SKRIPTAMERE ODBRANA OD

POPLAVA

Predmetni nastavnik:

Prof. dr Srđan Kolaković

Novi Sad, 2012.g.1. UVOD I ISTORIJAT

Kad govorimo o poplavama i zaštiti od velikih voda i biti ovog problema je reka. Stim da odmah treba naglasiti da nije reka uzrok problema već ljudi koji svojom željom da žive pored reke uzimaju deo životnog (proticajnog) prostora toj istoj reci. Shodno tome pošto reka više ne može da se širi pri nailasku velikih voda ona povećava svoje nivoe. Naprimer, za Dunav su oni u nizvodnom toku povećani za preko 1,5 m a za Tisu i celih 3,5 m. Kad govorimo o reci vrlo često pomislimo samo na osnovni vodeni tok ili glavno korito. Međutim reka je mnogo više od toga, stalno promjenjiva korita („dunavci”), obale i podzemne vode ispod njih sastavni su delovi reke. Osim toga tu su inundacije, šume, močvare u branjenom terenu i ostaci poplavljenih ravnica, koji se takođe moraju smatrati sastavnim delovima pojma „reka”.

Život jedne reke kreće sa najviših tačaka njenog sliva, vododelnica sa drugim slivom. Pod uticajem gravitacione sile i promene temperature topi se snig i zajedno sa palim kišama prave brdske-planisnke potočiće (hidrografsku mrežu) koji otjiču u brze planinske potoke. Ovaj deo se zove gornji ili planinski tok reke. Karakteristika planiskog ili gornjeg toka reke je njegova velika brzina slivanja, nagle promene proticaja i nivoa. Osim toga u gornjem toku reke izražejni su i erozioni procesi. Najčešće se ovom delu reke grade kaskade, da smanje erozione procese, i višenamenske brane čija je jadna od funkcija i transformacija (ublažavanje) poplavnog talasa.U svom donje toku reke zbog smanjenog pada imaju manje brzine toka, iz tog razloga istaložavaju nanos (aluvijum) koji su vukle sa sobom (višak energije), krivudaju, meandriraju, menjaju tok i formiraju rečnu dolinu karakterističnu za ravničarska područja. Tu se pre svega misli na glavno korito i inundacije sa obe strane reke. Taj donji toku reke karakterističan je po izgradnji regulacionih objekata (naperi, traverze, obaloutvrde, pragovi, ... itd) koji služe za obezbeđenje pre svega plovidbenog puta ali i na izgradnji nasipa i kejskih zidova koji služe za zaštitu od velikih voda.Na kraju reka svoj život završava ulivanjem u drugu veću reku, jezero ili more. Pošto i pored svog donje mirnijeg toka reke sa sobom do kraja nose koloidne muljevite sastojke na njenim ulivima najčešće se formiraju delte, ovo pre svega ako se reka uliva u more ili jezero. Ova mesta predstavljaju najčešće velike rezervate flore i faune.Osnovna razlika između reke i veštačkog vodotoka je u tome što reka u zavisnosti od sezonskih i godišnjih hidroloških (klimatskih) kretanja menja svoj životni prostor, nivoi reke se tokom jedne godine mogu promeniti i za više od desetak metara.Bitno je napomenuti da je od davnina preduslov za formiranje neke veće ljudske zajednice bila obala reke. U početku je to bilo zbog činjenice da je reka osim preko potrebne vode za piće bila stanište kako riba tako i ostalih životinja koje su se lovile. Kasnije je reka bila preduslov za razvoj industrije tog naselja jer je ona bila transportni put, u jesen čim je pala kiša zemljani putevi su bili neprohodni sve do proleća. Nažalost reka je bila i recipijent svog smeća iz tih zajednica.Približivši se reci čovek koristi sva njena bogatsva ali vrlo često reka svojim hirovitim delovanjem stvara štete na dobrima ali dovodi u pitanje i sam život ljudi na njenim obalama. Tako dolazimo do stalne borbe čoveka sa velikim vodama reke i pokušajima da reku ukroti izgradnjom odbrambenih objekata. Jedan od najstarijih zapisa o borbi čoveka sa poplavama (Mezopotanija) je i spis iz dvanajste

Mr. Variščić Miralem, dipl. ing. „Rijeka bez povratka – Ekologija i politike velikih brana” Izdavač: Udruženje za zaštitu okoline Zeleni Neretva, Konjic u saradnji sa Fondacijom “Heinrich Böll“ Konjic, mart 2011. godine

2

ploče epa o Gimarešu (pisano oko 1700 g.p.n.) koji slično kasnije opisanoj Nojevoj barci (biblija) izgradio veliku barku da bi spasao ljude od poplava.Prema pronađenim istorijskim podacima prve brane su građene pre 5000-6000 godina u dolinama reka Tigrisa i Eufrata (Samarićani) i Jordana.Kasnije se pojavio Hamurabijev zakonik (vladao 1728-1686. p.n.e.) koji u delu 55 kaže: „Ako neko otvori svoje ustave da navodnjava svoje useve, ali je nepažljiv i voda poplavi polje njegovog suseda, mora susedu nadoknaditi gubitak svojim žitom.“ Ovo se može smatrati najstarijim zakonskim aktom koji uređuje obalst odbrane od poplava.Veliki hidrotehnički radovi na ovim područjima započinju početkom i tokom XVIII veka kad su izgrađeni prvi nasipi i odvodni sistemi. Po poplavama u to vreme bilo je karakterističano područje Banata na koje su se slivale reke sa Karpata. Samo u srednjem Banatu, reke Begej i Tamiš, plavile su blizu 300.000 ha. Godine 1718. otpočelo se sa kopanjem kanala, odnosno veštačkog korita reke Begej, jugoistočno od Temišvara, sada Rumunskog grada, pa do naselja Kleka, u dužini od oko 70 km (u Rumuniji oko 37 km). Iskop kanala trajao je 5 godina, ali cilj nije u potpunosti postignut, jer nije zaštićen srednji deo Banata od suvišnih voda i poplava.. U drugoj polovini XVIII veka, nekoliko melioracionih sistema građeno je prema projektu holandskog inženjera Fremonta. Značajni su iskopi dva kanala kojima su spojene reke Tamiš i Begej na mestu gde se najviše približavaju, na razmaku oko 5 km. Gornjim kanalom prevodi se voda iz Tamiša u Begej, da bi se u Begeju omogućila plovidba za vreme niskih vodostaja. Za vreme poplava, u slivu reke Begej, donjim kanalom odvode se suvišne vode iz Begeja u Tamiš. Izgradnjom ova dva kanala znatno je poboljšana plovnost Begeja, ali nije postignuta zaštita zemljišta od poplava u slivu reke Begej.Na području Bačke, prvi značajni hidromelioracioni radovi započeti su realizacijom plana gradnje Velikog bačkog kanala, od Bačkog Monoštora na Dunavu, do Bačkog Gradišta na Tisi. Ovi radovi su nastali kao posledica kolonizacije od strane Austrougarske ovih krajeva. U početku su se deonice kanala gradile radi odvođenja viškova nastalih kao posledica viškova palih kiša. Najveći problem bile su velike površine pod barama i močvarama, tako da bez isušivanja većeg dela površina, kolonizacija nije obećavala uspeh. Na ovim radovima angažovan je vojni inženjer Jožef Kiš koji je 1785. godine, kao prvu meru, preduzeo kopanje odvodnog kanala između gradova Kule i Vrbasa, radi odvođenja površinskih voda u područje Crna Bara. Zbog uspeha sa prvim kanalom, Jožef Kiš je dobio saglasnost i potrebna sredstva od Ugarske komore iz Budima, za kopanje još jednog, ali znatno većeg i dužeg kanala. Ovaj kanal je kopan 1786. i 1787. godine od Sivca do Vrbasa, tj. do Crne Bare. Dužina mu je iznosila oko 30 km. Kopanjem ovih kanala Jožef Kiš je verovatno dobio ideju o mogućem spajanju Dunava i Tise jednim velikim plovnim kanalom ispod terena Telečke visoravni. Izgradnja plovnog kanala od Bačkog Monoštora do Bačkog Gradišta započeta je juna 1793. godine, da bi se posle velikih teškoća, juna l801. godine završila.

Petrović N. Plovidba i privreda srednjeg podunavlja u doba merkantilizma, Istorijski institut, Beograd 1978.g.

3

Slika 1: Mapa Bačke iz 1792. godine sa plovnim kanalom Dunav-Tisa (Plan braće Kish)

4

Problematika odbrane od poplava je na području Vojvodine aktuelna od prve zabeležene poplave 1770. godine. Kao posledica stalnih radova na izgradnji odbrambenih nasipa, samim tim zatvaranja inundacija koje je reka plavila pri nailasku velikih voda, došlo je do povećanja vodostaja čak za oko 1,6 m u odnosu na predhodno stanje. Mnogobrojne analize ukazuju da bi probojem nasipa pri nailasku 1% velike vode Dunava oko 80% Novog Sada došlo pod vodu, ili sva područja koja su ispod kote 79,50 m.n.m. Interesantno je za uvod reći da arheološki podaci ukazuju da je Dunav nekad tekao ispod zapadne i južne padine Telečke visoravni, otprilike trasom današnjeg kanala Bezdan-Bečej. Kasnije je polako menjao trasu prema jugu dok nije „udario“ o padine Fruške gore.Gledajući kroz istoriju Novog Sada može se reći da su prvi radovi na odbrani od poplava počeli izgradnjom Petrovaradinske tvrđave (1692-1780) tačnije izgradnjom šanca na levoj obali Dunava 1694. godine (Bruckschanz-mostobran) na mestu gde je visoka lesna terasa najbilže prilazila Dunavu a i gde je on bio faktički naj uži. Danas je to mesto poznato kao prilazna rampa mosta „Duga“. Oko tog šanca počelo se razvijati naselje koje je kroz istoriju menjalo naziv od Petrovaradinski šanac, Racko selo, Racki grad, Neoplanta, Nojzac, Ujvidek pa do danas kad ga znamo kao Novi Sad.Sa aspekta izgradnje odbrambenih nasipa interesantni su periodi posle velikih poplava jer su se tada kao posledica šteta nasipi i najviše gradili (stim da je svaka od poplava bila visinski višlja od predhodne, "0"= 71.73 1254,98 Km):

druga polovina juna i početak jula 1770. godine nivo oko + 620 cm druga polovina marta 1876. godine nivo oko + 650 cm juli mesec 1926. godine nivo + 659 cm prva polovina aprila 1940. godine nivo + 706 cm druga polovina juna i početak jula 1965. godine nivo + 778 cm

Kao što se vidi nivo poplava 1965. godine je bio višlji za oko 1,58 cm u odnosu na ono 1770. godine. Razlog za ovo je izgradnja odbrambenih nasipa duž Dunava u njegovom srednjem toku i smanjenje životnog prostora reke. Shodno tome postoje dva osnovna razloga za izgradnju nasipa, prvi je zaštita ljudi i dobara od stihije reke, drugi je posledica prvog jer izgradnja nasipa uzrokuje sve više i više vodostaje.

Prvi pouzdaniji podaci o izgradnji nasipa datiraju iz 1770. godine kad se posle katastrofalne poplave navodi „da je voda na pet mesta provalila u unutrašnjost grada i veći deo poplavila“

1826. godine se faktički gradi prvi linijski nasip dužine oko 950 m od Jermenske crkve do Dunava (na keju kod ulice Maksima Gorkog).

1858. godine izgrađen je takozvani „Novosadski nasip“ koji je služio za zaštitu dela Kaćkog rita (ili dela Ratnog ostrva) od plavljenja. Ovaj nasip danas kreće od strelišta, preseca Zrenjaninski put kod skretanja za rafineriju, prolazi kroz industrijsku zonu i preseca auto-put Novi Sad Beograd ged ide prema Kaću.

1868. do 1874. godine izgrađen je Kaćki nasip koje je faktički nastavak „Novosadskog nasipa“ i čije uloga bila da štiti istočni deo Kaćkog rita i Kovilj.

Oko 1875. godine izgrađen je odbrambeni nasip sa zapadne strane, Šumskom ulicom (Telep) od Dunava do tada izgrađenog kanala Mali Stapar-Novi Sad.

1883. godine izgrađena je pruga Novi Sad – Petrovardin kroz tunel ispod tvrđave koja je na novosadskoj strani bila podignuta 6-7 m iznad kote terena a išla je faktički današnjim Bulevarom Cara Lazara i nastavljala današnjim subotičkim bulevarom (subotička pruga) ili kako se po novom zove Bulevar Evropa.

Početkom XX veka podignut je novi nasip od bivšeg željezničkog mosta (Franca Jozefa) do Mornarice trasom koja je i danas I odbrambena linija.

5

1932.godine je završen novi nasip od novog ušća kanala Mali Stapar-Novi Sad, duž Dunava, do Kališta u dužini od 5,5 Km.

1947. godine izgrađen je nasip od Novog Sada do Futoga jer se posle poplava 1940. godine zaključilo da Novom Sadu preti plavljenje kod visokih vodostaja sa zapadne strane izlivanjem Dunava uzvodno od Novog Sada. Ova konstatacija je vrlo važana sa aspekta II odbrambene linije.

Posle 1967. do 1980. godine rekonstruisani su svi nasipi na području Vojvodine shodno usvojenim principima posle poplave 1965. godine.

2010. – 2011. godine nadvišena je i rekonstrisana zadnja deonica odbrambene linije na Dunavu i to kejski zid kod Novog Sada i nasip duž desne obale kanala Mali Stapar – Novi Sad od ušća do ustave i prevodnice Novi Sad.

Nikola Mirkov (1890-1957) idejni tvorac HS DTD je 1924.g. izjavio:

“Prema starim, današnji nasipi su impozantni, pa još uvek ne možemo ni za ove reći da su sigurni, oni su samo mnogo sigurniji nego nekadašnji.”

Ovo se može konstatovati i danas.

2. ZAKONSKA REGULATIVA

2.1. Zakonska regulativa RSMere koje se moraju preduzeti - preventivno i u periodu nailaska velikih voda (spoljnih i unutrašnjih), dužnosti, odgovornosti i ovlašćenja u pogledu preduzimanja pojedinih radnji, način osmatranja i evidentiranja hidroloških i drugih podataka, prognoza pojava, obaveštavanja i drugi podaci - utvrđeni su i propisani odgovarajućim zakonskim i podzakonskim aktima.Mere i radovi za odbranu od poplava na određenom području utvrđuju se - opštim i operativnim planom za odbranu od poplava, koji moraju biti međusobno usklađeni.Opšti plan za odbranu od poplava – koji sadrži mere koje se moraju preduzeti preventivno i u periodu nailaska velikih voda - donosi Vlada R.S. za period od pet godina.Vlada R.S. je donela „Uredbu o utvrđivanju Opšteg plana za odbranu od poplava za period od 2008. do 2013. godine” (“Sl. glasnik RS”, br. 60/2008 od 13.06.2008. godine).

Opštim planom je propisano:   organizovanje odbrane od poplava i rukovođenje, faze odbrane od poplava (redovna odbrana, vanredna odbrana i vanredno stanje odbrane

od poplava), preventivni radovi i mere (van perioda odbrane od poplava), proglašenje i ukidanje  odbrane od poplava, dužnosti, odgovornosti i ovlašćenja - lica koja rukovode odbranom od poplava, dužnosti i odgovornosti - preduzeća i drugih subjekata koji učestvuju u sprovođenju

odbrane od poplava.

Operativni plan odbrane od poplava, Ministar poljoprivrede, šumarstva i vodoprivrede, doneo je „NAREDBU o utvrđivanju Operativnog plana odbrane od poplava za 2010. godinu ("Sl. glasnik RS", br. 3/2010, 84/2010). 

6

Operativnim planom utvrđeni su: način organizovanja odbrane od poplava, nazivi sektora i deonica, preduzeća i organizacija koje vrše odbranu i imena odgovornih

lica, potrebna sredstva, kriterijumi za proglašavanje redovne i vanredne odbrane od poplava.

Operativni plan odbrane od poplava za 2010. godinu sadrži:

A. Imena odgovornih lica i nazive preduzeća nadležnih za organizovanje i sprovođenje odbrane od poplava na području Republike Srbije, kao i nazive organizacija i ustanova uključenih u sprovođenje odbrane od poplava;

B. Operativni plan odbrane od poplava od spoljnih voda;

V. Operativni plan odbrane od poplava od unutrašnjih voda;

G. Odbranu od ledenih poplava;

D. Obezbeđenje osoblja za redovnu i vanrednu odbranu od poplava i leda;

Đ. Obezbeđenje alata, materijala, opreme i mehanizacije za sprovođenje odbrane od poplava;

E. Pregled izveštajnih hidroloških i meteoroloških stanica i punktova za osmatranje ledenih pojava.

Gornji propisi – planovi, doneti su na osnovu zakona, osnovni je bio Zakona o vodama ("Sl. glasnik RS", br. 46/91, 53/93, 53/93 - dr. zakon, 67/93 - dr. zakon, 48/94 - dr. zakon, 54/96 i 101/05 - dr. zakon), koji je tada važio (i koji i sada, u delu, veži), a koji je zamenjen NOVIM Zakonom o vodama ("Sl. glasnik RS", br. 30/2010) (koji se primenjuje u delu).

Da bi se mogao „čitati” a i razumeti Zakona o vodama moraju se predhodno definisati neki pojmovi bitni za ovu problematiku:

poplava (jedna od definicija) je brzo ili postepeno podizanje nivoa vode u reci usled velikog priliva za vreme većih pljuskova, provala oblaka, otapanja snega i sl. Veliki priliv vode uslovljava podizanje nivoa vode u reci a često i izlivanje vode iz rečnog korita i plavljenje okolnog terena.

bujični tok (u daljem tekstu: bujica) jeste povremeni ili stalni tok u kome, usled intenzivnih atmosferskih padavina ili brzog topljenja snega, dolazi do nagle izmene vodnog režima u vidu visokih poplavnih talasa i mogućeg ugrožavanja života i zdravlja ljudi i njihove imovine, kao i ambijentnih vrednosti;

veštačko vodno telo jeste telo površinske vode, stvoreno ljudskom aktivnošću; vode jesu sve tekuće i stajaće vode na površini zemlje i sve podzemne vode; vodni bilans jeste kvantitativni i kvalitativni odnos raspoloživih i potrebnih količina

površinskih i podzemnih voda na određenom prostoru i u određenom vremenu;

7

vodni režim jeste prirodno i/ili ljudskim aktivnostima prouzrokovano kvantitativno i/ili kvalitativno stanje podzemnih i površinskih voda na određenom prostoru i u određenom vremenu;

vodni resursi jesu sve površinske i podzemne vode, po količini i kvalitetu; vodni sistem čine sve vode, vodna zemljišta i vodni objekti na određenom prostoru; vodno područje jeste oblast koju čini jedan ili više susednih rečnih slivova i podslivova ili

njihovih delova na teritoriji Republike Srbije, zajedno sa pripadajućim podzemnim vodama, koje je određeno kao osnovna jedinica za upravljanje vodama;

vodno telo površinske vode jeste poseban i značajan element površinske vode kao što je jezero, akumulacija, potok, reka ili kanal ili deo potoka, reke ili kanala;

vodotok jeste korito tekuće vode zajedno sa obalama i vodom koja njime stalno ili povremeno teče i može biti prirodni (reka, bujica, potok) i veštački (kanal, prosek, izmešteno korito);

eroziono područje jeste područje na kome, usled dejstva vode, nastaju pojave spiranja, jaružanja, brazdanja, podrivanja i kliženja, zemljište koje može postati podložno ovim uticajima zbog promena načina korišćenja (seča šuma, degradacija livada, izgradnja objekata na nestabilnim padinama i drugo), kao i zemljište rudničkih i industrijskih jalovišta;

značajno izmenjeno vodno telo jeste telo površinske vode koje je, kao rezultat fizičkih izmena usled ljudske aktivnosti, bitno izmenjeno po svojim karakteristikama i razvrstano u skladu sa posebnim propisom;

izvorište jeste prostor (izvor, deo reke ili jezera, akumulacija ili njen deo i akvifer ili njegov deo) na kome se zahvata voda za razne korisnike;

inundaciono područje jeste pojas zemljišta između korita za malu vodu i granične (poplavne) linije korita za stogodišnju veliku vodu na području na kojem nisu izgrađeni objekti za zaštitu od štetnog dejstva voda (neuređeno inundaciono područje), odnosno prostor između korita za malu vodu i unutrašnje (branjene) nožice objekta izgrađenog za zaštitu od poplava (uređeno inundaciono područje);

jezero jeste telo stajaće površinske vode; kopnene vode jesu sve stajaće ili tekuće vode na površini zemlje i sve podzemne vode; korito za veliku vodu jeste korito i prostor koji plavi velika voda povratnog perioda jednom u

100 godina; korito za malu vodu (u daljem tekstu: korito) jeste udubljenje kroz koje teku male i srednje

vode vodotoka, odnosno udubljenje koje je stalno pokriveno vodama prirodnih jezera i drugih površinskih voda;

minimalni održivi protok jeste protok koji se nizvodno od vodozahvata mora obezbediti u vodotoku za opstanak i razvoj nizvodnih biocenoza i zadovoljavanje potreba nizvodnih korisnika;

obala jeste pojas zemljišta (širine do 10 m), koji se nalazi neposredno uz korito vodotoka, jezera, akumulacija i drugih površinskih voda;

površinske vode jesu tekuće i stajaće vode na površini zemlje, izuzev podzemnih voda; poplave spoljnim vodama su poplave nastale izlivanjem voda iz korita vodotoka; poplave unutrašnjim vodama su poplave od suvišnih atmosferskih i podzemnih voda;

8SV

Inundacija InundacijaKorito

Korito za veliku vodu – korito major

VV

Karakterističan profi aluvijalne rečne doline

poplavno područje jeste područje koje voda povremeno plavi, usled izlivanja vodotoka ili suvišnih unutrašnjih voda;

reka jeste telo kopnene vode koje najvećim delom teče po površini zemlje, ali može teći podzemno na jednom delu svog toka;

recipijentom (prijemnikom) se smatraju prirodni i veštački vodotoci, jezera, akumulacije i zemljište, u koje se ispuštaju otpadne i atmosferske vode;

rečni nanosi jesu trajni ili privremeni nanosi reka i bujica (pesak, šljunak i slično), koji se nalaze na vodnom zemljištu;

rečni sliv jeste oblast sa koga se sav površinski oticaj sliva mrežom potoka, reka, a moguće i jezerom, prema ušću, estuaru ili delti reke u more;

podsliv jeste oblast sa koje se sav površinski oticaj sliva mrežom potoka, reka, a moguće i jezerom, prema određenoj tački vodotoka;

stajaće vode jesu prirodna jezera, ribnjaci, bare, močvare i drugi „sakupljači” voda, koji imaju stalan ili povremen dotok ili oticanje tekućih ili podzemnih voda;

hazardne supstance jesu supstance ili grupe supstanci koje su toksične, postojane i podložne bioakumuliranju i druge supstance ili grupe supstanci koje daju povod za odgovarajući nivo zabrinutosti, čija se lista utvrđuje posebnim propisom;

kej je obaloutvrda izgrađena u gradskom području koja može imati i druge namene; zaštitni zid je betonski ili zidani objekat izgrađen van rečnog korita radi zaštite područja od

plavljenja velikim vodama; nasip je zemljani objekat izgrađen van rečnog korita radi zaštite područja od plavljenja velikim

vodama; obaloutvrda je regulaciona građevina koja se gradi na konkavnim rečnim obalama, u cilju

formiranja stabilne obale, čime se sprečava premeštanje rečnog korita i promena trase plovnog puta;

obodni kanal je veštački otvoreni objekat kojim se prikupljaju vode sa padina koje gravitiraju ka branjenom području;

rasteretni kanal je veštački otvoreni objekat za prihvat velikih voda koje prevazilaze kapacitet korita vodotoka.

U daljem tekstu navešće se članovi Zakona o vodama koji direktno definišu problematiku odbrane od poplava:

Vodni objekti za zaštitu od poplava, erozije i bujica

Član 16.

9

Vodni objekti za zaštitu od poplava (u daljem tekstu: zaštitni vodni objekti) su: glavni, sekundarni i letnji nasipi sa pripadajućim objektima (ustave, crpne stanice), kejski i odbrambeni zidovi, rasteretni i lateralni kanali, kao i brane sa akumulacijama i retenzijama sa pripadajućim objektima za odbranu od poplava i drugi objekti za zaštitu od poplava.Sastavnim delom nasipa za odbranu od poplava iz stava 1. ovog člana smatra se i zaštitni pojas sa šumom i zaštitnim zelenilom (zaštitne šume) u inundacionom području, u širini 50 m pored nasipa, odvodni kanali paralelni nasipu u branjenom području, na udaljenosti od 10 m do 50 m od nožice nasipa (zavisno od karakteristika vodotoka i objekta), kao i servisni putevi u branjenom području za sprovođenje odbrane od poplava.

Vodni objekti za zaštitu od erozije i bujica su: pregrade, ustave, regulacija donjih tokova bujica, obaloutvrde, biotehnički objekti i drugi objekti za zaštitu od erozije i bujica.

Vodni objekti za zaštitu od štetnog dejstva unutrašnjih voda -odvodnjavanje

Član 17.

Vodni objekti za zaštitu od štetnog dejstva unutrašnjih voda odvodnjavanje su objekti:1) osnovne kanalske mreže za odvodnjavanje: glavni i sabirni odvodni kanali u koje se slivaju vode iz melioracionog sistema ili njegovog dela, sa objektima i uređajima na njima (mostovi i propusti na kanalima, sifoni, stepenice, brzotoci, ustave, crpne stanice i slično) i glavne crpne stanice i ustave za odvođenje voda iz sistema u recipijent (prirodni, odnosno veštački vodotok);

2) detaljne kanalske mreže za odvodnjavanje: detaljni kanali za neposredno prikupljanje vode sa poljoprivrednih i drugih površina i njihovo odvođenje u sabirne kanale, kao i objekti na detaljnim odvodnim kanalima (propusti, sifoni, stepenice, brzotoci, ustave, crpne stanice i slično).

Upravljanje vodnim objektima

Član 23.

Javno vodoprivredno preduzeće osnovano za obavljanje vodne delatnosti na određenoj teritoriji (u daljem tekstu: javno vodoprivredno preduzeće) upravlja vodnim objektima za uređenje vodotoka i za zaštitu od poplava na vodama I reda i vodnim objektima za odvodnjavanje, koji su u javnoj svojini i brine se o njihovom namenskom korišćenju, održavanju i čuvanju.Pored objekata iz stava 1. ovog člana, javno vodoprivredno preduzeće upravlja i branama sa akumulacijama, prevodnicama na kanalima i sistemima za navodnjavanje, osim objekata koja su pravna lica izgradila za svoje potrebe.Vodnim objektima za uređenje vodotoka i zaštitu od poplava na vodama II reda, objektima za zaštitu od erozije i bujica, koji su u javnoj svojini, upravlja, brine se o njihovom namenskom korišćenju, održavanju i čuvanju jedinica lokalne samouprave na čijoj se teritoriji objekat nalazi.

Pravno lice, preduzetnik i fizičko lice koje je za svoje potrebe izgradilo vodne objekte dužno je da njima upravlja i da ih održava u skladu sa ovim zakonom i posebnim zakonima.Ministar propisuje način održavanja vodnih objekata iz st. 1, 2. i 3. ovog člana.

4.1. Uređenje vodotoka i zaštita od štetnog dejstva voda

10

4.1.1. Uređenje vodotoka

Član 44.Uređenje vodotoka, u smislu ovog zakona, obuhvata:1) izgradnju i održavanje vodnih objekata za uređenje vodotoka;2) izvođenje radova na održavanju stabilnosti obala i korita vodotoka i povećavanju, odnosno održavanju njegove propusne moći za vodu, led i nanos.

4.1.2. Zaštita od štetnog dejstva vodaZaštita od štetnog dejstva voda i upravljanje rizicima

Član 45.

Zaštita od štetnog dejstva voda obuhvata mere i radove za zaštitu od poplava spoljnim i unutrašnjim vodama (u daljem tekstu: zaštita od poplava) i od leda, zaštitu od erozije i bujica i otklanjanje posledica takvog delovanja voda.Republika Srbija, autonomna pokrajina i jedinica lokalne samouprave obezbeđuju zaštitu od štetnog dejstva voda, u skladu sa ovim zakonom i posebnim zakonima.Upravljanje rizicima od štetnog dejstva voda obuhvata: izradu preliminarne procene rizika od poplava, izradu i sprovođenje planova upravljanja rizicima od poplava, opšteg i operativnih planova odbrane od poplava, sprovođenje redovne i vanredne odbrane od poplava, sprovođenje odbrane od leda na vodotocima i zaštitu od erozije i bujica.

Ugroženo područje

Član 46.

Radi obezbeđenja zaštite od štetnog dejstva voda utvrđuju se u ugrožena područja i to:1) područje koje je ugroženo usled poplava (u daljem tekstu: poplavno područje);2) područje koje je ugroženo usled erozije vodom (u daljem tekstu: eroziono područje).

Preliminarna procena rizika od poplava

Član 47.

Preliminarna procena rizika od poplava izrađuje se za teritoriju Republike Srbije i naročito sadrži:1) karte vodnih područja u odgovarajućoj razmeri, sa unetim granicama podslivova, sa prikazom topografije i načina korišćenja zemljišta;2) opis poplava iz prošlosti koje su imale značajnije štetne posledice na zdravlje ljudi, životnu sredinu, kulturno nasleđe i privredne aktivnosti i verovatnoću pojave sličnih događaja u budućnosti, koje bi mogle imati slične posledice;3) procenu potencijalnih štetnih posledica budućih poplava na zdravlje ljudi, životnu sredinu, kulturno nasleđe i privredne aktivnosti, uzimajući u obzir topografske, hidrološke i geomorfološke karakteristike i položaj vodotoka, uključujući poplavna područja, efekat postojećih objekata za odbranu od poplava, položaj naseljenih mesta i industrijskih zona, planove dugoročnog razvoja i klimatske promene od uticaja na pojavu poplava.

11

Preliminarnu procenu rizika od poplava izrađuje Ministarstvo.Preispitivanje, a po potrebi noveliranje preliminarne procene rizika od poplava vrši Ministarstvo, po isteku šest godina od dana njene izrade.Ministar utvrđuje metodologiju za izradu preliminarne procene rizika od poplava.

Karte ugroženosti i karte rizika od poplava

Član 48.

Karta ugroženosti i karta rizika od poplava izrađuje se za poplavna područja na kojima postoje ili se mogu javiti značajni rizici od poplava.Karta ugroženosti od poplava sadrži podatke o granicama poplavnog područja za poplave različitog povratnog perioda, dubini ili nivou vode i, po potrebi, brzini ili protoku vode.Karta rizika od poplava sadrži podatke o mogućim štetnim posledicama poplava na zdravlje ljudi, životnu sredinu, kulturno nasleđe, privrednu aktivnost i druge informacije od značaja za upravljanje rizikom od poplava.Kartu ugroženosti i kartu rizika od poplava izrađuje javno vodoprivredno preduzeće.Preispitivanje, a po potrebi noveliranje karte ugroženosti i karte rizika od poplava vrši javno vodoprivredno preduzeće, po isteku šest godina od dana njihove izrade.Granice poplavnih područja unose se i u prostorne (prostorni plan jedinice lokalne samouprave) i urbanističke (generalni i regulacioni) planove, a katastarske parcele u tim zonama vode se u vodnom informacionom sistemu.Ministar utvrđuje metodologiju za izradu karata iz stava 1. ovog člana.

Plan upravljanja rizicima od poplava

Član 49.

Planom upravljanja rizicima od poplava obezbeđuje se upravljanje rizicima smanjivanjem mogućih štetnih posledica poplava na zdravlje ljudi, životnu sredinu, kulturno nasleđe i privrednu aktivnost.Plan iz stava 1. ovog člana donosi se za teritoriju Republike Srbije i za vodna područja.Plan iz stava 1. ovog člana izrađuje se na osnovu karte ugroženosti i karte rizika od poplava, po metodologiji koja sadrži: ciljeve upravljanja rizicima od poplava i mere za njihovo postizanje, prioritete i način sprovođenja plana upravljanja rizicima od poplava, nadležna pravna lica i sredstva potrebna za sprovođenje plana upravljanja rizicima od poplava, način usklađivanja sa planom upravljanja vodama i uključenje javnosti.

Donošenje plana upravljanja rizicima od poplava

Član 50.

Plan upravljanja rizicima od poplava donosi se po postupku i na način donošenja plana upravljanja vodama.

Preispitivanje i noveliranje plana upravljanja rizicima od poplava

12

Član 51.

Preispitivanje i noveliranje plana upravljanja rizicima od poplava za teritoriju Republike Srbije vrši Ministarstvo, a za vodno područje javno vodoprivredno preduzeće, po isteku šest godina od dana njegovog donošenja.Donošenje noveliranog plana upravljanja rizicima od poplava sprovodi se po postupku za donošenje plana upravljanja rizicima od poplava.

4.1.2.1. Zaštita od poplavaMere i radovi

Član 52.

Radi zaštite od poplava obezbeđuje se planiranje, izgradnja, održavanje i upravljanje vodnim objektima za zaštitu od poplava, uređenje vodotoka i izvođenje drugih radova i mera, sprovođenje odbrane od poplava i sanacija posledica poplava.Mere i radovi iz stava 1. ovog člana mogu se sprovoditi i izvan ugroženog područja ako se time smanjuje štetno dejstvo voda.Merama i radovima iz st. 1. i 2. ovog člana ne smeju se pogoršavati uslovi zaštite od poplava nizvodno i uzvodno od mesta na kome su mere i radovi preduzeti.

Odbrana od poplava

Član 53.

Odbrana od poplava obuhvata odbranu od velikih voda (spoljnih i unutrašnjih) i zagušenja ledom.Odbrana od poplava može biti redovna i vanredna.Odbrana od poplava se proglašava:

1) na rečnoj deonici, kada vodostaj dostigne kote propisane operativnim planom odbrane od poplava, a očekuje se dalji porast vodostaja, ili kada su zaštitni objekti ugroženi usled dugotrajno visokih vodostaja;2) na melioracionom području, kada se utvrđenim režimom rada sistema za odvodnjavanje ne može sprečiti plavljenje melioracionog područja, odnosno njegovog dela, a ispunjeni su kriterijumi i uslovi utvrđeni operativnim planom;3) ako su, usled stvaranja, pokretanja i nagomilavanja leda na vodotoku ugroženi objekti na vodotoku i priobalje.Odbranu od poplava organizuje i sprovodi na vodama I reda i na sistemima za odvodnjavanje u javnoj svojini javno vodoprivredno preduzeće, a na vodama II reda jedinica lokalne samouprave, u skladu sa opštim planom za odbranu od poplava i operativnim planom za odbranu od poplava.

Opšti plan za odbranu od poplava

Član 54.

13

Opšti plan za odbranu od poplava (u daljem tekstu: opšti plan) donosi se za vode I i II reda i za unutrašnje vode.Opšti plan iz stava 1. ovog člana priprema Ministarstvo, a donosi Vlada, za period od šest godina.Opšti plan naročito sadrži: mere koje se moraju preduzeti preventivno i u periodu nailaska velikih voda (spoljnih i unutrašnjih); način institucionalnog organizovanja odbrane od poplava; dužnosti, odgovornosti i ovlašćenja rukovodilaca odbrane, institucija i drugih lica nadležnih za odbranu od poplava, leda i poplavnih unutrašnjih voda; način osmatranja i evidentiranja hidroloških i drugih podataka; prognozu pojava i obaveštavanje.Opšti plan dostavlja se ministarstvu nadležnom za unutrašnje poslove.

Operativni plan za odbranu od poplava

Član 55.

Operativni plan za odbranu od poplava (u daljem tekstu: operativni plan) donosi se za:1) vode I reda i unutrašnje vode;2) vode II reda.Operativni plan iz stava 1. tačka 1) ovog člana izrađuje se:1) za vode I reda, po vodnim područjima, i obuhvata vodotoke na kojima postoje zaštitni vodni objekti, kao i poteze vodotoka na kojima ti objekti ne postoje, ako se na vodotoku može blagovremeno sprovesti odbrana od poplava i da je to tehnički i ekonomski opravdano;2) za unutrašnje vode, po melioracionim područjima na kojima su izgrađeni sistemi zaštite od unutrašnjih voda.

Operativni plan iz stava 2. ovog člana naročito sadrži:

1) za vode I reda: podatke potrebne za efikasno sprovođenje odbrane od poplava, uključujući i naziv sektora i deonica, zaštitne objekte, poplavna područja, merodavne vodomere, kriterijume za proglašavanje redovne i vanredne odbrane od poplava, imena rukovodilaca odbrane od poplava, štabove za odbranu od poplava, naziv pravnih lica koja sprovode odbranu od poplava i druge podatke od značaja za operativno sprovođenje odbrane, kao i mere odbrane od leda;2) za unutrašnje vode: melioraciono područje, imena odgovornih lica, objekte sistema za odvodnjavanje, kriterijume i uslove za proglašenje redovne i vanredne odbrane od voda.Operativni plan iz stava 2. ovog člana priprema javno vodoprivredno preduzeće, u skladu sa opštim planom, a donosi Ministarstvo za teritoriju Republike Srbije, najkasnije do 31. decembra tekuće godine za narednu godinu.Operativni plan za vode II reda donosi nadležni organ jedinice lokalne samouprave, uz pribavljeno mišljenje javnog vodoprivrednog preduzeća.Operativni plan iz stava 5. ovog člana naročito sadrži: podatke potrebne za efikasno sprovođenje odbrane od poplava, kriterijume za proglašavanje odbrane od poplava, imena rukovodilaca i nazive subjekata odbrane od poplava, način uzbunjivanja i obaveštavanja.Operativni plan donose i pravna lica čija je imovina ugrožena poplavama.Operativni plan iz st. 5. i 7. ovog člana donosi se, u skladu sa opštim planom i operativnim planom za vode I reda, za period od jedne godine, najkasnije 30 dana od dana donošenja operativnog plana za vode I reda.

14

Operativni planovi iz stava 1. ovog člana dostavljaju se ministarstvu nadležnom za unutrašnje poslove.

Obaveze pravnog lica koje koristi brane sa akumulacionim i retenzionim basenimaČlan 56.

Pravno lice koje koristi brane sa akumulacionim i retenzionim basenima, dužno je da ih održava i koristi na način kojim se obezbeđuje prihvatanje poplavnih talasa.Lice iz stava 1. ovog člana dužno je da, u periodu van odbrane od poplava, dostavlja republičkoj organizaciji nadležnoj za hidrometeorološke poslove, javnom vodoprivrednom preduzeću i licu određenom operativnim planom za odbranu od poplava, podatke o stanju i stepenu napunjenosti akumulacionih basena nedeljno, a u periodu redovne i vanredne odbrane od poplava svakodnevno.

Privremena zabrana saobraćaja

Član 57.

U slučaju opasnosti od poplava ministar nadležan za poslove saobraćaja, na predlog ministra, može na ugroženom području privremeno zabraniti drumski, železnički ili vodni saobraćaj.O privremenoj zabrani iz stava 1. ovog člana obaveštava se ministarstvo nadležno za unutrašnje poslove.

Izgradnja objekata saobraćajne infrastrukture

Član 58.

Objekti saobraćajne infrastrukture moraju se graditi tako da:1) na ugroženim deonicama vodotoka predstavljaju lokalizacione odbrambene linije;2) formiraju posebne kasete kojima se uticaj eventualnog proboja glavnih zaštitnih vodnih objekata prostorno ograničava;3) ne remete protok voda, nanosa i leda i poštuju uslove plovidbe.

Mere i radovi za razbijanje leda

Član 59.

Ako se, zbog nagomilavanja leda, stvore ledene barijere koje mogu prouzrokovati poplave ili ako usled pokretanja leda u rekama dođe ili može doći do oštećenja zaštitnih vodnih objekata i drugih objekata, u koritu i priobalju preduzimaju se mere i radovi za razbijanje leda, utvrđeni opštim i operativnim planom.Radi zaštite od oštećenja mostova, prelaza preko vodotoka, vodnih, plovnih i drugih objekata i postrojenja vlasnik, odnosno korisnik tih objekata i postrojenja dužan je da preduzme mere i radove iz stava 1. ovog člana.

Dužnost obaveštavanja

15

Član 60.

Lice određeno operativnim planom obaveštava, u skladu sa zakonom kojim se uređuju vanredne situacije, nadležni organ o potrebi proglašenja vanredne situacije ako:

1) postoji opasnost da najavljena hidrološka situacija znatno prevaziđe uslove vanredne odbrane od poplava;

2) stanje zaštitnih vodnih objekata i ljudski i materijalni potencijal nisu dovoljni za efikasnu odbranu od poplava.

3.2. Zakonska regulativa EU

Evropska unija je 23.oktobra 2007. godina usvojila Direktivu (2007/60/EC) (Directive on the assessment and management of flood risks ili u prevodu Direktiva o proceni i upravljanju poplavama). Ove directive su okvir za procenu i upravljanje poplavnim rizicima sa ciljem smanjivanja sa poplavama povezanim štetnim posledicama na zdravlje ljudi, okolinu, kulturnu baštinu i privredu. Važno je napomenuti da Direktive polaze od toga da se poplave ne mogu sprečiti ali se mora imati na umu da neke ljudske delatnosti ali i klimatske promene pridonose povećanju verovatnoće pojave i štetnim posledicama.U svom drugom članu one definišu poplavu kao:“Privremenu pokrivenost vodom zemljišta koje obično nije pokriveno vodom”Poplava je uvek povezana sa “poplavnim rizikom” koji je kombinacija verovatnoće pojave poplave i mogućih štetnih posledica koje ta poplava može da pruzrokuje:

gde je:R – procena rizika izražena u novcuD(P) - šteta uzrokovana konkretnim poplavnim događajem date verovatnoće pojave (P)P - verovatnoća pojave poplavnih talasa (0 ≤ P ≥ 1).

Procena rizika se određuje za neko područje analizirajući poplave različite verovatnoće pojave ekstremnih godišnjih velikih voda (0,5; 0,2; 0,1; 0,01) i štete koje mogu nastati usled njih. To se sumira i dolazi se do ukupnog poplavnog rizika tog područja. Glavni cilj primene ovih Direktiva je ocena poplavnog rizika, shodno tome odreživanje “prihvatljivih niovoa” zaštite i propisivanje mera za ostvarivanje tog nivoa zaštite.

Da bi se taj cilj ostvario potrebno je uraditi sledeće:1. Preliminarnu procenu poplavnih rizika

identifikacija područja sa značajnim poplavnim rizikom

16

2. Karte oposnosti od plavljenja i karte rizika od poplava za područja sa značajnim poplavnim rizikom, prikazuju opseg poplava I posledice poplava

3. Planovi upravljanja poplavnim rizicima odrediti odgovarajuće nivoe zaštite, mere za smanjenje poplavnig rizika, svi aspekti upravljanja poplavnim rizicima (prevencija, zaštita,

pripravnost, …)

Karte opasnosti se rade za tri scenarija:a) ekstremni događaji male verovatnoće,b) poplave srednje vrednosti (Tp ≥100 god.),c) poplave velike verovatnoće prema potrebi

Ove katre treba da sadrže obim poplave, dubinu vode ili vodostaj, brzine toka i količene proticaja.

Karte rizika pokazuju moguće štetne posledice povezane sa verovatnoćom pojave poplave i sadrže sledeće elemente:

okvirni broj potencijalno pogođenog stanovništva, vrsta privrednih aktivnosti na potencijalno pogođenom području, plavljeni objekti I postrojenja koji bi mogli prouzrokovati iznenadno zagađenje životne sredine

u slučaju poplava, potencijalno pogođene lokacije iz mreža Natura 2000 (najveća koordinirana mreža područja

očuvanja prirode u svetu).

Na kraju potrebno je uraditi Planove upravljanja rizicima od poplava koji se baziraju na kartama opasnosti od poplava i kartama rizika a obuhvataju sledeće aspekte:

troškovi i dobiti (koristi), opseg plavljenja i koridori kroz koje će oteći ta voda kao i mogućnost zadržavanja i retenzije, zaštita okoline propisana Okvirnim direktivama o vodama EU (2000/60/EC) gazdovanje zemljištem i vodom, prostorno planiranje i plansko korišćenje zemljišta, očuvanje prirodnih vrednosti,

Evropska unija je donela i rokove za ove aktivnosti: preliminarna procena poplavnih rizika 22.12.2011. karte opasnosti od poplava i karte rizika 22.12.2013. i planovi upravljanja poplavnim rizicima 22.12.2015.

3. VREMENSKA I PROSTORNA RASPODELA VODE I BILANSA

3.1. Uvod

17

Nauka o vodi-HIDROLOGIJA:bavi se definisanjem,odnosno,procenom kolicina vode na odredjenom podrucju kao i njihov vremenski i prostorni raspored.Sema kruzenja vode u prirodi:

E-evaporacija,je isparavanje vode sa oranice(zemljista)T-transpiracija,je potrosnja vode od strane biljakaET-evapotranspiracijaP-padavineI-isparavanje

HIDROMETRIJA-oblast hidrotehnike koja se bavi merenjem vode u hidrotehnici.Sva dobijena merenja se sredjuju i obradjuju(najcesce statisticki)Tako dobijeni podaci nam sluze za procenu kolicine i vremenske raspodele raspolozive vode na posmatranom podrucju (prosecni,max,min,ucestalost,raspodela)

18

1)Kisomer-za merenje padavina (najcesce samo dnevnih)2)Evaporimetar-registruje isparavanje sa oranice3)Evapotranspirometar-meri evapotranspiraciju;potrosnja vode od strane biljaka i isparavanje sa oranice4)Vodomerna letva-sluzi za merenje nivoa u otvorenim tokovima(nivo u odnosu na apsolutnu nuli) 5)Pijezometri-sluzi za merenje nivoa podzemne vode6)Potrosaci-registruju potrosnju vode7)Isparitelji-registruju isparavanje sa vodene povrsine8)Tenziometar

Pluviograf

19

Evaporimetar

Vodomerne letve

20

Merač nivoa podzemne vode

3.2. VODNI BILANS

Osnovna jednacina koja nam sluzi za definisanje nekog bilansa omedjenog prostora sliva je jednacina kontinuiteta.Drugacije receno:posmatrajuci jedan omedjen prostor,doticaj u njega(povrsinski,podzemni) mora biti jednak povecanju kolicine vode u njemu,umanjen za oticaj kroz granice omedjenog prostora.Vodni bilans se radi za tacno definisan prostor i u definisanom vremenu t.Da bi se mogao izvrsiti bilans elementi u bilansnoj jednacini moraju se izraziti u istim velicinama,a to su ili 1) zapremina(mˆ3);ili 2)visina vodnog stuba(zapremina po jedinici povrsine)[mm] ili 3)zapremina u jedinici vremena proticaj[mˆ3/s]

P-padavineETP-evapotranspiracijPo-poniranje vodeIz-izviranje vodeOr-povrsinski oticaj rekomOp-podzemni oticaj van granica sliva

Bilansna jednacina:P-ETP-(Po+Op-Iz)=Or

21

P-padavine direktno na vodenu povrsinuIz-isparavanje sa vodene povrsineD-doticaj rekomIp-ispustanje radi nizvodnih potrebaC-ispustS-povrsinsko slivanje sa obala jezera±ΔV-povecanje ili smanjenje zapremine u jezeruNizvodno od reke minimum se mora ispustati radi bioloskih potrebaBilansna jednacina:D-C-Ip+S+P-I-Po+Iz=±ΔH

Skracena bilansna jednacina:D-C-Ip=±ΔH(ostale velicine su zanemarljive u vecini slucajeva)

3.2.1. Padavine

Padavine su najznacajniji pozitivni element u bilansnoj jednacini.U hidrotehnici se izrazavaju visinom vodenog taloga.Za merenje padavina koristi se kisomer koji obicno registruje dnevne padavine,odnosno-svakoga dana se mere padavine u 7h.Ova merenja se prikupljaju u hidrometeroloskoj sluzbi i podaci se publikuju u hidrometeroloskom godisnjaku.P24=k*PD PD-dnevne padavinek>1→istrazivanja sprovedena u SAD ukazuju da je k~1.13

Pluviografi-uredjaji za kontinualno merenje padavina:visina,trajanje,intenzitet padavina.Trajanje kise je bitno kod projektovanja kanalizacionih sistema,gde u zavisnosti odslivne povrsine,merodavno trajanje kise je od:15-30-45(min) do nekoliko casova.U tom slucaju podatak o dnevnim padavinama je vrlo grub za proracun.Ukoliko se objekat nalazi u blizini neke stanice tada se podaci uzimaju sa nje,a ukoliko se radi onekom velikom podrucju gde ima vise mernih stanica,za odredjivanje kolicine padavina na tom podrucju koriste se TISEN-ovi poligoni.

22

Pluviograf

Tisen-ovi poligoni

Padavine se definisu visinom,trajanjem i povratnim periodom.Intenzitet je visina pale kise podeljena sa njenim trajanjem.P-visina pale kisei- intenzitet pale kise

23

Hijetogram pale kise-promena intenziteta padavina registrovana u svakom trenutku.

P=∫idt i=dP/dtNa osnovu hijetograma pale kise mozemo odrediti P.P=∑i*∆t

Zapremina pale kise nekog podrucja:Vp=P*A

Vp-zapremina pale kise nekog podrucjaP-Velicina pale kiseA-povrsina posmatranog podrucja

3.2.2. Vodostaj,proticajni presek i oticaj

Oticaj-pod oticajem se podrazumeva kolicina vode koja je povrsinski otekla usled pale kise.Vodostaj-je nivo vode u posmatranom profile vodotoka,odnosno “proticajnom preseku”.Vodostaj se meri na “vodomernoj letvi” a mesto na kome se obavlja merenje naziva se “vodomerna stanica”.

Nivogram je hronoloski prikaz vodostaja tokom vremena.Citanje na letvi vodomera ne prikazuje ni kotu ni dubinu vode,ali njegovim povezivanjem sa “o” vodomera dobija se nivo u metrima nad morem(mnm).Tacnost ocitavanja je 1(cm).Ako postoji velika denivelacija(razlika u nivoima) u proticajnom preseku reke,tada postavljamo na tom profilu vise vodomernih letvi.citanje na letvi moze da bude I negativno ukoliko je “o” vodomera iznad maksimalnih nivoa reke.

“Linija nivoa” je linija koja spaja vodostaje duz toka.

24

Vodostoj na vodomernoj letvi se meri jednom dnevno, i vrlo cesto se ne zabeleze znacajnije promene vodostaja koje su konstantne za manje vodotoke.Iz ovih razloga se za kontinualno merenje nivoa koristi limnigraf.U novije vreme za merenje nivoa se koriste kapacitativne i eho sonde.Kapacitativne i eho sonde su uredjaji koji digitalno registruju nivoe ili ih memorisu na sopstvenoj memorijskoj jedinici ili signale salju u neki centar gde se podaci obradjuju.

Limnigraf

25

Eho sonder

Proticaj-predstavlja zapreminu vode protekle u jedinici vremena.Kod vecih vodotokova proticaj se moze meriti integrisanjem brzine u proticajnom preseku.Najtacnije je proticaj meriti volumenski merenjem zapremine vode koja dotekne u neku posudu za odredjeno vreme.Zbog toga se proticaj kod velikih vodotokova meri posredno preko brzine.

[m3/s]

gde je:A- površina upravna na osnovni pravac kretanja vode (proticajna površina) v – srednja brzina kretanja vode kroz proticajni presek

Za merenje brzine se koristi “hidrometrijsko krilo”, broj obrtaja elise je povezan sa brzinom strujanja u datoj tacki,pa sledi:

V=Vo+k*N Vo-brzina ispod koje se krilo ne okrece,i tada treba uzeti manje krilo

k- koeficijent svakog pojedinacnog hidrometrijskog krila N-broj obrtaja krila

Svako krilo se mora tarirati povremeno u hidraulickom kanalu gde je poznata brzina tecenja i utvrdjuje se koeficijent hidrometrijskog krila k.U jednom proticajnom preseku brzine se mere u vise vertikala a na svakoj vertikali treba meriti u minimum 3-5 tacaka.

26

Hidrometrijsko krilo

Hidrometrijsko krilo

27

Merenje proticaja integrisanjem brzine

U8=1/h8*(∫Udy)=1/h8*(∑((Ui+Ui+1)/2)*hi)

Ui-izmerna brzina u “i”-toj tacki posmatrane vertikaleU8-prosecna brzina u datom profileU*h-umnozene srednje dubine I brzine u profile

Q=∫h*Udx=∑((h*Uj+hj+1*Uj+1)/2)*∆LjQ-proticaj u posmatranom proticajnom profilu

Ako se raspolaze sa merenim proticajima tokom odredjenog vremena moze se graficki prikazati zavisnost proticaja od vremena I ta zavisnost se zove hidrogram.Iz hidrograma se integracijom funkcije ispod njega dobija zapremina protekle vode u analiziranom periodu.

28

V=∫Q(t)dtQsr=V/T Qsr-srednji proticaj u posmatranom vremenu

Veza izmedju vodostaja i proticaja

Funkcija koja iskazuje ovu vezu a prikazuje se graficki naziva se “kriva proticaja”(QH-kriva).Potreba za odredjivanjem krive proticaja nastala je iz razloga sto je vodostaj daleko lakse izmeriti na terenu,a poznavanjem krive proticaja i izmerenog vodostaja dolazimo do hidrograma.

Nivogram i hidrogram su po obliku veoma slicni.QH-kriva odredjena merenjima na nekom profile moze da posluzi sve dotle dok nije doslo do geometrijskih promena tog profila usled erozije ili zasipanja ili pak u slucaju ako nije doslo do nekih drasticnijih promena prepreka u toku vode nizvodno od naseg posmaranog profila!

Do proticaja u nekom toku na nekom proticajnom profilu dolazimo na dva nacina:

1.Merenjem brzina hidrometrijskim krilom na nekom proticajnom preseku na osnovu kojih racunamo proticaj,registrovanjem vodostaja i pada linije vodenog ogledala za dati proticaj dolazimo do jedne

29

tacke na QH-krivi.Ponavljanjem vise ovakvih merenja na datom profilu i za razlicite proticaje i nivoe definisemo (QH) krivu datog profila.Kada dobijemo ovu funkciju ona nam omogucuje da nadalje merenjem samo vodostaja odredjujemo proticaj na tom profile.

2.Drugi nacin se primenjuje kod manjih vodotokova ili kanala gde na datom profilu postoji neki objekat (preliv,suzenje…).Poznavanjem matematicke funkcije izmedju proticaja i nivoa,odredjuje se proticaj.

Ukoliko je proticajni profil reke pod uticajem nizvodnih poremecaja (uliv u drugu reku,izgradnja brana i akumulacija,kaskada,…),veza nivoa i proticaja se mora dopuniti i padom nivoa merenjem vodostaja ispred i iza posmatranog proticajnog profila.

3.2.3 Veza izmedju padavina i oticaja

Veza padavine-oticaj se bazira na cinjenici da oticaj uzrokuje deo padavina koje su se slile u vodotok.Taj deo nazivamo “neto padavine” ili “efektivne padavine”.Ostali deo padavina ili ispari ili se upije od strane zemljista (infiltrira).

Problem kod odredjivanja ove zavisnosti nastaje pri samoj cinjenici da iste padavine (iste visine) cak i na istom slivu ne uzrokuju isti oticaj,a za razlicite tokove,to je jos izrazenije.Shodno iznetom za definisanje veze padavine-oticaj potrebno je izmeriti sledece velicine:

1.na nekom profilu vodotoka potrebno je meriti vodostaj limnigrafom i potrebno je poznavati vezu vodostaj-proticaj na osnovu koje dolazimo do hidrograma u datom profilu.

2.potrebno je meriti i visinu pale kise,registrovanu pluvigrafom u nekoj tacki sliva ili blisko nasem slivu.

30

Povrsinski sliv

HIJETOGRAM PALE KISE

P=i*tk(mnm) Kolicina pale kise na posmatranom podrucju u analiziranom vremenu(velicina odredjena koriscenjem hijetograma,ranije pokazanim postupkom)Velicina sa slike: To-kasnjenje hidrograma TB-baza hidrograma

Vp=p*Fs(m³) Vp-zapremina pale kise na povrsinu sliva

31

Vo=∫Qdt (m³) Vo-zapremina otekle kise

Ko=otekle padavine/pale padavine=Vo/Vp K-koeficijent oticaja

Odnos zapremine otekle vode od date kise I zapremine pale kise na dati sliv predstavlja koeficijent oticaja.Koeficijent oticaja se moze izraziti ako se date zapremine podele sa povrsinom sliva I odnosom efektivne padavine(neto) I ukupne(bruto) padavine na posmatranom slivu.

Ko=pe/p pe-efektivna padavina

U hidrotehnickoj praksi zbog lakseg definisanja pojmova i lakseg rada stvarni zvonasti oblik hidrograma aproksimiramo trougaonim oblikom.

Trougaoni hidrogram

Velicine sa slike:

Tp-vreme podizanja maksimuma hidrogramaTr-vreme spustanja hidrograma-vreme retardacijeTB-baza hidrograma

R=Tr/Tp R≥1

R-koeficijent koji ukazuje na velicinu sliva,odnosno ukazuje na odnos vremena retardacije Tr i vremena podizanja Tp. Kod malih slivova u urbanim sredinama(parkinzi,asfaltne povrsine,aerodromi…) uzima se da je R=1. Kod nesto vecih,bujicarskih,slivova(povrsine:10-20 (km²)) R=1-1.3. Kod izrazito velikih slivova(Sava,Tisa,Drina,Morava…) R-se krece i do 3

Za jedan isti sliv osnovni parametri oblika hidrograma(TB,Tp,Tr) ne bi se smeli znatnije menjati bez obzira na intenzitet kise.Zbog toga se najcesce na ovakvim slivovima postavi pluviograf za merenje padavina i limnigraf na kontrolnom profilu (za merenje nivoa,odnosno proticaja).Merenjem padavina i oticaja u vremenskom periodu od 3-5 godina mozemo doci do zavisnosti za dati sliv izmedju padavina i oticaja odnosno mozemo doci do koeficijenta oticaja za razlicite periode godine.Naime koeficijent oticaja nije konstantan tokom godine za jedan sliv,kao sto je vec receno ranije,on osim sto zavisi od geometrije sliva i topografskih karakteristika sliva(pada terena) zavisi I od vlaznosti zemljista pre pale kise,a takodje zavisi i od obraslosti terena vegetacijom.

32

Merodavna kisa

Kisa se definise njenim trajanjem Tk i povratnim periodom na koji se ona odnosi Tp.

p(Tk,Tp)

Povratno period je ekonomska kategorija,odnosno dobija se iz odgovora na pitanje koliku stetu moze da nanese data kisa.Konkretno,prelivi koji na brani sluze da private nailazak velikih voda ,usled obilnih padavina,i bezbedno ih propuste nizvodno od brane dimenzionisu se najcesce na padavine hiljadugodisnjeg povratnog perioda(jedanput u 1000 godina ce brana biti preplavljena.

Merodavno trajanje kise za dimenzionisanje hidrotehnickih objekata je jednako “vremenu koncentracije sliva”(Tc).

Tk=TcTc-je vreme za koje kisna kap pala na najudaljeniju tacku sliva dotekne do kontrolnog profila.Sastoji se iz vremena tecenja po padini I vremena tecenja u vodotoku. Tc=t1+t2

Prirodni sliv

Trajanje merodavne kise=Tc(vreme koncentracije sistema) jer se tada u istom trenutku javi kisna kap pala I na najblizoj I na najudaljenijoj tacki sistema,odnosno aktivira se ceo sliv.Ako kisa traje duze Tk>Tc od vremena koncentracije sistema,posle vremena koncentracije sistema proticaj ostaje manje vise konstantan do trenutka prestanka te kise.

Tk<Tc -nece se aktivirati ceo sliv i necemo dostici maksimumTk=Tc -u jednom trenutku postize se maksimum

Vo=ko*P*FsVp=P*FsP=i*Tk

Vo-zapremina otekle vodeko-koeficijent oticajai-intenzitet kiseTk-trajanje kiseFs-povrsina sistemaVp-zapremina pale kise

33

Vo=ko*i*Tk*FsVo=1/2*Qmax*TB=1/2*Qmax*2Tk= Qmax* Tk→

Qmax=ko*i*Fs

Opisana metodologija vazi samo u slucaju idealizovanih slivova,gde je uslovno receno-ceo sliv pravougaona tepsija sa istim uslovima tecenja za ceo sliv.Ova teorija se naziva “Racionalna metoda”i koristi se za urbane slivove odnosno kod proracuna kanalizacionog kolektora za atmosfersku vodu u gradovima.Tamo priblizno vaze pretpostavke o pravilnom izgledu sliva(ulice I kvartovi) I o istoj obraslosti(putevi,trotoari,parkinzi,krovovi).Kod prirodnih slivova ova teorija daje vece proticaje nego sto su stvarni,sto je na strani sigurnosti jer jer ne uzima u obzir akumulaciju jednog dela padavina na sliv I njeno kasnije oticanje odnosno koeficijent oblika hidrograma R>1 (Tr/Tp) ,racionalna metoda R=1

Hidrogram-“Racionalna metoda” i stvarni hidrogram prirodnog sliva

3.2.4. Pronos nanosa, leda i kvalitet vode

Nanos:-lebdeci(suspendovani)-vuceni

Lebdeci-lebdi u vodiI mnogo je sitniji od vucenog nanosa.Kod lebdeceg nanosa se odredjuje njegova kolicina,granulometrijski sastav i ostale fizicko-hemijske osobine.Meri se uzimanjem uzorka vode u odredjenom mernom profilu reke i to obicno u onim tackama u kojima se merila brzina vode hidrometrijskim krilom,tako da je postupak obrade rezultata merenja vrlo slican onom objasnjenom kod merenja brzine vode.Koncentracija lebdeceg nanosa raste po dubini vode.Kolicinu lebdeceg nanosa u nekom profilu je potrebno znati npr. kod gradnje brane na tom profile da bi se moglo utvrditi

34

kojim ce intenzitetom doci do zasipanja buduce akumulacije.Problem sa suspendovanim nanosom se javlja i kod koriscenja takve vode kao izvorista za odredjene potrebe kao sto je navodnjavanje poljoprivrednih kultura.Ukoliko se ne uzme u obzir kolicina lebdeceg nanosa moze vrlo brzo doci do zacepljenja distribucionih cevovoda,odnosno tada je potrebno predvideti filtarsku stanicu otklanjanje suspenzije iz vode.U 1(m³) Dunavske vode ima oko 100-130(g) peska.

Uzimanje nanosa

Vuceni nanos-voda ga vuce po dnu,on je krupniji od lebdeceg.Ovaj nanos po dnu pokrece tangencijalni napon ili “vucna sila”.Taj tangencijalni napon se izrazava kao:

τ=γ*R*I (KN/m²)

γ-tezina vode γ=9.81(KN/m³)R-hidraulicki radijus poprecnog preseka tokaI-pad linije vodnog ogledala toka (koji je skoro isti kao pad dna)

R=A/O A-povrsina poprecnog preseka toka O-okvaseni obim

Ukoliko je τ>τkr za tu vrstu materijala od koga je sastavljeno dno recnog korita dolazi do pokretanja vucenog nanosa po dnu reke.

Kriticnu vucnu silu po “Shilds-u” mozemo racunati:

τkr=0.05*( γs-γw)*dsr γs=25(KN/m³)-specificna tezina nanosa dsr-srednji precnik zrna od koga je formirano dno

35

Merenje protoka vodenog nanosa se vrsi specijalnim hvatacima “lopate” kroz koje voda protice a nanos ostaje.Svi regulacioni radovi na vodotoku se vecinom i rade iz razloga da se reka,odnosno njeno korito urede tako da nema potkopavanja,zasipanja,odnosno da se ne menja trasa i oblik korita i da se postigne ravnoteza na svim profilima u pogledu transportne moci korita.

Led na rekama

Opazanja o ledu na rekama su vrlo bitna sa aspekta plovidbe,opterecenja na objekte u toku,I odbrane od poplava.Na vodomernim stanicama se registruju podaci o “ledostaju” ili “ledohodu”kao I podaci o procentu povrsine koju zauzima led,kao I podaci o debljini leda.Prema tome za svaku godinu imamo podatke o vremenskoj duzini ledohoda,ledostaja I debljini leda na osnovu kojih mozemo statistickom obradom doci do podataka koji sun am bitni sa aspekta plovidbe,opterecenja objekata.Registrovanje leda na rekama

Kvalitet vode

Kvalitet vode cine hemijske,bioloske I fizicke karakteristike vode.Hemijsko-bakterioloska ispravnost sa aspekta zasta ce se ta voda koristiti.Fizicke karakteristike su boja,mutnoca i temperature.Kod kvaliteta podzemnih voda prilikom gradnje konstrukcije koja zadire u podzemnu vodu treba ispitati kvalitet te vode u smislu njenog moguceg korozionog dejstva na beton i celik.Osnovni zagadjivaci su naselja koja ispustaju svoje otpadne vode(fekalne I industijske) u vodotoke ili upojna polja a da ih prethodno ne preciste.

3.3. SREDJIVANJE OPAZANIH PODATAKA

Svi ovi podaci koji su prethodno mereni:nivoi,proticaji,padavine,temperature,podzemne vode,nanos… se sredjuju i statisticki obradjuju,da bi bili upotrebljivi kao podloga za kasnije projektovanje i druge analize.

36

3.3.1 Kriva trajanja

Na prethodnoj slici apscisa predstavlja stvarno(realno) vreme trajanja nekog vodostaja.Ukoliko imamo nivogram za duzi period od nekoliko desetina godina,onda obicno umesto realnog vremena na apscisi koristimo relativno vreme trajanja koje je odnos trajanja datog vodostaja kroz ukupno vreme osmatranja i *(puta) 100(%)

τ=(TRAJANJE DATOG VODOSTAJA/UKUPNO VREME OSMATRANJA)*100(%)τ-relativno vreme trajanja vodostaja

Nivogram i kriva trajanja vodostaja na Dunavu kod Panceva

37

Vrlo cesto nam je potrebno da znamo trajanje vodostaja u nekim mesecima ili periodima godine.Kao primer sluzi sistem za navodnjavanje koji radi u julu I avgustu,pa nam trebaju za projektovanje vodozahvata(crpne stanice) samo za jul I avgust a da bi se doslo do tih krivih analiziraju se po prethodnoj metodologiji nivogrami iz jula I avgusta.Postupak koji je prikazan kod odredjivanja krive trajanja nivoa moze se primeniti I kod odredjivanja krive trajanja proticaja ali se kao baza tada koristi hidrogram Q(t),a takodje I kod odredjivanja krive trajanja nivoa podzemnih voda.

3.3.2. Verovatnoca pojave ili prevazilazenja

Kod analize nekih ekstremnih pojava kao sto su maksimalni vodostaji,maksimalni godisnji proticaj,maksimalne godisnje padavine razlicitog trajanja(minutne,casovne,dnevne) koristi se funkcija raspodele verovatnoce da bi se odredila merodavna kolicina za projektovanje.Postoji empirijska I teorijska funkcija raspodela verovatnoca.Empirijska se racuna po Viblu(Webull):

P=n/(N+1) gde je:P-verovatnoca pojavan-redni broj podatka u nizuN-ukupan broj podataka,odnosno godina u kojima smo opazali datu pojavu

38

Primer:

n God. H(mnm) H ↓ P Tp(God) 1 1959 Hmax

↓

2 1960 3 1961 4 1962 5 1963 6 1964 7 1965 8 1966 9 1967 10 1968 11 1969 12 1970 13 1971

Hmin

.

.

.

.

.

Ovako dobojene podatke nanosimo na normalni ili log-normalni papir verovatnoce sa koga se moze “ocitati” vodostaj odredjene verovatnoce ili perioda.log-normalni papir verovatnoce se koristi tada kada empirijske tacke ne leze na jednoj pravoj ako se koristio normalni papir verovatnoce.

Primer-papir verovatnoce sa nanetim podacima

Ako se trazi verovatnoca pojave ili povratnog perioda veceg nego sto je merni niz,na osnovu koga je odredjena empirijska verovatnoca ne preporucuje se ekstrapolacija te prave.Tada se usvaja teorijska raspodela verovatnoca(normalna,LTP-3,lg-normalna,poason).Koja funkcija je najbolja,zavisi od toga koliko dobro se slaze u datom mernom intervalu sa opazenim podacima,odnosno vrsi se testiranje hipoteze o podudarnosti empirijske I teorijske raspodele verovatnoca.Usvojena teorijska raspodela kasnije sluzi za odredjivanje veceg povratnog perioda.

39