la direction dominante e t l e mode de delimita tion des es pacc s voisins la sectio n de liaisou (fig. 1.29) 2 1 2.1.1.4.5. L e probli!m e des sallcs Malgre !'atte ntion specialc accordee par quelquc auteurs (RENAULT, 1958, BLEAHU, 1973, BOGLI, 1978), l es sall es sont !'e lem ent speleographi qu e l e plus vaguemcnt dcfini. Sans t enir compte du t y p e morphographique ou genetique, par .,salle" on a convenu d e comprendre un e largiss e m ent notable du cavern e m ent, accompagne ou non d e s on elevation (fig. 1.26). Les salles ne sont done pas defini cs comm e individualite s morphographiques, mais par rapport a leurs galeri es d'acces. Ce rapport n'a pas une valeur rigoureuse, il est foumi pas .,!'impression" d'elargissement ou d ele vation de la section, qui apparait au moment d e la penetration dans ces e spaces. Etant donne la grande non-uniformite d es es paces con s ideres comme salles et le manque d'un rapport limite entre l eurs dim e nsions, le terme

PAGE 57

56 Cri stian Gora_n de salle et tous ses derives (gal e rie-sallc, salle-puits, gr()ttc-salle, ouveri'itre-salle etc.) entn'!s detii1itiv e m ent dans la et dm1s la morphologic speleologique, sont inoperants dans l e d'une systematisation d es reseaux souterrains selon des criteres geo:rjlefrigues. Actu e llcm ent, quand pres que dans toutes l es il y a espa:. c es ,baptises" sa lle s, toute definitioH, done toutt: r es h'iction d e l'acc e p tion .,salle" et d e la. terminologi e traditionne ll e SUJ'lpri:rii.erait (comm e d enomination) au main s deux ti e r s d es sa ll cs connues Malgre cela, e n ,lc d es spe leonymes", nous rccommandoris, au cas des descnpb,.. ons et d es cl as s \{ications spe l e ographiques, !'utilisation du t erme seu_pour unitaires 1 c t bien individualises qui r emphssent l es deux condition s suivantes : .. 1 r \ aux m?{h i i es tridim cnswnnel s (f1g. O\l < ;mx rnod:i:!lcs a \ predommance bidirectwnnelles avec la s y rfac c p rincipql e inclin ee (fig._ -ont des sectwns qm domtpcnt; par l eurs l es sectiOns. des espaces voi sins. U n e definition plus compl etc ] a sa:Jle s uppose la discussion prealable de la geoJ.neti:i e de !'as semblage des formes e lementair es 2f2. 7.2. Morphp1jtetrie ct sfC!/cn : clric L'image quantitative de l a configuration du resea u sou t errain comp lete celle que l ( on obtient par spe l e ographie E ll e es t exprimee par d e s dim e nsions. r eelles, moyennes e t par d es indic es dont la methodologie de m esure c t de ca1cul represente pour la morphome tri c o u pour la spe leometri e un but e n La caracterisation quantitative des cavites souterraines est un des problemes compliques que !'elabora ti o n de l eur geo m etric souleve. Pour l es modules spatiaux, la morphometric se r e sume aux parametres ou a uxcoordonnees d es corps geometrique s avec l esque l s ils son t assimiles ou generalises, mais elle doit etre a d a pte a la pratique speleologique u su e ll e a la speleoriH'!trie. 2.1.2.1.2.1. Ge11erp.lites Dans l e chapitre d e morpho-et speleograp hi e ont ete illustrees, condi-twnnees ou analysees l a form e e t la position dans l'espace des modules. geometriques par rapport aux elements n ecessaires a la definition de ces configurations spatiales -les elements geomi.triques (ax es d'inte r se ction surfac es d e reference, surfa c es e n ve lopp antes e tc.). Pour l a constitution d'une configurati?n spatiale i eelle sur la base d e ces eh'!ments geometriques, s'imd es parametres n e c essa ir es e t s uffi sants. pour l a d e termmatwn de grandeur et de la positio_n dans l'espace des. modules defm1s theonquement -les parametres dimensionnels . les paralljle_tres doit etre precede e par la defm1hon de la conf1gurat-10n spahale dont ils sont l es determinants. Par exe inple, on n e p eut' etablir parametres .cavite sou'terraine sans definir la e t sans _toutes conditions ou conventionnelles. qm debm1tent une caVIte du reste des volumes (exterieurs ou interieurs)

PAGE 58

La geometric cavites e t des rcseaux karstiqucs 5 7 qui l'inclu ent, l'avoisinent ou bien qui y sont indus. Dans lcs preoccupa tions d e la morphometric doit entre r aussi la discussiqn des conditi,ons ou .de s conventions de de[1:niti01i et d e det1:mita#on dime1ts iomte lle d es categori es d'espaces analyses. Le but explicite d e la spe l eometric est !'obte ntion, par l'intermediaire d es appreciatio n s quantitatives; 'd'tme image d'autan t prus complete et plus precise d e s caractiristiques c t de l a conjigt.tration spatale d u risea1-t spiteologqu e c t les parametres dime n s ionn e l s sont la modalite l a plus synthetiquc e t exacte d'cxpress ion d e la compl e xite ou d e la div e 1 site de c e ll es -ci. 2.1 2 1.2.2. Cat eg ories de pa1ametres L'unive rsalit e d e s categories spatiale e l e m enta ir es determine aussi une univ e r salite d es parametres dimt:>nsionn e l s d e cellcs-ci 11 ex i s t e des p arametres ge ncraux, qu i def ini ssent toute categori c d 'espace (unite d e relief r eseau soutc rrain, microf orme etc. ) e t des parametres spccifiques (ou d es denominations spec ifiques) , pour l e s caracteristiqucs d es di ve r ses significa tion s attribuecs a un espa c c 2.1.2.1.2.2.1. Les elimCI!tS d e refirmcc Lc s parametres dim e nsionn e l s c xprim ent du point q e v u e numerique lcs ca r a cteri s tiqu es de certains point s situes sur la surfac e e m r e loppante d e l'es pac e ana l yse. L eur e tabliss e m ent e t l eur expressiOii, pour un es pac e donne, diff e r ent f'n fonction de s element s intermediaires d e reference, par }csque l s il s se rappof t e n ( au sys tep1C q e coordoime cs OX)'Z, r csp ectivc m ent: -ics e l n1ents geon 1etnques: les direc tions conHntionnelles; l es plans coo\ent ionn e l s . En fonction d e !'ele m ent .inte rmediaire utili se,la: methodolo g i c de m esure et d e ca l cu l d es paral'netr e s dirh eFis ionn e l s differe. 2.1.2.1.2.2. 1.1 L c s j J Ma.m<'lr c s g i o .mcll' iq\u s Les e l e1pents caracterises par l 'inte rm ed iair e (ie s para met'ri:s gc om e triquc s expr 'iment)es dimension s re e ll c s q e l 'cs pace soute r:rain, rr\a i s ils sont so uv ent difficilc s a materialiser et a m esurer. C es c le mei1ts sont l es axes d'intersc ctioi1 d es moouks qui p e uv.ent avoir n'importe quell e .clir edion et position l'c s pac c; dimension s n c sc modifi ent p as au d e position dans l 'espacc du. vide e t m esure se f e ra a 11artir d'mi critere 't'lr1iqt,re (fig. 1.31). F i g. 1.31 L c s p Qraq tetrcs gcomctriques cl'un titOdulc a predOtili ll?.llCC un idi recti n e llc: L longu eur, lm largeur moycnne; g m -epai-sseu r t)tpycnne . The g eometrica l fJaram ctc r s of a prevalently unidircctiona. l m odule: L -tm m edium width; gm -di-lmt thic knes s.

PAGE 59

58 46 2.1 2.1..2.2 1.2. Les pam1net1 es .topospilt!Cmu!triq ucs L es directions conv entionne ll es, etablics p a r Ja topometrie que l e s param e tres topo-speleometr i ques -r eprescntent la modalite pratique d e m esure d e l'espace s ou terrain par des dim e nsions d e s plus l 'approchees d e celles r e ll e s Elles : son t .. m esurees. par rapport : au planchc r : d e la gale rie! a la direction .Nord (l'axe o y), au plan horizontal du cadran d e la bousso l e (oxy) e t a l'axe gavitationnel dn fil d e plomb (l'axe o z ) L es m e nsions e t l eur denomination d e p endent d e la position d a n s l'espace du vide (fig J .32) e t l eur m esure se f ait d'apres d es crite r es con vention nel s r d l r 11 I h=d )} I j. L Fig. Le changc mcni: fle I a signification des pammetres topop