Hidroloski Bilans Povrsinskih Voda Srbije

5/10/2018 Hidroloski Bilans Povrsinskih Voda Srbije - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/hidroloski-bilans-povrsinskih-voda-srbije 1/18

1

HIDROLOŠKI BILANS POVRŠINSKIH VODA SRBIJE I NJEGOVEVARIJACIJE

Dr Dragoslav Isailović, dipl. inž. građ.*

Predrag Srna, dipl. inž. građ.*

1. UVODNA OBRAZLOŽENJA

Radi stvaranja uslova za racionalno korišćenje i upotrebu voda, zaštitu kvaliteta voda i zaštitu odštetnog delovanja voda grade se vodoprivredni sistemi, koji spadaju među najsloženije ljudsketvorevine. Njihova izgradnja, održavanje i pogon zahtevaju veoma visoka sredstva koja uznačajnoj meri opterećuju društvenu ekonomiju. Da bi se ovi troškovi minimizirali neophodno jeda se u planiranje razvoja i upravljanje vodoprivrednim sistemima uvedu kvalitativno sadržajniji pristupi koji se već odavno primenjuju u razvijenim zemljama. Takvi pristupi zahtevaju celovito i

sveobuhvatno vrednovanje karakteristika hidrološkog režima.

Zahvaljujući prirodnim činiocima koji definišu režim voda i raznim antropogenim uticajima namodifikaciju pojedinih elemenata režima, količine i kvalitet voda variraju u vremenu i prostoru.Ova osobina voda je determinirajući faktor za planiranje i sprovođenje svih radova i aktivnosti navodi kojima se obezbeđuju uslovi za razne vidove korišćenja i upotrebe voda, za zaštitu kvalitetavode i za zaštitu od štetnog delovanja voda. Shodno tome, troškovi izgradnje hidrotehničkihobjekata u velikoj meri zavise od prirodnih karakteristika voda i od antropogenih uticaja na nju.

2. CILJ I ZADATAK RADA

Cilj ovog rada je da na koncizan način prikaže globalnu sliku hidrološkog bilansa površinskihvoda Srbije i ukaže na njegove osnovne odlike. U okviru tako planiranog cilja, zadatak ovog rada je da:

− prikaže orijentacioni bilans površinskih voda koje se stvaraju na teritoriji Srbije;− generalizuje odnos osnovnih komponenti hidrološkog bilansa - bruto padavina, P b, i neto

padavina, Pn;− ukaže na dugoročne varijacije i promene osnovne komponente hidrološkog bilansa -

proticaja;− podstakne razmišljanja o merama i aktivnostima neophodnim za ublažavanje problema

koji proističu iz vremenskih varijacija i prostorne neravnomernosti oticanja i izeventualnih, u svetu sve više najavljivanih, klimatskih promena.

Na rezultate prikazane u ovom radu ne treba gledati kao na preciznu kvantifikaciju hidrološkog bilansa Srbije, već pre svega kao na pokušaj da se ukaže na opšte odnose koji vladaju međunajvažnijim komponentama bilansa i da se rasvetle neke pojave u dugoročnim varijacijamaoticanja.

* Institut za vodoprivredu “Jaroslav Černi”, Beograd



2

3. METODOLOGIJA I OBIM IZUČAVANJA

Za izradu prikaza koji argumentuju tvrdnje iznete u ovom radu korišćeni su podaci i rezultati iz brojne domaće i strane dokumentacije. Najznačajnija dokumentacija je bila Vodoprivredna

osnova Srbije, Vodoprivredna osnova Crne Gore, studija Vode za 21. vek [1]†

, [2] i [3] i dr. Da bise dobijeni rezultati dodatno verifikovali, u radu su iskorišćeni podaci iz monografije"Paleogeography of the Danube and its Catchment" [5].

Dakle, za ovaj prikaz nisu vršene dodatne hidrološke obrade i analize, što bi bilo i nemoguće sobzirom na obim korišćenih podataka. Ova okolnost u izvesnom smislu upućuje na određenudozu rezerve u pogledu preciznosti rezultata prikazanih u ovom radu. Međutim, tu činjenicu trebastaviti u drugi plan, pošto je osnovni cilj rada da se bilans i njegove varijacije prikažu samoglobalno, a da odgovarajuća istraživanja i izučavanja treba da preciznije vrednuju razmatrane pojave. Prema tome, za formiranje preciznije slike kvantitativnog režima voda Srbije trebanastaviti obimne radove na prikupljanju podataka, istraživanjima i analizama pojedinih elemenata

bilansa (monitoring, hidrološke obrade, studije i dr.).

Tranzitne vode, koje dotiču uglavnom u severni deo države Dunavom, Tisom, Savom i drugimmanjim rekama, čije ukupne količine desetostruko nadmašuju "domicilne vode", nisu detaljnorazmatrane u ovom radu. To nipošto ne znači da u budućem razvoju privrede, a posebno poljoprivrede, ne treba računati na korišćenje ovih voda (na kraju krajeva, neophodno je branitise od štetnog delovanja ovih voda, bez obzira što one ne vode poreklo sa drugih prostora). Naprotiv! Treba, međutim, imati u vidu da su ”tranzitne” vode koncentrisane na jednom deludržavne teritorije, a njihovo korišćenje, čak i u tom područ ju, zahteva veoma obimne i skupeinženjerske radove. Do sada je na tom planu učinjeno dosta (sistem Dunav-Tisa-Dunav), ali je to,ipak, još uvek daleko ispod praktičnih potreba. Posebno je važno imati u vidu da bi korišćenje

ovih voda za vodosnabdevanje stanovništva, prema dosadašnjim analazima, zahtevalo enormnetroškove prečišćavanja, pa se koncepti rešavanja vodosnabdevanja uglavnom baziraju nadovođenju vode iz drugih, udaljenijih područ ja. Prema tome, ne treba se oslanjati isključivo na prosečne količine tranzitnih i domicilnih voda. Treba realno sagledavati situaciju vrednujući prvenstveno prostorni i vremenski raspored i stanje kvaliteta voda na osnovu terenskih merenja iosmatranja.

4. OSNOVNE KOMPONENTE HIDROLOŠKOG BILANSA SRBIJE

Ilustracija prostorne promene bilansa data je na slici 1 preko prosečne vrednosti specifičnog

oticanja. Teritorija Srbije podeljena je na 20 karakterističnih regiona, u skladu sa podelomizvršenom u studiji Vode za 21. vek [3].

† Broj u uglastoj zagradi se odnosi na popis literature i dokumentacije sa kraja ovog rada



3

20BELI DRIM

11GORN JA ZAPA DNA MORAVA

13

DONJA ZAPADNA MORAVA

3GORNJI BANAT

1GORNJA BACKA

10LIM

5SREM

6DRINA

7KOLUBARA

2DONJ A BACKA

15GORNJA J. MORAVA

1 4

B I N

. M O R A

V A

17DONJA JUŽNA MORAVA

12IBAR

16SREDNJA JUŽNA MORAVA

18GOR NJ A VELIKA MORAVA

9TIMOK

4DONJI BANAT

19DONJ A VELIKA MORAVA

8DONJI DUNAV

LEGENDA:

0-2 l/s km

2-4 l/s km

4-6 l/s km

6-8 l/s km

8-10 l/s km

>10 l/s km

2

2

2

2

2

2

Slika 1 Proseč na specifič na oticanja Figure 1 Average unit-area runoff



4

Za definisanje kvantitativnih pokazatelja orijentacionog hidrološkog bilansa korišćeni su osnovnielementi prosečnog godišnjeg bilansa domicilnih voda. Za dvadeset pomenutih regiona prikazanih u tabeli 1, dati su osnovni elementi.

Tabela 1 Elementi hidrološkog bilansa površinskih voda u SrbijiTable 1 Elements of hydrologic balance of surface water

P o v r š i n a

r e g i o n a

B r u t o

p a d a v i n e

P o t e n c i j a l n o

o t i c a n j e

S t v a r n o

o t i c a n j e

S l o j

o t i c a n j a

S l o j

i s p a r a v a n j a

S p e c i f i č n o

o t i c a n j e

K o e f i c i j e n t

o t i c a n j a

F P b Q b Qn Pn Pi q η R e d n i b r o j

Region

(km2) (mm) (m3/s) (m3/s) (mm) (mm) (l/skm2) (%)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Gornja Bačka 4609 565 83 4.33 30 535 0.94 5.2

2 Donja Bačka 4545 621 89 5.93 41 580 1.30 6.6

3 Gornji Banat 4235 575 77 4.04 30 545 0.95 5.2

4 Donji Banat 4570 650 94 5.96 41 609 1.30 6.3

5 Srem 3894 657 81 8.55 69 588 2.20 10.5

6 Drina 3623 858 99 29.42 256 602 8.12 29.8

7 Kolubara 5445 746 129 24.92 144 602 4.58 19.3

8 Donji Dunav 3608 790 90 22.46 196 594 6.23 24.8

9 Timok 4751 737 111 33.5 222 515 7.05 30.1

10 Lim 3119 810 80 39.25 396 414 12.58 48.9

11 Gornja Zapadna Morava 4746 856 129 41.9 278 578 8.83 32.5

12 Ibar 5342 768 130 37.44 221 547 7.01 28.713 Donja Zapadna Morava 5915 768 144 47.34 252 516 8.00 32.8

14 Binačka Morava 1561 709 35 8.24 166 543 5.28 23.5

15 Gornja Južna Morava 3136 750 75 24.41 245 505 7.78 32.7

16 Srednja Južna Morava 3642 753 87 24.46 212 541 6.72 28.1

17 Donja Južna Morava 7413 711 167 45.04 191 520 6.08 26.9

18 Gornja Velika Morava 4529 710 102 19.45 135 575 4.29 19.1

19 Donja Velika Morava 4820 704 108 16.69 109 595 3.46 15.520 Beli Drim 4858 919 142 65.44 424 495 13.47 46.2

UKUPNO SRBIJA 88361 732 2051 508.8 182 551 5.76 25.0

Iz tabele 1 proizilaze sledeći značajni zaključci:

− Prosečne višegodišnje padavine za teritoriju cele Srbije su 732 mm. Najveće su na rubnimregionima (Beli Drim, Lim, Drina, Zapadna Morava), gde u proseku dostižu 800 - 900mm/god., a najmanje u Vojvodini od 550 do 650 mm/god.

− Prosečno sa teritorije Srbije otiče samo 25%, dok se kroz evapotranspiraciju izgubi oko75% padavina.

− Gledano po regionima, oticanje je najmanje u Vojvodini - ispod 10% od i onako niskih padavina, a najveće u slivu Lima i Belog Drima, gde prelazi 45%.



5

− Kao posledica navedenog stanja, specifična oticanja se kreću između 1 i 2 l/skm2 uVojvodini, do oko 12 - 13 l/skm2 u slivu Lima i Belog Drima. Primera radi, treba istaći da je specifično oticanje u nekim veoma bliskim – planinskim slivovima reda veličine oko40 l/skm2 (Piva, Tara), pa čak i 60 l/skm2 (Morača);

Ilustracija učešća pojedinih regiona u površini teritorije i zapremine oticanja sa dotičnog regiona procentualno je data na slici 2.

Slika 2 U č eš će regiona u površini sliva i zapremini oticanja domicilnih voda (%)

Figure 2 Paricipation of regions in area and runoff of domestic water (%)

Ako se imaju u vidu opšte poznate činjenice (geomorfoloke karakteriostike Srbije, gustinanaseljenosti i stepen privrednih aktivnosti), rezultati prikazani u tabeli 1 i na slikama 1 i 2ilustrativno pokazuju da domaćih voda ima najmanje tamo gde su potrebe za vodom najveće iobrnuto.

5. MEĐ

USOBNI ODNOSI OSNOVNIH KOMPONENATA HIDROLOŠKOG BILANSA Proces transformacije padavina u oticanje odvija se u uslovima uticaja velikog broja veomaheterogenih klimatskih, morfoloških, geoloških i drugih faktora. Međutim, u određenim regijamaneki faktori su ipak slabo promenljivi i/ili slični, tako da se javlja manji broj najuticajnijihčinilaca, koji dopuštaju da se uspostavi odnos između osnovnih uzročnih faktora i oticanja. Na tajnačin se oticanje generalizuje u posmatranom prostoru i stvaraju se uslovi za donošenjeorijentacionih zaključaka o globalnom odnosu padavina i oticanja. U okviru ovog rada se pošlood pretpostavke da dominantan uticaj na oticanje ima režim padavina.

0

2

4

6

8

10

12

14

G o r n

j a B a

č k a

D o n

j a B a

č k a

G o r n

j i B a n a

t

D o n

j i B a n a

t

S r e m

D r i n a

K o

l u b a r a

D o n

j i D u n a v

T i m o

k L i m

G o r n

j a Z a p .

M o r a v a

I b a r

D o n

j a Z a p .

M o r a v a

B i n a

č k a

M o r a v a

G o r n

j a J u

ž . M o r a v a

S r e d n

j a J u

ž M o r a v a

D o n

j a J u

ž . M o r a v a

G o r n

j a V e l .

M o r a v a

D o n

j a V e l .

M o r a v a

B e l i

D r i m

Naziv regiona

P r o c e n a t u č e š ć a

učešće površine

učešće oticanja



6

Na osnovu iskustva stečenog analizom regionalnog karaktera zavisnosti oticanja od padavina,zaključeno je da linearna zavisnost zadovoljavajuće dobro aproksimira odnos bruto padavina, P b,i neto padavina, Pn. Koristeći veličine prikazane u tabeli 1 za 20 regiona u Srbiji, kao iodgovarajuće podatke sa 12 vodomernih stanica iz bližeg okruženja (svi važniji vodotoci u Crnoj

Gori i Bosni i Hercegovini, bilo da pripadaju crnomorskom ili jadranskom slivu) uspostavljena jelinearna zavisnost među navedenim komponentama. Podaci iz "bližeg okruženja" su uključeni uanalizu da bi se povećao raspon analiziranih veličina i na taj način dao veći stepen pouzdanostiuspostavljenom odnosu. Navedeni odnos je prikazan na slici 3, a njegova matematička jednačinaglasi:

Pn = 1.065×P br - 598 (R 2 = 0.990) (1.a)

Slika 3 Odnos padavina i oticanja za 20 regiona u Srbiji i susedne slivove

Figure 3 Relationship of rainfall and runoff for twenty regions and adjacent catchments

Dodatna provera opravdanosti upotrebe predloženog modela je sprovedena tako što su upotrebljeni podaciiz čitavog sliva Dunava (Preuzeto iz paleogeografske monografije Dunava (preuzeto iz paleogeografskemonografije Dunava - [5]). Kada se, dakle, prethodno analiziranoj seriji doda još 48 podataka izčitavog sliva Dunava (slika 4), tada se, sa ukupno 80 tačaka u uzorku, dobija sledeći odnos:

Pn = 1.040×P br - 569 (R 2 = 0.978) (1.b)

Pn=1.065P -598

R 2

= 0.9903

0 200 400 600 800

1000 1200 1400 1600 1800 2000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Prosečne bruto padavine P (mm/god)

P r o s e č a n s l o j o t i c a n j a P n ( m

m / g o d )



7

Slika 4 Odnos padavina i oticanja za 20 regiona u Srbiji, bliže okruženje i ceo sliv Dunava Figure 4 Rainfall runoff relationship for twentz regions, adjacent

streems and the Danube river catchment

Kako se vidi iz navedenih dijagrama i jednačina, dodavanje novih podataka ne utiče značajno naodnos padavina i oticanja. Takođe, kvalitet odnosa se bitno ne menja uprkos uključivanju podataka iz mnogo šire regije. Određen broj tačaka sa najnižim padavinama, koji značajnijeodstupa od linearne zavisnosti, može biti posledica nedovoljno pouzdane procene oticanja na

nekoliko malih slivnih površina u najnizvodnijem područ ju Dunava. Ceni se da redundancije(regioni u Srbiji su sadržani u slivovima Velike Morave i Drine), prisutne u navedenim

analizama, ne bi smele da utiču značajno na konačne rezultate.

Vizuelni utisak je da se tačke veoma dobro grupišu oko prave linije. Izuzetno visok koeficijentlinearne korelacije od oko 0.98 - 0.99 formalno potrvr đuje prednju konstataciju o čvrstini linearneveze razmatranih veličina. Na ovom mestu se može orijentaciono ceniti da odnosi ne bi trebalo da presudno zavise od perioda obrade, koji su inače bili različiti za različite vodomerne stanice,odnosno regione. Naime, iz dostupne dokumentacije su korišćeni podaci različitih periodaobrade, ali je logično očekivati da je izlaz iz sistema (oticanje) u prvom redu refleksija ulaza usistem (padavine) tokom istog perioda.

Analizirajući jednačinu (1.a) dolazi se do zaključka da, u podneblju za koje je izveden model, za prosečne bruto padavine ispod 561 mm/god oticanje ne bi postojalo. Ovakav zaključak je uskladu sa iskustvom baziranim na dosadašnjim istraživanjima i terenskim merenjima, što se možeilustrovati veoma niskom veličinom neto padavina, tj. veoma malim specifičnim oticanjem sa područ ja Bačke i Banata. Sa druge strane, koristeći Budiko-Leltau model, baziran na netoradijaciji u našem podneblju, eksperti Saveznog hidrometeorološkog zavoda [6] su ocenili da jekritična vrednost bruto padavina oko 530 mm/god. Drugim rečima, ne treba očekivati nikakvooticanje u regijama gde prosečne godišnje padavine imaju niže vrednosti od kritične. Prema tome,uprkos varijacijama evapotranspiracije (na područ ju Srbije i bivše Jugoslavije između 400 i 600

Pn=1.040P b-569

R 2 = 0.978

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

Prosečne bruto padavine P b (mm/god)

P r o s e č n i s l o j o t i c a n j a P n

( m

m / g o d )



8

mm/god.), napred opisani model dat jednačinama 1.a i 1.b, može se prihvatiti kao dovoljno dobraaproksimacija odnosa bruto padavina i oticanja. Naravno, ovakav model ne može predstavljatizamenu za merenja i obrade hidroloških podataka u rečnim slivovima, već se može koristiti samoza orijentacione regionalne analize.

Ako se jednačina 1.a. podeli sa bruto padavinama, dobija se jednostavan izraz za koeficijentoticanja, η, u zavisnosti od bruto padavina, tj:

η = 100×(1.065 - 598/P b) (%) (2)

Grafička predstava ovog odnosa vidi se na slici 5. Na osnovu vizuelnog uvida u odnos P b i η,može se konstatovati da se koeficijent oticanja mnogo brže menja pri niskim bruto padavinamanego pri visokim.

Slika 5 Zavisnost koeficijenta oticanja, η od proseč nih bruto padavina P b

Figure 5 Dependance of the runoff coefficient η on average rainfall

Model prikazan jednačinom (2), gledajući kvantitativno, dobro odražava prirodu posmatranog procesa da koeficijent oticanja raste sa povećanjem bruto padavina. Međutim, neke kvantifikacije

koje proizilaze iz modela ne mogu se apriorno prihvatiti za ekstremne vrednosti analiziranih pojava. Tako, na primer, koeficijent oticanja, η, mogao bi imati vrednost veću od jedinice, što jeteoretski nemoguće (η ≥ 1 za P b ≥ 9200 mm/god.). Međutim, tako visoke padavine su neostvariveu razmatranom područ ju. One su realno 10 - 15 puta manje od navedene veličine. Iz toga proizilazi da, za praktične potrebe, ova nelogičnost ne predstavlja značajno ograničenje za primenu izvedenog modela. Na ovom mestu treba napomenuti da jednačina 2 ne predstavlja tzv.”best fit”, ali je ovaj odnos u radu korišćen radi jednostavnijeg shvatanja razmatranih pojava, štoće biti očigledno iz naredne diskusije.

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600

P

r o s e č n i k o e f i c i j e n t o t i c a n j a h ( % ) η =1.065 - 598/P b

Prosečne bruto padavine P (mm/god)



9

Iz jednačine (2) sledi da je prvi izvod koeficijenta oticanja po bruto padavinama:

dη/dP b = 100×(598/P b2) (%/mm) (3)

Odnos (3) opisuje promenu koeficijenta oticanja u procentima za 1 mm promene bruto padavina.Struktura navedenog modela ukazuje da je promena koeficijenta oticanja obrnuto proporcionalnasa kvadratom bruto padavina. Izvedeni model načelno objanjašva zbog čega su specifičnaoticanja u regionima Lima i Drine pet do šest puta veće nego u regionima Vojvodine, iako padavine u istim regionima imaju odnos manji od 2. U takvim uslovima i relativno malosmanjenje bruto padavina, na primer u Vojvodini, može da prouzrokuje značajno smanjenjeoticanja i dovede do povećanja deficita zemljišne vlage.

Navedene činjenice treba imati u vidu u razmatranju efekata varijacija padavinskog režima iliočekivane klimatske promene u 21. veku, koje bi dovele do smanjenja padavina u dužimvremenskim periodima, o čemu će biti govora u narednim delovima ovog rada.

6. VREMENSKA NERAVNOMERNOST HIDROLOŠKIH KARAKTERISTIKA

Prethodno navedeni rezultati jasno pokazuju da je prostorna raspodela oticanja dostaneujednačena. Međutim, pored prostorne neravnomernosti, vremenska varijacija oticanja jeveoma izražena. Ona se manifestuje na dva načina:

− neravnomernost tokom godine što je posledica unutargodišnje neravnomernosti padavinskog režima i temperatura vazduha u razmatranom područ ju;

− fluktuacija prosečnih godišnjih oticanja u dužem vremenskom razdoblju, što se ogledau smenjivanju, odnosno nagomilavanju po nekoliko uzastopnih sušnih i/ili vlažnih

godina (cikličnost formiranja godišnjeg oticaja).

6.1. Unutargodišnja neravnomernost

Prvi oblik neravnomernosti - varijabilnost oticanja unutar godine neće biti detaljno analizirana uovom radu, pošto je ta pojava dobro poznata stručnoj javnosti. Ipak, radi orijentacionogsagledavanja veličine unutargodišnjih varijacija i njihovog uticaja na rešvanje vodoprivrednih problema, u nastavku su prikazana dva odnosa koji dovoljno ilustruju ovu pojavu.

Na slici 6 se daje generalizovani odnos između prosečnih godinjih proticaja, Qsr , i minimalnihsrednjemesečnih proticaja obezbeđenosti 95%, minQ95%. Navedena karakteristika je značajna, jer

se vrločesto koristi u vodoprivrednim razmatranjima i planiranjima, a posebno u izu

čavanjuizravnanja voda i zaštiti kvaliteta vode.



10

Slika 6 Odnos minimalnih srednjemeseč nih proticaja 95%-tne obezbeđ enosti, minQ95% , i

proseč nih godišnjih proticaja, Q sr

Figure 6 Relationship of mean monthly low flows having exccedence probability 95%, minQ95% ,

and average annual flow Q sr

Prikazani odnos je napravljen na osnovu podataka iz VOS-a [1]. Osnovni zaključci koji proizilaze iz slike 7 su sledeći:

−

Minimalni srednjemesečni proticaji, minQ95%, generalno gledano iznose oko 14 - 15%od prosečnih godišnjih proticaja, Qsr ;

− Na manjim vodotocima, koji su veoma brojni u Srbiji, ovaj procenat je znatno manji inekada pada ispod 5%.

Sa druge strane, u kišnim periodima ili tokom otapanja snega, maksimalni proticaji vodotoka,tokom nailaska poplavnih talasa, daleko su veći od prosečnih. Bez detaljnije analize ovih odnosa,na slici 7 se daje odnos površine sliva i specifičnih oticanja za velike vode povratnog perioda 100godina, maxq1%.

M i n i m a l n i p r o t i c a j i m i n Q

9 5 %

( m 3 / s )

minQ95%=0.1438Qsr

R 2= 0.991

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400

Prosečni proticaji Qsr (m3/s)



11

Slika 7 Specifič no oticanje velikih voda stogodišnjeg povratnog perioda, maxq1% , u zavisnosti od

površine sliva Figure 7 Unit-area runoff of high flow for 1% exceedence probability maxq1%

Iz dijagrama sa slike 7, koji je formiran na osnovu podataka iz VOS-a [1], proizilazi da suspecifična oticanja velikih voda u Srbiji višestruko veća od prosečnih specifičnih oticanja

navedenih u tabeli 1, i da te vrednosti rastu sa smanjenjem sliva. Tako, na primer, za velikevodotoke (Sava, Tisa) specifična oticanja velikih voda , maxq1%, su reda veličine nekoliko desetinalitara u sekundi po kvadratnom kilometru, dok za male vodotoke, slivnih površina oko 100 km2,ove vrednosti su nekoliko hiljada litara u sekundi po kvadratnom kilometru.

Napred navedene ilustracije ekstremnih pojava pokazuju da su potrebni veliki tehnički zahvati nauređenju vodnog režima, kako bi se on ujednačio u vremenu i na taj način stvorili uslovi zaracionalno korišćenje i upotrebu voda i za efikasniju odbranu od štetnog delovanja voda. Ovačinjenica argumentuje napred iznetu tvrdnju da su vodoprivredni sistemi složeni i veoma skupi.

6.2. Dugoročne promene prosečnih godišnjih proticaja

U poslednjih nekoliko decenija vode se stručne rasprave o promeni klime, čija posledica je opšta promena količina raspoloživih voda. U vezi sa tim su se razvile veoma intenzivne aktivnostiizučavanja uticaja ljudske aktivnosti na klimatski režim u 21. stoleću. Rezultati tih istraživanja sudosta divergentni i kreću se od predviđanja da će se padavine u narednih sto godina smanjiti zanekoliko desetina procenata, pa do toga da će se one povećati. Imajući u vidu prethodno izvedenezaključke da koeficijent oticanja opada sa kvadratom bruto padavina, čak i umereno smanjenje padavina bi moglo izazvati nesagledive posledice po hidrološki bilans, pogotovu u predelima gdesu bruto padavine relativno niske kao u našim krajevima.

10

1000

10 100 1000 10000 100000 1000000

Površina sliva F (km2)

m i n q 1 0 0 ( m 3 / s )



12

Imajući u vidu ove okolnosti, postoji veliki interes da se šire posmatra aspekt kolebanjahidrološkog bilansa. Radi toga je u ovom radu sprovedena orijentaciona analiza dugoročnih promena proticaja na nekim vodotocima gde se raspolaže sa relativno dugim nizovima podataka.

Dugoročne promene prosečnih godišnjih proticaja se manifestuju sledećim pojavama:

1. cikličnim fluktuacijama sa pojavom više uzastopnih sušnih ili vlažnih godina bazirane nasumarnim modulima prosečnih godišnjih proticaja;

2. promenom hidrološkog bilansa tokom vremena, pomoću pokretnih proseka za periode od20 godina i pomoću linearnog trenda.

6.2.1. Cikli č ne fluktuacije

Cikličnost prosečnih proticaja je u ovom radu, zavisno od fonda raspoloživih podataka,

razmatrana za relativno dug period osmatranja 1840-1994. godina na HS Oršava (Dunav) i zakraće periode (1931-1994. godina) na istoj stanici, paralelno sa nekoliko drugih vodotoka uJugoslaviji (Tisa, Sava, Drina). Varijacije su ocenjene preko sumarnih modulnih odstupanja prosečnog godišnjeg oticanja. Podsećanja radi, metodologija analize se sastojala u tome da senaprave sume modulnih odstupanja prema sledećem modelu:

( )

1

; 1, 2, , ; 1, 2, ,k

i sr

k

i

Q QS i k k N

σ =

−= ∀ = =∑ … …

gde je Qi prosečni godišnji proticaj za i-tu godinu, Qsr i σ respektivno srednja vrednost istandardna devijacija odgovarajućeg niza, a N broj elemenata u uzorku prosečnih godišnjih proticaja (i = 1,2,...,N). Opadanja ovako konstruisanog dijagrama ukazuju da su tokom posmatranog perioda proticaji vodotoka niži od prosečnih, dok su pri porastu dijagrama prosečni proticaji veći od prosečnih.

Na slici 8 vidi se dijagram sumarnih modulnih odstupanja prosečnih godišnjih oticanja za HSOršava u periodu 1840-1994.



13

Slika 8 Sumarna modulna odstupanja srednjih godišnjih proticaja na reci Dunav za HS Oršava(1840.-1994.)

Figure 8 Sum of modular deviation of the annual average runoff for the Danube River at Orsova(1840.-1994.)

Kada se, dakle, posmatra najduži raspoloživi niz podataka koji je stajao autorima na raspolaganju - Oršavana Dunavu 1840-1994. godina, sa slike 8 može se videti da je u razdoblju od 155 godina bilo nekolikoveoma izraženih vlažnih i sušnih perioda različitog intenziteta i trajanja. U tom periodu se javilo nekolikoizrazito vlažnih perioda: 1842-1855, 1875-1881, 1911-1917, 1935-1942, 1964-1970. i 1976-1982. godine.Sa druge strane, značajniji sušni periodi su bili sledeći: 1855-1875, 1883-1894, 1927-1935, 1945-1954. i posle 1982. Do sličnih zaključaka su došli Savić, R. A Salvai [7] na bazi analize godišnjih suma padavina na stanici Rimski Šančevi.

U svetlu ove činjenice se može konstatovati da sušni period koji je nastupio iza 1982. godine nijeneka izuzetna pojava, već sled smene sušnih i vlažnih sezona.

Na slici 9 prikazana su sumarna modulna odstupanja prosečnih godišnjih proticaja za period

1931-1994. godine na nekoliko hidroloških stanica na našim većim vodotocima: dve stanice naDunavu (Bogojevo i Oršava), na Savi u Sremskoj Mitrovici, na Tisi u Senti, i na Drini u Radalju.

S u m . m o d u l i s r e d . g o d . p r o t i c a j a S k

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Vreme T (godina)



14

Slika 9 Sumarna modulna odstupanja srednjih godišnjih proticaja (1931.-1994.)

Figure 9 Sum of modular deviation of the average annuall runoff (1931.-1994.)

Iz prikazanih dijagrama se vidi da se sumarna modulna odstupanja prosečnih godišnjih proticajau izvesnoj meri ponašaju slično na većini razmatranih stanica. Izuzetak donekle pokazuje reka

Tisa u Senti. Bez dublje analize ovih odstupanja može se pretpostaviti da glavni razlog ovečinjenice dolazi od toga što se oticanje u slivu Tise generiše pod uticajem padavinskog reižmakarpatske regije. No, bez obzira na pomenute razlike, svi vodotoci pokazuju postojanje sušnih ikišnih perioda. Istina, intenzitet sušnosti/vlažnosti nije isti na svim vodotocima i pojave nisuistovremene.

6.2.2. Promena hidrološkog bilansa tokom vremena

Pored sumarnih odstupanja modula srednjih godišnjih proticaja, u ovom radu su razmatranedugoročne promene hidrološkog bilansa. U nastavku su analizirani trendovi promene prosečnoggodišnjeg proticaja na nekoliko stanica za niz podataka u periodu 1931-1994. godina. Takođe su

analizirani dvadesetgodišnji pokretni proseci za HS Oršava na Dunavu u dugom perodu (1840-1994. godina), kao i linija trenda za čitav period.

Na slici 10 prikazane su linije trenda promene prosečnih godišnjih proticaja u periodu 1931-1994.godine na nekoliko stanica gde se raspolagalo pouzdanim nizovima podataka.

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

810

12

14

1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000

Vreme T (godina)

S u m a m o d u l n i h o d s t u p a n j

a

s r . g o d . p r o t i c a j a S k

Drina-RadaljSava-S.Mitrovica Tisa-SentaDunav-Bogojevo

Dunav-Oršava



15

Slika 10 Trend promene srednjih godišnjih proticaja(1931.-1994.)

Figure 10 Trend of the annual average flow (1931.-1994.)

Na osnovu konstruisanih dijagrama očigledno je da se za sve stanice, izuzev Bečeja na Tisi, javljanegativan trend. Intenzitet smanjenja, indikovan veličinom koeficijenta kojim se množi vreme, T,

je različit i kreće se u apsolutnim iznosima od - 9.88 m3

/sgod. za Dunav u Bogojevu do - 1.24m3/sgod. za Drinu u Radalju. Iz ove konstatacije proizilazi zaključak da se u zadnjih 64 godine proticaji na našim rekama postepeno smanjuju. Zabrinutost zbog ovog je povećana pojavomizuzetno sušnog perioda koji je nastao posle 1982. godine.

Da bi se dodatno proverili prethodni zaključci, u nastavku su analizirane promene prosečnihgodišnjih proticaja na HS Oršava na Dunavu tokom poslednjih 165 godina. U tu svrhu na slici 11 paralelno su prikazani dvadesetgodišnji pokretni proseci i trend promene prosečnih godišnjih proticaja.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Vreme T (godina)

P r o t i c a j Q ( m 3 / s )

Drina-Radalj Q = -1.2384(T-1930) + 415Sava-S.Mitrovica Q = -3.2895(T-1930) + 1672Tisa-Senta Q = 0.0859(T-1930) + 770

Dunav-Bogojevo Q = -9.8771(T-1930) + 3237Dunav-Oršava Q = -6.0877(T-1930) + 5613



16

Slika 11 Dvadesetgodišnji pokretni proseci i trend promene proseč nih godišnjih proticaja

Dunava u Oršavi za period 1840.-1994. godina.

Figure 11 Twenty-year moving average and trend of the mead annual flow for the Danube River at Orsova (1840.-1994.)

Posmatrajući ove dve linije sa slike 11, mogu se izvući sledeći važni zaključci:

- Pokretni proseci (na dijagramu je naneta tačka koja daje srednju vrednost za prethodnih20 godina) variraju u dosta širokom opsegu. Tako, na primer, najmanji prosek se javio u periodu 1856-1875. godine i iznosio je 4859 m3/s, dok je najveći prosek registrovan u periodu 1909-1928. godine kada je iznosio 5761 m3/s. Slične vrednosti maksimalnihdvadesetgodišnjih pokretnih proseka registrovane su u periodima koji su prethodili 1981. i1982. godini. Kao što se vidi, razlika je veoma značajna, pa se ova pojava mora imati uvidu kod izbora perioda obrade pri definisanju hidrološkog režima za potrebe projektovanja hidrotehničkih sistema i objekata. Slični rezultati se mogu videti i u raduSavić, R. i Salvai, A. [7]. Navedeni rezultat se mora imati u vidu u obradi meteoroloških i

hidroloških pojava za potrebe vodoprivrednog planiranja i razvoja, jer zbog fluktuacijavodnog režima hidrološki parametri ocenjeni na bazi neadekvatnih (kratkih) nizova podataka mogu značajno odstupati od stvarnog stanja.

- Linearni trend promene prosečnih godišnjih proticaja Dunava u Oršavi za čitav posmatrani period postoji, ali nije izražen. Iz pomenutog dijagrama proizilazi da je prosečno povećanje srednjih godišnjih proticaja Dunava u Oršavi tokom 155 godinaiznosilo 0.677 m3/s god, što je statistički beznačajno. Upoređenja radi, intenzitet promenana istoj stanici u prethodno diskutovanom kraćem periodu analize (1931-1994) bio jenegativan i iznosio je - 6.088 m3/s god.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1840 1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000

Vreme T (godina)

P r o s e č n i p r o t i c a j Q ( m 3 / s )

Osmotreni proticaji

20-godišnji pokretni prosek

Linearni trend Q = 0.677(T-1840) + 5385



17

7. ZAKLJUČAK

Prikazane analize su sprovedene na ograničenom broju vodotoka, koriste

ći raspoložive podatke izrazličitih izvora. Radi toga izvedene zaključke ne treba smatrati preciznom kvanifikacijom

hidrološkog bilansa, već ih treba shvatiti kao opštu sliku odnosa između padavina i oticanja,odnosno kao sliku promena hidrološkog režima u vremenu i prostoru. U vezi sa tim treba još jednom podvući da prezentirani zaključci ne mogu zameniti sistematske analize hidroloških pojava, bazirane na podacima dugoročnih i kontinualnih merenja i osmatranja. No, bez obzira naovu okolnost, na osnovu prethodno prikazanih razmatranja na sadašnjem nivou izučavanja semogu izvući sledeći najvažniji zaključci:

1. Treba konstatovati da u Srbiji u pogledu prostorne raspodele oticanja domicilnih voda imanajmanje tamo gde su potrebe najveće, odnosno gde je gustina naseljenosti najveća i

privredne aktivnosti najintenzivnije (Vojvodina, Šumadija, Pomoravlje). Za razliku odtoga, najviše domicilnih voda ima u rubnim planinskim delovima zemlje. Ovakarakteristika vodnog režima će zahtevati značajna ulaganja da se, dovođenjem vode savećih udaljenosti, pojedini regioni obezbede dovoljnim količinama visokokvalitetne vode.

2. Vremenska neravnomernost oticanja se manifestuje unutargodišnjom neravnomernošćuoticanja. Takve varijacije uslovljavaju nedostatak vode u pojedinim delovima godine. Sadruge strane dugoročne promene, koje se ogledaju u smenjivanju sušnih i vlažnih perioda,izazivaju vodoprivredne probleme tokom dužih vremenskih perioda. U svetlu ovihkarakteristika vodnog režima treba istaći potrebu da se dosta ozbiljnim tehničkimradovima uredi vodni režim i vremenska neravnomernost smanji na ekonomsko-tehnički prihvatljivu meru (akumulacije, prihranjivanje podzemnih izdani i sl.).

3.

Mada su analize dugoročnih promena sprovedene za samo jednu reku, koja uz to unajvećoj meri nije domaća reka, rezultati nisu ukazali na sistematsko smanjenje oticanja.

Prema tome, sušni period koji se javio u poslednje dve decenije i koji je zabrinuo stručnui široku javnost, ne bi se u celini mogao pripisati klimatskim promenama, iako su takve promene sasvim moguće. Navedeni sušni period je verovatno dobrim delom posledicauobičajenih fluktuacija oticanja, što treba dokazati sistematičnim i permanentnimistraživanjima karakteristika hidrološkog bilansa. To nipošto ne znači da treba zanemaritiuticaje čoveka na globalne promene u atmosferi. Naprotiv, potrebni su ozbiljni napori dase ovaj problem reši na globalnom planu. Naša zemlja sama po sebi može malo doprinetirešavanju tih problema, ali je njeno učešće neophodno. Nažalost, danas smo svedoci dadržave koje su potencijalno najveća opasnost po klimatske promene ne pokazuju dovoljnointeresa i volje da se ozbiljno posvete tim pitanjima. U kontekstu ovih konstatacija treba još jednom podsetiti na činjenicu da se oticanje smanjuje sa kvadratom bruto padavina, bez obzira da li je to smanjenje rezultat globalnih promena u atmosferi ili uobičajenihdugoročnih kolebanja padavinskog režima.

4. Sa stanovišta domaće vodoprivredne prakse mora se istaći da, u svetlu zaključaka 1 i 2, i bez klimatskih promena pred svim subjektima društva stoje ozbiljni zadaci na uređenjukvantitativnog režima i očuvanja kvaliteta voda da bi se obezbedila stabilna proizvodnja u poljoprivredi, pouzdano snabdevanje kvalitetnom vodom i da bi se postojeća dobraefikasno zaštitila od štetnog delovanja vode.



18

5. S obzirom na postojeće stanje vodoprivrede i prisutne probleme, u Srbiji treba pristupitisistematskim aktivnostima da se vodoprivredne aktivnosti tretiraju u skladu sasavremenim principima i uz uvođenje bolje prakse upravljanja vodama [8], koja je prihvaćena u zemljama tržišne ekonomije (reforma institucija, učešće javnosti,

multidisciplinarno školovanje, snažna informatička osnova i sl.).

L I T E R A T U R A

1. Vodoprivredna osnova Srbije, Institut za vodoprivredu “Jaroslav Č erni”, Beograd, 1996. godine

2. Vodoprivredna osnova Crne Gore, Institut za vodoprivredu “Jaroslav Č erni”, Beograd,

2001. godine3. Vode za 21. vek, Institut za vodoprivredu “Jaroslav Č erni”, Beograd, 2000. godina

4. Neki vodoprivredni problemi Tare i Mora

č e, Institut za vodoprivredu “Jaroslav

Č erni”, Beograd, 2001. godinegodina

5. Paleogeogaphy of the Danube and its Catchnebt, IHP of UNESCO; Budapest, 1999.

6. Spasova, D., Popović , T. i Jovanović , O: Occurrence of Semi-Arid Areas in the Territory

of FR Yugoslavia as a Possible Consequence of Global Climate Change, Proceedings on

Drought and Plant Production, Agricultural Research Institute of Serbia, Belgrade 1997, pp. 111 – 116.

7. Savić , R. A Salvai: Precipitation Periodicity as a Factor in Drought Analysis,

Proceedings on Drought and Plant Production, Agricultural Research Institute of Serbia, Belgrade 1997, pp. 61 –67.

8. World Water Council: World Water Vision, Earthscan Publications Ltd, London, 2000.

Documents

Hidroloski Bilans Povrsinskih Voda Srbije