of 12/12
127 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138 O. Bonacci i I. Andrić HIDROLOšKA ANALIZA KRšKE RIJEKE DOBRE U radu su izneseni rezultati hidroloških analiza krške rijeke Dobre. Tok rijeke Dobre podijeljen je na tri dijela. Tok Gornje ili Ogulinske Dobre dug je 51,2 km. Rijeka ponire u Đulinom ponoru koji se nalazi u samom gradu Ogulinu. Drugi dio, tj. podzemni tok rijeke Dobre, protječe kroz do danas otkriveni sustav krških kanala i kaverni dug 16.396 m te na površinu izbija kod sela Gojak kroz niz stalnih i povremenih krških izvora. Udaljenost zračnom linijom između Đulinog ponora i sustava izvora je 4,6 km. Treći dio pod nazivom Donja Dobra s ušćem u rijeku Kupu, dug je 52,1 km. Prirodni režim rijeke Dobre značajno je poremećen izgradnjom hidroelektrane Gojak koja je započela s radom 1959. godine. Posljedica toga je povećanje prosječnih srednjih protoka Donje Dobre na vodomjernom profilu Trošmarija nizvodno od HE Gojak od prirodnih 13,6 na 28,3 m 3 /s. U članku su detaljno analizirani hidrološki nizovi mjereni na 9 stanica (pet na Gornjoj i četiri na Donjoj Dobri). Prethodno priopćenje Preliminary report UDK 556.5 (282.24 Dobra) Primljeno (Received): 8. 1. 2010. Prihvaćeno (Accepted): 12. 3. 2010. HIDROLOšKA ANALIZA KRšKE RIJEKE DOBRE Prof. dr. sc. Ognjen Bonacci, dipl. ing. građ. Građevinsko-arhitektonski fakultet Sveučilišta u Splitu Matice hrvatske 15, 21000 Split [email protected] Ivo Andrić, dipl. ing. građ. Građevinsko-arhitektonski fakultet Sveučilišta u Splitu Matice hrvatske 15, 21000 Split Ključne riječi: hidrologija krša, ponornica, ponor, gubici vode, rijeka Dobra, Hrvatska 1. UVOD Krš je moguće definirati kao teren glavninom pokriven vapnencima i dolomitima čija je topografija formirana pretežno od topivih stijena. Zbog toga se na njoj javljaju ponikve, ponornice, zatvorene depresije, špilje, razvijeni podzemni krški odvodni sustavi itd. (Field, 2002.). Karbonatne stijene mnogo se brže otapaju od ostalih vrsta stijena. Uz to su izvrgnute brojnim geomorfološkim procesima, a osobito raznim vrstama erozije i rastrošbe. Različiti i vrlo često spektakularni površinski krški oblici praćeni su postojanjem nepredvidivih podzemnih krških oblika, prije svega velikih krških provodnika. Međutim, nerijetko se događa da su površinski krški oblici rijetki, a da su podzemni brojni i složeni. Svaki krški sustav podložan je brzim promjenama kako onim prirodnim, a danas sve više i onim antropogenim. Zbog toga izučavanje bilo kojeg krškog sustava traži individualan pristup zasnovan na brojnim pažljivo organiziranim mjerenjima različitih, a prije svega klimatoloških, hidroloških i hidrogeoloških parametara. Krški vodonosnici predstavljaju vrlo složene sustave koje je izrazito teško definirati. Velika heterogenost krških vodonosnika često otežava pa čak i onemogućava određivanje smjerova i brzina tečenja podzemne vode u prostoru krša. Svojstva hidrauličke provodljivosti u krškom podzemlju izrazito su anizotropna. Izazov pri istraživanju krških vodonosnika predstavlja činjenica da u kršu istovremeno postoji brzo turbulentno tečenje kroz veće krške provodnike i sporo (difuzno) laminarno tečenje kroz sitne pukotine krške matrice (Bonacci, 2004.). Brojni, slučajni i stoga nepredvidivi i neočekivani

Prethodno priopćenje Preliminary report UDK 556.5 …...Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138 129 O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre dovodi do HE Gojak te

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Prethodno priopćenje Preliminary report UDK 556.5 …...Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138 129 O....

  • 127Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    U radu su izneseni rezultati hidroloških analiza krške rijeke Dobre.

    Tok rijeke Dobre podijeljen je na tri dijela. Tok Gornje ili Ogulinske

    Dobre dug je 51,2 km. Rijeka ponire u Đulinom ponoru koji se nalazi

    u samom gradu Ogulinu. Drugi dio, tj. podzemni tok rijeke Dobre,

    protječe kroz do danas otkriveni sustav krških kanala i kaverni

    dug 16.396 m te na površinu izbija kod sela Gojak kroz niz stalnih

    i povremenih krških izvora. Udaljenost zračnom linijom između

    Đulinog ponora i sustava izvora je 4,6 km. Treći dio pod nazivom

    Donja Dobra s ušćem u rijeku Kupu, dug je 52,1 km. Prirodni režim

    rijeke Dobre značajno je poremećen izgradnjom hidroelektrane

    Gojak koja je započela s radom 1959. godine. Posljedica toga je

    povećanje prosječnih srednjih protoka Donje Dobre na vodomjernom

    profilu Trošmarija nizvodno od HE Gojak od prirodnih 13,6 na 28,3

    m3/s. U članku su detaljno analizirani hidrološki nizovi mjereni na 9

    stanica (pet na Gornjoj i četiri na Donjoj Dobri).

    Prethodno priopćenje Preliminary report UDK 556.5 (282.24 Dobra)primljeno (received): 8. 1. 2010. Prihvaćeno (Accepted): 12. 3. 2010.

    Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    Prof. dr. sc. Ognjen Bonacci, dipl. ing. građ.

    Građevinsko-arhitektonski fakultet Sveučilišta u Splitu

    Matice hrvatske 15, 21000 Split

    [email protected]

    Ivo Andrić, dipl. ing. građ. Građevinsko-arhitektonski

    fakultet Sveučilišta u Splitu Matice hrvatske 15,

    21000 Split

    Ključne riječi: hidrologija krša, ponornica, ponor, gubici vode, rijeka Dobra, Hrvatska

    1. UVOD

    Krš je moguće definirati kao teren glavninom pokriven vapnencima i dolomitima čija je topografija formirana pretežno od topivih stijena. Zbog toga se na njoj javljaju ponikve, ponornice, zatvorene depresije, špilje, razvijeni podzemni krški odvodni sustavi itd. (Field, 2002.). Karbonatne stijene mnogo se brže otapaju od ostalih vrsta stijena. Uz to su izvrgnute brojnim geomorfološkim procesima, a osobito raznim vrstama erozije i rastrošbe. Različiti i vrlo često spektakularni površinski krški oblici praćeni su postojanjem nepredvidivih podzemnih krških oblika, prije svega velikih krških provodnika. Međutim, nerijetko se događa da su površinski krški oblici rijetki, a da su podzemni brojni i složeni. Svaki krški sustav podložan je brzim promjenama kako onim prirodnim, a danas sve više i onim antropogenim. Zbog toga izučavanje bilo

    kojeg krškog sustava traži individualan pristup zasnovan na brojnim pažljivo organiziranim mjerenjima različitih, a prije svega klimatoloških, hidroloških i hidrogeoloških parametara.

    Krški vodonosnici predstavljaju vrlo složene sustave koje je izrazito teško definirati. Velika heterogenost krških vodonosnika često otežava pa čak i onemogućava određivanje smjerova i brzina tečenja podzemne vode u prostoru krša. Svojstva hidrauličke provodljivosti u krškom podzemlju izrazito su anizotropna. Izazov pri istraživanju krških vodonosnika predstavlja činjenica da u kršu istovremeno postoji brzo turbulentno tečenje kroz veće krške provodnike i sporo (difuzno) laminarno tečenje kroz sitne pukotine krške matrice (Bonacci, 2004.). Brojni, slučajni i stoga nepredvidivi i neočekivani

  • 128 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    Zbog nedostatka podataka o podzemnim vodama u slivu rijeke Dobre, u ovom će radu biti analizirana isključivo njena hidrološka svojstva. Cilj ovog rada nije ograničen samo na analizu hidrološkog ponašanja duž toka rijeke Dobre, već mu je namjera da ukaže na promjene hidrološkog režima izazvane radom čovjeka, u ovom slučaju djelovanjem HE Gojak.

    2. OSnOVnI PODACI O SLIVU I VODOTOkU

    Sliv rijeke Dobre smješten je između 45°15’ i 45°34’ N te 14°56’ i 15°32’ E. Tok rijeke Dobre moguće je podijeliti na tri djela. Tok Gornje ili Ogulinske Dobre dug je 51,2 km. Rijeka ponire u Đulinom ponoru koji se nalazi u samom gradu Ogulinu. Drugi dio, tj. podzemni tok rijeke Dobre, protječe kroz do danas otkriveni sustav krških kanala i kaverni dug 16.396 m čija visinska razlika između najviše i najniže točke iznosi 83 m (Čepelak 1985.; www.Zagrebhockeycamp.hr/speleo/DjulaMedvedica/index.html). Na površinu voda izbija kod sela Gojak, kroz niz stalnih i povremenih krških izvora. Udaljenost zračnom linijom između Đulinog ponora i sustava izvora je 4,6 km. Treći dio ovog vodotoka pod nazivom Donja Dobra s ušćem u rijeku Kupu dug je 52,1 km. Duž površinskih tokova kako Gornje tako i Donje Dobre postoje brojne tzv. suspendirane dionice duž kojih se u određenim hidrološko-hidrogeološkim situacijama gubi voda u krško podzemlje. U gornjem dijelu Gornje Dobre ima karakteristike brdskog bujičnog vodotoka, dok u najnizvodnijem dijelu Donje Dobre, prije ušća u rijeku Kupu, ima karakteristike nizinskog vodotoka.

    Prirodni režim rijeke Dobre značajno je poremećen izgradnjom hidroelektrane Gojak koja je s radom započela 1959. godine. Tada je izgrađena akumulacija Sabljaki (korisna zapremina 3.300.000 m3) na susjednom vodotoku Zagorskoj Mrežnici. Iz nje se voda tunelom (dužina 9.376 m, promjer 4,5 m) i tlačnim cjevovodom (dužina 731 m, promjera 3,4 i 3,2 m) dovodi do HE Gojak. Posljedica toga je povećanje prosječnih srednjih protoka Gornje Dobre, nizvodno od HE Gojak, od prirodnih 13,6 na 28,3 m3/s. Početkom 2010. godine očekuje se puštanje u rad HE Lešće koja se nalazi oko dvanaest kilometara nizvodno od HE Gojak na Donjoj Dobri. Rad ove hidroelektrane će dodatno i naglo promijeniti vodni, ali i ekološki režim ovog izvanredno vrijednog i plemenitog krškog vodotoka. Akumulacija Bukovik izgrađena je na Gornjoj Dobri. Nalazi se 2,1 km uzvodno od Đulinog ponora, a ima korisnu zapreminu od 200.000 m3. Za potrebe analiza, koje će biti nastavno izvršene, neophodno je navesti podatke da maksimalni radni nivoi vode u akumulacijama (kote preljeva) iznose 320,10 m n. m. (Sabljaki) i 320,15 m n. m. (Bukovik).

    Na slici 1 ucrtana je situacija cjelovitog korita rijeke Dobre s označenim Đulinim ponorom i položajima krških izvora, položajem hidroelektrane Gojak, akumulacija Sabljaki i Bukovik, tunela kojim se voda iz akumulacije

    površinski i podzemni krški oblici utječu na to da se veze između površinskih i podzemnih voda mijenjaju tijekom vremena, nerijetko vrlo naglo. Promjene podzemnih krških veza, kao i veza između podzemnih i površinskih voda, uzrokovane su: 1) Različitim prihranjivanjem iz raznih dijelova sliva, glavninom uslijed promjenjive raspodjele oborina u prostoru i vremenu; 2) Različitim razinama podzemnih voda u dijelovima krških vodonosnika i njihovim brzim promjenama uvjetovanim geološkom strukturom vodonosnika; 3) Antropogenim utjecajima (izgradnjom brana i akumulacija, velikim iskopima, masovnim crpljenjima podzemne vode itd.) itd.

    Krš posebno karakterizira međusobno snažno uvjetovana interakcija između površinskih i podzemnih voda (Bonacci, 1987., 1999.; Hisert, 1994.). Podzemna i površinska voda hidraulički su povezane kroz velik broj krških oblika koji omogućavaju izmjenu podzemne i površinske vode (Katz i sur., 1997.). Brze i velike oscilacije razina podzemnih voda u kršu utječu izravno na hidrološki i hidrogeološki režim otvorenih vodotoka, ali i onih koji teku podzemljem krša. Prilikom njihovog izučavanja treba imati na umu da su podzemne vode kao i podzemni vodotoci u kršu izrazito heterogeni po svojim morfološkim oblicima te kao posljedica toga i po hidrauličkim, hidrološkim i hidrogeološkim karakteristikama.

    U krškim terenima podzemne i površinske vode tvore jedinstveni dinamički sustav. Posljedica toga je da većina otvorenih vodotoka povremeno ili stalno, u cijelosti ili djelomično gubi dio vode u krško podzemlje (Bonacci, 1987.). U uvjetima krša česte su pojave rijeka ponornica, ali i podzemnih vodotoka. Roglić (1974.) definira ponornicu kao tekućicu koja se gubi u ponoru. U engleskom jeziku ponornice se dijele na „losing rivers“ i „sinking rivers“. “Losing river” se definira kao otvoreni vodotok koji postepeno duž toka gubi vodu u krško podzemlje tekući nizvodno, dok “sinking river“ predstavlja vodotok koji u cijelosti ponire (najčešće kroz jedan ponor ili u jednoj ponorskoj zoni) u krško podzemlje. U hrvatskom jeziku ne postoji usvojeni termini za ove dvije vrste ponornica. Podzemna krška rijeka predstavlja vodotok koji ima slična, ali ne i identična svojstva kao i otvoreni vodotok. Ona teče kroz krške provodnike različitih dimenzija, kroz špilje i druge podzemne krške oblike, dijelom sa slobodnim vodnim licem, a dijelom pod tlakom (slično kao u cijevima) (Prelovšek i sur., 2008.).

    Ponornice („sinking” i “losing”) i podzemni vodotoci su tipični, značajni i relativno česti krški fenomeni. Takovi vodotoci vrše integrirajuću ulogu između hidrologije i hidrogeologije krša (Ray, 2005.). Njihovi opisi nisu prečesti u literaturi te se stoga za zainteresirane navodi nekoliko literaturnih jedinica u kojima mogu naći opise ponornica i podzemnih vodotoka: Daoxian, 1991.; Potié i sur., 2005.; Bonacci i Andrić, 2008.a; 2008.b; Cavalera i Gilly, 2009.

    Rijeka Dobra jedan je od naših krških vodotoka koji duž svoga toka istovremeno predstavlja i ponornicu (kako onu „sinking“ tako i onu „losing“), ali i podzemni krški vodotok. Upravo stoga izučavanje njenih hidroloških i hidrogeoloških karakteristika u prostoru i vremenu od golemog je značenja kako s praktičnog i lokalnog tako i sa šireg teorijskog aspekta.

  • 129Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    dovodi do HE Gojak te položajima svih hidroloških (aktivnih, ali i ukinutih) i kišomjernih stanica čiji su podaci korišteni u ovom radu. Na slici 2 ucrtan je cjeloviti uzdužni profil rijeke Dobre na kojem su označeni položajima i nadmorskim visinama pojedinih hidroloških mjernih stanica, izvora Dobre, Đulinog ponora, hidroelektrana Gojak i Lešće te ušća u rijeku Kupu.

    Rijeka Dobra (kako ona Gornja tako i ona Donja) na određenim potezima vodotoka istovremeno gubi dio voda u krško podzemlje, ali se i prihranjuje vodama iz krškog vodonosnika, što zavisi o hidrogeološkoj situaciji, tj. stanju razina podzemnih voda u okolnom krškom vodonosniku. Tijekom razdoblja malih voda općenito se javljaju procesi gubitaka vode s površine u krško podzemlje. Tijekom razdoblja velikih voda procesi su općenito obratni, tj. podzemne vode prihranjuju vode rijeke Dobre ili izbijaju na površinu te plave niže položene terene, dok se u razdoblju srednjih voda mogu istovremeno javljati gubici voda iz, ali i dotoci voda u korito rijeke Dobre. Treba napomenuti da su procesi gubitaka kao i dotoka vode u/iz krškog podzemlja duž toka Dobre uočeni, ali još uvijek nisu dovoljno izučeni i objašnjeni.

    Posebno su složeni i do sada nedovoljno istraženi procesi cirkulacije podzemnih voda u širem prostoru Ogulinsko-Plaške depresije kroz koju protječu Gornja Dobra i Zagorska Mrežnica i u kojoj se nalaze obje akumulacije. Izgradnja i funkcioniranje akumulacija Bukovik i Sabljaki dodatno su utjecali na promjene prirodnog hidrogeološkog, ali i hidrološkog režima kako nizvodnog dijela Donje Dobre, tako i uzvodnog dijela Gornje Dobre.

    Treba spomenuti činjenicu (koja u ovom članku neće biti detaljnije analizirana) da je hidrološki i hidrogeološki režim susjednih, južnije smještenih krških vodotoka,

    ponornice Zagorske Mrežnice, Tounjčice (glavnog pritoka Mrežnice) i same Mrežnice značajno izmijenjen uslijed izgradnje i funkcioniranja akumulacije Sabljaki. S jedne strane je došlo do ljudskim djelatnostima upravljanog transporta vode iz sliva Zagorske Mrežnice u sliv Gornje Dobre. Time su povećani protoci u Gornjoj Dobri nizvodno od HE Gojak i smanjeni protoci Zagorske Mrežnice nizvodno od akumulacije Sabljaki. Jasno je da je odvođenje vode iz Zagorske Mrežnice smanjilo protoke na Tounjčici, a time i na Mrežnici. Problematika promjene njihovog hidrološkog režima bit će razmotrena u posebnom članku.

    Slika 1: Situacija na kojoj je ucrtana rijeka Dobra s označenim Đulinim ponorom, položajima krških izvora, akumulacija Bukovik i Sabljaki, tunel od akumulacije do HE Gojak, HE Gojak te položajima svih hidroloških i kišomjernih stanica čiji su podaci korišteni u ovom radu

    Slika 2: Uzdužni profil rijeka Dobra s označenim položajem i nadmorskim visinom izvora, Đulinog ponora, hidroelektrana Gojak i Lešće, hidroloških stanica čiji su podaci korišteni u ovom radu

  • 130 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    3. AnALIZA OBORInA I TEMPERATURA ZRAkA

    U tablici 1 navedeni su nazivi, nadmorske visine i prosječne godišnje količine oborina izmjerene u razdoblju 1946.-2007. na šest stanica u i oko sliva Gornje Dobre. Ovi su podaci korišteni za određivanje površina slivova do pojedinih vodomjernih stanica primjenom metode Turca. Položaji stanica ucrtani su na slici 1. Iz navedenih podataka moguće je uočiti da se prosječna godišnja oborina na analizom obuhvaćenim stanicama kreće između 1545 (Ogulin) i 1933 (Ravna Gora) mm. Najveća godišnja količina oborina u iznosu od 2457 mm izmjerena je 1951. godine na kišomjeru Ravna Gora, dok je najmanja godišnja količina oborina u iznosu od 999 mm izmjerena 1941. na kišomjeru Hreljin. Treba naglasiti da godišnje oborine na šest izučavanih stanica na slivu Gornje Dobre pokazuju snažnu regionalnu sličnost. Na osnovi te sličnosti primjenom metoda korelacije i regresije bilo je moguće pouzdano produžiti neke nizove te nadopuniti nekoliko godišnjih vrijednosti za godine u kojima su nedostajali mjereni podaci.

    U posljednje vrijeme vrlo intenzivno se raspravlja o postojanju globalnih klimatskih promjena u cijelom svijetu. Ako one zaista egzistiraju, njihov bi se utjecaj mogao odraziti i na hidrološke karakteristike duž toka rijeke Dobre. Sa svrhom da se ustanovi njihova eventualna pojava u razmatranoj regiji, u ovom poglavlju će se analizirati nizovi godišnjih oborina i srednjih godišnjih temperatura zraka izmjereni na najpouzdanijoj stanici u regiji, meteorološkoj stanici Ogulin.

    Na slici 3 prikazana su četiri podniza godišnjih oborina izmjerenih na meteorološkoj stanici Ogulin u sljedećim podrazdobljima: 1) 1949.-1958.; 2) 1959.-1981.; 3) 1982.-1994.; 4)1995.-2007. Navedena podrazdoblja su određena primjenom RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums) metode (Garbrecht i Fernandez, 1994.; Bonacci i sur., 2008.). Prosječna oborina u cijelom razdoblju mjerenja (1949.-2007.) iznosila je 1548 mm dok se u pojedinim podrazdobljima kretala između minimalne 1426 mm (1982.-1994.) i maksimalne 1652 mm (1959.-1981.) vrijednosti. U posljednjem podrazdoblju (1995.-2007.) prosječna vrijednost godišnjih oborina iznosi 1559 mm, što je neznatno viša vrijednost od prosjeka za cjelokupno razdoblje opažanja. Treba naglasiti činjenicu da su godišnje vrijednosti oborina izmjerenih na kišomjeru Ogulin varirale između minimalne 1076 mm (1949.) i maksimalne 2023 mm (1974.) vrijednosti, dakle u rasponu od 947 mm. Bitno je zaključiti da niz oborina

    opaženih na stanici Ogulin ne ukazuje na postojanje nikakvih trendova (posebno ne onih vezanih s globalnim zagrijavanjem), već da se najvjerojatnije radi o procesu slučajnih varijacija vrijednosti godišnjih oborina.

    Na slici 4 nalazi se grafički prikaz dva podniza srednjih godišnjih temperatura zraka izmjerenih na meteorološkoj stanici Ogulin u razdobljima: 1949.-1987. i 1988.-2008. Prosječna godišnja temperatura zraka u cijelom razmatranom razdoblju (1949.-2008.) iznosila je 10,08 °C s tim da je minimalna vrijednost iznosila 8,7°C (1956.; 1978.; 1980.), a maksimalna 12,0 °C (2000.). Primjenom RAPS metoda, kako je to prikazano na slici 4, moguće je zaključiti da niz nije homogen te da je podijeljen na sljedeća dva podniza: 1) 1949.-1987.; 2) 1988.-2008. Očigledno je da je u posljednjih dvadesetak godina došlo do skokovitog porasta srednjih godišnjih temperatura zraka za 0,84 °C od 9,79 °C na 10,63°C . U razdoblju prije 1988. godine postojao je opadajući trend srednjih godišnjih temperatura zraka na meteorološkoj stanici Ogulin, dok se poslije 1988. godine javlja trend porasta.

    Na slici 5 prikazane su prosječne srednje mjesečne vrijednosti temperatura zraka izmjerene na stanici Ogulin u dva podrazdoblja definirana na slici 4: 1) 1949.-1987.; 2) 1988.-2008. Crvenom bojom ucrtane su razlike temperatura ΔT po pojedinim mjesecima. Uočava se da se najveće razlike, tj. više temperature zraka u posljednjem podrazdoblju 1988.-2008. javljaju od siječnja do ožujka. Od travnja do kolovoza i u listopadu ove razlike su nešto manje. U studenom su prosječne mjesečne temperature zraka u oba podrazdoblja gotovo identične, dok su u rujnu i prosincu prosječne temperature u posljednjem podrazdoblju niže nego u prethodnom. Pouzdane zaključke iz rezultata prikazanih na slikama 4 i 5 teško je izvesti. Nesumnjivo je u posljednjih dvadesetak godina na stanici Ogulin došlo do povišenja temperatura zraka. Što je tome bio razlog (globalno zagrijavanje, uobičajena varijacija klime, neki drugi razlozi) ne bi se upuštali u raspravu zbog nedostatka pouzdanih informacija. Rezultati prikazani na slici 5 ukazuju da pojava viših temperatura zraka, tj. zagrijavanje koje se javilo u posljednjih dvadesetak godina, nije jednoliko

    Tablica 1 Osnovne karakteristike šest stanica na kojima se mjere oborine prikazane na slici 1 (H-nadmorska visina stanice; P-prosječna godišnja oborina u razdoblju 1946.-2007.)

    Stanice H (m n. m.) P (mm)

    Ogulin 328 1545

    Hreljin 307 1633

    Vrbovsko 506 1693

    Ravna Gora 793 1933

    Brod Moravice 604 1632

    Zeleni Vir 291 1718

    Slika 3: Grafički prikaz niza srednjih godišnjih oborina izmjerenih na meteorološkoj stanici Ogulin u razdoblju 1949.-2007. podijeljen na četiri podniza (1949.-1958.; 1959.-1981.; 1982.-1994.; 1995.-2007.)

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

  • 131Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    raspodijeljeno tijekom cijele godine, već unutar nje varira u dosta širokom rasponu od maksimalne vrijednosti 1,87 °C u siječnju do minimalnih -0,26 °C (zahlađenja) u rujnu. Posebno objašnjenje zahtijeva činjenica da je 1988. došlo do naglog porasta temperatura zraka na meteorološkoj stanici Ogulin (slika 4). Treba naglasiti da je sličan fenomen zapažen na gotovo cijelom teritoriju Hrvatske te da za sada nema pouzdanih objašnjenja.

    Kako i koliko je ovo povišenje temperature zraka utjecalo na hidrološke i hidrogeološke procese, tj. na površinsko i podzemno otjecanje u slivu i na samoj rijeci Dobri, stvar je detaljnih analiza koje nije moguće izvršiti jer nedostaju brojni mjereni podaci.

    4. hIDROLOŠkA AnALIZA

    U tablici 2 iznesene su osnovne informacije o devet vodomjernih stanica duž toka rijeke Dobre na kojima su mjereni protoci. U tablici 2 navedene su topografske površine slivova A do pojedine stanice i to samo za Gornju Dobru. Stvarne hidrološke površine njihovih slivova u biti nisu poznate, pošto se radi o krškom terenu (Bonacci, 1987.). Vrijednosti površina slivova do pojedinih stanica Donje Dobre nisu navedene jer je njen hidrološki režim od 1959. godine potpuno izmijenjen dovođenjem voda iz susjednog sliva Zagorske Mrežnice. Na nekim vodomjernim stanicama tijekom nekoliko godina nisu bili mjereni protoci ili su oni koji su bili određeni bili sumnjivi. U tim slučajevima je primjenom metoda regresije i korelacije izvršeno nadopunjavanje ili korigiranje isključivo srednjih godišnjih protoka.

    4.1 Gornja DobraNa slici 6 nalazi se grafički prikaz raspoloživih nizova

    srednjih godišnjih protoka određenih na pet vodomjernih stanica na Gornjoj Dobri: 1) Moravice; 2) Hreljin; 3) Luke; 4) Sveti Petar; 5) Turkovići. Osnovnu prepreku sustavnoj analizi ovih podataka predstavlja činjenica što dužine nizova nisu identične. Primjera radi, napominje se da je vodomjer Sveti Petar radio u razdoblju 1946.-1958. Ukinut je zbog izgradnje akumulacije Bukovik čije su ga vode dovele pod uspor. Poslije njegovog ukidanja, tek 1963. osnovana je vodomjerna stanica Turkovići, nešto manje od 1 km uzvodno. Kako između njih nema velikog međusliva, realno je pretpostaviti da je podatke s ove dvije stanice moguće tretirati kao zajedničke, na žalost uz prekid od 4 godine (1959.-1962.). Jedini vodomjerni profil koji je radio neprekidno, u razdoblju od 1947. do 2008., su Luke. Istine radi, i na njemu nije bilo mjerenja 1993. godine, ali je taj podatak rekonstruiran spomenutom regresijskom i korelacijskom analizom sa susjednim vodomjernim profilima. Već površni pogled na pet ucrtanih nizova srednjih godišnjih protoka jasno ukazuje na značajne promjene koje su se zbivale tijekom vremena na nekima od njih.

    Na slici 7 ucrtana su dva podniza (1947.-1982.; 1983.-2008.) srednjih godišnjih protoka izmjerenih na stanici Luke u razdoblju 1947.-2008. Uočava se da je prosječni srednji godišnji protok u prvom podrazdoblju (1947.-1982.) bio

    Slika 4: Grafički prikaz dva podniza (1949.-1987.; 1988.-2008.) srednjih godišnjih temperatura zraka izmjerenih na meteorološkoj stanici Ogulin u razdoblju 1949.-2008.

    Slika 5: Grafički prikazi prosječnih mjesečnih temperatura zraka izmjerenih u dva podrazdoblju (1949.-1987.; 1988.-2008.) i njihovih razlika ΔT

    Tablica 2 Osnovna svojstva devet analiziranih vodomjernih stanica na rijeci Dobri (H-kota nule; L-udaljenost od ušća; A-topografska površina sliva; ΔT-raspoloživo razdoblje mjerenja)

    Stanica Rijeka H (m n. m.) L (km) A (km2) ΔT (god.)

    Moravice G. Dobra 419,883 30,6* 57,6 1980.-2008.

    Luke G. Dobra 353,668 21,3* 188,5 1947.-2008.

    Hreljin G. Dobra 330,723 8,5* 269,5 1948.-1975.

    Turkovići G. Dobra 323,718 5,5* 296,3 1963.-2008.

    Sveti Petar G. Dobra 319,794 4,3* ~300 1946.-1958.

    Trošmarija D. Dobra 167,754 48,0 1946.-2008.

    Dani D. Dobra 147,458 38,8 1963.-2008.

    Lešće D. Dobra 139,694 34,8 1946.-2008.

    Stative D. Dobra 116,456 11,1 1946.-2008.

    *udaljenost od Đulinog ponora

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    Slika 6: Grafički prikazi nizova srednjih godišnjih protoka izmjerenih na pet vodomjernih stanica na Gornjoj Dobri

  • 132 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    znatno veći (za 1,01 m3/s) od onog u drugom podrazdoblju (1983.-2008.). Razlog ovom padu tek je neophodno pronaći daljnjim analizama. Kao jedan od mogućih razloga može se navesti varijacija ili promjena klime, ali to tek treba dokazati.

    Na slici 8 ucrtana su dva podniza (1948.-1958.; 1959.-1975.) srednjih godišnjih protoka izmjerenih na stanici Hreljin u razdoblju 1948.-1975. Uočava se da je prosječni srednji godišnji protok u prvom podrazdoblju (1947.-1958.) bio gotovo dvostruko niži (za 2,79 m3/s) od onog u drugom podrazdoblju (1959.-1975.). Razlog ovom naglom porastu srednjih godišnjih protoka od 1959. godine na dalje, moguće je potražiti u izgradnji i funkcioniranju akumulacije Bukovik, a možda i one Sabljaki. Potencijalno objašnjenje ovog iznenađujuće velikog porasta srednjih godišnjih protoka na vodomjernom profilu Hreljin od 1959. godine nadalje moglo bi biti uzrokovano promjenom režima podzemnih voda na Ogulinsko-Plaškoj zaravni uslijed akumuliranja vode u jezeru Bukovik. Podacima o tome je li i koliko promijenjen režim podzemnih voda u spomenutom prostoru nažalost ne raspolažemo i nije nam poznato postoje li oni uopće. Međutim, već sami odnosi nadmorskih visina u ovom prostoru ukazuju na realnost mogućnosti da je jezero Bukovik (a možda i Sabljaki) podiglo razinu podzemnih voda u širem okolišu zaravni. Ako je stvarno došlo do podizanja nivoa podzemnih voda u zaravni, to je vjerojatno uzrokovalo smanjivanja gubitaka vode na nizvodnom dijelu Gornje Dobre na dionici Hreljin-Sveti Petar. U tablici 2 navedene su kote nula za stanice Hreljin (330,723 m n. m.), Turkovići (323,718 m n. m.) i Sveti Petar (319,794 m n. m.). Kota preljeva akumulacije Bukovik je 320,15 m n. m. Iznesenu hipotezu neophodno je dokazati mjerenjima na terenu.

    Čini se da je prethodna hipoteza potvrđena i analizama prikazanim na slici 9 na kojoj su ucrtana dva niza srednjih godišnjih protoka izmjerena na stanicama Sveti Petar (1946.-1958.) i Turkovići (1963.-2008.). Kako je već prethodno bilo rečeno, radi se o bliskim profilima na kojima treba očekivati gotovo identične vrijednosti srednjih godišnjih protoka. U razdoblju prije izgradnje akumulacije Sabljaki, na vodomjernom profilu Sveti Petar (1946.-1958.), prosječni srednji godišnji protok iznosio je 7,48 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 3,82 m3/s i maksimalne vrijednosti od 10,6 m3/s. U razdoblju poslije izgradnje akumulacije Sabljaki na vodomjernom profilu Turkovići (1963.-2008.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 10,35 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 6,69 m3/s i maksimalne vrijednosti od 14,2 m3/s. Prosječni srednji godišnji protok na uzvodnom profilu Turkovići je veći za 2,87 m3/s nego na nizvodnom profilu Sveti Petar. Radi se o gotovo identičnoj vrijednosti ustanovljenoj za profil Hreljin, što dodatno ukazuje na moguću realnost prethodno iznesene pretpostavke.

    Na slici 10 grafički je prikazan niz minimalnih godišnjih protoka opažen na vodomjernoj stanici Luke na Gornjoj Dobri u razdoblju 1947.-2008. Prosječni minimalni godišnji protok iznosi 0,766 m3/s, a kreće se u rasponu između 0,228 i 1,58 m3/s. Treba uočiti da postoji statistički neznačajan

    linearni trend porasta u nizu minimalnih godišnjih protoka. Za ostale profile duž toka Dobre ovu analizu nije bilo moguće izvršiti pošto su podloge bile nepouzdane. Treba naglasiti da su tijekom malih voda gubici duž toka Gornje Dobre (na nekim dionicama) značajni.

    Problematika definiranja maksimalnih protoka na Gornjoj Dobri izrazito je bitna, prvenstveno zbog činjenice ograničenog kapaciteta gutanja Đulinog ponora. Procjena je da Đulin ponor može maksimalno progutati protok između 80 i 90 m3/s (VPB, 2005.) te da svaki protok veći od tih vrijednosti uzrokuje određeno plavljenje u uzvodnom prostoru. Kako se Đulin ponor nalazi u središtu Ogulina, svaka pa i najmanja poplava predstavlja ugrozu za taj grad. Dodatan problem za vršenje pouzdanih hidroloških analiza velikih voda nalazi se u tome što je mjerenje protoka viših od 90 m3/s

    Slika 7: Grafički prikaz dva podniza (1947.-1982.; 1983.-2008.) srednjih godišnjih protoka izmjerenih na stanici Luke na Gornjoj Dobri u razdoblju 1947.-2008.

    Slika 8: Grafički prikaz dva podniza (1948.-1958.; 1959.-1975.) srednjih godišnjih protoka izmjerenih na stanici Hreljin u razdoblju 1948.-1975.

    Slika 9: Grafički prikaz dva niza srednjih godišnjih protoka izmjerena na stanicama Sveti Petar (1946.-1958.) i Turkovići (1963.-2008.)

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

  • 133Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    tijekom velikih voda uzvodno od Đulinog ponora otežano, zbog pojave povratnih voda i utjecaja uspora izazvanog ograničenim kapacitetom gutanja Đulinog ponora.

    Katastrofalna poplava zbila se 29. lipnja 1999. Procijenjeno je da je tada maksimalni protok na vodomjeru Turkovići iznosio 254 m3/s, što prema nekim procjenama odgovara 200 godišnjoj velikoj vodi. Najviša dosegnuta razina vode na stanici Turkovići tog dana je bila 327,29 m n. m. Prema istim proračunima, dvogodišnja velika voda iznosi 142 m3/s (VPB, 2005.). Treba naglasiti da pouzdanost svih ovih proračuna nije visoka jer krivulju protoka na profilu Turkovići, posebno za velike vode, nije moguće pouzdano odrediti.

    Na slici 11 grafički je prikazan niz maksimalnih godišnjih protoka opažen na vodomjernoj stanici Luke na Gornjoj Dobri u razdoblju 1947.-2008. Prosječni

    maksimalni godišnji protok iznosi 108 m3/s, a kreće se u rasponu između 47,1 i 196 m3/s. Treba uočiti da postoji statistički neznačajan linearni trend opadanja u nizu maksimalnih godišnjih protoka. Najveći maksimalni godišnji protok na profilu Luke određen je 1999. godine u iznosu od 196 m3/s što je za 58 m3/s niže od procijenjene vrijednosti vrha istog vala velike vode koji se pojavio na nizvodnom profilu Turkovići. Iz toga bi se moglo zaključiti da su istovremeni maksimalni protoci na profilu Luke niži možda reda veličine 15 do 30 posto nego oni na profilu Turkovići. Zanimljivo je na slici 11 uočiti postojanje padajućeg trenda, ali i činjenicu da se najveća i ujedno katastrofalna velika voda dogodila u razdoblju opadanja velikih voda. Taj podatak jasno ukazuje na slučajni karakter pojave velikih voda. Prosječni maksimalni godišnji protok na profilu Luke iznosi 108 m3/s što je viša vrijednost od kapaciteta gutanja Đulinog ponora. U razdoblju za koji se raspolaže s podacima na profilu Luke (1947.-2008.) samo u osam godina ili 15 posto slučajeva maksimalni godišnji protok je bio niži od 80 m3/s. Taj podatak jasno ukazuje na čestu ugroženost Ogulina od poplava vodama Gornje Dobre. Zbog toga je projektirana izgradnja retencije Ogulin, smještene nešto uzvodnije od vodomjernog profila Turkovići, čija zapremina iznosi oko 6,55 × 106 m3 kod vodostaja 339,5 m n. m. (VPB, 2005.). Treba naglasiti da će izgradnja i funkcioniranje ove retencije vjerojatno značajno utjecati na hidrološki i hidrogeološki režim Gornje Dobre.

    4.2 Donja DobraNa slici 12 nalazi se grafički prikaz nizova srednjih

    godišnjih protoka određenih na četiri vodomjerne stanice na Donjoj Dobri: 1) Trošmarija; 2) Dani; 3) Lešće; 4) Stative. U slučaju Donje Dobre jasno se uočava utjecaj izgradnje HE Gojak i transporta vode iz sliva Zagorske Mrežnice u tok Donje Dobre na promjenu hidrološkog režima duž cijelog njenog toka.

    U razdoblju prije izgradnje HE Gojak (do uključivo 1958. godine), na vodomjernom profilu Trošmarija (1946.-1958.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 13,60 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 8,54 m3/s i maksimalne vrijednosti od 18,9 m3/s. U razdoblju poslije izgradnje HE Gojak na vodomjernom profilu Trošmarija (1959.-2008.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 28,30 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 17,6 m3/s i maksimalne vrijednosti od 38,1 m3/s. Prosječni srednji godišnji protoci uslijed transporta vode iz susjedne Zagorske Mrežnice porasli su više od dvostruko za 14,70 m3/s.

    U razdoblju prije izgradnje HE Gojak na vodomjernom profilu Lešće (1946.-1958.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 18,13 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 11,6 m3/s i maksimalne vrijednosti od 25,6 m3/s. U razdoblju poslije izgradnje HE Gojak na vodomjernom profilu Lešće (1959.-2008.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 31,59 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 20,0 m3/s i maksimalne vrijednosti od 43,3 m3/s. Prosječni

    Slika 10: Grafički prikaz niza minimalnih godišnjih protoka opaženih na profilu Luke u razdoblju 1947.-2008.

    Slika 11: Grafički prikaz niza maksimalnih godišnjih protoka opaženih na profilu Luke u razdoblju 1947.-2008.

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    Slika 12: Grafički prikazi četiri niza srednjih godišnjih protoka određenih na četiri vodomjerne stanici na Donjoj Dobri

  • 134 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    srednji godišnji protoci uslijed transporta vode iz susjedne Zagorske Mrežnice porasli su za 13,46 m3/s, što je za 1,24 m3/s manje nego na uzvodnom profilu Trošmarija. Moguće je da se radi o količini vode koja se gubi kroz dno i bokove okršenog dijela poteza korita Donje Dobre između profila Trošmarija i Lešće.

    U razdoblju prije izgradnje HE Gojak na vodomjernom profilu Stative (1946.-1958.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 22,60 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 13,9 m3/s i maksimalne vrijednosti od 31,4 m3/s. U razdoblju poslije izgradnje HE Gojak na vodomjernom profilu Stative (1959.-2008.) prosječni srednji godišnji protok iznosio je 35,15 m3/s, dok su srednji godišnji protoci varirali između minimalne vrijednosti od 22,9 m3/s i maksimalne vrijednosti od 47,6 m3/s. Prosječni srednji godišnji protoci uslijed transporta vode iz susjedne Zagorske Mrežnice porasli su na ovoj stanici za 12,55 m3/s, što je za 0,91 m3/s manje nego na uzvodnom profilu Lešće. Moguće je da se i u ovom slučaju radi o količini vode koja se gubi kroz dno i bokove okršenog dijela poteza Donje Dobre između profila Lešća i Stativa, vjerojatnije u blizini profila Lešće, nego nizvodno.

    Na slici 13 grafički je prikazan niz minimalnih godišnjih protoka opažen na vodomjernoj stanici Trošmarija na Donjoj Dobri u razdoblju 1946.-2008. Prosječni minimalni godišnji protok iznosi 1,05 m3/s, a kreće se u rasponu između 0,074 i 2,44 m3/s. Treba uočiti da postoji statistički neznačajan opadajući linearni trend minimalnih godišnjih protoka. Bitno je zaključiti da transport vode iz Zagorske Mrežnice u HE Gojak, a time i duž cijelog toka Donje Dobre nije utjecao na povišenje minimalnih godišnjih protoka u odnosu na razdoblje prije funkcioniranja HE Gojak. Treba naglasiti da su tijekom malih voda gubici na nekim dionicama duž toka Donje Dobre značajni.

    Obogaćivanje voda Donje Dobre vodama iz Zagorske Mrežnice uočljivo je na nizovima srednjih godišnjih protoka (vidi sliku 12), ali i na nizovima maksimalnih godišnjih protoka opaženih na vodomjernoj stanici Trošmarija. Na slici 14 prikazana su dva podniza maksimalnih godišnjih protoka opaženih na profilu Trošmarija u sljedećim podrazdobljima: 1) 1946.-1958.; 2) 1959.-2008. U razdoblju prije početka funkcioniranja HE Gojak (1946.-1958.) prosječni maksimalni godišnji protok iznosio je 95,9 m3/s (varirao je između 68,4 i 142 m3/s), dok je poslije izgradnje HE Gojak narastao na 157 m3/s (varirao je između 110 i 246 m3/s).

    Na slici 15 prikazana su dva niza linearne autokorelacije dnevnih protoka Donje Dobre na vodomjernom profilu Lešće. Prvi je izračunat za razdoblje prije izgradnje HE Gojak (1947.-1951.), a drugi poslije izgradnje HE Gojak (1960.-1965.). Uočava se da je dovođenjem vode iz susjednog sliva Zagorske Mrežnice za potrebe rada HE Gojak došlo do uravnoteženja niza dnevnih protoka na profilu Lešće. Taj je zaključak donesen na osnovi veće izglađenosti niza u razdoblju 1960.-1965. i viših vrijednosti koeficijenata linearne autokorelacije (r) za iste vremenske korake.

    Na slici 17 usporedno su prikazani nizovi srednjih godišnjih protoka na najnizvodnijoj stanici Gornje Dobre i

    najuzvodnijoj stanici Donje Dobre u razdobljima prije (do uključivo 1958. godine) i poslije (od 1959. do 2008. godine) početka rada HE Gojak. Za najnizvodnije stanice Donje Dobre izabrani su sljedeći vodomjerni profili: Sveti Petar (razdoblje 1946.-1958.) i Turkovići (razdoblje 1963.-2008.). Za najuzvodniju stanicu na Donjoj Dobri izabran je vodomjerni profil Trošmarija. Iz grafičkog se prikaza jasno uočava da je u prirodnom režimu (do uključivo 1958. godine) razlika između prosječnih srednjih godišnjih protoka analiziranih stanica na Gornjoj i Donjoj Dobri iznosila samo 2,87 m3/s (od 7,48 na 10,35 m3/s). Puštanjem u rad HE Gojak ona se povećala na 14,70 m3/s (od 13,60 na 28,30 m3/s). Radi se o značajnoj razlici uzrokovanoj transportom vode iz susjednog sliva.

    Treba naglasiti da nismo raspolagali s podacima o količinama transportirane vode iz jezera Sabljaki do HE Gojak (dakle iz sliva Zagorske Mrežnice u sliv Donje

    Slika 13: Grafički prikaz niza minimalnih godišnjih protoka opaženih na profilu Trošmarija u razdoblju 1946.-2008.

    Slika 14: Grafički prikaz dva podniza maksimalnih godišnjih protoka opaženih na profilu Trošmarija u sljedećim podrazdobljima: 1) 1946.-1958.; 2) 1959.-2008.

    Slika 15: Prikaz dva niza linearne autokorelacije dnevnih protoka Donje Dobre na vodomjernom profilu Lešće izračunata za razdoblje prije izgradnje HE Gojak (1947.-1951.) i poslije izgradnje HE Gojak (1960.-1965.)

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

  • 135Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    gubici na cijelom analiziranom potezu dužine 17,32 km iznosili su 0,756 m3/s što iznosi 37 posto od ulazne protoke te predstavlja značajnu vrijednost. Ta je činjenica pokazala da sanacijski radovi na zatvaranju krških pukotina kroz koje se gubi voda iz korita Gornje Dobre, vršeni u prethodne dvije godine, nisu postigli željene ciljeve. Na osnovi ovog jednog simultanog mjerenja protoka duž toka Gornje Dobre nije moguće donijeti opće zaključke o ponašanju gubitaka i/ili dotoka u drugim hidrološko-hidrogeološkim situacijama. Osnovni problem kod interpretacije ovakvih vrsta mjerenja leži u činjenici što su gubitci i dotoci glavninom funkcija razina podzemnih voda u okolnom krškom vodonosniku, a manje zavise o protocima u otvorenom vodotoku. Kako podataka o razinama podzemnih voda u analiziranom prostoru nema, detaljne i pouzdane zaključke nije moguće izvesti.

    Na slici 18 dan je grafički prikaz odnosa razlika srednjih dnevnih protoka Gornje Dobre na potezu Luke-Turkovići ΔQ (os ordinate) u funkciji protoka na profilu Turkovići QTurkovići (os apscise) u osmogodišnjem razdoblju (2000.-2007.). Uočava se da negativnih razlika, dakle gubitaka –ΔQ, ima malo te da oni nisu veliki. Gubici se javljaju pri raznim protocima na profilu Turkovići, ali najčešće pri niskim protocima ispod 5 m3/s. Točka presjeka pravca regresije između ΔQ i QTurkovići je na QTurkovići = 0,1 m

    3/s (gotovo na ishodištu). Očigledno je da

    Slika 16: Prikaz rezultata simultanih mjerenja gubitaka -ΔQ (označeni crvenom bojom) i dotoka +ΔQ (označeni modrom bojom) na potezu Gornje Dobre između vodomjernih stanica Luke i Sveti Petar vršenih u prosincu 1969. godine (Bonacci i Perger, 1970.)

    Slika 17: Usporedni prikaz nizova srednjih godišnjih protoka na najnizvodnijoj stanici Gornje Dobre i najuzvodnijoj stanici Donje Dobre u razdoblju prije početka rada HE Gojak (do uključivo 1958.) i u razdoblju poslije 1959. do 2008. godine

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    Dobre), kao i podacima o razinama vode u jezerima Sabljaki i Bukovik. Analiza spomenutih podataka mogla bi eventualno pomoći u rasvjetljavanju odnosa antropogenih i prirodnih (klimatske promjene ili varijacije) utjecaja na promjenu hidrološkog režima u analiziranom sustavu.

    4.3 Gubici duž tokaJedna od najčešćih karakteristika tečenja otvorenih

    vodotoka u kršu je pojava gubitaka vode kroz sustave pukotina koje se nalaze na bokovima i/ili dnu korita (Bonacci, 1987.). Takav je slučaj i s rijekom Dobrom. Poznato je da se gubici javljaju na Donjoj Dobri na potezu između vodomjera Luke i Sveti Petar. Još 1967. i 1968. vršeni su brojni sanacijskih radovi na zatvaranju krških pukotina s ciljem potpunog sprječavanja gubitaka vode s površine u krško podzemlje ili barem njihovo smanjivanje. U prosincu 1969. vršena su simultana mjerenja protoka na sedam profila duž toka Donje Dobre između vodomjera Luke i Sveti Petar. Rezultati su prikazani na slici 16 s koje se jasno uočava značajna promjenjivost gubitaka, ali i dotoka vode na pojedinim dionicama analiziranog poteza (Bonacci i Perger, 1970.). Treba naglasiti da su mjerenja vršena kod niskih voda pri stacionarnom stanju uz stalni protok na ulazu u dionicu od 2,2 m3/s. Ukupni

    Slika 19: Grafički prikaz odnosa razlika srednjih dnevnih protoka Donje Dobre na potezu Trošmarija-Lešće ΔQ (os ordinate) u funkciji protoka na profilu Lešće QLešće (os apscise) u razdoblju 2000.-2005.

    Slika 18: Grafički prikaz odnosa razlika srednjih dnevnih protoka Gornje Dobre na potezu Luke-Turkovići ΔQ (os ordinate) u funkciji protoka na profilu Turkovići QTurkovići (os apscise) u razdoblju 2000.-2007.

  • 136 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    gubici vode iz korita Gornje Dobre na potezu Luke-Turkovići postoje, ali su oni maleni, što se može povezati s mogućim utjecajem akumulacija Bukovik i Sabljaki na podizanje razine podzemnih voda Ogulinsko-Plaške zaravni.

    Na slici 19 nalazi se grafički prikaz odnosa razlika srednjih dnevnih protoka Donje Dobre na potezu Trošmarija-Lešće ΔQ (os ordinate) u funkciji protoka na profilu Lešće QLešće (os apscise) u razdoblju 2000.-2005. Uočava se da negativnih razlika, dakle gubitaka –ΔQ, ima mnogo više nego na prethodno analiziranoj dionici Gornje Dobre od Luka do Trošmarija te da se oni kreću u prosjeku oko vrijednosti od 5 m3/s . Gubici se javljaju pri raznim protocima na profilu Lešće. Važno je uočiti da su gubici na ovoj dionici Donje Dobre bitno veći nego na prethodno analiziranoj dionici Gornje Dobre. Pri tome treba naglasiti da se na dijelu tog poteza Donje Dobre nalazi akumulacija HE Lešća. Ako su gubici vode s površine u podzemlje zaista tako veliki, moglo bi se desiti da i gubici vode iz akumulacije HE Lešće budu značajni. Točka presjeka pravca regresije između ΔQ i QLešće je na QLešće = 6,3 m

    3/s. Bez obzira na moguće greške kod mjerenja i određivanja srednjih dnevnih protoka na oba analizirana vodomjerna profila, pouzdano se može zaključiti da gubici vode iz korita Donje Dobre na potezu Trošmarija-Lešće postoje. Detaljnijim analizama trebalo bi pokušati odrediti njihove vrijednosti tijekom pojedinih godina. Za to su neophodni podaci o pogonu HE Gojak s kojima nismo raspolagali.

    4.4 Rasprava o površini slivaSa svrhom definiranja stvarnih hidrogeoloških površina

    sliva do pojedinih vodomjernih stanica duž toka Donje Dobre, u okviru ovog poglavlja, je primjenjivana metoda Turca (Turc, 1954.). Kao prvi korak potrebno je odrediti deficit godišnjeg otjecanja D izražen u mm čiji definicijski izrazi glase:

    (1)

    (2)

    pri čemu P označava godišnju oborinu palu na sliv izraženu u mm, dok T označava srednju godišnju temperaturu sliva izraženu u stupnjevima Celzijusa (°C). Za proračun veličine površine sliva AT po Turcu izražene u m

    2 koristi se sljedeći izraz (Bonacci i Ljubenkov, 2005.):

    (3)

    kod čega Q predstavlja prosječni izmjereni godišnji protok izražen u m3/s, t je broj sekunda u godini.

    Izraz Turca predstavlja regionalnu formulu za definiranje godišnjeg otjecanja. Važenje ovog izraza za naše područje provjereno je i potvrđeno proračunima izvršenim na slivovima Zrmanje, Like i Gacke te Krčića i Krke, dakle u regiji krša kojoj pripada sliv Dobre (Bonacci, 1999.; Bonacci i Ljubenkov, 2005.; Bonacci i Andrić, 2008.a; 2008.b). Ova analiza neće biti vršena za vodomjerne stanice na slivu Donje Dobre, zbog toga što je njihov hidrološki režim poremećen transportom vode iz sliva Zagorske Mrežnice.

    Bez ulaženja u detalje proračuna, u tablici 3 su iznesene vrijednosti površine slivova do pojedinog profila proračunate po metodi Turca AT kao i razlike topografskih površina slivova A iz tablice 2 i one proračunate po metodi Turca. Rasprava o površinama slivova do pojedinog analiziranog profila dobila bi značajno na vjerodostojnosti kad bi se raspolagalo s detaljnim i posebno organiziranim trasiranjima podzemnih voda u analiziranom prostoru. Na žalost, takovih mjerenja nema. Štoviše, nedostaju i mjerenja razina podzemnih voda koja bi također bila od koristi pri definiranju položaja podzemnih vododijelnica koje se vrlo vjerojatno mijenjaju tijekom vremena u zavisnosti od promjena razina vode u krškom vodonosniku.

    Uočava se da je površina sliva do vodomjernog profila Moravice znatno manja (skoro 50 posto) od one koja se dobije topografskom metodom. Razlika u površini slivova ΔA za vodomjerne profile Luke i Turkovići dobivene po metodi Turca redom su veličine 10 posto manje od topografski definiranih površina. Ta razlika može se objasniti ili greškom u podacima (točnosti protoka, temperatura zraka i oborina, ali i točnosti metode Turca) ili gubicima vode do tih profila.

    Slučaj vodomjernog profila Hreljin, koji je na žalost ukinut 1976. godine, vrlo jasno svjedoči o tome da je 1959., dakle s početkom rada HE Gojak, došlo do nagle promjene hidrološkog režima o čemu je već bilo prethodno govora (vidi sliku 8). Vrlo vjerojatni razlog tome je djelovanje akumulacije Bukovik (ne smije se isključiti ni mogući utjecaj mnogo veće akumulacije Sabljaki) na režim podzemnih voda u prostoru od vodomjera Luke do Đulinog ponora. Ove su akumulacije utjecale na podizanje razine podzemnih voda, a time i vjerojatno na smanjenje gubitaka vode u nizvodnom dijelu korita Gornje Dobre. Kakav je i koliki taj utjecaj teško da će ikada biti utvrđeno, pošto se ne raspolaže s podacima o podzemnim vodama u nultom stanju, tj. prije izgradnje sustava HE Gojak.

    5. ZAKLJUČCI

    Rijeka Dobra spada među veće ponornice u Europi, a vrlo vjerojatno i među značajnije rijeke te vrste na cijelom planetu. Na dužini od oko 108 km (uzme li se u obzir i podzemni dio toka, ali samo kao najkraća spojnica između Đulinog ponora i izvora u području sela Gojak), ova rijeka poprima razne oblike, tj. pokazuje veliku promjenjivost hidrografskog, hidrološkog i hidrogeološkog režima. Dijelom predstavlja klasični površinski vodotok. Na nekim dionicama gubi određene količine vode kroz krške pukotine na dnu i bokovima riječnog korita. Dijelom teče kao podzemni krški vodotok. U dosadašnjim hidrološkim, hidrogeološkim i geološkim istraživanjima, rijetko je hidrologija rijeke Dobre bila tretirana cjelovito, tj. uključivanjem u analize svih klimatoloških i hidroloških stanica u cjelovitom

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

  • 137Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    slivu i na vodotoku Gornje i Donje Dobre. Razlog tome je u činjenici što su većina istraživanja bila ciljano vezana s izgradnjom, projektiranjem ili održavanjem hidroelektrana ili zaštitom od poplava grada Ogulina.

    Prirodni hidrološki, hidrogeološki, ali i ekološki (Žganec i Gottstein, 2009.) režim rijeke Dobre, kako one Gornje tako i one Donje, značajno je poremećen izgradnjom hidroelektrane Gojak koja je započela s radom 1959. godine. Transport vode iz akumulacija Sabljaki na susjednom vodotoku Zagorskoj Mrežnici tunelom do HE Gojak na Donjoj Dobri uzrokovao je povećanje prosječnih srednjih protoka Donje Dobre na vodomjernom profilu Trošmarija nizvodno od HE Gojak od prirodnih 13,6 na 28,3 m3/s, dakle za više od 50 posto. Na Gornjoj Dobri 2,1 km uzvodno od Đulinog ponora izgrađena je mala akumulacija Bukovik koja je najvjerojatnije utjecala na smanjivanje gubitaka vode s površine u krško podzemlje na nizvodnom potezu vodotoka.

    Problematika gubitaka vode s površine u krško podzemlje duž nekoliko dionica Gornje i Donje Dobre obrađena je u okviru raspoloživih podataka. Ovi podaci ukazuju da se vjerojatno radi o ozbiljnim problemima, posebno na Donjoj Dobri, na potezu između Trošmarija i Lešća. U budućim istražnim radovima bit će neophodno

    uložiti mnogo napora i sredstava da se ta problematika pouzdanije rasvijetli.

    Cilj ovog rada nije bio ograničen samo na analizu hidrološkog ponašanja duž toka rijeke Dobre, već mu je namjera bila da ukaže na šire moguće posljedice promjena izazvanih radom čovjeka. U ovom slučaju analizirano je djelovanjem HE Gojak. Hidrološke podloge osnovica su za zaključivanje o mogućim ekološkim promjenama. Je li se o njima vodilo dovoljno računa te koliko su one bile ili će biti pozitivne ili negativne stvar je posebnih interdisciplinarnih analiza. U tom smislu ovaj bi rad trebao biti podloga i poticaj na osnovi kojeg bi se trebao graditi suvremeni interdisciplinarni pristup zaštite i upravljanja vodnim i ekološkim resursima ovog fascinantnog i neprocjenjivo vrijednog vodotoka. Kako se nalazimo neposredno pred puštanjem u rad HE Lešće, sigurno će doći do drugih i novih kako hidroloških i hidrogeoloških tako i ekoloških promjena koje bi trebalo mnogo pažljivije i sustavnije pratiti. Usput se predviđa i izgradnja retencije Ogulin, čija je svrha zaštita od poplava grada Ogulina. Ulogu ovog zahvata neophodno je cjelovito i sveobuhvatno procijeniti.

    Želi li se cjelovito ekološki izučiti i shvatiti utjecaj rada HE Gojak, a potom i HE Lešće te retencije Ogulin na širi prostor, bitno je naglasiti da zbog transporta vode iz sliva Mrežnice u sliv Dobre više nije moguće tretirati samo rijeku Dobru i njen sliv, već je neophodno uključiti i cijeli sliv Mrežnice (Zagorsku Mrežnicu, Tounjčicu i Mrežnicu). Ključnu i neizostavnu osnovicu za razumijevanje i mogućnost analiza utjecaja na okoliš, ali i održivog upravljanja vodnim resursima i u ovom slučaju predstavljaju hidrološki podaci koji moraju biti neizostavni element prilikom donošenja svih drugih zaključaka i odluka (ekoloških, vodno upravljačkih, ekonomskih pa čak i onih društvenih i političkih).

    Tablica 3 Usporedni podaci površina slivova za četiri vodomjerne stanice na Gornjoj Dobri (A-topografska površina sliva; AT – površina sliva određena po metodi Turca; ΔT-raspoloživo razdoblje mjerenja)

    Stanica A (km2) AT (km2) ΔA= A-AT (km2) ΔT (god.)

    Moravice 57,6 30 27,6 1980.-2008.

    Luke 188,5 172 16,5 1947.-2008.

    Hreljin 1 269,5 78 191,5 1948.-1958.

    Hreljin 2 269,5 138 131,5 1959.-1975.

    Turkovići 296,3 275 21,3 1963.-2008.

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    LITERATURA

    Bonacci, O. (1987.): Karst hydrology with special references to the Dinaric karst. Springer Verlag, Berlin, Germany.

    Bonacci, O. (1999.): Water circulation in karst and determination of catchment areas: example of the River Zrmanja. Hydrological Sciences Journal 44(3), 373-386.

    Bonacci, O. (2004.): Hazards caused by natural and anthropogenic changes of catchment area in karst. Natural Hazards and Earth System Sciences 4: 655-661.

    Bonacci, O., Andrić, I. (2008.a): Sinking karst rivers hydrology: case of the Lika and Gacka (Croatia). Acta Carsologica 37(2-3), 185-196.

    Bonacci, O., Andrić, I. (2008.b): Zajednička hidrološka analiza Lika i Gacka. Hrvatske vode 17(67), 1-12.

    Bonacci, O., Ljubenkov, I. (2005.): Nove spoznaje o hidrologiji rijeke Krke. Hrvatske vode 13(52), 265-281.

    Bonacci, O., Perger, V. (1970.): Utvrđivanje gubitaka vode kod stagnirajućih vodostaja na krškim potezima

    vodotoka. Građevinar 22(5), 155-164.Bonacci, O., Trninić, D., Roje-Bonacci, T. (2008.): Analysis

    of the water temperature regime of the Danube and its tributaries in Croatia. Hydrological Processes 22(7), 1014-1021.

    Cavalera, T., Gilli, E. (2009.): The submarine river of Port Miou (France), A karstic system inherited from the Messinian deep stage. Geophysical Research Abstracts Vol. 11, EGU 2009-5591.

    Čepelak, M. (1985.): Špiljski sustav Đula-Medvedica, Speleolog, 2-24.

    Daoxian, Y. (1991.): Karst of China. Geological Publishing House, Beijing. China.

    Garbrecht, J., Fernandez, G. P. (1994.): Visualization of trends and fluctuations in climatic records. Water Resources Bulletin 30(2), 341-357.

    Katz, B. G., DeHan, R. S., Hirten, J. J., Catches, J. S. (1997.): Interactions between ground water and surface water in the Suwannee river basin, Florida. Journal of the American Resources Association 33(6),1237-1254.

  • 138 Hrvatske vode 18(2010) 72 127-138

    Field, M. S. (2002.): A lexicon of cave and karst terminology with special reference to environmental karst hydrology. USEPA, Washington, DC, USA.

    Hisert, R. A. (1994.): A multiple tracer approach to determine the ground water and surface water relationships in the Western Santa Fe River, Columbia County, Florida. Ph.D. Dissertation, Department of Geology, University of Florida, Gainesville, FL 32601, USA.

    Potié, L., Ricour, J., Tardieu, B. (2005.) : Port-Miou and Bestouan freshwater submarine springs (Cassis-France) investigations and works (1964-1978). Proceedings of International Conference “Water Resources & Environmental Problems in Karst”, Belgrade and Kotor, Serbia.

    Prelovšek, M., Turk, J., Gabrovšek, F. (2008.): Hydrodynamic aspect of caves. International Journal of Speleology 37(1), 11-26.

    Ray, J. A. (2005.): Sinking streams and losing streams. Encyclopedia of caves (ur. D. C. Culver, W. B. White), 509-514, Elsevier, Amsterdam.

    Roglić, J. (1974.): Prilog hrvatskoj krškoj terminologiji. Krš Jugoslavije 9/1, 1-72.

    Turc, L. (1954.): Le bilan d’eau des sols. Troisième journée de l’hydraulique, Alger, 343-356.

    Vodoprivredno-projektni biro (VPB) (2005.): Stručna podloga za izradu studije o utjecaju na okoliš retencije Ogulin: hidrološko-hidraulički proračun. Neobjavljeni elaborat, VPB, Zagreb.

    Žganec, K., Gottstein, S. (2009.): The river before damming: distribution and ecological notes on the endemic species Echinogammarus cari (Amphipoda: Gammaridae) in the Dobra River and its tributaries, Croatia. Aquatic Ecology 43(1), 105-115.

    www.Zagrebhockeycamp.hr/speleo/DjulaMedvedica/index.html

    O. Bonacci i I. Andrić Hidrološka analiza krške rijeke doBre

    hyDROLOgISChE AnALySE DES kARSTfLUSSES DOBRA

    Zusammenfassung. In der Arbeit werden die Ergebnisse der hydrologischen Analyse des Karstflusses Dobra dargestellt. Der Flusslauf der Dobra ist in drei Abschnitte aufgeteilt. Gornja Dobra (oder Ogulinska Dobra) ist 51,2 km lang. Der Fluss verschwindet dann in Đulas Abgrund, der sich im Zentrum der Stadt Ogulin befindet. Der zweite Abschnitt, d.h. der unterirdische Flusslauf mit einer Länge von 16.396 m fließt durch das System von Karstkanälen und -kavernen und entspringt beim Dorf Gojak aus einer Reihe von ständigen und episodischen Karstquellen. Die Luftentfernung von Đulas Abgrund bis zum Quellensystem beträgt 4,6 km. Der dritte Abschnitt mit der Mündung in den Fluss Kupa, Donja Dobra genannt, ist 52,1 km lang. Das natürliche Regime des Flusses Dobra ist erheblich durch den Bau des Wasserkraftwerkes Gojak gestört, welches in 1959 in Betrieb ging. Eine Folge davon ist die Erhöhung von durchschnittlichen mittleren Durchflüssen der Donja Dobra im Pegelprofil Trošmarija flussabwärts des Wasserkraftwerkes Gojak vom natürlichen Durchfluss von 13,6 m3/s auf 28,3 m3/s. In der Arbeit werden die hydrologischen Reihen, die an 9 Stationen (fünf an der Gornja Dobra und vier an der Donja Dobra) gemessen wurden, im Detail analysiert.

    Schlüsselwörter: Karsthydrologie, Karstfluss, Abgrund, Wasserverlust, Fluss Dobra, Kroatien

    hyDROLOgICAL AnALySIS Of ThE kARST RIVER DOBRA

    Abstract. The paper publishes the results of the hydrological analysis for the karst river Dobra. The flow of the Dobra River is divided into three parts. The Upper Dobra, or the Ogulin Dobra, is 51.2 km long. The river sinks in the Đula’s sinkhole (ponor), which is located in the town Ogulin itself. The second part, i.e. the underground stretch of the Dobra, flows through the system of karst channels and caverns in the length of 16,396 m as discovered to date and resurfaces near the village Gojak as permanent or temporary karst springs. The aerial distance between the Đula sinkhole (ponor) and the spring system is 4.6 km. The third part, the Lower Dobra, including its confluence with the Kupa River, is 52.1 km long. The natural regime of the Dobra River was significantly disturbed by the construction of the hydropower plant (HPP) Gojak, whose operation started in 1959. The consequence has been an increase in the average mean discharges of the Lower Dobra at the gauging profile Trošmarija downstream of the HPP Gojak from the natural 13.6 to 28.3 m3/s. The paper analyzes in detail the hydrological series measured at 9 stations (5 on the Upper Dobra and 4 on the Lower Dobra).

    Key words: karst hydrology, sinking river, sinkhole (ponor), water losses, Dobra River, Croatia