ZAŠTITA SLIVA I UPRAVLJANJE

VODNIM RESURSIMA

PREDAVAČ:

dr Milanko Ljujić, dipl.građ.inž.

Čačak, 15. maj 2015.

INŽINJERSKA KOMORA SRBIJE

Regionalni centar Čačak

Prirodni resursi

Voda i zemljište spadaju u najznačajnije prirodne resurse.

Nedostatak vode i kvalitetnog zemljišta aktuelni je problem

većine zemalja u svetu.

Oskudni resursi degradiraju se dejstvom antropogenih i

prirodnih faktora. Zagađivanje i erozija su procesi koji nanose

najviše štete zemljištu i vodnim ekosistemima.

Ujedinjene nacije su usvojile program zaštitite životne sredine

(United Nations Environment Programme – UNEP) i 22. mart

proglasile za Svetski dan voda.

Time je istaknut značaj voda na globalnom nivou i date sme-

rnice članicama za preduzimanje odgovarajućih zaštitnih mera.

Korišćenje površinskih voda

Vodosnabdevanje stanovništva Srbije južno od Save i Dunava,

najvećim delom, zasniva se na korišćenju površinskih voda.

Vodozahvatne građevine su postavljene u otvoreni rečni tok, a

iznad njih se nalaze retenzije, pregrade ili drugi zaštitni objekti.

Izgradnja brana planirana je u sledećoj fazi.

Karakteristični primeri su vodozahvati za lokalni i regionalni

vodosistem na rekama Velika Dičina i Rzav.

Površinske vode se koriste za vodosnabdevanje, proizvodnju

hrane, industriju, energetiku, navodnjavanje, rekreaciju i dr.

Vodosnabdevanje je najznačajnije i najzahtevnije u pogledu

zaštite sliva i kontrole kvaliteta vode.

Donošenje i primena propisa

Evropska unija je dokumentom - Okvirna Direktiva o vodama

(Directive 2000/60/EC) odredila dugoročnu politiku, principe i

standarde koncepta održivog korišćcnja i zaštite voda.

Srbija usklađuje svoje propise sa evropskim. Zakon o zaštiti

životne sredine ("Službeni glasnik RS", br. 72/09), Zakon o zaštiti

prirode ("Službeni glasnik RS", br. 88/10).

Krovni Zakon o vodama („Službeni glasnik“ RS, br. 30/10 i 93/12).

Pravilnik o načinu određivanja i održavanja zona sanitarne zaštite

izvorišta vodosnabdevanja („Službeni glasnik RS“, br. 92/2008).

Problemi su nastali u primeni, zbog toga što nisu obezbeđeni

mehanizmi i sredstva za sprovođenje Zakona.

Vodoprivreda u Srbiji

Suše, poplave, toplotni i hladni talasi

su sve učestaliji. U Srbiji je od 2000. g.

bilo pet sušnih godina i pet poplava.

Šteta izazvana sušom 2012. g. je procenjena na 1,5 milijardi evra.

Prinos kukuruza je prepolovljen. Registrovano je sušenje zasada i

autohtonih šumskih vrsta. I pored toga u Srbiji se navodnjava

samo oko 2% obradive zemlje.

Srbija se suočava sa velikim vodopri-

vrednim problemima, zbog nedostatka

vode, lošeg kvaliteta vode za piće i

učestalih suša ili poplava.

42% javnih vodovoda gradskih

naselja u Srbiji je neispravno.

Poplave u Srbiji

Tokom majskih poplava 2014 .g.

u Srbiji, poginulo je 57 ljudi i 32000

građana je evakuisano.

Katastrofalne poplave i klizišta

naneli su ogromne štete stambnim

i industrijskim objektima, poljopri-

vredi, elektroprivredi, vodovodu,

putevima, železnici...

Moguće ponavljanje visokih vodostaja izazvalo bi još veće štete.

Poplavljena su velika naselja: Obrenovac, Ub, Paraćin, Svilajnac,

Krupanj, Lučani, Petrovac na Mlavi, Osečina, Mionica.

Štete od poplava 2014. g. procenjene su na 2 milijarde evra.

Uticale su na pad BDP-a.

Upravljanje vodnim resursima

Integralnim upravljanjem resursima rečnog sliva i preventivnim

merama zaštite mogu se otkloniti ili ublažiti posledice ekstremnih

događaja suša i poplava.

To je složen skup mera i aktivnosti usmerenih na održavanje i

unapređenje vodnog režima, obezbeđivanje potrebnih količina

voda dobrog kvaliteta i zaštitu voda od zagađivanja.

Novi propisi, promena društvenog sistema i vlasničkih

odnosa, nameću promenu procesa upravljanja. Edukacija,

informisanost i transparentni odnosi investitora, korisnika i

lokalne zajednice potiskuju u drugi plan mere prinude i

proglašenja opšteg interesa.

Zaštita sliva i upravljanje vodnim resursima

Multidisciplinarni pristup rešavanja problema obuhvata precizno

planiranje i realizaciju administrativnih, tehničkih i socio-

ekonomskih mera na načelima održivog razvoja, celovitosti i

međuzavisnosti ekosistema.

Osnovni ciljevi programa su: zaštita vodnih resursa, sprečavanje

neželjenih rizika, smanjenje zagađenja, kontrola ispuštanja

otpadnih voda, nutrijenata i opasnih materija u granicama basena.

„Održivi razvoj“, proklamovan Bergenskom deklaracijom 1990. g.

definisan je kao „razvoj koji obezbeđuje osnovne ekonomske i

društvene mogućnosti i zaštitu životne sredine, ne narušavajući

vitalnost ekoloških sistema“. Zahteva iste uslove za sve

zainteresovane grupe i jednakost sadašnjih i budućih generacija.

Veštačke akumulacije

Klimatske promene i prirast stanovništva izazivaju povećanje

potreba za vodom, uslovljavaju izgradnju novih brana.

Uvek postoje brojni razlozi za i protiv izgradnje brana. Odluku

o izgradnji moguće je doneti tek nakon sistemskog istraživanja

slivnog područja, kvaliteta rečne vode i prognoze procesa u

budućoj akumulaciji.

Najveći značaj u zaštiti zemljišta i upravljanju režimom voda

imaju akumulacije, posebno u brdsko-planinskim slivovima.

Štitite od poplava i nanosa, vrše izravnanje bilansa voda,

eliminišu štetne posledice neregulisanog vodnog toka i

stvaraju uslove za upravljanje režimom voda.

U Srbiji postoji 29 brana sa zapreminom većom od 10

miliona m3, 35 brana sa zapreminom do 10 miliona m3 i oko

100 tz. „malih brana” sa ukupnom zapreminom od oko 35

miliona m3.

Razlozi izučavanja slivnog područja

Korišćenje površinskih voda za vodosnabdevanje velikog

broja stanovnika u Srbiji i svetu nema alternativu

Vodosnabdevanje iz otvorenog rečnog toka je nestabilno,

promenljivo i nepouzdano u pogledu količina i kvaliteta vode

Izgradnjom brane i formiranjem akumulacije smanjiće se

negativni efekti ekstremnih vrednosti proticaja (suše i poplave) i

promene kvaliteta rečne vode (mutnoća i koncentracija nanosa)

Sa druge strane, zbog taloženja organskih materija, truljenja i

produženog vremena zadržavanja vode u akumulaciji, može se

očekivati pogoršanje kvaliteta ujezerene vode

Nepoželjni procesi mogu se predvideti, preventivnim merama

sprečiti ili ublažiti, i time obezbediti dugotrajno i održivo

korišćenje voda

Predmet istraživanja

Predmet istraživanja je ispitivanje mogućnosti izgradnje

akumulacija, na bazi izučavanja slivnog područja, analiza

rečne vode i prognoze promena kvaliteta ujezerene vode.

Aspekti predmeta istraživanja su:

• Multi - disciplinarno izučavanje sliva, planiranje i pripreme za

formiranje akumulacije za višenamensko korišćenje voda,

• Utvrđivanje karakteristika slivnog područja i kvaliteta rečne vode,

• Utvrđivanje produkcije nanosa u slivu i transporta nanosa u

hidrografskoj mreži,

• Implementacija Okvirne Direktive o vodama u oblasti zaštite i

upravljanja resursima rečnog sliva na principima održivog razvoja.

Cilj istraživanja

• Definisati osnovne karakteristike slivnog područja (fizičko-

geografske, klimatsko-meteorološke, geološke, pedološke,

hidrološko-hidrauličke) i analizirati uticaje parametara sredine

na formiranje akumulacije,

• Locirati eroziona žarišta, utvrditi genezu nanosa, dinamiku

zasipanja, količinu i raspored nanosa u retenzionom basenu,

• Proceniti pritiske i uticaje poljoprivrede, infrastrukture i

domaćinstava na vodno telo,

• Definisati postojeće stanje kvaliteta rečne vode, prognozu

kvaliteta ujezerene vode u odnosu na trenutno stanje i u odnosu

na procese promena u budućoj akumulaciji,

• Analizirati potencijalne uticaje akumulacije na životnu sredinu,

• Definisati program sistematskog monitoringa i procedure

modeliranja kvaliteta vode u budućoj akumulaciji.

Metode istraživanja

Kvantitativna analiza bujičnog sliva

Kombinovane metode kartiranja, merenja i terenskih

istraživanja

Hemijske, mikrobiološke i biološke analize rečne vode

Granulometrijske analize uzoraka nanosa iz akumulacije

Uporedna analiza slivova u pogledu erozionističkih parametara

Bilans voda i dimenzionisanje buduće akumulacije

Primena modela za procenu promene kvaliteta rečne vode, u

uslovima formiranja akumulacije

Uporedna analiza ekološkog statusa veoma sličnih akumulacija

Oprema za monitoring kvaliteta voda

Senzori za kontinualno merenje:

• mutnoće,

• temperature vode,

• pH vrednosti,

• rastvorenog kiseonika,

• elektroprovodljivosti,

• amonijum jona,

• nitrata,

• vodostaja.

Pumpa

Vodozahvat

Nivo vode

Modem

Protočni rezervoar

Data loger

Sonda

Stanica

Shematski prikaz automatske stanice za monitoring kvaliteta rečne vode

Merni bazen (protočni rezervoar) sa senzorima

Dodatna oprema: •potapajuća pumpa na vodozahvatu

•rezervoar sa uronjenim senzorima

Savremeni monitoring kvaliteta voda

prenos i obrada podataka

Savremena tehnologija omogućuje

kontinualno praćenje kvaliteta voda

pomoću specijalizovanih sondi.

Dobijeni podaci se prenose na

daljinu putem GSM modema do

servera operatera, snimaju i skla-

dište u centralnoj bazi podataka.

Koncept automatske stanice za merenje parametara kvaliteta voda

Osnovni podaci o

eksperimentalnom slivu i objektu

Brana za retenziju kišnih voda Gornji Banjani

• Izgrаđenа: 1966. godine

• Investitor: Vlada Republike

Srbije

• Projektаnt: VRO “Velikа

Morаvа”, Beogrаd

Karakteristike sliva i rečne mreže

Velika Dicina

Dicin

a

Gornji

Banjani

S U

V O

B O

R

Dobra voda R A J A C

Ravna reka

Dicina P O L O M

K O Š T U N I C I

Bra

jick

a re

ka

Mala D

icina

Profil

brane

Hidrološka stanica

"Velika Dicina"

Hidrološka stanica

"Jolska Strana"

Bašcica reka Š

iško

vac

Pregledna karta sliva

•Površinа slivа: 22,5 km2

•Srednja nadmorska visina: 700 m

•Srednji godišnji proticаj: 274 l/s

•Proticaj Q1%: 54,8 m3/s

•Dužina glavnog toka: 8.4 km

•Trinaest pritoka dužine: 54.5 km

•Gustina rečne mreže: 2.5 km/km2

Reka Velika Dičina, pritoka

Čemernice, pripada slivu Zapadne

Morave. Sliv Dičine zahvata

padine Suvobora i Rajca, ima

pravilan oblik i veoma je razvijen.

Pritisci i uticaji stanovništva i

poljoprivrede na vodno telo

• Najveći negativni uticaj na stanje voda ima primena mineralnih

đubriva i sredstava za zaštitu bilja od bolesti i štetočina.

• Regionalni put i lokalne saobraćajnica koje se ukrštaju sa rekom

bez mostova i propusta izazvaju zagađivanje zemljišta i voda.

Sliv Velike Dičine karakteriše:

veoma nizak stepen naselje-

nosti sa svega 3 stanovnika po

1 km2, odsustvo industrijskih

zagađivača, ekstezivna obrada

zemljišta i relativno bogatstvo

nezagađenom vodom.

Kvalitet rečne vode

•Vode Dičine su biološki čiste, sa dobrim sa-

moprečišćavanjem, pripadaju I klasi boniteta

• Registrovana odstupanja od MDK vrednosti:

gvožđe, amonijak, nitrati i utrošak KMnO4

•Gvožđe u vodotok dospeva iz stena i zemljišta na serpentinskim

supstratima, isključivo kao posledica prirodnih faktora

•Azotna jedinjenja u vodi su posledica antropogenih i prirodnih faktora,

mineralnih đubriva, organskog materijala i amonijum-jona iz zemljišta

Pokazatelj kvaliteta

Jedin.

Banjani:

2001-2010

min max

Temperatura °C 0 19

pH vrednost - 7,21 8,45

Mutnoća NTU 0,08 180

Utrošak KMnO4 mg/l 2,04 50,3

Ukupni suvi ostatak mg/l 138 274

Amonijak NH4 mg/l 0 0,29

Nitrati NO3 mg/l 1,66 19,86

Nitriti NO2 mg/l 0 0,05

Ukupni fosfat P mg/l 0 0

Gvožđe Fe mg/l 0 1,39

Mangan Mn mg/l 0 0,012

Aluminijum Al mg/l 0,02 0,08

Hloridi Cl mg/l 3,1 8,0

Uk br aerobnih mezo. bakt u 1 ml 30 200

Uk broj koliformnih bakt. u 1 ml <2000 38000

Alge u 100 ml 200 400

Proticaj vode i pronos suspendovanog nanosa

Merenje proticaja i pronosa suspe-ndovanog nanosa na hidrološkoj stanici vrši se od 1997. godine

Od 1997-2010. g. sr. god. proticaj iznosio je 284 l/s, a koncentracija suspendovanog nanosa 19.24 mg/l

0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

300,0

350,0

400,0

450,0

Q(l/s) 234 367 186 266 268 170 218 371 344 273 233 413 289

C(mg/l) 14,80 12,30 16,00 25,68 22,73 12,70 10,80 24,50 9,40 9,40 36,82 21,12 13,35

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Hidrogram u slivu reke Velika Dičina

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

0,350

0,400

0,450

0,500

0,550

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Vreme T (godina)

Pro

ticaj Q

(m

3/s

)

Srednje godišnje vrednosti proticaja za period 1955-2010. godine

Proticaj u profilu brane

Qsr=274 l/s

Qmin=109 l/s

Qmax=501 l/s

Padavine i

raspodela

proticaja

Psrm=74,8 mm

Psrgod=897,9 mm

Psrm (mm)

mesec

Psrmmax=109,6 mm

Psrmmin=51,5 mm

40

50

60

70

80

90

100

110

120

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

UNUTARGODIŠNJA RADODELA PROTICAJA

0,273

0,311

0,477

0,418 0,408

0,300

0,1770,154

0,1260,141

0,214

0,288

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Avg Sep Okt Nov Dec

Vreme T (mesec)

Pro

ticaj Q

(m3/s

)

AKUMULACIJA

Dotok Qsr=274 l/s

Infiltracija

Vodosnabdevanje

Isparavanje

Biološki minimum

infQQQQQdt

dVevbmpotrdot

Bilans dotoka i potrošnje vode

KRIVA ZAPREMINE AKUMULACIJE

480

482

484

486

488

490

492

494

496

498

500

502

504

506

508

510

512

514

516

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 4 4,2 4,4 4,6 4,8

Zapremina V (m3x10

6)

Ko

te Z

(m

nm

)

KKP=508,00

KNU=505,30

KminU=

489,60

KKB=511,30

Vkor=2,0X106m

3

Vnanos=0,375X106m

3

Vret=0,557X106m

3

KmaxU=509,30

Dimenzionisanje akumulacije Banjani Kriterijumi za dimenzionisanje akumulacije:

Taloženje nanosa za period od 100 godina – „mrtva“ zapremina

Vodosnebdevanje i biološki minimum – korisna zapremina

Prijem poplavnog talasa 1 u 20 godina – retenziona zapremina

Nadvišenje u odnosu na merodavnu računsku veliku vodu od 2 m

Vodosnabdevanje i biološki minimum

Biološki minimum je određen na dva načina:

- kao 10% srednjeg višegodišnjeg proticaja

Qbm=0.1xQsr=0.10x0.274 m3/s =0.027 m3/s

- kao 30 dnevna mala voda obezbeđenosti

trajanja 95% Q(sm,95%) =0.028 m3/s

Usvojena veća vrednost Qbm=0.028 m3/s.

Vodosnabdevanje preko PPV:

Qsr dn = 40-80 l/s, Qmax dn = 90 l/s,

projektovani kapacitet Qmax=150 l/s.

Usvojeno Qpot (vod) =100 l/s

Gubici na evaporaciju sa vodene površine

KRIVA POVRŠINE AKUMULACIJE

y = 0,1399x + 479,46

480

485

490

495

500

505

510

515

520

0 5 10 15 20 25 30

Površina Fa (m2x10

4)

Ko

te Z

(m

nm

)

Mesec I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Evap

mm/dan/m2

0.8 1.1 2.1 3.9 4.3 5.0 5.8 5.2 3.2 1.9 0.8 0.7 34.8

Qevap=(Evap x Fa)/86400 (m3/s)

y = 0,1399x + 479,46 = Z=0,1399Fa + 479,46 → Fa=0,715Z – 343

Gubici na infiltraciju

GUBICI NA INFILTRACIJU Q = f (Z,F)

480

485

490

495

500

505

510

515

520

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05

Gubici (l/s)

Ko

te Z

(m

nm

)

Gubici na infiltraciju (procurivanje ispod i kroz bokove brane)

zavise od kote nivoa vode (visine vodenog stuba)

i potopljene površine akumulacije

Karakteristične kote i zapremine akumulacije

Zaštita sliva

Biotehnički radovi

• pošumljavanje goleti i degradiranih

šumskih i pašnjačkih površina;

• primena ilofilterskih sistema u

zonama oko hidrografske mreže;

• terasiranje i zaštitni plodoredi na

nagnutim terenima.

Poprečni presek ilofiltera

4.0 m

Cotinus coggygria (ruj)

Ostrya Carpinifolia (crni grab)

Acer campestre (klen)

Quercus petraea (kitnjak)

travnati pokrivac

Ilofilterski pojasevi su naizmenični redovi travne i žbunasto-drvenaste

vegetacije. Postavljaju se po izohipsi u zonama blizu hidrografske

mreže. Redukuju površinski oticaj i zaustavljaju erozioni materijal.

Tehnički radovi

• podizanje poprečnih objekata u koritu

glavnog toka i pritokama za zaustavljanje

nanosa, stabilizaciju korita i obala;

• podizanje pragova od gabiona u stalnim

vodotocima, fleksibilniji i jeftiniji objekti;

• u koritima povremenih vodotoka, koriste

se kombinovani sistemi sa gabionskim

pragovima i pleterima (gabioni se grade na

nižim profilima, visine do 100 cm, a pleteri

u serijama, korisne visine do 80 cm).

Zaštita hidrografske mreže

Jednostruki i dvostruki pleteri

za sanaciju jaruga

Zidić od gabiona

Uređenje prostora buduće akumulacije

i primena administrativnih mera

Uređenje prostora buduće akumulacije,

ispod kote max uspora, obuhvata:

- uklanjanje rastinja, panjeva, korenja,

lišća i vegetacionog pokrivača;

- čišćenje terena (uklanjanje divljih depo-

nija i stajskog otpada domaćinstava);

- skidanje humusnog sloja debljine 30 cm;

- zatrpavanje i dezinfekcija oštećenih

mesta.

Administrativne mere (upozorenja i zabrane), primenjuju se na osnovu

Planova odbrane od poplava i Elaborata o zonama sanitarne zaštite.

Zone sanitarne zaštite i protiv-požarne mere

Zone sanitarne zaštite:

I zona-neposredne sanitarne zaštite,

strogi nadzor u priobalnom području

širine 10 m od KMU vode u jezeru;

II zona - uža zona sanitarne zaštite,

ograničeno korišćenje područja oko

jezera širine 500 m od granice I zone;

III zona - šira zona sanitarne zaštite,

nadzor obuhvata područje od granice

II zone do granice površine sliva.

Protivpožarnu zaštitu čine PP pruge širine 10 m povezane sa putevima.

Vodu za gašenje požara obezbediti kaptiranjem izvora i izgradnjom vodo-

jaža na potocima. Potrebno je angažovati osmatrače u letnjem periodu.

Zaključak

Odluka o izgradnji donosi se nakon sistemskog istraživanja slivnog

područja i kvaliteta rečne vode. U donošenju planova o izgradnji vodo-

privrednog sistema mora se obezbediti učеšće јavnоsti i korisnika.

Integralno upravljanje vodnim resursima je skup mera usmerenih na

održavanje i unapređenje vodnog režima. Zasniva se na načelima održi-

vog razvoja, celovitosti ekosistema i zaštite od štetnog dejstva voda.

Brane štitite od poplava i nanosa, vrše izravnanje bilansa voda,

pomažu društveni i ekonomski razvoj, ali menjaju režim i kvalitet voda,

uznemiravaju biološke zajednice i lokalno stanovništvo.

Vodoprivredni problemi, izazvani nedostatkom vode i ekstremnim

događajima suša i poplava, najefikasnije se rešavaju izgradnjom

akumulacija i kontrolom režima voda.

Zaključak

Tokom eksploatacije sistema obavezna je primena programa kontrole

i upravljanja, sa monitoringom za operativno praćenje kvaliteta vode u

jezeru i osmatranje promena svih relevantnih parametara ekosistema.

Dobar kvalitet vode u akumulaciji moguće je obezbediti antierozionom

zaštitom sliva, čišćenjem dna pre formiranja jezera, kontrolom unosa

nanosa i nutrijenata i rigoroznim sprovođenjem mera sanitarne zaštite.

Integralni koncept zaštite i upravljanja resursima rečnog sliva,

minimizira rizik od deficita i pogoršanja kvaliteta vode, nepovoljnih

ekonomskih i ekoloških posledica poplava.

Zalihe vode moraju biti dugoročno zaštićene, dostupne svima i

očuvane za buduće generacije.

HVALA NA PAŽNJI !!!