Лабораторията осъществява дългосрочна изследователска програма в моделни карстови геосистеми, представителни за основните типове карст в България. Основната научна мрежа включва 5 базисни района:
- Дъбраш (Западни Родопи): Манаиловска и Кочанска геосистеми;
- Деветашко плато: Крушунска геосистема с ПЗ „Маарата”;
- Западни Родопи: Триградска карстова геосистема със ЗМ „Триградско ждрело”;
- ПП „Шуменско плато”: геосистема на пещерата Бисерна и Троишка геосистема;
- Брестнишка карстова геосистема с ПЗ „Пещера Съева дупка”
Изследователската програма на Лабораторията обхваща и още над 15 допълнителни и резервни карстови геосистеми, в които се провеждат сравнителни режимни измервания, мониторинг и експерименти.
Всички провеждани изследвания са обезпечени със съвременна научна апаратура и оборудване, закупени с финансови средства от научно-изследователски проекти. Поради естеството на карстовите процеси и необходимостта от измервания и анализи ‘in situ”, вкл. в пещерна среда, основната част от изследователската апаратура е портативна. За някои от изследванията са разработени и специални съоръжения и оригинални конструкции за пробовземане. Част от специализираните анализи на проби и образци се извършват в лаборатории на чуждестранните партньори от научно-приложната международна мрежа ProKARSTerra. През 2013 г. Лабораторията разработи модел за Интегриран Мониторинг на Карстови Системи (МИКС), който включва като подсистема специализиран пещерен мониторинг (Спелео-МИКС). Елементите на МИКС са експериментирани в моделните карстови геосистеми. В мониторинга са обхванати както техните повърхностни, така и подземните (пещерните) подсистеми.
Прототип на модела (Спелео-МИКС „Бисерна”) е внедрен пилотно в ПП „Шуменско плато” (2015-2016 г.) по проект на ОП „Околна среда”. През 2018/2019 г. по проект на Фонд „Научни изследвания” Лабораторията изгражда система за инструментален мониторинг в пещерата Съева дупка и прилежащата й територия (МИКС „Съева дупка”). Подобна система предстои да се изгради и в пещерата Бачо Киро (2020 г.).
ПОДЗЕМНИ ПЕЩЕРНИ СТАНЦИИ С МРЕЖИ ЗА ИНСТРУМЕНТАЛЕН ИНТЕГРИРАН МОНИТОРИНГ
Пещера Бисерна в ПП „Шуменско плато” (Спелео-МИКС „Бисерна”)
- Климатичен и спелеомикроклиматичен – 5 автоматични метеостанции (1 отвън);
- Хидрометричен и хидрохимичен - 2 автоматизирани станции
- Радиологичен мониторинг - 1 станция за измерване на радон-222
- Тектоно-сеизмичен мониторинг – 3 станции с автоматизирани екстензометри
- Спелео-биомониторинг
- Социално-икономически мониторинг
Забележка: Мрежата за инструментален мониторинг е изградена частично през 2015-2016 г., но поради нерешени институционални и организационни въпроси и технически проблеми с поддръжката не е завършена и все още не е пусната в експлоатация.
Пещера Съева дупка, Брестнишка карстова геосистема
(Спелео-МИКС „Съева дупка”)
- Климатичен и спелеомикроклиматичен – 3 автоматизирани метеостанции (1 отвън) с 4 допълнителни температурни датчици;
- Хидрометричен – 2 станции с автоматизирани датчици за инфилтрационни пещерни води;
- Радиологичен мониторинг – 1 станция за инструментално измерване на радон-222 и 6 допълнителни пункта за измерване с пасивни трекови детектори;
- Тектоно-сеизмичен мониторинг – 1 станция с автоматизиран екстензометър
- Социално-икономически мониторинг – 1 автоматична станция-брояч на посетители.
Забележка: От началото на 2019 г. мрежа за интегриран мониторинг в Съева дупка предава информация в Лабораторията в реално време.
Пещера Бачо Киро в платото Стражата (Спелео-МИКС „Бачо Киро”)
Структура на мониторинга:- Климатичен и спелеомикроклиматичен – режимни измервания; в проект - изграждане на мрежа за постоянен инструментален мониторинг (2020 г.);
- Радиологичен мониторинг – 7 пункта за измерване на радон-222 с пасивни трекови детектори; от 2018 г. в процес на експериментиране и непрекъснат инструментален мониторинг в една станция;
- Тектоно-сеизмичен мониторинг – 1 станция с автоматизиран екстензометър;
- Социално-икономически мониторинг – в проект