hidrotehničke građevine.pdf

7/17/2019 hidrotehničke građevine.pdf

http://slidepdf.com/reader/full/hidrotehnicke-gradevinepdf 1/32

Sveuč ilište u Zagrebu, Građ evinski fakultet Hidrotehni č ke građ evine – 1. dio, 24.2.2014.

prof. dr. sc. Neven Kuspilić, dipl. ing. građ.doc. dr. sc. Eva Ocvirk, dipl. ing. građ.

HIDROTEHNIČKE GRA ĐEVINE

1.2.2014.




Sadržaj kolegija 24.2.2014.

Sadržaj kolegija

DIO 1 PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA I OSNOVE PRORAČUNA

1.0 UVOD

1.1 PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA1.2 PODLOGE ZA PROJEKTIRANJE HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

1.3 OSNOVE ZA PRORAČUN HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

DIO 2 GRA ĐEVINE NA VODOTOCIMA

2.1 GRA ĐEVINE ZA OBRANU OD POPLAVA

2.2 GRA ĐEVINE ZA URE ĐENJE RIJEČNOG TOKA

2.3 KANALI I GRA ĐEVINE NA KANALIMA2.4 OSTALE HIDROTEHNIČKE GRA ĐEVINE NA VODOTOCIMA

DIO 3 GRA ĐEVINE ZA KORIŠTENJE VODA

3.1 PROVODNICI VODE

3.2 BRANE

3.3 OBRANA GRADILIŠTA OD VELIKIH VODA3.4 AKUMULACIJE I REGULIRANJE PROTOKA

3.5 KORIŠTENJE VODNIH SNAGA

DIO 4 GRA ĐEVINE VODNOG PROMETA

4.1 GIBANJA MORA4.2 MORSKI VALOVI I MORSKE RAZINE

4.3 LUČKE GRA ĐEVINE

4.4 URE Đ AJI ZA SAVLADAVANJE VISINSKIH PREPREKA NA PLOVNIM PUTEVIMA

Napisali: prof. Boris Beraković, prof. Marko Pršić, prof. Neven Kuspilić i doc. EvaOcvirk





Provedbena satnica

Redni brojpredavanja

Nastavna jedinica Opaska

1.Uvod - svrha, definicije, podjelePodloge za projektiranje HG

Kuspilić, Ocvirk

2. Vrste proračuna, proračun funkcionalnosti Kuspilić, Ocvirk3. Proračun konstrukcija, opterećenja Kuspilić, Ocvirk4. Obrana od poplava Kuspilić 5. Uređenje vodotoka Kuspilić 6. Kanali i građevine na kanalima Kuspilić 7. Ostale hidrotehničke građevine Kuspilić

8.1.kolokvijCjevovodi i hidrotehnički tuneli

1 h2 h Ocvirk

9. Brane Ocvirk10. Brane Ocvirk11. Akumulacije. Hidroelektrane Ocvirk

12.2. kolokvijPomorske građevine i građevine unutarnjihplovnih putova – općenito. Valovi i morskerazine.

1 h2 h Kuspilić, Ocvirk

13.Detaljno o konstrukcijama pomorskihgrađevina.

Kuspilić, Ocvirk

14.Detaljno o konstrukcijama pomorskihgrađevina.

Kuspilić, Ocvirk

15.3. kolokvijBrodske prevodnice

1 h2 h Kuspilić, Ocvirk

Obvezna literatura:

Beraković B., Kuspilić N., Ocvirk E., Pršić M.: Hidrotehničke građevine; WEB skripta Građ.fakulteta Sveuč. u Zagrebu, 2014, Link: http://www.grad.hr/nastava/hidrotehnika

Preporučena literatura:Stojić P: Hidrotehničke građevine I, II, III, GF Split, 1997,1998 i 1999;Stojić, P.: Hidroenergetika, Građevinski fakultet, Split, 1995.Nonveiller, E.: Nasute brane, Školska knjiga, Zagreb, 1983.Design of Small Dams, US Department of the Interior, Bureau of Reclamation, 1977 Đor đević B: Korištenje vodnih snaga –objekti hidroelektrana; Naučna knjiga i GF Beograd, 1989,Savić: Uvod u hidrotehničke građevine; Beograd, Građevinski fakultet, 2003Tadejević, Z., Pršić, M.: Pomorska hidraulika I, skripta 1981.Pršić, M., Tadejević, Z.: Unutarnji plovni putevi, skripta 1988

Dopunska literatura:

Žugaj, M.: Posebne analize u hidrotehnici, Građevinski institut, Zagreb, 1981.Vuković, Ž.: Osnove hidrotehnike, Prvi dio, Druga knjiga, Akvamarine, Zagreb, 1996.HRN U.C5.020. 1980.Projektiranje nasutih brana i hidrotehničkih nasipa: Tehnički uvjetiHidroelektrane u Hrvatskoj, HEP D.D., Elektroprojekt, Zagreb, 2000.





Obaveze studenata

Prisustvovanje predavanjima Konzultacije su ponedjeljkom od 14 do 15 sati u kabinetima nastavnika Predviđena su tri kolokvija

o 14. travnja 2014. 1115 – 1200 o 12. svibnja 2014. 1115 – 1200 o 02. lipnja 2014. 1115 – 1200

Kriteriji1. Uvjeti za potpis najmanje 25% bodova po svakom kolokviju (popravni

polažu oni koji nisu ostvarili taj uvjet na samo jednom kolokviju)2. Neopravdani izostanak s bilo kojeg kolokvija znači gubitak potpisa.

(Izostanak se može opravdati u roku od dva tjedna nakon izostanka.Svako naknadno donošenje ispričnica, poslije utvr đenog roka, nećese uvažavati osim u iznimnim slučajevima).

3. Više od 60% bodova po svakom kolokviju – oslobađanje pismenogdijela ispita (Studenti oslobođeni pismenog dijela ispita imaju pravona oslobođenje samo na jednom ispitnom roku. Pravo oslobođenjavrijedi do kraja veljače 2015.g.).

Pravo pristupa popravnom kolokviju imaju samo studenti koji imaju jedan opravdanizostanak sa kolokvija ili jedan kolokvij ocijenjen sa manje od 25% bodova; tj.studenti koji imaju jedan opravdan izostanak i jedan kolokvij sa manje od 25%bodova neće moći pristupiti popravnom kolokviju i gube potpis. Studenti koji imajudva opravdana izostanka neće moći pristupiti popravnom kolokviju i gube potpisosim u iznimnim slučajevima.

Studenti koji ponovno upisuju HG, a stekli su potpis iz predmeta HG tokomprijašnjih godina imaju pravo upisa potpisa bez polaganja kolokvija i pohađanjanastave. Studenti koji žele takav status moraju se prijaviti kod asist. Gilje do 07.ožujka 2014. Naknadno se neće uvažavati prijave za upis potpisa.




Sadržaj poglavlja 1 24.2.2014.

SADRŽAJ

1

PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA I OSNOVEPRORAČUNA ................................................................................................. 6

1.1

PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA ....................................................... 6

1.1.1

Općenito – definicije ....................................................................................... 6

1.1.2

Svrha izgradnje i korištenja hidrotehničkih građevina .................................... 6

1.1.3

Opći kriteriji izbora i izvedbe rješenja ........................................................... 13

1.1.4

Općenito o utjecaju hidrotehničkih građevina na okoliš ............................... 14

1.1.5

Sažetak pregleda hidrotehničkih građevina ................................................. 15

1.2

PODLOGE ZA PROJEKTIRANJE HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA ................ 16

1.2.1

Općenito ........................................................................................................ 16

1.2.2

Potrebe – društvo.......................................................................................... 17

1.2.3

Priroda .......................................................................................................... 18

a)

Voda ................................................................................................................. 18

b)

Tlo ..................................................................................................................... 24

c)

Zrak – klimatološka svojstva područ ja ............................................................. 30 d)

Ostale podloge vezane uz prirodu ................................................................... 31

1.2.4

Postojeći i planirani zahvati .......................................................................... 32

1.3

OSNOVE PRORAČUNA HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA ............................... 33

1.3.1

Proračuni funkcionalnosti .............................................................................. 39

1.3.2

Proračuni hidrotehničkih konstrukcija ........................................................... 43

Proračuni fleksibilnih hidrotehničkih konstrukcija ............................................ 43

Proračuni krutih hidrotehničkih konstrukcija ..................................................... 43

Proračuni nosivosti krute hidrotehničke konstrukcije ........................................... 46

Proračuni uporabjivosti krute hidrotehničke konstrukcije ..................................... 49

Djelovanja ............................................................................................................... 51

Klasifikacija djelovanja prema promjenjivosti tokom vremena ............................ 52

Klasifikacija djelovanja prema mogućnosti promjene položaja u prostoru .......... 58 Klasifikacija djelovanja prema svojoj prirodi ili odzivu ......................................... 58

Kombinacije djelovanja (bez provjere zamora) .................................................. 58

Prikaz nekih stalnih djelovanja na hidrotehničke građevine ............................ 60

Prikaz nekih promjenjivih djelovanja na hidrotehničke građevine .................. 60

Prikaz nekih izvanrednih djelovanja na hidrotehničke građevine ....................... 70

1.3.3 Proračun trajnosti .......................................................................................... 75




1.1 PREGLED 24.2.2014. 6HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

1 PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA I OSNOVEPRORAČUNA

1.1 PREGLED HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

1.1.1 Općenito – definicije

U složenicama «hidro» označuje odnos dotičnih riječi prema vodi (gr čki hydor = voda).

Tehnika su sva oruđa i znanja proizvodnje koja su se povijesno razvijala i koja omogućujučovječanstvu djelovanje na okolnu prirodu (okoliš) u svrhu ostvarenja svojih potreba (gr čkitechnae = umjetnost, vještina).

Građevina označava tvorevinu nastalu gradnjom, povezanu s tlom, a sastoji se odgrađevnog dijela i ugrađene opreme koji zajedno čine tehničko-tehnološku (proizvodnu)

cjelinu. Danas su građevine složeni sklopovi s estetsko-funkcionalnim i tehničko-tehnološkimobilježjima.

Sažimajući opisane pojmove u naziv kolegija može se reći:Hidrotehničke građevine su građevine kojima se određenom svrhom djeluje na vode. Pritome je neminovno povratno djelovanje vode (i ostalih elemenata okoliša) na hidrotehničkegrađevine. Prema tome, izučavanje hidrotehničkih građevina podrazumijeva poznavanjenjihovog međudjelovanja s okolišem.

1.1.2 Svrha izgradnje i korištenja hidrotehničkih građevina

Pri proučavanju svakog zahvata pa tako i hidrotehničkih građevina bitno je utvrditi nužnost isvrhu građenja, a kod proučavanja hidrotehničkih građevina posebno je važno znanje i ovodama i načinu rada (funkcioniranju) građevina, koje se koriste.

U cilju boljeg razumijevanja uloge hidrotehničkih građevina daje se jednostavan prikazsustava odnosa čovjeka i vode (slika 1.1::1).

Voda se u primjerenim i nama potrebnim količinama nalazi jedino u prirodi. Nama jedostupna voda na površini i ispod površine Zemlje, dok nam voda u atmosferi nijeneposredno dostupna. Voda se fizički dijeli, a time i posebno razmatra, na kopnene(unutarnje – površinske i podzemne) vode i more. U prikazu sustava voda se nalazi u

elementu «priroda».

Sve aktivnosti, uključivo i građenje, poduzima čovjek (u širem smislu – čovječanstvo) sodređenom svrhom, te je u danom prikazu izdvojen kao jedan element (dio) sustava.

Voda je jedan od preduvjeta života, te je neophodna čovjeku tijekom cijelog njegovog života.Sve svoje potrebe u odnosu na vodu čovjek može i rješava svojim odnosom prema prirodigdje se ta voda nalazi. U prikazu je taj odnos i međusobno djelovanje prikazano strelicama.Jasno je da već dugo ne možemo naše potrebe u odnosu na vodu zadovoljiti neposrednim





odnosom čovjek – priroda, te da koristimo različite građevine koje nam omogućujuzadovoljavajuće ali posredno uređivanje odnosa prema vodi u prirodi.

Legenda

oznaka za element oznaka za proces (dinamički dio(statički dio sustava) sustava - zbivanja, promjene)

Slika 1.1::1 Prikaz sustava čovjek - priroda

Pokretač svih aktivnosti nalazi se u društvu (čovjek), proizlazi iz procesa unutar društva, amanifestira se potrebama u odnosu na vodu. Potrebe možemo podijeliti u tri osnovne grupepotreba:

korištenje voda zaštita od voda zaštita voda.

Korištenje voda je osnovna potreba, posebno korištenje vode za piće i u pripremi hrane, dokse zadovoljavanjem ostalih potreba održava i poboljšava postojeća kvaliteta života.

Korištenje voda podrazumijeva zahvaćanje, crpljenje i uporabu površinskih i podzemnihvoda za različite namjene kao za:

piće sanitarne potrebe:

osobne zajedničke (održavanje čistoće naselja i sl.) posebne (održavanje čistoće u javnim prostorima - bolnice, škole, industrijska

postrojenja i sl.) pripremu hrane:

u procesu proizvodnje hrane (industrija i sl.) navodnjavanje (povećanje proizvodne sposobnosti poljoprivrednog zemljišta)

tehnološke potrebe (različita proizvodnja) u radnom procesu i/ili za hlađenje proizvodnju električne energije:

neposredno korištenje snage i energije vode





u procesu proizvodnje (para) za hlađenje

plovidbu: pomorsku unutarnju

uzgoj riba sport, rekreaciju, kupanje i sl.

neposredni transport (na pr. splavarenje drveta) ispuštanje otpada

Zaštita od voda nastaje kao potreba za korištenjem prostora ugroženih djelovanjem voda(velike vode, bujice, područ ja podložnih vodnoj eroziji, led, suvišak vode na poljoprivrednimpovršinama, odvodnja naselja i prometnica i sl).

Zaštita voda kao potreba nastala je u zadnjih 50-tak godina kao posljedica vrlo intenzivnogdjelovanja čovjeka posebno na kakvoću vode. Ova je potreba nastala zbog ugrožavanjavodnog blaga (vodnog resursa) kojeg u pravilu ne ugrožavaju hidrotehnički zahvati već prvenstveno druge aktivnosti kao izgradnja i korištenje prostora, te različite industrije i

proizvodni pogoni. Provodi se radi očuvanja života i zdravlja ljudi, zaštite okoliša iomogućavanje neškodljivog i nesmetanog korištenja voda za različite namjene.

Opći pregled rješenja i hidrotehničkih građevina

Potrebe korištenja voda i zaštita od voda prvenstveno se rješavaju izgradnjom hidrotehničkihgrađevina. Zaštita voda rješava se uz izgradnju hidrotehničkih građevina (uređaji zapročišćavanje voda) nizom mjera i aktivnosti u društvu (politika odnosa prema vodi, nadzornad stanjem kvalitete vode i izvorima zagađenja, sprečavanje, ograničavanje i zabranjivanjeradnji koje mogu utjecati na onečišćenje voda i stanje okoliša u cjelini, te druga djelovanjausmjerena na očuvanje i poboljšanje kvalitete i namjenske uporabivosti voda).

Obzirom na stalan rast potreba u odnosu na vode te ograničene količine i različitu kvalitetuvode, danas se u pravilu primjenjuju višenamjenska rješenja. Njima se jednim zahvatomzadovoljava više potreba, ovisno o prirodnim mogućnostima i planiranim potrebama.

U pravilu svako hidrotehničko rješenje sastoji se od barem jedne hidrotehničke građevine.Najčešće se rješenja sastoje od većeg broja hidrotehničkih građevina međusobnopovezanih u jedinstvenu, funkcionalnu cjelinu. Pri tome se svaka građevina, ovisno odijelu zadatka koji ispunjava, rješava samostalno i povezuje s ostalim građevinama ufunkcionalnu cjelinu (hidrotehnički sustav).

Prioritet u gospodarenju vodama daje se opskrbi stanovništva vodom za piće, čime seostvaruju osnovni uvjeti za život. Ostvaruje se vodoopskrbnim sustavom, koji se sastoji odgrađevina povezanih u funkcionalnu cjelinu s osnovnim ciljem osiguranja dovoljne količinevode odgovarajuće kvalitete. Osnovne građevine vodoopskrbnog sustava su vodozahvat(zahvaćanje vode iz prirodnih izvorišta), crpne stanice, uređaji za kondicioniranje (obradu,pripremu vode odgovarajuće kvalitete), vodospreme (rezervoari), glavna (magistralna) irazdjelna (distributivna) vodoopskrbna (vodovodna) mreža s pratećim građevinama iopremom.

Nastavno na vodoopskrbni sustav veže se sustav odvodnje naselja, koji se sastoji odgrađevina povezanih u funkcionalnu cjelinu s osnovnim ciljem prikupljanja, odvođenja i





pročišćavanja otpadnih voda (voda korištenih vodoopskrbnim sustavom za kućanstvo iindustriju te oborinskih voda) te njihovog ispuštanja u prirodu (nakon pročišćavanja natehnički i ekonomski prihvatljiv način).

Vodoopskrbni sustav i sustav odvodnje naselja obrađuju se u okviru zdravstvene(sanitarne) hidrotehnike, dok se ostali sustavi obrađuju u sklopu vodnogospodarskehidrotehnike.

U ovom kolegiju – Hidrotehničke građevine – obrađuju se građevine i sustavi koji surazvrstani u područ je vodnogospodarske hidrotehnike. Sustavi zdravstvene hidrotehnikeobrađeni su u izbornom predmetu (Opskrba vodom i odvodnja 1; II godina, 4. semestar), adetaljnije se obrađuje u diplomskom sveučilišnom studiju na smjeru hidrotehnika. Neke odgrađevina koriste se u oba područ ja (na pr. provodnici, crpne stanice, preljevi i sl), te seodgovarajuće obrađuju u ovom ali i u kolegijima iz područ ja zdravstvene hidrotehnike.

Hidrotehničke se građevine mogu razvrstati na osnovi više kriterija u grupe sličnih svojstava,te zatim detaljnije obraditi njihova osnovna svojstva, oblikovanje, dimenzioniranje, načingrađenja i odnos prema drugim građevinama, prirodi i čovjeku.

Razvrstavanje se može provesti na osnovi konstrukcije građevine, svrsishodnosti(funkcionalnosti), materijala od kojeg se izvodi, položaja (površinske, podzemne građevine),veličini, utjecaju na okoliš, na osnovi sustava u kojem se koriste i t.d. U uvodu daje seprvenstveno podjela prema funkcionalnosti, a u okviru kolegija koristit će se i ostali kriterijipodjele u cilju boljeg proučavanja hidrotehničkih građevina.

Jedna od karakterističnih građevina je akumulacija, koja se koristi za pohranjivanje voda(skladištenje) u vrijeme kada je ima više od potreba, a koje se mogu koristiti u vrijemenedostatka vode. Akumulacije se formiraju u dolinama vodotoka ili u prikladnom prostoruizgradnjom brane. Za razliku od njih rezervoari su u cijelosti umjetne građevine (takođersluže za pohranjivanje voda). Rezervoari se kao građevine obrađuju u okviru vodoopskrbnihsustava.





Slika 1.1::2 Akumulacija Lokvarka – Lokve, Gorski Kotar

Akumulaciji je, po funkciji, vrlo slična građevina retencija. Služi za pohranjivanje voda samou vrijeme pojave poplavnih voda. Nakon prestanka opasnosti od pojave poplava, voda se izretencije ispušta u vodotok. Obje se građevine ostvaruju izgradnjom brana s odgovarajućimuređajima i opremom.

Slika 1.1::3 Lonjsko polje - prirodna retencija





Ustavama se omogućuje zahvaćanje vode za različite svrhe, preusmjeravanje toka vode,razdioba i upravljanje vodama. Brane i ustave opremljene su odgovarajućim građevinama( preljevi , ispusti ) s opremom (hidromehani č ka oprema) kojima se omogućuje njihovasvrha.

Sličnih svojstva kao brane su i hidrotehni č ki nasipi (kolokvijalno nasipi), koji se koriste zasprečavanje plavljenja branjenih površina. U sklopu nasipa se također ugrađujuodgovarajuće građevine s hidromehaničkom opremom (na pr. č epovi i sl).

Voda se od mjesta zahvata do mjesta korištenja dovodi provodnicima, koji se koriste i zadistribuciju vode na mjestu korištenja, te za odvod vode natrag u prirodu. Provodnici seprvenstveno razlikuju prema konstrukciji, te ih u tom slučaju dijelimo na kanale, tunele icjevovode. Kanali se mogu koristiti i za prikupljanje viška voda s tala (kanali zamelioracijsku odvodnju). Uz kanale, za odvodnju viška vode iz tala koriste se drenaže. Naprovodnicima se izvode odgovarajuće građevine i ugrađuje prema potrebi oprema.

U sklopu uređenja vodotoka i zaštite od fluvijalne erozije koriste se regulacijske i obalnegrađ evine, buji č ne pregrade, hidrotehni č ke stepenice i građevine uređenja sliva.

Slika 1.1::4 Regulacijska građevina (obaloutvrda) u izgradnji, Drava, Nemetin, Osijek

U cilju korištenja voda za proizvodnju električne energije osim drugih građevina izvodi sestrojarnica u kojoj se smješta oprema za proizvodnju i predaju električne energije u mrežu.

U sklopu tehničkih rješenja melioracijske odvodnje, navodnjavanja i ribnjaka uz ostalegrađevine koriste se i crpne stanice, zahvati voda i taložnice.

Posebnu grupu građevina čine manje građevine, primjerice propusti , č epovi , sifoni igrađevine za odvodnju prometnica.

Zasebnu grupu čine građevine za vodni promet: pomorske lu č ke građ evine (lukobrani,operativne obale - kejovi, gatovi, obaloutvrde) i građ evine unutarnje plovidbe (lučki bazenii operativne obale - kejovi, plovni kanali, brodske prevodnice, plovni akvedukti, plovni tuneli).





Slika 1.1::5 Luka Ploče – snimak iz zraka

U sklopu korištenja voda za sport i rekreaciju grade se marine, plivač ki bazeni , uređuju plaže, izvode veslač ke i kajakaške staze, akvagani i sl.

U segmentu opskrbe vodom i korištenja voda za navodnjavanje, s obzirom na traženukvalitetu vode, rade se i građevine za kondicioniranje voda.

Slika 1.1::6 Marina Frapa, Rogoznica





1.1.3 Opći kriteriji izbora i izvedbe rješenja

Prilikom pripreme i osmišljavanja rješenja kojima se može zadovoljiti uočena potreba sastajališta voda (što se može poopćiti i na svaki građevinski poduhvat) neophodno jesagledati potrebe i izabrati odgovarajuću građevinu ili skup građevina koje međusobnopovezane u funkcionalnu cjelinu omogućavaju zadovoljenje potreba. Pri tome treba uzeti uobzir postojeće već izgrađene sustave (ponekad se potrebe mogu zadovoljiti poboljšanjem ilidogradnjom tih sustava).Izbor odgovarajućih rješenja neposredno je ovisan o svojstvima okoliša u kojem se planirarješenje (priroda, izgrađeni prostori, raspoloživosti vode, mogućnosti temeljenja,raspoloživosti materijala za građenje,…). Temeljem tih svojstava potrebno je ispitatimogućnost izgradnje nosive (stabilne i čvrste), uporabljive (nedeformabilne) i trajnegrađevine pouzdane u korištenju.Budući da se hidrotehničkim zahvatima neposredno mijenja stanje vode u prirodi štoposredno djeluje na stanje okoliša manje ili više intenzivno (manje ili više značajno),razmatraju se ona moguća rješenja, koja su ekološki prihvatljiva – rješenja koja podržavajuodrživi razvoj.

Kako su hidrotehnički zahvati u funkciji razvoja društva neophodno je uskladiti rješenja sostalim sudionicima izgradnje i korištenja raspoloživih bogatstava (prvi je korak uusklađivanju vezan na prostorno – plansku dokumentaciju). Ne manje važno je pripremitiekonomski prihvatljiva rješenja.

Voda je opće nacionalno blago zaštićeno ustavom i odgovarajućim zakonima i propisimakojima se reguliraju odnosi prema vodi i propisuje način gospodarenja vodama (zaštita voda,korištenje voda i zaštita od voda). U tom se smislu svaki zahvat mora uklopiti u planskedokumente više razine. Na slici 1.1::7 prikazane su osnovne razine planiranja u vodnomgospodarstvu Hrvatske.

Slika 1.1::7 Osnovne razine planiranja u vodnom gospodarstvu Hrvatske





Pri planiranju, izgradnji i korištenju hidrotehničkih građevina, kao i kod drugih zahvata uprostoru, obavezno se primjenjuju odgovarajući zakoni, propisi i norme počevši od Zakona oprostornom uređenju i Zakona o gradnji. Pri tome su kao temeljni zahtjevi za građevineodređeni: mehanička otpornost i stabilnost; sigurnost u slučaju požara; higijena, zdravlje iokoliš; sigurnost i pristupačnost tijekom uporabe; zaštita od buke; gospodarenje energijom iočuvanje topline i; održiva uporaba prirodnih izvora.

1.1.4 Općenito o utjecaju hidrotehničkih građevina na okoliš

Briga o okolišu sve je značajnija, te se pri osmišljavanju, građenju i korištenju svih zahvataposebno razmatra utjecaj na okoliš i ocjenjuje prihvatljivost zahvata. Utjecaji hidrotehničkihgrađevina i sustava koje čine razlikuju se od građevine do građevine i od sustava dosustava, te će se u okviru razmatranja pojedinih građevina ukazati i na moguće djelovanje tihgrađevina.

Po prirodi, zbog direktog kontakta s vodama, veliki broj hidrotehničkih građevina spada u

kategoriju sa značajnijim utjecajem na okoliš.

U uvodnom dijelu može se samo općenito naznačiti područ ja utjecaja koja su vezana shidrotehničkim zahvatima.

Utjecaji se mogu i dijele se na osnovi različitih kriterija. Kao prvo utjecaji mogu bitineposredni (direktni) i posredni (indirektni). Neposredni utjecaji hidrotehničkih građevinaodnose se na djelovanje na tlo i vode (površinske i podzemne). Ostali utjecaji proizlaze iz tihneposrednih utjecaja.

Prema prikazu sustava (slika 1.1::1) uočavaju se svi utjecaji koji se moraju sagledati: utjecaj na prirodu utjecaj na čovjeka i utjecaj na postojeće izgrađene prostore i građevine.

U okviru prirode razmatra se utjecaj na vode, tlo (neposredan utjecaj), te na zrak, živi svijet uvodi, neposredno uz vodu i u širem okolišu zahvata (biljni i životinjski; uključivo šume ipoljoprivredne površine) i prirodne vrijednosti (posredni utjecaj).

Hidrotehničke se građevine grade za zadovoljavanje potreba u vezi s vodom, pri čemu tapotreba ne mora biti vezana isključivo na potrebe stanovnika koji žive u utjecajnom područ jugrađenja. U tom smislu utjecaj može biti psihološki (pojedinačno), sociološki (društvo) igospodarski.

Nadalje se razmatra utjecaj na postojeće izgrađene prostore i građevine, kao što su naselja,komunikacije, ostala infrastruktura (na pr. plinovodi, naftovodi, dalekovodi) i sl. Također serazmatra i utjecaj na kulturnu i povijesnu baštinu.

Utjecaji mogu biti pozitvni, neutralni ili negativni, prihvatljivi i neprihvatljivi, značajni ilizanemarivi, kratkotrajni ili dugotrajni. Utjecaji ovise osim o samoj građevini i njenompovezivanju u sustav i o veličini zahvata te načinu rada. Posebno se razlikuju utjecaji uvrijeme pripreme izgradnje zahvata, za vrijeme građenja, u vrijeme korištenja i nakonprestanka korištenja sustava.





1.1.5 Sažetak pregleda hidrotehničkih građevina

Hidrotehničke građevine su dio građevinske struke koji se bavi svim pitanjima pripreme,izgradnje, održavanja i korištenja građevina kojima se s određenom svrhom djeluje na vodeu cilju zadovoljenja potreba vezanih s vodama.

Hidrotehničke građevine međusobno povezane u funkcionalnu cjelinu u cilju zadovoljenjapotreba vezanih s vodama čine hidrotehnički sustav.

U okviru kolegija Hidrotehničke građevine obrađuju se građevine koje se koriste uvodnogospodarskoj hidrotehnici.

Hidrotehničke građevine se izvode u prirodi, gdje se nalazi voda, moraju se odgovarajućetemeljiti, koriste se različiti materijali pri građenju, moraju zadovoljiti postavljene kriterije imoraju biti isplative.

U okviru ovog kolegija prvenstveno se obrađuje funkcionalnost pojedinih građevina, njihova

konstrukcija, specifična djelovanja na njih, osnovne provjere stabilnosti, način izgradnjeposebno sa stajališta izgradnje u suhom i u vodi (stajaćoj ili tekućoj). Dio znanja koje jetakođer značajno sa stajališta pripreme, izgradnje i korištenja hidrotehničkih građevina dan je u kolegijima koji su već odslušani (na pr. mehanika tekućina, hidrologija, mehanika,otpornost materijala, građevna statika, mehanika tla i stijena, geotehničko inženjerstvo,geodezija, gradiva).

Osim što okoliš utječe na njih (utjecaj prirode, čovjeka i izgrađenih zahvata na planiranihidrotehnički zahvat), hidrotehničke građevine više ili manje utječu na okoliš. Zbog direktogkontakta s vodama, veliki broj hidrotehničkih građevina ima značajniji utjecaj na okoliš.




1.2 PODLOGE ZA PROJEKTIRANJE 24.2.2014. 16HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

1.2 PODLOGE ZA PROJEKTIRANJE HIDROTEHNIČKIH GRA ĐEVINA

1.2.1 Općenito

U cilju pripreme, izvedbe i korištenja hidrotehničkih sustava i građevina koje ih čineneophodno je poznavanje odgovarajućih svojstava društva (element čovjek u prikazusustava odnosa čovjek – voda, slika 1.1::1), prirode i postojećih i planiranih zahvata (umjetniokoliš –nastao ili se očekuje da će se ostvariti djelovanjem čovjeka). Ta znanja su polazištaili podloge za ostvarenje hidrotehničkih građevina.

Podloge prvenstveno čine raspoloživi materijali koji se prikupljaju, obrađuju i pohranjuju urazličitim službama i institucijama. Na primjer osnovni podaci o društvu i stanju društvanalaze se u Zavodu za statistiku RH. U Geodetskoj upravi nalazi se sav osnovni kartografskimaterijal o Hrvatskoj. Osnovni meteorološki i hidrološki podaci nalaze se u Državnomhidrometeorološkom zavodu Hrvatske (DHMZ), a podaci o moru u Hrvatskom hidrografskom

institutu. Katastar geoloških, hidrogeoloških i sličnih istraživanja nalazi se u Geološkominstitutu.

U pravilu, raspoloživi i dostupni materijali nisu dovoljni za projektiranje konkretnih zahvata.Stoga se u prvom koraku rade dopunske obrade i studije (ocjena raspoloživih i dostupnihpodloga). Najčešće je potreban i sljedeći korak (kod većih zahvata gotovo uvijek) u kojem sena osnovi programa, koji izrađuje projektant, provode dopunska istraživanja u prirodi,laboratoriju i na modelima (matematički i fizikalni modeli).

Što je zahvat složeniji i priprema podloga je složenija, potreban je veći opseg istraživanja,istraživanja su složenija, te je potrebno više vremena i novaca. Takve se detaljne podloge (atih je kod HG većina) moraju posebno naručiti, uz značajan trošak, a za što projektant treba

napraviti program uređenja postojećih podataka ili program istraživanja nedostajućihpodataka.

Svaki zahvat u prostoru, pa tako i hidrotehničke građevine, može se izvesti samo u skladu sdokumentima prostornog uređenja, te ti dokumenti čine jednu od osnovnih podloga. Pri tomese oni tijekom vremena mogu mijenjati i prilagođavati novim spoznajama i potrebama.

U procesu projektiranja, izgradnje i početka korištenja građevine potrebno je u tri osnovnakoraka ishoditi određene uvjete i dozvole od nadležnih institucija.

Potrebno je ishoditi uvjete temeljem kojih se treba izraditi glavni projekt. Njih izdaju nadležneinstitucije, na primjer Hrvatske vode za Vodopravne uvjete. Izdaju se temeljem idejnogrješenja zahvata u prostoru. (U posebnim slučajevima, na primjer fazne izgradnje, potrebno je ishoditi lokacijsku dozvolu. Njome se utvr đuju uvjeti pod kojim se dozvoljava izvedbazahvata. Jedna od podloga za izdavanje lokacijske dozvole je idejni projekt planiranogzahvata.)

Građevinskom dozvolom, koja se izdaje temeljem glavnog projekta (potvr đenim od stranenadležnih institucija da je izrađen u skladu s postavljenim uvjetima) može se pristupitigrađenju. Jedan od uvjeta može biti i provođenje postupka procjene utjecaja na okoliš.





Uporabna dozvola se izdaje nakon potpune izgradnje i pripremljenosti zahvata za korištenje,a prije početka korištenja. Njom se utvr đuje da je zahvat izveden u skladu s građevinskomdozvolom i da je prikladan za upotrebu.

Za svaku razinu razrade tehničkog rješenja, od studije, idejnog rješenja, idejnog, glavnog iizvedbenog projekta pripremaju se i koriste odgovarajuće podloge. Nižu razinu tehničkedokumentacije (planovi razvoja, studije i sl) koji puta je moguće izraditi temeljem postojećihpodloga skupljenih u raznim institucijama. Uglavnom postoji potreba da se veći dio podloga

mora posebno pripremati i obraditi. Na primjer, meteorološke i hidrološke podloge u pravilu je potrebno posebno obraditi, a ponekad su potrebna i posebna i naknadna mjerenja(pogotovo kod velikih zahvata kod kojih priprema traje veći broj godina). U pravilu se moradetaljno geodetski snimati teren u područ ju zahvata. Također se u pravilu moraju provesti igeomehanička istraživanja u područ ju zahvata. Ovisno o veličini zahvata i utjecaju na okolišpribavljaju se i obrađuju i druge podloge.

1.2.2 Potrebe – društvo

Pokretač svih aktivnosti u ostvarenju hidrotehničkih sustava odnosno građevina koje ih čine

su potrebe koje treba zadovoljiti. One nastaju (generiraju se) u društvu (čovjek), te jeneophodno sagledati koje su to potrebe, kakve su današnje i buduće potrebe, u kojoj mjerisu životne (bitne za osiguranje života i dostignute kvalitete života kao i bitne za poboljšanjekvalitete života). Dio tih spoznaja proizlazi iz znanja o stupnju zadovoljenja potrebapostojećim hidrotehničkim sustavima i znanja o planiranom razvoju društva. Potrebe serazmatraju sa stajališta svih odnosa čovjeka prema vodama, sa stajališta korištenja voda,zaštite od voda i zaštite voda. Razmatra se količina i kvaliteta potrebnih voda odnosno vodakoje se ispuštaju ili planira ispustiti u prirodu. Potrebe u odnosu na vodu prvenstveno sesagledavaju u državnim ustanovama zaduženim za vode, kao i u organizacijama koje koristevodu, koje su ugrožene od voda ili provode zaštitu od voda i koje su zadužene za zaštituvoda. Dio spoznaja nalazi se u planskim dokumentima.

Kako se hidrotehnički sustavi izvode za buduću upotrebu, bitna je spoznaja o potrebama ubudućnosti. Hidrotehnički sustavi su u pravilu dugovječni, te i projekcije budućih potrebamoraju odgovarati razdoblju planiranja. Osim prikupljanja poznatih spoznaja, provode se iobrade (studije) kojima se procjenjuju potrebe u budućnosti. Na primjer, za građevinevodnog prometa potrebe se sagledavaju u prometnim planovima ili prometnim studijama. Tajsegment pokrivaju prometna i ekonomska struka.

Kao i kod svakog zahvata u prirodi tako i kod planiranja, izgradnje i korištenja hidrotehničkihsustava nužno je poznavanje i primjena pozitivnih (važećih) propisa, kojima se utvr đuje podkojim uvjetima i na osnovi koje se dokumentacije može započeti gradnja i koristiti izvedenorješenje. Jedan od osnovnih dokumenata koji utvr đuje namjenu prostora i uvjete njegovogkorištenja je plansko-prostorna dokumentacija. U slučaju da planirani hidrotehnički zahvati

nisu utemeljeni u prostorno-planskoj (PP) dokumentaciji neophodno je pokrenuti postupakizmjene i dopune te dokumentacije kao dio rješavanja problema zadovoljenja potreba.

Prostornim planovima se u svrhu ostvarivanja ciljeva prostornog uređenja, sukladno snačelima prostornog uređenja uređuje svrhovita organizacija, korištenje i namjena prostorate uvjeti za uređenje, unaprjeđenje i zaštitu prostora RH, županija, gradova i općina. Neki odrelevantnih dokumenata prostornog uređenja realiziraju se na državnoj razini i donosi ihSabor RH, a to su:

Strategija prostornog razvoja RH





Prostorni planovi područ ja posebnih obilježja Urbanistički plan uređenja državnog značaja Strategija upravljanja vodama RH Strategija prometnog razvitka RH i td.

Sljedeća su razina Županijski prostorni planovi (tekstualni i grafički dio) javno dostupni nainternetu, a slijede prostorni planovi uređenja grada, općine, urbanistički planovi uređenja idetaljni planovi uređenja.

Svaki zahvat je nužno sagledati sa stajališta svih odnosa (čovjek – priroda – umjetni okoliš),pri čemu se za zahvate za koje se očekuje značajnije djelovanje na okoliš (definiranipravilnikom) propisuje kao obaveza procjena utjecaja na okoliš, koja se radi na osnovistudije o utjecaju na okoliš (SUO).

Prostorni planovi svih razina imaju snagu zakona i kod planiranja i izvođenja građevinaobavezno i doslovno ih se mora poštivati!

1.2.3 PrirodaPriroda se može proučavati kroz njenu građu (strukturu) i procese koji su u njoj prisutni, teprocese (djelovanje) u odnosu na čovjeka (društvo) i građevine.

Procesi se sagledavaju u vremenu, te možemo razlikovati zbivanja koja se ostvaruju u namavidljivim vremenskim jedinicama (deseci, stotinjak godina i manje), i zbivanja koja seostvaruju u dugim vremenskim jedinicama (stotine tisuća i milijuni godina) i s našegdanašnjeg stajališta i stajališta planiranih zahvata ne razmatraju se kao procesi.

Primjer prvog procesa je kružni tok vode, koja pod djelovanjem sunčeve energije hlapi sapovršine Zemlje, diže se u atmosferu, kondenzira, pod djelovanjem sile teže pada na

površinu zemlje, te se površinom i podzemno kreće prema morima i oceanima. Taj se ciklusostvaruje oko 40-tak puta godišnje i značajno je svojstvo vode u prirodi – obnovljivo blago(resurs).

Kao primjer drugog procesa može se spomenuti dio geoloških procesa. Oblik i struktura tla unas je nastala tijekom geološke prošlosti i danas se može smatrati kao nepromjenjivosvojstvo. Iznimku čine procesi erozije površine, krške pojave, promjene koje nastajudjelovanjem vode i vjetra, te čovjeka i koje se moraju uzeti u obzir. Također iznimku čineneotektonske aktivnosti, koje povremeno uzrokuju potrese i time dodatno opterećujugrađevine i ugrožavaju njihovu stabilnost, te i njih treba uzeti u razmatranje.

a) Voda

Voda predstavlja osnovni medij kojim se bavi hidrotehnička praksa, te je posebno značajnopoznavanje svojstava vode i njene pojave u prirodi.

Nama je dostupna površinska i podzemna voda, naše potrebe se zadovoljavaju u rješavanjuodnosa s tom vodom pa su potrebna znanja o tim vodama.





Osnovno je poznavanje raspodjele količine i kvalitete vode u prostoru i vremenu (vodnirežim). Budući da je proces kretanja vode u prirodi vrlo intenzivan i da se stanje vodapraktično mijenja iz trenutka u trenutak neophodno je stalno promatranje stanja vode.

Osim hidrotehničkim građevinama na kontinentu, hidrotehnička se praksa bavi i pomorskimgrađevinama. S tog stajališta potrebno je poznavati ponašanje mora i oceana u obalnompodruč ju (promjena razine mora i pojavnost valova).

Voda u prirodi djeluje i na sredinu u kojoj se kreće ili nalazi i to djeluje kroz procese fizičkog,kemijskog i biološkog djelovanja, što je također potrebno poznavati. Osim djelovanja naprirodu voda djeluje i na samog čovjeka i umjetni okoliš, te je i ta spoznaja nužna u postupkurješavanja odnosa s vodom.

Promatranjem voda u prirodi i proučavanjem procesa i zakonitosti kretanja, stanja vode idjelovanja voda bavi se hidrologija, oceanologija, hidrogeologija i dijelom sanitarnahidrotehnika (kvaliteta voda). Budući da su u ranijim kolegijima (osim oceanologije) obrađenaova područ ja, u okviru kolegija hidrotehničke građevine polazi se od pretpostavke da su taznanja usvojena i primjenjuju se u onoj mjeri koliko je to potrebno, dok su potrebna znanja izpodruč ja oceanologije dana u okviru ovog kolegija.

Vodostaji i protoci

Osnovni parametri vezani uz vode sa kojima ćemo se redovito susretati kod hidrotehničkihgrađevina su vodostaji i protoci . Kod nekih građevina ćemo se susretati i sa režimomnanosa, pojavom leda, pojavom valova, morskih struja, temperaturom vode itd. Oni spadajuu grupu hidroloških podloga. Poznavanje zakonitosti vremenske i prostorne promjeneveličina tih parametara neophodno je zbog planiranja, izgradnje i korištenja hidrotehničkihsustava. Oni se mjere i obrađuju točkasto u prostoru. Na primjer, vodostaji i protoci se mjerena vodomjernim stanicama osnovanim na nekom vodotoku (Sava Zagreb, Sava Galdovo,Sava Slavonski Brod, …).

Za projektiranje hidrotehničkih građevina na nekom vodotoku morat ćemo imati saznanje ozakonitostima promjene protoka i vodostaja. U tu svrhu koristit ćemo podatke sa bliskihvodomjernih stanica. Osnovne hidrološke podloge na vodomjernoj stanici su: a) poprečniprofil vodotoka b) prikaz promjene vodostaja, c) konsumpcijska krivulja (krivulja protoka) i d)prikaz promjene protoka. Koriste se kod svih hidrotehničkih problema vezanih za prirodnevodotoke. Pritom su vodostaj i protok parametri slučajne prirode.

a) Popreč ni profili vodotoka definiraju protočne površine vodotoka. Dobiju segeodetskim snimanjem prirodnog korita poprečno na smjer tečenja. Služe za hidrološke ihidrauličke proračune, te za projektiranje vodnih građevina.b) Vodostaj se na mjestu vodomjerne postaje jedini mjeri kontinuirano i iz tih mjerenja

se, statističkim i računom vjerojatnosti, dobiju reprezentativni vodostaji za neki profil navodotoku kao u Tab. 1.2::1. Osim toga standardan statistički prikaz svih zabilježenihvodostaja u nekom razdoblju je u vidu krivulja, ili histograma, učestalosti i trajnosti vodostaja(Sl. 1.2::1)c) Konsumpcijska krivulja (krivulja protoka) definira prosječan odnos vodostaja iprotoka na mjestu vodomjerne stanice. Također se dobije statističkim proračunom iz nizasimultanih mjerenja vodostaja i protoka, kao na Sl. 1.2::2.d) Protok se na mjestu vodomjerne postaje za svaki izmjereni vodostaj izračuna

pomoću konsumpcijske krivulje, a zatim se statističkim i računom vjerojatnosti, dobiju





reprezentativni protoci za neki protočni profil kao u tablici 1.2::1. Osim toga standardan

statistički prikaz svih protoka u nekom razdoblju je u vidu krivulja, ili histograma, učestalosti i

trajnosti protoka (slično kao na Sl. 1.2::3).

Sl.1.2::1 Prosječna godišnja krivulja učestalosti i trajnosti vodostaja na vodomjernoj staniciZagreb iz razdoblja opažanja 1926. – 1965. godina

Sl.1.2::2 Konsumpcijska krivulja (krivulja protoka) na nekoj vodomjernoj stanici

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

0 10 20 30 40 50

protok Q[m3/s]

v o d o s t a j H [ m ]





KARAKTERISTIČNI VODOSTAJI NA RIJEČNOJ VODOMJERNOJ STANICI

VVn n-GODIŠNJI VISOKI VODOSTAJ ili VISOKI VODOSTAJ n-GODIŠNJEGPOVRATNOG RAZDOBLJA

NVV NAJVIŠI VISOKI VODOSTAJ Najviši opaženi ili uopće poznati vodostaj u nekomdugom razdoblju od neke davne godine do danas. Na pr: NVVod 1896. ili NVV23.11.1911. od

1896.

VV VISOKI VODOSTAJ Najviši vodostaj opažen u nekom vremenskom razdoblju. Na pr:VV1965-1975, ili VV1968, ili VVzima 1965-1970, ili VVtravanj 1975.

SVV SREDNJI VISOKI VODOSTAJ Izračunata prosječna vrijednost VISOKIHVODOSTAJA

Vx% VODOSTAJ x%-tnog TRAJANJA

OV=V50% OBIČ AN VODOSTAJ Vodostaj koji biva jednoliko puta dostignut i premašen.

SV SREDNJI VODOSTAJ

FV NAJČEŠĆI VODOSTAJ

SNV SREDNJI NISKI VODOSTAJ

NV NISKI VODOSTAJ

NNV NAJNIŽI NISKI VODOSTAJ

NVn n-GODIŠNJI NISKI VODOSTAJ ili NISKI VODOSTAJ n-GODIŠNJEG POVRATNOGRAZDOBLJA

KARAKTERISTIČNI PROTOCI NA RIJEČNOJ VODOMJERNOJ STANICI (definicije analogne onima zavodostaje)

VQn n-GODIŠNJA VELIKA VODA (PROTOK) ili VELIKA VODA n-GODIŠNJEGPOVRATNOG RAZDOBLJA

NVQ NAJVIŠA VELIKA VODA (PROTOK)

VQ VELIKA VODA (PROTOK)

SVQ SREDNJA VELIKA VODA (PROTOK)

Qx% VODA (PROTOK) x%-tnog TRAJANJA

OQ=Q50% OBIČNA VODA (PROTOK)

SQ SREDNJA VODA (PROTOK)

FQ NAJČEŠĆ A VODA (PROTOK)

SMQ SREDNJA MALA VODA (PROTOK)

MQ MALA VODA (PROTOK)

NMQ NAJNIŽA MALA VODA (PROTOK)

MQn n-GODIŠNJA MALA VODA (PROTOK) ili MALA VODA n-GODIŠNJEG POVRAT.RAZD.

Tab.1.2::1 Karakteristični vodostaji i protoci profilu vodotoka

b, c i d) Vodostaji i protoci se na mjestu neke vodomjerne stanice prikazuju na još jedan način, pomoću nivograma i hidrograma (Sl. 1.2::3). Pritom je nivogram kronološkizapis vodostaja u nekom razdoblju, a iz njega se pomoću konsumpcijske krivulje dobijehidrogram kao kronološki prikaz protoka. Iz nivograma i hidrograma statističkom obradomdobiju se krivulje, ili histogrami, učestalosti i trajnosti vodostaja i protoka.





Sl. 1.2::3 Nivogram i hidrogram Save na vodomjernoj postaji Zagreb za 2006. godinu spripadnim hidrološkim obradama vodostaja i protoka





Kiša

Kod rješavanja problema površinske i urbane odvodnje potrebna su saznanja ooborinama, prvenstveno kiši. One se mjere točkasto u prostoru na meteorološkimstanicama (Zagreb Maksimir, Zagreb Sljeme, Zagreb aerodrom, Zagreb Grič,…). Izizmjerenih podataka, statističkim računom i računom vjerojatnosti, rade se podloge o

oborinama. Za navedeni problem odvodnje, osnovna hidrološka podloga je familija JTPkrivulja (Jačina,Trajanje i Povratno razdoblje) kao na Sl. 1.2::5 - JTP krivulje (u strucitradicionalno ITP krivulje) pokazuju kolika će biti jačina (intenzitet) oborine u [mm/h] akose desi kiša povratnog razdoblja PR [god] koja traje t[h].

Slika 1.2::5 JTP (Jačina – Trajanje – Povratno razdoblje) krivulja

Morske razine

Morske razine su osnovni podatak za pomorske građevine, jer služe za proračune

funkcionalnosti (određivanje: visine lukobrana i operativnih obala, dubine brodskihvezova...) i za proračune konstrukcije (hidrostatički tlakovi, ...). No interesantne su i zatehnologiju građenja, zbog potrebe razdvajanja podvodnih i nadvodnih radova.Registracije morskih razina obavlja kontinuirano i redovno Hrvatski hidrografski institutSplit na 4 mareografske stanice: Dubrovnik, Split, Bakar i Rovinj. Mjerenja se javnoobjavljuju u Hidrografskom godišnjaku. Za projektiranje se koriste ekstremno visoke iniske razine raznih povratnih razdoblja(na pr. ExtrVR50god, ExtrNR50god) i razne srednjerazine (na pr.: SR-geodetska nula i SNNzR-hidrografska nula, ili nula pomorskih karata).

JTP (jačina - trajanje - povretno razdoblje) krivulja

1

10

100

1 10 100trajanje kiše t [h]

j a č i n a

k i š e i [ m m / h ]

PR=25 god

PR=10 god

PR=5 god

PR=3 god

50

PR=2

P=900[mm/god]





Morski valovi

Podaci o morskim valovima služe za proračune funkcionalnosti (agitacija, prelijevanje...) iza proračune konstrukcije (definiranje dinamičkih opterećenja) pomorskih građevina. Nadržavnoj razini morski se valovi ne opažaju niti sustavno niti kontinuirano. Sporadično ihopaža Hrvatski hidrografski institut Split, uglavnom u oceanografske znanstvene svrhe na

rijetkim zemljopisnim točkama koje su najčešće na pučini ispred hrvatskih otoka. Iz takvihopažanja nije moguće definirati niti prosječnu, a pogotovo ekstremnu valnu klimu. Nasreću valovi se dadu prognozirati iz podataka o vjetru, a on se sustavno opaža i mjeri.

Morske struje

Podaci o morskim strujama služe pretežno za rješavanje ekoloških problema pomorskihgrađevina. Kod masivnih i relativno plitkih pomorskih građevina struje ne proizvodeznačajno opterećenje, zbog svoje male brzine odnosno male kinetičke energije, pa se uprincipu zanemaruju. Ne zanemaruju se kod vitkih konstrukcija (piloti i cjevovodi). Neopažaju se sustavno niti kontinuirano na državnoj razini. Sporadično ih opaža Hrvatskihidrografski institut Split. Za pojedine projekte opažanja se rade u aranžmanu investitora.

b) Tlo

Tlo se razmatra sa stajališta oblika (topografija), svojstava i procesa.

Oblik tla

Pri svakom zahvatu neophodno je poznavanje oblika terena (konfiguracije), koji seprikazuje kartama (tlocrtni prikaz) i poprečnim profilima različitih mjerila. To je područ jegeodezije (izmjere zemljišta). U projektiranju se koriste "karte" malog mjerila za osnovnuorijentaciju u prostoru pa sve do detaljnih "planova" krupnog mjerila. Karte se izrađuju na

državnoj razini za javno korištenje, a planovi se snimaju za potrebe projektiranja i izrađujupo narudžbi. Geodetske karte služe za smještaj HG na teren u vidu preglednih situacija.Tlocrti velikih HG rade se na geodetskim kartama, a malih na geodetskim planovima.Sljedeća namjena geodetskih podloga je za hidrološke, hidrauličke i geotehničkeproračune, kao na primjer: definiranje slivnog područ ja, protočni profili vodotoka i profiliterena.

Karte se za cijelu Hrvatsku mogu nabaviti kod Državne geodetske uprave u Zagrebu.Dostupne su u analognom (na papiru) obliku i digitalnom obliku koja se „uvlači“ kaopodloga u digitalne nacrte (na pr. Autocad). Sve digitalne karte su geokodirane; t.j.prikazane u geodetskim koordinatama. Nazivi tih karata su:

Hrvatska osnovna karta 5000 (HOK), 2D crtana karta u mjerilu 1:5.000 Digitalna ortofoto karta (DOF), 3D aerofotografska geokodirana snimka postojećeg stanja na terenu

karta u mjerilu 1:5.000, Topografska karta (TK 25), 2D crtana karta u mjerilu 1:25.000 Digitalni model reljefa (DMR 25), 3D digitalni model terena karta u mjerilu 1:25.000 Topografska karta (TK 100), 2D crtana karta u mjerilu 1:100.000 Topografska karta (TK 200), 2D crtana karta u mjerilu 1:200.000

Pomorske karte se za cijelu hrvatsku obalu mogu nabaviti kod Hrvatskog hidrografskoginstituta Split u analognom i digitalnom obliku pod nazivom:





Generalne pomorske karte, 2D, mjerila 1:750.000 do 1:2.500.000 Kursne karte, 2D, mjerila 1:150.000 do 1:300.000 Obalne karte, 2D, mjerila 1:50.000 do 1:100.000 Planovi (luka), 2D, mjerila 1:3.000 do 1:400.000

Slika 1.2::6 Pomorski plan luke

Detaljnije geodetske podloge (krupnijeg mjerila: za male građevine do 1:200, za srednje1:500 i za velike do 1:2000) rade se prema potrebama pojedinih zahvata. Nazivaju seplanovi. Izrađuju ih geodetske tvrtke na temelju Projektnog zadatka projektanta građevinei na temelju obavljenog geodetskog snimka terena.

U hidrotehnici vrlo često postoji potreba prikaza terena u vidu profila, presječnicevertikalne ravnine (ili plohe) sa terenom. Projektant po potrebi naručuje snimanje profila





terena koji ga posebno zanimaju obično u sklopu ostalog geodetskog snimanja terena (zapotrebe izrade karata i planova). Profili terena se često prikazuju u distorziranom mjerilu(s naglašenim mjerilom visine u odnosu na mjerilo horizontale, obično 10x) kako bi senaglasile visinske razlike.

Slika 1.2::7 Poprečni profil rijeke Save na stacionaži 224+769 sa naznačenimkarakterističnim vodostajima (distorzirano mjerilo)

Posebnost detaljnih planova ili situacija za hidrotehničke građevine su prikazi vodnihkorita (rijeka i mora) ispod vodne razine izohipsama ili izobatama.

Korištenje zemljišta

Na katastarskim planovima (na kojima se ne prikazuje oblik terena) tlocrtno su prikazaniposjedovni odnosi pomoću katastarskih čestica zemljišta i ucrtanih postojećih građevina.Oni služe zato da bi se na njima nacrtale buduće građevine. Takav prikaz obavezan jestoga da bi se kod ishođenja lokacijske i građevne dozvole moglo provjeriti da li postojipravo građenja (vlasništvo, koncesija ili služnost) na katastarskim česticama koje zahvaćanamjeravana gradnja. Nabavljaju se u Katastarskom odjelu Građanskog suda.Katastarska podloga osim crtanog dijela; t.j. plana, ima i pisani dio koji povezuje broj k.č. injenog aktualnog korisnika.





Sl. 1.2::8 Katastarski plan

Svojstva tla - Geotehničke podloge hidrotehničkih građevina

Općenito, građevine moraju biti temeljene na tlu na način da je osigurana mehaničkastabilnost. Često postoji zahtjev za vododrživost prostora u kojem se izvode hidrotehničke

građevine. Također je potrebno poznavati mogućnosti korištenja prirodnog materijala iztla za građenje, kao i njegova svojstva sa stajališta ugradnje. Da bismo mogli dokazatinavedene zahtjeve, potrebno je poznavati karakteristike tla.

Mehanička svojstva tla potrebna za projektiranje definiraju se u geotehničkim podlogamakoje se sastoje od:

Geoloških podloga, Geomehaničkih podloga i Seizmičkih podloga.

Ovisno o veličini i utjecaju zahvata na prostor potrebno je poznavati svojstva tla šireg iliužeg prostora, manje ili više detaljno, sa stajališta površine i dubine do koje se o čekujeznačajno međudjelovanje građevine i prostora u kojem se ona izvodi. Opća se znanja ostijenskoj građi, dinamici i postanku Zemlje obrađuju u geologiji, te njenim posebnimdijelovima: u inženjerskoj geologiji i hidrogeologiji. Znanjima o svojstvima stijenske građeu neposrednom prostoru izgradnje i utjecaja zahvata bavi se mehanika tla i stijena. Tagrana građevinske struke priprema podloge za definiranje temeljenja i načina građenja.Tu je i važna spoznaja o mogućnosti kretanja vode u tlu (vodopropusnost). Također jepotrebno istaknuti potresna svojstva prostora zahvata koja definiraju jedno od značajnih





opterećenja na osnovi kojih se dimenzioniraju građevine. Potresne značajke obrađujegeofizika; t.j. njena grana seizmologija.

Geološke i geomehaničke podloge definiraju rasprostranjenost, uslojenost i mehaničkeosobine temeljnog tla i temeljne stijene. Te se podloge utvr đuju geološkim igeomehaničkim istražnim radovima. Istražni radovi u tlu uvijek su obvezni ako se

građevina temelji na koherentnom i/ili nekoherentnom tlu. Istražni radovi u stijeni supotrebni za temeljenje velikih i teških građevina neposredno na stijeni, dok se za malegrađevine obično pretpostavlja da je stijena dovoljno nosiva pa posebni istražni radoviobično nisu potrebni. Program izrade geoloških ili geomehaničkih podloga sastavljaprojektant, a uključuje:

terenske istražne radove, laboratorijske istražne radove i sadržaj završnog izvještaja.

Geološke podloge

Geološki terenski istražni radovi su

1 Terenski istražni radovi radi definiranja uslojenosti tla i tektonskih strukturnihoblika: rekognosciranje terena i površinska ispitivanja stijena.

2 Terenski istražni radovi za definiranje uslojenosti tla i tektonskih oblika: istražne jame, duboke istražne strukturne bušotine s determinacijom vrsta stijena.

3 Terensko ispitivanje uslojenosti tla s površine tla ili vode: elektrootporno –geofizičko ispitivanje tla s površine tla (geofonima) ili vode i akustičko skeniranje -ispitivanje tla pod vodom (side scanerima), ...

Ovi istražni radovi su potrebni za prostrane građevine i građevine temeljene na složenimuvjetima u tlu, kao što su na primjer: akumulacije, brane, tuneli, prometnice, klizišta, .....radi interpretacije značajki temeljnog tla između mjesta na kojima je izvršeno detaljnogeomehaničko istraživanje tla. Naime zbog štednje nije moguće kompletno područ je nekena pr. akumulacije gusto pokriti skupim geomehaničkim terenskim istražnim radovima, pase neistraženi potezi temeljnog tla mogu stručno interpretirati od strane glavnogprojektanta i projektanta temeljenja na temelju geoloških podloga koje proizlaze izgeoloških istražnih radova. Tu je posebno važna pojava rasjeda, jer se na njegovimkrilima mogu pojaviti drukčiji slojevi tla, ali i tektonski pomaci tla.

Posebnost hidrotehničkih građevina su hidrogeološke podloge. Traže se kod građevinaza zahvat vode (obnovljive i neobnovljive rezerve, rasprostiranje u podzemlju, kakvoća,propusnost tla, brzine kretanja) i kod građevina za spremanje vode na tlu kao što suakumulacije (vododrživost tla, ponori, jame i špilje). Za hidrogeološke podloge moguposlužiti gore navedeni istražni radovi koji se u posebnim slučajevima mogu dopuniti

mjerenjem tlaka podzemne vode pomoću piezometara te ispitivanjem propusnosti tla ilistijena probnim crpljenjem ili ubacivanjem vode u posebne bušotine.

Geološke podloge obično se daju u obliku stručnog elaborata pod nazivom: Geološkiizvještaj. Rezultat je interpretacije geoloških karata, prethodnih i konkretnih terenskihistraživanja.





Geomehani č ke podloge

Program geomehaničkih istražnih radova izvode specijalističke tvrtke sa stručnjacimagrađevinske, geološke i geofizičke struke. Ti se radovi sastoje od:1 stručnog pregleda terena,2 terenskih istražnih radova s uzimanjem uzoraka i terenske klasifikacije tla,

3 terenskih pokusa u bušotini, za definiranje nekih geomehaničkih parametara i4 laboratorijskih istražnih radova.

Terenski istražni radovi obavljaju se stručnim pregledom terena i pomoću istražnihbušotina i istražnih jama. Iz njih se uzimaju uzorci tla (poremećeni i/ili neporemećeni), alise u njima mogu obaviti i terenski pokusi: SPT - standardni penetracijski test unekoherentnim materijalima za posrednu procjenu kuta unutarnjeg trenja φ, krilna sonda,krilna sonda za određivanje kohezije c, test vodopropusnosti za određivanje koeficijentapropusnosti k, CPT - statički penetracijski test za elektroničko određivanje većeg brojaparametara tla (posredno putem korelacije rezultata CPT-a s laboratorijskim rezultatimabušenja), opažanja razine podzemne vode piezometrom i drugi. Osim toga radi se iterenska klasifikacija tla.

Laboratorijski istražni radove obavljaju se u geotehničkom laboratoriju na uzorcima uzetimtokom terenskih istražnih radova. Iz poremećenih nekoherentnih uzoraka mogu senačiniti: suha i uronjena zapreminska težina, prirodna vlažnost, granulometrijska krivulja.Na poremećenim koherentnim uzorcima mogu se ispitati još i aterbergove granice teizvršiti direktno smicanje. Na neporemećenim koherentnim uzorcima može se ispitatiaksijalna i triaksijalna čvrstoća u dreniranim ili nedreniranim uvjetima. Ovo su standardnaispitivanja, no za specijalne značajke tla rade se i druga.

Slika 1.2::9 Geotehnički profil dravske obale u luci Osijek





Geomehaničke podloge obično se daju u stručnom elaboratu pod nazivom: Geotehničkiizvještaj. Rezultat je interpretacije geoloških podloga te prethodnih i konkretnih terenskihistraživanja. Uključuje:

prikaz pregleda terena i prikaz terenskih istražnih radova, prikaz eventualnih ranijih istraživanja na razmatranoj lokaciji, prikaz terenskih i laboratorijskih istražnih radova s crtežima geomehničkih profila

sondažnih bušotina i jama, interpretaciju istražnih radova s prijedlogom karakterističnih vrijednosti parametara

tla, eventualni program daljnjeg istraživanja tla i prijedlog temeljenja s nosivošću tla. obavezno od nacrta sadrži situaciju terena s naznačenim mjestima terenskih

ispitivanja (bušotine i jame) i prognozne geotehničke profile temeljnog tla potrasama buduće građevine.

obično su uključene i seizmičke značajke lokacije.

Bitne geomehaničke podloge su geomehanički parametri za definiranje čvrstoće,deformabilnosti i propusnosti temeljnog tla koji se koriste u geotehnički proračunima i

proračunima inženjerskih konstrukcija koje su u kontaktu s tlom.

Seizmi č ke podloge

Osnovna seizmička podloga je "proračunsko ubrzanje tla" ag[m/s2]. Ono ovisi o jačinipotresa u stupnjevima (od 1 do 12) ljestvice MKS-64. Dano je u vidu zemljopisne kartepodruč ja jačina potresa državnog teritorija u Nacionalnom dokumentu za primjenu u RH(NAD na HRN ENV 1998-1, 1994) hrvatske norme HRN ENV 1998-1. Karta područ ja jačina potresa po stupnjevima (od 6. do 9. koji se u RH javlja kao najjači) ljestvice MKS-64, s pripadnim ubrzanjima ag=5%g do 30%g odgovara "referentnom povratnomrazdoblju potresa" od 500 godina. Seizmički proračun građevina je obavezan za 6.potresni stupanj/zonu i više. Potresne zone i potresna ubrzanja određuje grana fizike:geofizika.

c) Zrak – klimatološka svojstva područ ja

Klimatološka svojstva područ ja izgradnje promatraju se sa dva stajališta – stajalištagrađenja i korištenja, te sa stajališta eventualnih promjena u okolišu koje mogu nastatizbog izgradnje hidrotehničkih sustava odnosno građevina.

Stanje u dijelu atmosfere, koje je značajno sa stajališta hidrotehničkih građevina, opisujutemperature vode i zraka, vlažnost, vjetrovi, isparavanje sa zemljišta, bilja i vodenepovršine, oborine, insolacija a njima se bavi klimatologija. Opažanja se provode stalnoobzirom na svojstva tih pojava.

Vjetar

Podaci o vjetrovnoj klimi potrebni su projektantu svake, pa tako i hidrotehničke građevinena koju vjetar ima značajan utjecaj za proračun opterećenja od vjetra. Prema EN tlak ilisila tlaka od vjetra na građevinu izračunava se posredstvom prosječne10-minutne brzine





50 godišnjeg povratnog razdoblja za najnepovoljniji smjer djelovanja vjetra(V600s

50god[m/s]). Naziva se referentna brzina vjetra a označava s Vref =V600s50god[m/s]. Taj

se podatak izračuna, ili naručuje kod Državnog hidrometeorološkog zavoda u Zagrebu.Proračun se temelji na dugoročnom (barem 10 godina, a najbolje 30 godina) opažanjuvjetra.

Ipak podaci o vjetru najviše se, u okviru hidrotehničkih građevina, koriste za u pomorskimgradnjama. Za trasiranja lukobrana koristi se "ruža vjetra" (Slika 1.2::10). U stvari za tobolje služi "ruža valova" no valovi se sustavno ne opažaju. Kako vjetrovi generirajumorske valove to ruža vjetra u nekom kvalitativnom mjerilu dočarava ružu valova.Druga je upotreba podataka o vjetru u okolici neke zemljopisne točke za prognoziranjevjetrovnih valova iz podataka o vjetru na toj istoj točki. Za to su potrebne vjetrovnesituacije iz barem 10 godina (najbolje 30 godina). Takav niz situacija prikazuje se upraktičnoj tablici. Situacija prikazuje brzinu i smjer vjetra po satima trajanja od početkavjetra pa do njegovog prestanka. Obadvije navedene podloge naručuju se kod DHMZ.

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

2.1%

10%

30%

20%

DUBROVNIK

godina

slab vjetar ( 0.3-5.4m/s )

umjeren vjetar ( 5.5-10.7m/s )

jak vjetar ( >10.7 m/s )

tišina

Slika 1.2::10 Godišnja ruža vjetrova za Dubrovnik u razdoblju 1997–2006.

d) Ostale podloge vezane uz prirodu

Ostale podloge vezane su na znanja o živom svijetu (biocenozi, životna zajednica) uprostoru zahvata (biotop, stanište), kako o onom u vodi, tako o onom koji obitava uz vodu,te u kopnenom područ ju izgradnje i očekivanog utjecaja izgradnje i korištenja građevina.Uz to je potrebno posebno uzeti u obzir zaštićene prirodne vrijednosti.

Ove su podloge potrebne sa stajališta procjene utjecaja na okoliš izgradnje i korištenja

hidrotehničkih građevina i sustava, kao i sa stajališta planiranja i provedbe mjera zaštiteokoliša.




1.2.4 Postojeći i planirani zahvati

Evidentna je potreba poznavanja i izgrađenosti prostora kako sa stajališta mogućnostiunošenja novih zahvata, tako i sa stajališta utjecaja novog zahvata na postojeće iplanirane zahvate. Ti se podaci nalaze u postojećim dokumentima, katastrima,

kartografskim materijalima, a neke je potrebno snimiti.

Posebno je važno poznavanje postojećih hidrotehničkih sustava i građevina, temogućnosti zadovoljenja potreba ili dijela potreba koje se rješavaju poboljšanjem,dogradnjom ili rekonstrukcijom tih već postojećih zahvata.

Također je nužno poznavanje kulturnih i arheoloških vrijednosti u prostoru planiranogzahvata i odnos prema tom zahvatu.

Documents

hidrotehničke građevine.pdf