Male vode Poznavanje režima i karakteristika malih voda vodotokova

je veoma važno za uređenje njihovih korita, zaprojektovanje, građenje i korišćenje raznih vodoprivrednihobjekata i sistema.

Posebno je interesantno sa aspekta vodosnabdevanja(naselja i industrije), očuvanje životne sredine, hidroenergetike, termo i nuklearne energetike, navodnjavanja, plovidbe, rekreacije, sporta na vodama i turizma.

Mogućnost nekog vodotoka da snabdeva vodom naseljai industriju, kao i da primi otpadne vode, zatim obezbedivodu za ostale korisnike i omogući povoljne uslove zaopstanak biljnog i životinjskog sveta u njima, obično se utvrđuje hidrološkim analizama režima vodotoka u kritičnim sušnim periodima.

Male vode Postoji više definicija suše. U oblasti meteorologije, pod pojmom “suša”

podrazumevaju se periodi kada su ukupne padavineznatno ispod prosečnih (normalnih), a u poljoprivredi su to periodi u toku kojih je vlažnost zemljišta znatno ispodprosečne i nedovoljna je za razvoj poljoprivrednih kultura.

U hidrologiji se pod ovim pojmom, poznatijim kao“hidrološka suša”, podrazumevaju dugotrajniperiodi malih voda sa izrazito niskim vodostajima u rekama i akumulacijama koji su znatno manji odprosečnih. Pojava dugotrajnih sušnih perioda, pored smanjenja proticaja i vodostaja u rečnom koritu, izaziva i opadanje nivoa i zaliha podzemnih voda u slivu. Periodivremena sa pojavom ekstremno malih proticaja nazivajuse malovodni periodi.

Male vode

U hidrološkoj praksi od interesa je izučavanjesledećih karakteristika malovodnih perioda vrednosti ekstremno malih proticaja - Qmin, trajanje malovodnih perioda - T i deficit voda tokom malovodnih perioda - D, karakter opadajuće (retardacione) grane

hidrograma, karakteristična trajanja dnevnih i osrednjenih

proticaja, indeks baznog proticaja

Male vode

Qmin,T

TQmin

T - malovodni period

D(T)

Q

t

Karakteristike malovodnih perioda

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Analiza malih voda na hidrološki izučenom vodotokuvrši se na osnovu podataka dugogodišnjih osmatranjana vodomernim stanicama. Serija minimalnihgodišnjih proticaja, kao i serija minimalnih proticajaodređenog trajanja, podvrgavaju se analiziverovatnoće.

Takođe se vrše statističke analize trajanjamalovodnih perioda, kao i deficita vode u malovodnom periodu. Vrše se analize karakteraopadajućih grana hidrograma, zatim se iznalaze krivetrajanja dnevnih i osrednjenih proticaja u proizvoljnoizabranom trajanju, i definiše kvantitativni pokazateljodnosa ukupnog i baznog oticaja.

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Pod pojmom “malovodni period”podrazumeva se, u hidrološkom nizu dnevnihproticaja, broj uzastopnih dana tokom kojihnije prevaziđen neki zadati niski proticaj.

Osnovne karakteristike režima malih voda u malovodnom periodu, pored već spomenuteekstremno minimalne vrednosti proticaja, jeste trajanje malovodnih perioda saproticajima ispod unapred usvojenogreferentnog nivoa, kao i odgovarajući deficit voda

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Analiza opadajuće (retardacione) granehidrograma Ukupan proticaj Q na izlaznom profilu

sastoji se od tri komponente. To supovršinski Qpo, podpovršinski Qpp i podzemni Qp oticaj. U hidrološkoj praksiobično se uzima da je ukupan proticaj u rečnom toku sastavljen iz dve komponente, direktnog Qd i baznog Qb oticaja.

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Podzemni oticaj Qp, kao glavna komponentabaznog oticaja, zavisi od položaja rečnogkorita u odnosu na nivo podzemne vode. U slučaju da vodotok stalno prima vodu iz

podzemlja, Qp>0, takvi vodotoci se nazivajuefluentnim.

ako je nivo vode u rečnom koritu uvek iznad nivoapodzemnih voda, takvi vodotoci hrane podzemljevodotokom i nazivaju se influentni (ovde je Qp < 0). Rečni tokovi koji su u sušnom perioduefluentni, ne presušuju.

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Kod efluentnih vodotokova, kakva je većinaaluvijalnih, po prestanku površinskog oticaja dolazido hranjenja isključivo podzemnom vodom.

Intenzitet hranjenja vremenom se smanjuje zavisnood karakteristika sliva i geološke građe terena krozkoji podzemna voda protiče.

Sposobnost terena da vodu koja je pala na sliv zadrži u podzemlju i kasnije vrati u rečni tok, predstavljajednu od važnijih karakteristika sliva, koja u velikojmeri definiše režim oticaja u sušnim periodima. Zakon iscrpljenja podzemnih voda definiše se karakterom opadajuće grane hidrograma, odnosnooblika retardacione krive hidrograma.

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

U praksi se karakter retardacione krivena profilu rečnog toka određuje na bazianalize opadajućih grana većeg brojahidrograma poplavnih talasa. Uslovnose pretpostavlja da se kriva iscrpljenjapodzemnih voda (retardaciona kriva) može aproksimirati sledećomeksponencijalnom krivom oblika:

t ot eQQ

koeficijent koji zavisi odkarakteristika sliva i geološke građe terena

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Suština metode za odvajanje baznogoticaja i ukupnog hidrograma oticajapredstavljena je krivom a osnovnizadatak metode je da odredi trenutakkada je prestao površinski oticaj.

Ovo se postiže tako što se na ordinatinanose logaritmi proticaja (zaopadajuću granu hidrograma), a naapscisu vreme (aritmetička – normalnapodela),

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Q

log Q

N t (dani)

t (dani)t

B

Qo Qt

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Tačka preseka dve prave (ili prave i krive) definiše trenutak prestanka površinskogoticaja.

Pod pretpostavkom da se zakon iscrpljenjapodzemnih voda ne menja iz godine u godinu tokom dužeg vremenskog perioda, može se približno odrediti zapremina rezervepodzemnih voda V u trenutku to, tj. u trenutku prestanka površinskog oticaja, tj. kad je isticanje iz podzemlja jednako Q

o0

t o

0t Q1dteQdtQV

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Navedene formule važe ako se reka u sušnom periodu hrani iz jedne podzemne izdani. Tada se V može tretirati kao približna ocenakapaciteta zadržavanja podzemnih voda u tojizdani. Međutim, ako se reka u malovodnimperiodima hrani iz više podzemnih izdani, recesiona kriva se može predstaviti sumom:

tn

t2

t1t

n21 eQ...eQeQQ

Gde parametri i i Qi karakterišu dinamičkerezerve pojedinih izdani

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Fizičko značenjekoeficijentapražnjenja i i Qi –dat je šematskiprikaz pražnjenjajedne podzemneizdani u recesionomperiodu sa tri mikrorežima

V1

V2

V3

log Q

Q1

Q2

Q3

t0 t1t2 t3 dani

Q

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Ukupna zapremina akumulisane vodena početku pražnjenja, ako su proticajiizraženi u m3/s, a vreme t u danima, iznosi

86400QQQVVVV3

3

2

2

1

13210

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima

Indeks baznog proticaja Indeks baznog proticaja IBP predstavlja

kvantitativni pokazatelj učešća baznog oticaja u ukupnom proticaju reke na određenom profilu. U suštini, IBP predstavlja odnos između zapreminebaznog oticaja, VB, (površina ispod linije kojaodvaja bazni od ukupnog oticaja i ukupnezapremine otekle vode, Vuk, tj.

uk

B

VV

IBP TQVuk

Male vode na hidrološki izučenimvodotocima U zavisnosti od geološkog sastava terena, odnosno

kapaciteta podzemlja da akumuliše i ispusti vodu, vrednost IBP se kreće u veoma širokim granicama, od 0.15 do 0.90.

Q

Q

T t

VB

Male vode na hidrološkineizučenim vodotocima

Određivanje malih voda na hidrološkineizučenim profilima Na profilima gde ne postoje podaci

dugogodišnjeg osmatranja, male vodemogu se odrediti na dva načina: preko regionalne zavisnosti, uspostavljene na

osnovu podataka sa hidrološki izučenih slivova, ili

analogijom, preko sračunatih serijasrednjemesečnih proticaja primenom modela zaprostornu interpolaciju podataka.

Vodoprivredni aspekt malih voda

Vodoprivreda je organizovana aktivnost navodama kojom se ostvaruje planskoiskorišćavanje vodnih resursa, njihovaadekvatna zaštita i zaštita od štetnogdelovanja vode.

Smisao niza grana vodoprivrede je u tome da popravljaju vodne resurse sa gledištakoličine, kvaliteta vode i njenog odnosa saokolinom - da prosečne proticaje usaglasesa dinamičkim potrebama korisnika, daublaže velike vode, povećaju (oplemene) male vode, poprave kvalitet, itd.

Vodoprivredni aspekt malih voda

Osnovni cilj navedenih vodoprivrednihobjekata je obezbeđenje upravljanja vodnimresursima.

Akumulacija je najpogodniji objekat zaupravljanje vodnim resursima jer se pomoću nje može izvršiti odgovarajuća preraspodelaproticaja po vremenu, kojom se ostvaruježeljeni vodni režim. Namenskim ispuštanjemvode ostvaruju se ne samo željenikvantitativni režimi, već se vrlo bitno utiče i na poboljšanje kvalitativnih vodnih režima, oplemenjivanje malih voda, ispuštanjem čistevode iz čeonih akumulacija

Vodoprivredni aspekt malih voda

Zakonom o vodama, Službeni glasnikRepublike Srbije, br. 46 iz jula 1991. godine, propisano je (tačka 5, stav 8) da se nizvodno od vodozahvata moraobezbediti "garantovani minimum". Sa gledišta vodoprivrede posebno suvažna dva režima: "vodoprivrediminimum" i "ekološki garantovaniminimum".

Vodoprivredni aspekt malih voda

Vodoprivredni minimum (Qvod,min) jeproticaj koji uzvodni korisnici moraju daostave u reci nizvodno od svojihzahvata za potrebe nizvodnih korisnika. Do ove veličine dolazi se optimizacijom i iterativnim usaglašavanjem interesauzvodnih i nizvodnih korisnika.

Vodoprivredni aspekt malih voda Ekološki garantovani minimum (Qekol,min) je

veličina proticaja reke koja se mora uvek obezbediti u reci za normalan opstanak i razvoj biocenoze u recikao biotopu. Određuje se na osnovu ekološke studijei predstavlja ograničenje za sve dalje vodoprivredneproračune. To je namensko ispuštanje vode u rekukako bi se poboljšali ekološki uslovi.

Na primer, u toplom delu godine, kada opada sadržajkiseonika u vodi zbog povećenih temperatura, trebaviše vode ispuštati iz uzvodnih akumulacija radipoboljšanja uslova za razvoj biocenoza u nizvodnimdelovima hidrografskog sistema. Na sličan način, povećanjem ispuštanja, treba intervenisati u svimuslovima pogoršanja stanja u odnosu na zahtevaneuslove kvaliteta, naročito ako dođe do udarnih iliincidentnih zagađenja.

Vodoprivredni aspekt malih voda

Garantovani minimum, ili garantovaniproticaj, uključuje obe navedene kategorije. Prilikom određivanja garantovanog protokamoraju biti zadovoljeni sledeći principi: na deonici reke mora uvek da bude ostvaren

garantovani ekološki proticaj, predviđen za tajperiod godine.

uzvodni potrošači moraju da obezbede propisanevodoprivredne minimume, neophodne za korisnikena nizvodnim deonicama reke,

garantovani protok na deonici reke je uvek veća vrednost protoka od garantovanog ekološkogproticaja i vodoprivrednog minimuma, tj.: