V rámci celkové rekonstrukce jímacího objektu na ponikelské vyvěračce, při které bylo nutné dočasně snížit úroveň hladiny ve vývěru proběhlo střednědobé měření režimu podzemných vod v Ponikelské jeskyni a blízkých studních. Výsledky tohoto měření přinášíme s menším spožděním níže.
Sledovaná místa, použitá technika, její možnosti a omezení:
v pátek 9.10.2009 byly nainstalovány automatické záznamníky hladiny vody na čtyřech vybraných místech:
1. v Ponikelské jeskyni v sifonu u čerpadla
2. v Ponikelské jeskyni v Jezerním dómu
3. ve studni vedle vyvěračky
4. ve studni u Tomíčků
První tři zaznamenávaly hladinu každých 5 minut, čtvrtý, ve studni u Tomíčků každých 60 minut. Krátký interval měření jsme zvolili záměrně, neboť jsme předpokládali možnost rychlých změn hladin. Byla použita komparační (porovnávací) tlaková čidla s automatickými záznamníky dat. „Komparační" se jim říká proto, že měří rozdíl mezi tlakem v místě čidla a atmosférickým tlakem vzduchu nad hladinou. Výsledkem je tedy pouze hydrostatický tlak vody, který odpovídá jejich hloubce pod hladinou vody. Měřený tlak (v Pascalech) je na úroveň hladiny (v metrech) přepočítáván.
K dispozici byla čidla s rozdílným rozlišením: Čidla v Jezerním dómu a ve studni u vyvěračky poznají a zaznamenají změnu hladiny o 1 mm, zatímco čidla v sifonu u čerpadla a ve studni u Tomíčků teprve změnu o 3 mm. Proto je na hodně zvětšených grafech vidět, že se hladiny nemění úplně plynule, ale po „skocích" o přibližně 1, nebo 3 mm (viz obr 11). Rozdílná rozlišovací schopnost použitých přístrojů nemá žádný vliv na přesnost měření, ani na výsledky hodnocení. Má vliv pouze na to, jaké nejmenší změny úrovně hladiny jsme již schopni zaznamenat.
Kromě tlaku (úrovně hladiny) měří čidla také teplotu vody (viz obr 2). Protože jsme před zahájením pokusu teplotní čidla nekalibrovali, je nutné brát naměřené teploty jako přibližné.
Paměť záznamníků je schopna pojmout 16.316 dvojic čísel (tlak a teplota), což při intervalu měření po 5 minutách vystačilo do 5. prosince 2009. Jsou nastaveny tak, že se po zaplnění paměti samy zastaví. Naměřená data pak zůstávají v paměti zachována i v případě vybití baterie.
Před zahájením pokusu jsme nezaměřili vzájemnou polohu hladin. Proto jsou naměřená data relativní. V připojených grafech jsou všechny hladiny srovnány tak, že na začátku (v pátek 9.10.2009 večer) začínají v úrovni nula metrů a z dalšího vývoje je patrné o kolik metrů klesly, nebo stouply v průběhu výkopů a po nich. Ve skutečnosti se jejich vzájemné výškové úrovně liší. Hladiny v sifonu u čerpadla a v Jezerním dómu jsou pravděpodobně na totožné úrovni, hladiny ve studních u Tomíčků a u vyvěračky by měly být níže.
Srážky jsou sledovány automatickou srážkoměrnou stanicí Českého hydrometeorologického ústavu ve Vysokém nad Jizerou. Období výkopových prací bylo deštivé, avšak vliv srážek byl málo významný v porovnání se změnami hladiny podzemní vody způsobenými výkopovými pracemi na vyvěračce. I přesto způsobily srážky vzestup obou hladin v jeskyni přibližně o 8 cm během jednoho měsíce od první poloviny října, do poloviny listopadu 2009. Ze záznamu hladin po odeznění vlivu výkopových prací lze na případu větší srážky 4.11.2009 předpokládat zpoždění jimi způsobeného vzestupu hladin v jeskyni minimálně o 1 den.
Průtok Ponikelského potoka pod vyvěračkou před zahájením prací 9.10.2009 byl 5,5 l.s-1 (měřeno). Průtok potoka nad vyvěračkou cca 0,5 l.s-1. Odtok z vyvěračky a průtok potoka nad vyvěračkou během prací a po nich bohužel měřen nebyl.
Výsledky měření:
1) Hladiny v jezeře v Jezerním dómu a v sifonu u čerpadla se chovají stejně. Při průkopu vyvěračky však od určitého okamžiku klesala hladina v jezeře nepatrně více a v době maximálního snížení hladiny byla zapadlá přibližně o 2 cm více než hladiny v sifonu u čerpadla.
2) V sobotu 10.10.2009 začaly výkopové práce. Hladina ve studni u vyvěračky zareagovala prudkým poklesem ve 14:23 hodin. Obě hladiny v jeskyni zareagovaly náhlým poklesem cca o 30 minut později (kolem 14:50 hodin). Viz obr 3 a obr 4.
3) Obě hladiny v jeskyni strmě klesaly průměrnou rychlostí kolem 7 mm za hodinu po celou dobu prací na vyvěračce. Maximální snížení bylo -61,5 a -61,7 cm. Viz obr 1 a obr 3.
4) Hladina ve studni u vyvěračky klesala rychleji. Po zahájení prací 10.10.2009 během prvních 25 minut (14:28 – 14:53 hodin) prudce klesla o 28,5 cm. Potom se rychlost poklesu ustálila kolem hodnoty 8 - 9 mm za hodinu. V 15:28 hodin začala hladina vlivem zavalení výkopu. znovu stoupat. Do 15:38 stoupla o 11,2 cm. Následoval prudký pokles, který se od 15:58 opět ustálil v původním trendu kolem 8 – 9 mm za hodinu. Viz obr 4. Pokles se zvolna zpomaloval cca do neděle 11.10.2009 8:30. Kdy došlo ke krátkodobému ucpání odtokového potrubí a vzestupu hladiny vyvěračky, který se projevil ve studni cca 30 minut trvajícím vzestupem o 5 mm a opět pokles původní rychlostí. Obě hladiny v jeskyni reagovaly na tutéž událost málo zřetelným (ale přesto zaznamenaným) zpomalením a znovu zrychlením poklesu se zpožděním cca 1 – 2 hodiny za vývojem hladiny ve studni u vyvěračky. Viz obr 5. Dne 11.10.2009 v 19:38 hodin zaklesla hladina vody ve studni u vyvěračky pod úroveň dna (studna na suchu). Její chování od 11.10.2009 19:43 do 13.10.2009 18:48, kdy se opět objevila nad dnem, proto nelze určit.
5) V úterý 13.10.2009 zareagovaly hladiny v jeskyni na ukončení prací na vyvěračce ostrým vzestupem v 18:00 hodin (± 10 minut). Hladina ve studni u vyvěračky byla pod úrovní dna (suchá), takže není jisté, kdy začala stoupat. Pravděpodobně se tak stalo bezprostředně po začátku záhozu výkopu. Na dně studny se stoupající voda objevila kolem 18:48 hodin. Zpět na úroveň před zahájením výkopů se hladiny v jeskyni i ve studni u vyvěračky dostaly shodně v noci z 19 na 20.10.2009. Viz obr 7.
6) Využívaná studna u Tomíčků není v přímé hydraulické souvislosti s jeskyní, avšak touto vodou je dotována. Viz obr 1 a obr 3. Snížení hladiny vody se projeví snížením přítoku do studny. Odběry vody ze studny způsobují výrazné prudké poklesy až o 20 cm, které se mohou vyrovnávat 3 i více dní, což znesnadňuje sledování vlivu výkopových prací na vyvěračce na tuto studnu. Přibližně lze říci, že hladina ve studni u Tomíčků začala vlivem výkopů klesat teprve kolem 13.10.2009. Po ukončení prací na vyvěračce však hladina ve studni u Tomíčků jejich následkem klesala dále a to i v době, kdy hladiny v jeskyni byly již zpět na úrovni před výkopy. Klesala až do 3.11.2009, kdy začala znovu stoupat. Své původní úrovně dosáhla kolem 20.11.2009. Maximální pokles způsobený výkopem vyvěračky byl kolem -40 cm. Je pravděpodobné, že v případě déle trvajících prací na vyvěračce (i kdyby výkop nebyl hlubší) by i pokles ve studni u Tomíčků byl větší. (Protože nedošlo k ustálenému stavu snížené hladiny). Zjištěný pokles může být ovšem způsoben také pouze omezením přítoku od 13.10.09 a jeho obnovením teprve od 3.11.09, tak jak se rozšířil a poté začal vyplňovat depresní kužel kolem výkopu ve vyvěračce. Tedy prostě došlo ke změně proudění podzemní vody směrem k výkopu. Potom by hydraulická souvislost mezi jeskyní a studní u Tomíčků v podstatě nebyla žádná?
7) Je patrné, že poklesy ve studni u Tomíčků způsobené odběry vody nemají žádnou odezvu na hladinách v jeskyni, což potvrzuje závěr o nepřímé hydraulické spojitosti, nebo omezené propustnosti mezi jeskyní a studní u Tomíčků.
8) Během výkopových prací nedošlo k ustálení klesajících hladin v jeskyni na nové úrovni a po ukončení prací přešly strmé poklesy hladin rovnou ve strmé vzestupy. To znamená, že pokud by byl zásyp výkopu zahájen později, hladiny vody v jeskyni by klesaly dále (maximálně na úroveň sníženého odtoku prokopané vyvěračky). (Vody v sifonu, by pravděpodobně zmizela odhadem o 24 – 36 hodin později).
9) Krátkodobé, a to i razantní výkyvy hladiny ve vyvěračce způsobené instalací regulačního nástavce dne 4.11. se v podstatě na sledovaných hladinách v jeskyni neprojevily. Přidáním regulačního nástavce na přepadové potrubí nastoupla hladina ve vyvěračce až do úrovně terénu. (viz obr 12) Následně se postupně výška přepadu upravovala (několikanásobné sundání nástavce, zkouška, odříznutí apod.), tak aby se voda nevylévala na terén a přitom byla v takové úrovni, která umožňuje přeliv odběrné do jímky.