Cercetare

Râul subteran din Huda lui Papară. Analiză hidroturistică

Drenajul subteran din Peştera Huda lui Papară se realizează în regim de curgere cu nivel liber, cursul subteran fiind penetrabil pe o lungime de 1200 m. Doar pe un tronson scurt, în zona insurgenţei, curgerea se realizează sub presiune. Profilul longitudinal prezintă o denivelare mai pronunţată în sectoarele din amonte şi din aval, cel intermediar fiind cvasi-orizontal. Rupturile de pantă materializate prin praguri, porţiunile cu pantă moderată şi acumulările de claste determină apariţia cascadelor, repezişurilor şi a lacurilor cantonate în marmite sau în spatele barajelor sedimentare. Fluctuaţiile de debit înregistrate în anul de observaţie sunt direct legate de regimul precipitaţiilor atmosferice, topirea zăpezilor precum şi de prezenţa unor fenomene meteorologice cu intensitate excepţională: averse de natură convectivă sau frontală. Sub aspect calitativ, râul subteran din Huda lui Papară prezintă caracteristici fizico-chimice specifice cursurilor subterane din areale cu substrat calcaros, specia carbonatică predominantă fiind HCO3-. Singurul indicator de poluare identificat sunt clorurile, dovadă certă a unei poluări cu deversări menajere. Situaţia este explicabilă prin prezenţa cătunelor Ponor şi Valea Poieni de pe cuprinsul bazinului hidrografic al cursului epigeu Cheia.

În bazinul Cheia s-a instituit un acvifer carstic prin captarea în subteran a trei cursuri epigee (Poieni, Ponor, Valea Seacă).

În urma evoluţiei formelor de suprafaţă a apărut o treaptă antitetică reprezentată de abruptul sudic al dolinei de prăbuşire Vânătara. Apele pătrund în depozitele calcaroase jurasice şi curg sub presiune pe un tronson de 40 m. După acest sector spaţiul se dilată şi curgerea se face cu nivel liber pe un parcurs de 1200 m – râul subteran din Huda lui Papară.Configuraţia albiei în profil longitudinal prezintă două sectoare mai denivelate situate înextremităţi unde apar cascade şi lacuri cantonate în marmite. Pe sectorul intermediar, datorită pantei reduse, cursul subteran meandrează prin plaje de pietriş şi nisip (Fig. 1).

Acviferul carstic este localizat în partea de nord-vest a Munţilor Trascău, într-un pachet de calcare jurasice de extensiune mică, pe un afluent de dreapta al Arieşului – Cheia (Fig. 2).

Observaţiile şi măsurătorile efectuate au vizat aspecte cantitative (debit), calitative (spectru fizico-chimic), morfometrice (lungime, lăţime, adâncime, înălţimea cascadelor) şi morfologice (configuraţia albiei în plan şi în profil longitudinal, depunerile din cadrul albiei). Datele calitative şi cantitative acoperă un an – 2009, prelevarea probelor pentru stabilirea parametrilor fizico-chimici şi măsurătorile de debit efectuându-se în aval de portalul Hudei.

Ridicările topografice realizate cu staţia totală au permis întocmirea unei hărţi a cursului subteran pe o lungime de 1000 m, surprinzând cele mai relevante elemente morfometrice şi morfologice. 

Fig. 2 Bazinul hidrografic al Arieşului în amonte de Buru(cu localizarea râului subteran din Huda lui Papară)

Observaţiile de natură morfologică, identificarea unor depozite sedimentare, depunerile de argilă şi resturile vegetale au permis reconstituirea unor nivele de viitură catastrofală, în urma cărora configuraţia albiei a suferit, în mod cert, modificări tranşante.

Elementele morfometrice luate în considerare sunt adâncimea, lăţimea, lungimea şi panta. Harta alăturată dezvăluie configuraţia albiei cursului subteran pe o lungime de 414,93 m, până în dreptul cascadei de la Baricada Mare, identificată prin cifra trei (Fig. 3).

De la intrare până la acest punct terminus sunt 28 m denivelare pozitivă, cu o pantă medie de 15,33 % şi o lăţime medie de 6,3 m. Adâncimea variază extrem de mult, cele mai mari valori înregistrându-se în lacurile de la baza cascadelor, cantonate în marmite (-1,8 m). Lăţimea albiei minore oscilează între 3,8 m şi 10,5 m, singurele acumulări echivelante unei albii majore identificându-se în dreptul Sălii Minunilor, pe malul drept. În acest sector, lăţimea cumulată a albiei majore cu cea minoră atinge 30 m.

Slabele meandrări ale cursului subteran vădesc înscrierea sa pe o diaclază unică directoare, orientată N-S. Elementele morfologice semnificative ale albiei sunt cele de eroziune, incaziune şi coroziune.

Între formele de eroziune se detaşează marmitele, acestea grupându-se în apropierea denivelărilor importante marcate de praguri şi repezişuri. Se pot identifica serii suprapuse de marmite, unele păstrând pe fundul lor psefite şi psamite. Cele mai noi generaţii de marmite se află pe linia talvegului, la baza cascadelor.

Procesele de eroziune, extrem de active, au detaşat forme reziduale cu aspectul unor stâlpi, denumirea generică fiind de pilieri. Se remarcă Marele Pilier (vezi Fig. 4)
 
Meandrări mai importante ale albiei se remarcă în al doilea fragment de hartă, tronson cu o lungime de 572,07 m (Fig. 4). Acestea sunt determinate de modificarea unghiului diaclazei directoare – amonte de Baricada Mare –şi de prezenţa unor forme de eroziune (Marele Pilier) şi acumulare (Terasa cu Nisip), unde albia prezintă un meandru puternic. Aspectul de canion al văii subterane se menţine de la intrare şi până la actualul punct terminus (aval de semisifon), profilul în cheie al galeriei pe care este înscris râul fiind o consecinţă a curgerii cu nivel liber.
 
Fig. 3 Râul subteran (Intrare – Baricada Mare)
 

Formele de incaziune sunt reprezentate de fragmente mari desprinse din bolta sau pereţii galeriei, localizate, de obicei, pe linia talvegului sau în cuprinsul albiei. Excepţie face Inima de Piatră, formă de incaziune suspendată deasupra albiei, prinsă între pereţi. Matricea din care s-a desprins este vizibilă în tavan.
 
Între formele de coroziune comune regăsite de-a lungul cursurilor subterane sunt linguriţele, excavaţii cu aspect lenticular, cu profil longitudinal asimetric. Denumirea a fost sugerată de similaritatea formei negative imprimată de partea convexă a unei linguriţe. Prin orientarea lor, acestea sunt un veritabil indicator al direcţiei de curgere, excavaţia mai pronunţată aflându-se întotdeauna spre aval. În Huda lui Papară linguriţele apar grupate pe pereţii situaţi în dreptul pragurilor şi repezişurilor, unde curgerea turbulentă a apei este mai pronunţată.

Rupturile din linia talvegului, materializate prin praguri şi repezişuri, dau un profil longitudinal în trepte pe primii 400 m, accesul fiind dificil (vezi Fig. 5).

Elementul cantitativ luat în considerare în analiza de faţă este debitul, valori măsurate în decursul anului 2009, în aval de portal. Măsurătorile s-au succedat la un interval de două luni, efectuându-se cu morişca hidrometrică (Fig. 6).

Oscilaţiile debitului sunt o consecinţă directă a regimului precipitaţiilor atmosferice, topirii stratului de zăpadă şi a unor fenomene meteorologice excepţionale – averse de natură convectivă sau frontală.

Fig. 4 Râul subteran (Baricada Mare –aval de semisifon)

Valorile mai ridicate din luna aprilie se datorează intensificării activităţii ciclonice atlantice, iar cele mai scăzute (luna octombrie) persistenţei anticiclonilor sau dorsalelor anticiclonice azore. Valorile maxime s-au înregistrat în luna noiembrie 2009 (0,61 m3/s),

Fig. 5 Profilul longitudinal al râului subteran din Huda lui Papară (denivelare: +54,9 m; lungime: 986,57 m)

iar valorile minime în octombrie (0,091 m3/s). În urma mediei realizate, pentru anul respectiv, rezultă un debit mediu de 0,354 m 3/s, valoare ce plasează cursul subteran între cele mai însemnate din unitatea analizată.

Configuraţia albiei cursului subteran, desemnată prin morfologie şi morfometrie, asigură suportul manifestării apei. Rupturile de pantă relevate în profilul longitudinal impun apariţia cascadelor, cele mai importante fiind Cascada Evantai şi Gemănata, cu înălţimi de 2 m, respectiv 3 m. 

 

Fig. 6 Valorile debitului râului subteran din Huda lui Papară (2009)

 

Cascada Evantai se formează pe un pat înclinat la 90o, adâncimea apei depăşind 1,80 m la baza ei (vezi Fig. 7). 

Forţele turbionare şi clastele antrenate în vortexuri au determinat apariţia marmitelor, cele mai adânci dorne identificându-se în astfel de forme de eroziune.

Unele sectoare ale cursului subteran sunt obstruate parţial de acumulările de claste, surmontarea lor fiind posibilă prin folosirea tehnicii speologice alpine.

De altfel, clasarea acestui sector de peşteră este de nivel 4 –există pericolul de inundare şi sifonare, cu traverseuri şi verticale pozitive ce necesită echipament de escaladă (după Şcoala Română de Speologie, organism aflat sub tutela Federaţiei Române de Speologie).

Primii 450 m se pretează unei parcurgeri de tip trekking pe cursurile subterane, stăpânirea tehnicii de profil fiind esenţială. Elementele care trebuie luate în considerare pentru o parcurgere în siguranţă sunt redate mai jos:

-Meteorologie: cunoaşterea prognozei meteorologice (inclusiv a avertizărilor meteorologice) pentru evitarea viiturilor

 

Fig. 7 Cascada Evantai

-Hidrologie: informări asupra regimului hidrologic al cavităţii

-Efort şi alimentaţie: funcţionarea musculaturii (se realizează prin consum de energie, energie ce este furnizată de degradarea unei molecule speciale denumite adezintrifosfat –ATP – degradare ce are loc în etape şi care degajă căldură; energia eliberată din legăturile moleculei de ATP apare sub formă de lucru mecanic

Contracţia musculară propriu-zisă – restul fiind disipată sub formă de căldură; mecanismele de refacere ale moleculei ATP pot fi în regim anaerob, respectiv în regim aerob – folosesc oxigenul atmosferic), regimul de înaintare (se evită trecerea de la regimul de anduranţă când ritmul cardiac nu depăşeşte 40 de bătăi pe minut, de regimul de rezistenţă când ritmul cardiac se accelerează, simpla ventilaţie pulmonară nu mai e suficientă, apărând o senzaţie de sufocare; la începutul turei se merge încet, deoarece mecanismele anaerobe se declanşează cu o oarecare întârziere; ritmul de înaintare al echipei este egal cu cel al celui mai slab din echipă pentru omogenitate), nevoia de apă (în subteran, datorită activităţii fizice intense, corpul se încălzeşte, procesele de luptă împotriva încălzirii fiind ajustări ale circulaţiei sanguine – vasodilataţia la nivelul pielii – sau transpiraţia; transpiraţia este eficace dacă şi evaporarea este posibilă), nevoile alimentare (prin transpiraţie se pierd săruri minerale – calciu, potasiu, magneziu, sodiu şi apă – refacerea concentraţiei de săruri făcându-se mai ales prin lapte condensat sau supe , care au avantajul de a absorbi apa fără a afecta echilibrul electrolitic),

-Echipament tehnic: echipament TSA individual şi colectiv funcţional, nedeteriorat; folosirea unui echipament de protecţie mecanică şi termică (cască, costum de neopren, încălţăminte adecvată cursurilor de apă –neopren de preferinţă)

-Factori organizatorici: organizarea temeinică a unui parcurs de acest gen; existenţa unui/unor lideri de echipă (iniţiaţi în TSA); adoptarea unui cod de comunicare simplu şi eficient (pentru contracararea condiţiilor subterane –zgomot persistent şi puternic, iluminare limitată, mediu preponderent lichid); echipă omogenă din punct de vedere al pregătirii fizice şi tehnice; cunoaşterea tehnicilor de salvaspeo (salvări din subteran survenite în urma unor accidente sau reacţii severe ale organismului ca răspuns la acţiunea factorilor de stres specifici –hipotermie, claustrofobie)

Descinderea într-un astfel de mediu este inedită prin condiţiile aparte pe care le oferă galeria activă a Peşterii Huda lui Papară: absenţa luminii –cu excepţia zonei vestibulare (lumina pătrunde pe primii 300 m), umezeala relativă a atmosferei subterane de 100%, prezenţa râului subteran (media temperaturii apei este de 10,2oC, conform datelor colectate în 2009, prezentate în Tabel 1), constanţa şi intensitatea ridicată a zgomotului apei determinat de prezenţa cascadelor şi a repezişurilor, existenţa dornelor localizate în marmite sau în spatele barajelor constituite din claste, hidraulica specifică cursurilor subterane (scurgere turbulentă, laminară).

Tabel 1 Valorile termice şi debitul râului subteran din Huda lui Papară (valori furnizate de Direcţia Apelor Mureş, 2009)

Nr.

crt.

Indicator de determinat

UM

Date

Date

Date

Date

Date

Date

2 feb.

7 apr.

16 iun.

3 aug.

6 oct.

9 noi.

1

Debit

m3/s

0,39

0,587

0.206

0,243

0,091

0,61

2

Temperatură*

oC

3

9,1

13,5

18,5

9,5

8

*valorile termice au fost determinate în aval de portalul peşterii

Turismul practicat pe astfel de cursuri subterane este mai degrabă unul selectiv şi intră în sfera celui polivalent cu formele sale specifice –de expediţii şi explorări, ştiinţific - , dar are şi conotaţii recreative şi de agrement. În vederea posibilei valorificări a potenţialului hidroturistici al râului subteran din Huda lui Papară se propune trekking-ul subteran (trekking river), o formă ce combină tehnicile TSA, canyoning-ul, înotul sau parcursul sectoarelor cvasiorizontale de peşteră, toate aflate sub sceptrul guvernator al speologiei. Cel mai reprezentativ sector al râului este cel cuprins între Intrare şi punctul de acces spre Sala Minunilor, pe o lungime de 347,81 m şi o denivelare pozitivă de 35,82 m. Caracteristicile principale ale manifestărilor hidrologice şi morfologia generală a albiei, sunt surprinse în profilul de mai jos (Fig. 8).

Pentru clasificarea cursului subteran în vederea practicăriicave river trekkings-au analizat valorile indicatorilor hidroturistici, cei mai relevanţi fiind indicatorii morfometrici, morfologici şi cantitativi (Tabel 2).

 

Fig. 8 Profil longitudinal al sectorului Intrare –Sala Minunilor (cotele sunt raportate la nivelul mării)

Tabel 2 Valorile principalilor indicatori hidroturistici ai cursului subteran din Huda lui Papară în vederea practicăriicave river trekking şi cave tubing

Indicatori cantitativi

(debit lichid)

Indicatori morfologici

Indicatori morfometrici

Albie

râu

Albie

râu

Qmed= 0,354 m3/s

Praguri

Baricada:+4,5m

Cascade

Evantai-2m

Gemănata-3m

Lungime: 986,57 m

Lungime:

986,57 m

Marmite

zeci de cm- 1,5m

Dorne

Dorna Mare (10x3,5x1,8m)

Lăţime medie: 6,3 m

Adâncime medie: 0,43 m (la un debit de 0,091m3/s)

Aluviuni bazale (blocuri)

Baricada Mare: +5m

Repezişuri

Repeziş 1: 4,2m lungime /17% pantă

Pantă medie: 17,94%

Lăţime medie: 6,3 m

Conform sistemului de clasificare a cursurilor subterane propus în subcapitolul precedent, râul din Huda lui Papară se încadrează codificării 3 RC III pentru cave river trekking, cealaltă formă - cave tubing- fiind recomandată pe sectoarele cvasi-orizontale (Fig.9).

Dificultatea parcurgerii unui râu subteran creşte în funcţie de lungime (dezvoltare), prezenţa pragurilor ce necesită echipare, existenţa unor dorne adânci şi cu lungime mare, existenţa unor baraje formate din claste de mari dimensiuni ce necesită escaladă pentru a putea fi depăşite, repezişuri cu lungime mare, pericolul producerii unor viituri (în funcţie de bazinul de recepţie de suprafaţă). La aceşti factori se însumează cei umani: echipamentul individual, echiparea verticalelor, gradul de pregătire al echipierilor (tehnică şi fizică), coeziunea echipei.

Fig.9 Codificarea râului subteran din Huda lui Papară în vederea practicăriicave river trekkingşicave tubing

La toate acestea se adaugă condiţiile cu totul aparte ale mediului cavernicol: întuneric absolut, umezeală relativă mare (UR ≤100%), temperatura coborâtă a aerului (în meroclimatul de stabilitate se atinge media termică a locului în care se află deschiderea peşterii, după unitatea geografică şi treapta altitudinală în care se înscrie), temperatura coborâtă a apei.

În urma analizei detaliate a parcursului subteran se poate realiza o clasificare a râurilor în priviţa gradelor de dificultate în care se înscriu. Tocmai acest fapt poate asigura în final suportul informativ pentru derularea unor activităţi recreaţionale de această factură.

Complexitatea unui astfel de demers este evidentă, deoarece aspectele care trebuie luate în calcul sunt multiple: categoriile tehnice în care se înscriu sectoarele de râu (tehnică TSA, canyoning, înot, trekking), durata parcursului subteran (în ore) pentru dozarea efortului, factorul de risc (hipotermie, hipertermie, deshidratare, cădere, viitură), particularităţile hidrologice (repezişuri, cascade, dorne), iluminarea prin mijloace tehnice adecvate (partea vestibulară a traiectului subteran poate beneficia de lumina naturală pătrunsă prin portal), nivelul de zgomot (pentru contracararea zgomotului produs de râul subteran se foloseşte un cod de comunicare prestabilit).

Consultând mai multe sisteme de clasificare (Canyoneering Grade System şi Yosemite Decimal System, conform www.hidrofobia.net)practicate în canyoning (parcurgerea spre aval a unui curs de apă cu numeroase rupturi de pantă prin tehnică alpină, direct prin firul apei) sau mountaineering (formă de alpinism) se propune pentrucave river trekkingun cumul de criterii: tehnic, temporal (durata parcursului), factorul de risc şi particularităţile hidrologice ale râului subteran (vezi Tabel 3).

Pentru clasificarea tehnică se iau în calcul diferitele tehnici folosite în parcursul subteran, deosebindu-se patru grade de dificultate numerotate cu cifre romane (1 –4): trekking, înot, TSA (tehnica speologică alpină), canyoning. În cazul în care este suficientă o abordare prin trekking (deplasare ce nu implică folosirea corzii sau înotul) se conferă gradul 1 (non-tehnic). Pentru gradul 2 sunt necesare: înotul (în dorne care nu depăşesc 1,8 m adâncime şi au maxim 3 m lungime), trekking-ul, escalada (nu necesită echipare şi nu există pericolul de cădere). Este necesară o bună tehnică în abordarea trekking-ului subteran dată fiind eterogenitatea albiei (acumulări de debris, suprafeţe alunecoase). Râurile care primesc calificativul 3 prezintă obstacole însemnate: dorne cu adâncimi mai mari de 2 m şi lungimi de peste 4 m, praguri ce necesită escaladă prin folosirea tehnicii de coardă, cascade cu înălţimi maxime de 2 m, debit moderat (0,2 – 0,4 m3/s). Aceste obstacole necesită o bună cunoaştere a tehnicilor TSA, înot, şi trekking. Pentru acest nivel riscurile sunt multiple: epuizare, deshidratare, hipotermie, hipertermie, cădere, înec. Gradul 4 este conferit râurilor ce prezintă obstacole greu surmontabile: claste de dimensiuni ciclopice aflate în echilibru precar (necesită escaladă sau traverseu prin spaţiile labirintice dintre blocuri), dorne adânci şi lungi (pentru traversarea lor este indicată folosirea ambarcaţiunii), repezişuri periculoase din cauza obstacolelor ecranate de apă), cascade mari (peste 2m înălţime, în unele cazuri este necesară depăşirea lor prin tehnică specială - tiroliană), debit ridicat (peste 0,4 m3/s), praguri înalte (necesită o tehnică excelentă de escaladă).

Tabel 3 Sistem de clasificare a râurilor subterane cu dezvoltare ≤ 1000 m (cave river trekking)

Clasificare tehnică

Clasificare după factorul de risc

Clasificare hidrologică

Clasificare temporală (durata parcursului)

1- non-tehnic; nu necesită tehnică de coardă sau înot; stăpânirea trekking-ului subteran

Fără clasificare; nu există riscuri

A –debit extrem de redus şi constant (< 0,05 m3/s); poate fi traversat cu uşurinţă; nu există dorne; nu există pericol de viitură

I - ≤ 3 ore; în funcţie de pregătirea tehnică şi fizică a practicanţilor; în acord cu numărul participanţilor

2- tehnică de bază; necesită o bună tehnică în privinţa trekking-ului subteran; înot; escaladă liberă (fără tehnică de coardă)

S – risc scăzut;hipotermie, cădere - fără urmări grave

B– debit redus şi constant (Qmed0,05 – 0,2 m3/s); poate fi traversat uşor; există dorne (depăşite uneori prin înot); nu există pericol de viitură

II – 3 - 5 ore;în funcţie de pregătirea tehnică şi fizică a practicanţilor; în acord cu numărul participanţilor

3- tehnică intermediară;presupune cunoaşterea tehnicilor TSA, înot, trekking

R – riscant; există cel puţin un factor de risc major (cădere, hipotermie, des - hidratare, epuizare, pericol de viitură)

C –debit ridicat, cu fluctuaţii sezoniere sau accidentale (Qmed0,2 – 0,4 m3/s); cascade (≤ 2 m), dorne adânci; repezişuri periculoase

III – ≥ 5 ore; în funcţie de condiţiile hidrologice şi meteorologice; capacitatea de efort a echipierilor

4. tehnică avansată;necesită cunoaşterea avansată a tehnicilor TSA, canyoning, navigaţie, înot

X – risc extrem; există un cumul de factori cu potenţial letal (înec, cădere, hipotermie, epuizare, deshidratare, pericol de viitură)

D– debit extrem de ridicat cu fluctuaţii sezoniere sau accidentale(> 0,4 m3/s); cascade (> 2m); dorne extrem de adânci şi lungi

IV - ≤ 1 zi; cunoaşterea condiţiilor meteo -rologice şi hidrologice sunt cruciale; excelentă pregătire tehnică şi fizică