8
mag . R. FAZARINC izr. prof. dr. M. CETINA, izr. prof. dr. M. MIKOŠ mag. Rok FAZARINC * izr. prof. dr. Matjaž ** izr. prof. dr. Matjaž MIKOŠ *** - 84 - AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI DROBIRSKIH TOKOV TER TVEGANJE IN VAROVANJE PRED DROBIRSKIMI TOKOVI 1. UVOD Globalno gibanje kontinentalnih tektonskih na Zemlji se lokalno odraža v dvigovanju in tektonskih blokov. Tem dogajanjem se eksogeni procesi, kot so erozija, materialov in njihovo odlaganje 2002). Razgibana geomorfološka oblika površja zemlje je odraz stalnega naravnega procesa denudacije (rušenja) in gradnje. Med erozijske procese, ki preoblikujejo zemeljsko površino, so tudi drobirski tokovi. V slovenskem prostoru je ob naravnih katastrofah, povezanih z vodo, v zadnjih petnajstih letih nastala ogromna gmotna škoda. Med naravnimi ki so povezane s preveliko vode v prostoru , je življenje izgubilo osem oseb, od tega sedem v Logu pod Mangartom in ena v Podvolovljeku nad Drobirski tokovi, kot posledica prevelike padavin , so sorazmerno slabo poznan pojav. ga je spoznala prav ob katastrofi 17. 11 .2000 v Logu pod Mangartom. 2. DROBI RS KIH TOKOV 2.1 Definicija (2001) je podal naslednjo definicijo drobirskega toka: drobirski tok je gravitacijski (prekoncentriran) tok mešanice zemljin, hribin (skal), vode in/ali zraka, ki je sprožen z nastankom plazu pri velikem dotoku vode. Slika 2-1: Klasifikacija gravitacijksih (težnostnih) tokov po Coussotu (1992). 'mag . Rok FAZARINC , univ.dipl.inž.gradb ., Inštitut za vode , doo , Teslova 30 , Ljubljana , "izr. prof.dr. Matjaž CETINA, univ dipl.inž gradb ., FGG , Katedra za mehaniko Hajdrihova 28 , Ljubljana, "'izr.prof.dr. Matjaž MIKOŠ , univ.dipl Inž .gradb .. FGG , Katedra za splošno hidrotehniko, Hajdrihova 28, Ljubljana VODARSKI DAN 2002

mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag . R. FAZARINC izr. prof. dr. M. CETINA, izr. prof. dr. M. MIKOŠ

mag. Rok FAZARINC * izr. prof. dr. Matjaž ČETINA ** izr. prof. dr. Matjaž MIKOŠ ***

- 84 - AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV TER TVEGANJE IN V AROVANJE PRED DROBIRSKIMI TOKOVI

1. UVOD

Globalno gibanje kontinentalnih tektonskih plošč na Zemlji se lokalno odraža v dvigovanju in spuščanju tektonskih blokov. Tem geodinamičnim dogajanjem se priključijo eksogeni procesi, kot so erozija, premeščanje materialov in njihovo odlaganje (Ribičič, 2002). Razgibana geomorfološka oblika površja zemlje je odraz stalnega naravnega procesa denudacije (rušenja) in gradnje. Med erozijske procese, ki preoblikujejo zemeljsko površino, so razvrščeni tudi drobirski tokovi .

V slovenskem prostoru je ob naravnih katastrofah , povezanih z vodo, v zadnjih petnajstih letih nastala ogromna gmotna škoda. Med naravnimi nesrečami , ki so povezane s preveliko količino vode v prostoru , je življenje izgubilo osem oseb, od tega sedem v Logu pod Mangartom in ena v Podvolovljeku nad Lučami. Drobirski tokovi , kot posledica prevelike količine padavin , so sorazmerno slabo poznan pojav. Večina ga je spoznala prav ob katastrofi 17.11 .2000 v Logu pod Mangartom.

2. ZNAČiLNOSTI DROBI RS KIH TOKOV

2.1 Definicija

Ribičič (2001) je podal naslednjo definicijo drobirskega toka: drobirski (gruščnati) tok je gravitacijski (prekoncentriran) tok mešanice zemljin, hribin (skal), vode in/ali zraka, ki je sprožen z nastankom plazu pri velikem dotoku vode.

Slika 2-1: Klasifikacija gravitacijksih (težnostnih) tokov po Coussotu (1992) .

'mag . Rok FAZARINC , univ .dipl.inž.gradb ., Inštitut za vode , doo , Teslova 30, Ljubljana , "izr.prof.dr. Matjaž CETINA,

univ dipl.inž gradb., FGG, Katedra za mehaniko tekočin , Hajdrihova 28, Ljubljana, "'izr.prof.dr. Matjaž MIKOŠ,

univ.dipl Inž.gradb.. FGG, Katedra za splošno hidrotehniko, Hajdrihova 28, Ljubljana

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002

Page 2: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag . R FAZARINC - 85 - AKTUALNI izr. prof. dr. M. ČETINA , izr. prof. dr. M. MIKOŠ VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Drobirski tokovi (ang . debris flow) so reološka oblika blatnega toka (Pierson in Costa , 1987). Zrn ski in drobirski tokovi tvorijo skupino mas nih (gmotnih) tokov Drobirski tokovi so plastični tokovi zmesi kohezivnega, pogosto slabo sortiranega materiala in vode s spremenljivo porazdelitvijo velikosti zrn , koncentracijo, hitrostjo in notranjo dinamiko (Skaberne, 2001 ).

2.2 Viri drobirja

Nastanek drobirskega toka povzroči hiter dotok vode v nenasičeno zmes blata, skal in kamenja . Ta območja so ponavadi slabo prekrita z vegetacijo, oziroma je ta redka . Drobirski tok je posledica pobočn i h premikanj , kot so plazovi, zdrsi ali drobirski plazovi. Za nastanek drobirskega toka je več vzrokov. Največkrat ga povzroči močno dolgotrajnejše deževje, včasih pa tudi sodelovanje potresn ih sil. Velikokrat lahko dodatno vplivajo poselitev, gradnja cest in gozdni požari . To velja predvsem za območja zahodnih Kordiljer v Severni Ameriki .

Drobirski tok na območju Loga pod Mangartom je nastal z razmočenjem ledeniške morene in gruščev , ki so ležal i na plasteh slabo prepustnega laporja in lapornega apnenca (Petkovšek, 2001). Drobirski tokovi na Koseču nastajajo z mešanjem premikajočih se kosov rdečega lapornega apnenca in glinaste frakcije preperelega flišnega laporja ter dotokom padavinske vode in vode iz izvirov na stiku rdečkastega lapornega apnenca in kred nega fliša (R i bičič , 2002).

2.3 Sestava drobirskega toka

Zelo pogosto je omenjena podobnost med drobirskim tokom in tekočim betonom, verjetno predvsem zaradi vidne podobnosti . Vendar je sestava drobirskega toka zelo heterogena in se spreminja. Drobirski tok je dobro premešan večfazni tok drobirja (drobnih delcev, grušča in skal) in vode, lahko pa je v mešanici prisoten tudi zrak. Velikost posameznih delcev se lahko spreminja od najbolj drobnega materiala do velikih skal in skalnih blokov. Drobirski tok lahko vsebuje tudi les oziroma ostanke dreves, ki jih je odnesel na svoji poti . Takšen je bil drobirski tok , ki je nastal pod Mangartom. Po podatkih iz literature je bila sestava drobirskega toka pri skalnem podoru z Myunmoreje od najbolj drobnih delcev gline do nekaj 100 m3 velikih skalnih blokov. Ključn i element pri vseh drobirskih tokovih pa je prisotnost gline.

Prisotnost gline v drobirskem toku je vzrok dveh ključn i h lastnosti, ki drobirski tok razvrščata med nenewtonske tekočine . Ti dve lastnosti sta mejna strižna trdnost in viskoznost

2.4 Fizikalne značilnosti

Fizikalne značilnosti posameznih opazovan ih drobirskih tokovso podane v preglednici 3-1. V osnovi je lahko drobirski tok redek ali gost. Redkejši drobirski in predvsem drobno zrnati drobirski (blatn i) tokovi na aridnih in semiaridnih območjih .

Območje hitrost nagib gostot. ~ % glob ina delež Rcynold s- Vir. leto (mis ) (%) toka (Pa.sl glin. (m) trd. dcl. ovo. št.

(glcml) m2) (%)

Rio Rc\'t:n tado 2.9- 10 4.6- 1.1 3- 1- 10 8- 12 20-79 - Waldron Knstarika 17.4 1.98 1967

Il unsshui Guli) 10- 13 - 2-2.3 1.5- 3.6 3-5 80-85 40000 Li. LlIO Kitaj ska 2.0 198 1

811l1ock Creck 2.5-5 10.5 1.95- 2 10- 4 1 77-84 28.57 Picrson NOla Zcladniia 2.13 8 10 198 1

Pint: Cn:t:k 10- 7-32 1.97- 20- - 0. 13-1.5 - 200 Fini-. et. MI.St.I klcns 31. 1 2.03 320 al..1981

Wrigh tl' nod 1.2-·U 9-3 1 2.4 2 10- <5 1.2 79-85 23.8 Sharp.

Canyon Ca. 600 Noh1cs

( 194 1 ) 1953

Wright,,()od 0.6-3.8 9-3 1 1.62- 10- - 1.0 59-86 1.33 t\1nrtall .

Ca nyon Ca. 2. 13 600() Camphell

( 1 %9) 197-1

h lal'llollt:r (;lI lch 2.5 27 2.53 3000 1.1 1.5 9 1 ' ') . "1 . - ('lim.

Mi Š i ČEV VODARSKI DAN 2002

Page 3: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag R FAZARINC - 86-izr prof dr M ČETINA izr prof dr MMIKOŠ

Območje hitrost nagib gostut. ~ (mis) (%) tuka ( Pa.sl

(gl cm;) n/)

Kulorado

Dragon ereck 7.0 5.9 2.0 2780 Arizona

Jian-jia Ravine. 8.0 0.06 2,3 1,6-Kitajska 174

Log pod 4-15 3-24 1,875 5- 16 1 Mangartum SloYcnija

Koscč 1-3 20 - -Slovenija

% globina glin . (111)

- 5.8

- 1,4

- 8-45

- 0,8-2

AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

delež Reynolds- Vir. leto trd. del. ovo. št.

(%)

1966

80 29.2 Cooly s sodeL 1977

89 148- Li s sodeL

11 56 1 1983

70-80 - Petkovšek, Četin a s sodel. , 200 1

50 - 2002

Preglednica 3-1 : Fizikalne lastnosti drobirskih tokov (Costa, 1984; domači viri).

Drobirski tok ima značilno gibanje vzdolž svoje poti . Tok sestavljajo valovi s strmim čelom , v katerem so večji kosi kamenja in skal. Ob potovanju se pojavljajo periodični valovi - oscilacije.

Glede na opazovanje pojavov v Koseču obstaja možnost, da poleg vpliva spremembe padca in širine prihaja do zastajanja tudi zaradi zmanjševanja relativnega deleža vode v zmesi drobirskega toka. Pri stacionarnih pogojih je čelo zastajalo, ko pa je narasla globina toka na več kot dvojno normalno globino, je čelo ponovno prešlo v gibanje.

Hitrost drobirskega toka Opazovane hitrosti drobirskih tokov se gibljejo med 0,5 mIs in 20 mIs. Vzrok tako širokega območja hitrosti potovanja so velike razlike v zrnavosti , deležu vode in gline v drobirski zmesi ter geometriji in nagibu struge, po kateri potuje. Pri tem so pomembni predvsem padec, velikost in oblika prečnega prereza ter ukrivljenost (vijugavost) struge.

2.5 Koncept gibanja drobirskih tokov

Zmožnost drobirskega toka , da mobilizira večje kamenje in skale različnih velikosti in jih premešča na velike razdalje pri zelo majhnih nagibih (primer Loga pod Mangartom), je bila povod za številne raziskave. Pri opazovanju dejanskih blatnih in drobirskih tokov so bili zabeleženi presenetljivo veliki skalni bloki , ki so plavali v tekoči zmesi drobirskega toka. Pierson (1981) je opazoval do 0,5 m velike skale, ki so plavale na površini drobirskega toka, Broscoe in Thompson (1969) sta opazila tudi do 4 m debele skale. Sharpe in Nobles (1953) sta spremljala do 1 m velike skale, ki so prepotovale kar 24 km. Nanešene skale v strugi Mangartskega potoka, ki jih je premestil drobirski tok izpod Stož, so velike tudi 2 m. Drobirski tokovi na Koseču premeščajo pri globini toka okoli 1 m prav tako skale s premerom večjim od 0,5 m. Da bi razložili zmožnost premeščanja tako velikih trdnih delcev, so nekateri avtorji predlagali več teorij , ki so upoštevale turbulentno gibanje delcev.

2.5.1 Disperzivna napetost

Bagnold je leta 1954 zasnoval koncept disperzivne napetosti. Na podlagi preizkusov je definiral dva režima toka:

makroviskozni režim in zrnskovztrajnostni režim .

Pri zrnskovztrajnostnem režimu so sile nastale kot rezultat trkov med delci , ko je ena plast prehitevala sosednjo. Napetosti , ki sta pri tem nastali , sta bili normalna napetost (ali disperzivna napetost) in strižna napetost.

2.5.2 Trdnost zmesi

Delec kamnine , ki pade v stoječe blato, najprej nekoliko potone, nato pa ostane na tem mestu , torej ne izplava na površino oziroma ne potone na dno. To je opazil Johnson (1970) . Sklepal je, da mora poleg disperzivne sile obstajati še dodatni mehanizem, ki ga je imenoval trdnost zmesi. Vzrok te napetosti so verjetno povezave med glinastimi delci (kosmi) Kosmičenje (formiranje kosmov) je posledica privlačne sile med glinenimi delci .

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002

Page 4: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag. R FAZARINC izr. prof. dr. M. ČETI NA, izr. prof. dr. M. MIKOŠ

- 87- AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Minimalna napetost, ki je potrebna, da poruši te povezave, je definirana kot trdnost zmesi. Ta pojav je posledica prisotnosti gline v drobirskem toku. Poleg tega je dognano, da je trdnost zmesi tudi odvisna od mineraloške sestave gline in številnih drugih parametrov.

2.5.3 Vzgon v drobirskem toku

Poleg vseh mehanizmov, ki omogočajo gibanje trdnih delcev drobirskega toka , je vzgon najpomembnejši. Splošno priznana teorija zagovarja , da je masa drobirskega toka sestavljena iz homogene mešanice gline, vode in drobnega melja. Večji delci (drobir) so razpršeni v zmesi . Po Arhimedu je vzgon sila, ki je enaka teži izpod ri njene tekočine . Johnson in Rodine (1976) sta predlagala, da je vzgon enak prostornini celotnega izpodrinjenega materiala, ki vsebuje zmes in trdne delce, ki so manjši od obravnavanega delca (primer efekta piramide) .

Hampton (1979) je analiziral vpliv naraščanja pornega tlaka pri vzgonu delca v zmesi drobirskega toka. Predlagal je, da se skupni gradient tlaka zaradi vzgona lahko deli na dve komponenti in sicer kot hidrostatični tlak pri newtonskih tekočinah in komponenta naraščanje pornih tlakov zaradi nedrenirane obremenitve gline in delcev z vodo. Ta pojav povzroča , da se s povečevanjem koncentracije trdnih delcev povečuje tudi vzgon.

2.5.4 Inverzna (obratna) velikostna razvrstitev delcev

V čelu vala drobirskega toka se večji delci pomikajo proti robu toka in v navpični smeri porit površini toka. To ima za posledico inverzno (obratno) velikostno razvrstitev delcev. Pojav potovanja delcev proti robovom se lahko imenuje tudi segregacija .

3 MEHANIKA IN DINAMIKA DROBIRSKIH TOKOV

Za drobirske tokove so značilni trije režimi toka: kvazistatični,

makroviskozni in zrnskovztrajnostni režim.

Kvazistatični režim predstavlja začetno stanje, ko dominirajo plastične lastnosti tekočine .

Makroviskozno območje je območje , kjer v medzrnski tekočini prevladuje viskoznost in je prisotna le nizka deformacijska hitrost. Zrnskovztrajnostni režim je območje s hitrim gibanjem zrnastega materiala in tu prevladujejo trki med posameznimi zrni . Medzrnska tekočina ima v tem primeru zanemarljivo vlogo.

Enačbe, ki opisujejo drobirske tokove, naj bi opisovale vse tri režime. Modeli , ki želijo realistično opisati reološke lastnosti drobirskega toka in posledično gibanje drobirskih tokov, morajo imenti naslednje lastnosti:

da so zmožni opisati raztegljivost mešanice, da upoštevajo kriterij mejne strižne trdnosti zemljine , kot ga je podal na primer Mohr­Coulomb in da so zmožni opisati vlogo medzrnske tekočine .

V preg e nicI k .1 so podani nekateri teoretični modeli drobirskega to a Bagnold ( )' Model raztegljive J J au .

tekočine Tg = a,P,A- D- ay 51119"

O'Brien in Julien au (au )' Kvadratni model T = T , +,LI - + CI -tekočine ay ay

Binghamov model all plastične in T=TI'+Jl-psevdo plastične ay

tekočine

Coulombov viskozni all model T = C + 0'" lan 9 + ,LI -

Ql'

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002

Page 5: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag . R. FAZARINC izr prof dr M CETINA izr prof dr MMIKOŠ

Ackermanov in au Shenov model T = Jl" 0

1

- 88 - AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

= C. D,,!r1-&)'(O,05+0,08I'r}' (~Jt( au) Jl" 2 p , r 1+,1 ay

3C"p , l -c 2 JI ,(I+c) r = +--+ -JI / (1 + c)2

2Ap, 8 2J[ 8

Splošni visokoplastični - - / jii;; [ fi X [f'-2X model-GVF T" - PO" + sD,/ Il /). + 2J11 4Il})' D" + 4J12 4Ilf)' D'k Dk'

(Chen ;1983) s = ccos~ + psin ~

Yamaokov model

T = T , + 1',( : r Preglednica 3.1: Nekateri teoretični modeli drobiskih tokov

PRIMERI DROBIRSKIH TOKOV IN UKREPI ZA ZMANJŠANJE OGROŽENOSTI PRED DROBIRSKIMI TOKOVI NA OBMOČJU VASI KOSEČ

4.1 Log pod Mangartom

Najbolj znan in v uvodu že opisan primer je drobirski tok Stože. Po analizi padavinskih podatkov na povodju Koritnice (FGG, KSH , 2001) je padlo 1638 mm padavin v 48 dnevih, kar je pojav z več kot 100-letna povratna doba. 15. novembra zjutraj je pretok Soče v Logu Čezsoškem dosegel 474 m3/s . Po podatkih Soških elektrarn Nova Gorica je bila dvakrat na HE Plave zabeležena petletna visoka voda in enkrat dvajsetletna visoka voda. 15. novembra je bil pri Solkanu zabeležen pretok 1500 m3/s .

Izjemne padavine so bile osnovni vzrok plazu in kasnejšega nastanka drobirskega toka (Ribičič , 2001). Upoštevajoč stanje pred splazitvijo in ro njej je ugotovljeno, da se je premaknilo približno 1,58*106 m3

mase. Od tega se je približno 1,2*10 splazele zemljine preoblikovalo v drobirski tok (Majes, 2001). Glede na opravljene analize geologov in geomehanikov (Zaključno poročilo ekspertne komisije za področje geotehnike, 2000) prevladuje ocena, da je na območju Stož še vedno potencialno labiina masa podobne velikosti , to je približno 1,5 milijona m3 (Poročevalec , 2001) ki bi se ob podobnih hidroloških in meteoroloških pogojih , kot so bili leta 2000, lahko preoblikovala v drobirski tok.

4.2 Plaz Strug nad vasjo Koseč pod Krnom

22. decembra 2001 se je na pobočjih Zastruge pod Planico (1367 m n.m.) nad Kosečem (685 m n.m.) sprožil hribinski podor, ki je zdrsnil proti strugi Brusnika. Podorni material je obremenil nižje ležeč nanešene in preperele sedimente ter s tem sprožil sekundarni klasični zemljinski plaz, ki je v dolžini 350 m zasul strugo potoka Brusnik. Navpični premik sekundarnega plazu je bil približno 50 m. Po grobi oceni je količina plazečega materiala okoli 250.000 m3 (Ribičič, 2002) . Peta plazu v strugi Brusnika je približno na koti 760 m n.m.

Nad vasjo Koseč teče hudournik Brusnik po relativno strmi in ozki grapi oblike črke V. Vas Koseč stoji na nekoliko položnejši ravnici , pod vasjo pa hudournik preide v strmo in ozko sotesko, ki se združi s sotesko Ročice. Ker podor izriva stari plaz, je bilo ocenjeno, da bodo povišani pretoki Brusnika izpirali plazino. S tem bi se povečal pretok plavin (blato, kamenja) in plavja. Prav tako je bila že na podlagi zimskih ogledov pozimi 2001/2002 podana ocena, da obstaja možnost nastanka drobirskih tokov.

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002

Page 6: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag . R. FAZARINC izr. prof. dr. M. ČETINA , izr. prof. dr. M. MIKOŠ

- 89 - AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Od nastanka v decembru 2001 se površina hribinskega podora stalno spreminja , posebno v času obilnejših padavin . Do obsežnejših sprememb na podoru je prišlo 14. 4. 2002. Material , to so kosi laporastega apnenca v pretežni velikosti do 2 dm3

, se je pričel gibati kot plaz po strmi razmočeni in labiini podorni površini . Pri tem se je mešal z drobno glinasto frakcijo preperelega flišnega laporja . Z dotokom padavinske in izvirne vode so nastali pogoji za nastanek drobirskih tokov. Prvi drobirski tokovi so nastali zjutraj 15. 4. 2002 in se v krajših časovnih razmakih sprožali celo dopoldne. Široki so bili med 3 in 4 m in globoki do 1,5 m. Hitrost tokov se je gibala med 1 mIs in 3 mIs. Drobirski tokovi so vrezali strugo v sekundarni zemeljski plaz in se nato izlili v Brusnik in niso dosegli Koseča (Ribičič ,

2002).

labilne kamninske

Zastruge

Planica

rdečkasti lapornati apnenci

~ ~arivni tekt Strug :--~~~ onski kontakt

sekundarni zemljinski :--:~ N\ plaz na flišu ~. -.~'l>'t-O

. ~~·<:('O'r"b'00

~. _~--:---:-~~\'O-l'<' \lsn\\<.. - ~:-. -=- .~ .. . \'l><Y et' .~~.~ .. - - .. -; - ... - _. 'l>"'>;;:'

-~~~.--:---:~~~~: ._ .- •. ~ . ~ .-. :..: \'0<:(' ~ .. •• - •• _ . • 'l>0

---------=---:: . . - - 'O~\'l>" . ~ . ~,,,,

0<" 't-~e

Slika 4-1 : Geološki prečni profil skozi podor in plaz Strug nad Kosečem (Ribičič , 2002).

Zavedajoč se nevarnosti pričakovani drobirskih tokov se je že februarja 2002 pristopilo k urejanju struge Brusnika na obmOČju Koseča. Stari most v vasi z odprtino površine 4 m2 se je nadomestil z novim, ki ima pretočni prerez površine 25 m2. Pred ureditvijo je imela struga potoka Brusnik presek med 5 in 10m2, po ureditvi pa se je ta povečal na več kot 50 m2. Načrtovana in izvedena je bila ureditev z maksimalnim pretočnim prerezom, ki ga je še dopuščal prostor. Prečni prerez je bil zasnovan v izrazito parabolični obliki , tako da je možnost zastajanja materiala čim manjša. Obložen je s hidravlično gladko oblogo iz lomljneca, ki je vsakih 20 m sidran s talnimi pragovi . Vzdolžni padec je vzdolže celotne , več kot 400 m dolge ureditve, enakomeren, le na območju mostu je lokalno izbran večji padec. Tarsa potoka je glede na prvotno izrazito izravnana.

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002

Page 7: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag . R. FAZARINC izr. prof. dr. M. ČETINA , izr. prof. dr. M. MIKOŠ

- 90 - AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Fotografija 4-1 : Ureditev struge hudournika Brusnik skozi vas Koseč za pretok manjših drobirskih tokov do velikostnega razreda 100 m3/s (avtor: R Fazarinc, junij 2002) .

Takoj po zaključku del na regulaciji hudournika Brusnik v začetku maja 2002 so drobirski tokovi dosegli vas. Nastanek drobirskih tokov je povezan s krajšimi intenzivnimi padavinami. V preglednici 1-1 so podani posamezni v letu 2002 zabeleženi drobirski tokovi in količine padavin v obdobju njihovega nastanka (maksimalne 10 minutne intenzitete padavin , maksimalne enourne intenzitete padavin in 24-urne vsote padavin) . Padavine so bile izmerjene na avtomatski vremenski postaji , ki deluje od 15. februarja 2002 v vasi Koseč .

datum ura, število Padavine (mm) opomba 10-min. (čas) 1 -urne(čas) 24-urne

4. 5. ponoči 2,6 (1410) 8,2 (14h) 44,6 5. 5. podnevi 2,4 (21 5°1 6,4(13hl 11 ,4 10. 5. 330 2,4 (04°) 7,8 (1h) 20,6 teh .težave 13. 5. 10,6 (1400) 23,8 (14h) 29,8 25. 5. - - - teh .težave 26.5. 730 - - - teh . težave 27. 5. - - - teh .težave 7. 6. 5h, 11h, 17h 2,4 (6 . 6. ob 2230) 8 (6 . 6. ob 23h) 47,6 od 23h 6. 6. 8. 6. 4 tokovi 3,6 (15°°) 10,8 (15h) 33,2 14. 6. - - - - ni podatkov 28. 6. 1430 8,0 (16°°) 15,8 (12h) 51 ,8 4. 7. 17,4(05°) 34,8 (1h) 60,8

Preglednica 5-1 : Pregled drobirskih tokov in pripadajočih izmerjenih značilnih padavin na območju Koseča (vir: občinski štab CZ, 2002 ; FGG KSH , 2002 , lastni viri , 2002).čč

Poleg drobirskih tokov so se pojavli še tokovi 14.8.2002 in v noči med 17.10. in 18.10. 2002. Kljub intenzivnim padavinam se je pogostost pojavov pričela zmanjševati , s tem pa tudi ogorženost vasi Koseč .

MiŠiČEV VODAR SKI DAN 2002

Page 8: mag. Rok FAZARINC ** ZNAČILNOSTI DROBIRSKIH TOKOV …mvd20.com › LETO2002 › R13.pdfWrightl' nod 1.2-·U 9-31 2.4 210-

mag. R FAZARINC - 91 - AKTUALNI iz r. prof. dr. M. ČETINA , izr. prof. dr. M. MIKOŠ VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Konsistenca drobirsk ih tokov je odvisna tudi od deleža vode in vsebnosti večjih trdnih delcev. Opazovani drobirski tokovi so bili razli čnih kons istenc, na kar kažejo zastali deli toka in sledi po brežinah ureditve. Na podlagi sledi je podna ocena, da je bil maksimalni pretok posameznih drobirskih tokov med 4 in 10 m3/s. Ocena hitrosti je je bila določena na podlagi posnetka dveh drobirskih tokov, opravljenih s televizijsko kamero (5. 5. 2002 , 7. 6. 2002).

Ker je bil sprva proces nastanaka in potovanja skozi vas Koseč bolj intenziven in pogostejši , kot se je sprva pričakovalo , so bila izvedena dodatna nadvišanja kritičnih mest. V letu 2002 in 2003 je predvidena izvedba dodatnih ukrepov in analiz za določitev ogroženosti naselja Koseč in naselja Ladra pri izl ivu Ročice v Sočo. Strokovni odbor pri Državni komisij i za sanacije je mnenja, da bi lahko drobirski tok večjih dimenzij (celotne prostornine 10.000 do 100.000 m3) prepotoval sotesko Brusnika in Ročice in ogrozil del vasi Ladra tik ob Ročici pred izlivom v Sočo . Za določitev dejanske stopnje ogroženosti Koseča in Ladre se pripravlja matematični model drobirskega toka.

V Slovenji so podobni pojavi , vendar v manjšem obsegu, zabeleženi skoraj na vseh hribovitih območjih , kadar so padavine ali odtoki voda presegli dvajset oziroma petdesetletno povratno dobo (na primer neurja na Kozjanskem 1989, v Zasavju 1994, območje Velunje leta 1995, Motnišnica 1998 ter posledice potresa v dolini Lepene 1998). Pojavov je verjetno precej več , predvsem manjšega obsega, vendar zaradi nepoznavanja ostanejo nezabeleženi.

4.3 Nekateri primeri iz sveta

Nastanek drobirskega toka ali podobnih pojavov, ko potuje hribina pomešana z vodo ali zrakom, je značilnost predvsem gorskih in hribovitih območij . Veliko pojavov, ki so se zgodili v preteklosti , zaradi svoje odmaknjenosti in neposeljenosti območja človek ni zaznal. Kljub temu so lahko imeli ti pojavi drobirskega toka večje razsežnosti od tistih , ki so zabeleženi.

Prvi opisi blatnega toka na zahodni strani Severne Amerike segajo v drugo polovico 19. stoletja. McGee je leta 1897 pojav poimenoval »sheet flood« .

15. in 16. decembra 1999 je osrednji del obale Venezuele ob Mehiškem zalivu zajelo silovito deževje. Po dveh dneh se je sprožilo večje število drobirskih tokov, ki so s pobočij hribovja Cordilliera de la Costa stekli proti morski obali , ki je oddaljena manj kot 10 km. Gorski greben je visok preko 2.000 m. Med katastrofo je umrlo skoraj 30.000 ljudi . Drobirski tokovi so porušili 126.000 hiš. To je bila ena največjih naravnih nesreč na zahodni polobli v 20. stoletju .

Kot ena največjih svetovnih katastrof je zabeležen pojav, ko se je leta 1970 sprožil plaz na območju Nevados Huascarane v Perujskih Andih . Aktiviralo se je 70*109 m3 skal. Nastal je drobirski tok, ki je 16 km dolgo razdaljo prepotoval v 3 minutah (plafker in Eriksen , 1978). Ta podatek je skoraj neverjeten , saj bi čelo toka dosegel hitrost preko 300 km/h.

5 SKLEP

Nadaljnji razvoj spoznavanja problematike drobirskih tokov in varovanja pred temi naravnimi pojavi v slovenskem prostoru je odvisen predvsem od stopnje dejanske ogroženosti , volje in potrebe družbe oziroma njenih odločujočih struktur (vlada s svojimi službami , parlament in obČine) ter sposobnosti in enotnosti stroke, da prikaže realno razsežnost problematike in ogroženost pred drobirskimi tokovi ter ukrepe, ki so potrebni za zmanjšanje ogroženosti .

MiŠiČEV VODARSKI DAN 2002