Embed Size (px)
Citation preview
1
TEHNIČKA RJEŠENJA S PRIJEDLOGOM KRATKOROČNOG RAZVOJA
VODOOPSKRBE GRADA ZAGREBA U OKVIRU STUDIJE IZVODLJIVOSTI ZA
PLANIRANO SUFINANCIRANJE OD STRANE EU
Luka Jelić1, Martina Tadić1
1HIDROPROJEKT-ING projektiranje d.o.o., Draškovićeva 35/I 10000 Zagreb
2
TEHNIČKA RJEŠENJA S PRIJEDLOGOM KRATKOROČNOG RAZVOJA
VODOOPSKRBE GRADA ZAGREBA U OKVIRU STUDIJE IZVODLJIVOSTI ZA
PLANIRANO SUFINANCIRANJE OD STRANE EU
Sažetak
Ovim radom bit će prikazani osnovni dokumenti koje je potrebno izraditi u okviru izrade Studije
izvodljivosti, osnovne procedure usvajanja tih dokumenata i ulogu europskih JASPERS
konzultanata. Težište rada bit će na analizi dvaju tehničkih problematika. Prva je vezana uz prikaz
postojeće problematike funkcioniranja vodoopskrbnog sustava grada Zagreba kao što su visoki
tlakovi, gubici vode, utrošak energije, nepovezanost sustava i nejasna strategija oko buduće
osnovne vodoopskrbne konstrukcije. Druga problematika se odnosi na planirani razvoj
vodoopskrbnog sustava naročito za kratkoročno programsko razdoblje uz prikaze rezultata
hidrauličkog modeliranja, predložene kratkoročne vodoopskrbne konstrukcije uz formiranje tzv.
"nulte" zone, očekivanih hidrauličkih i pogonskih učinaka, mogućih problema, kao i osnovnih
učinaka u smanjivanju gubitaka i financijskim pogodnostima takovih rješenja.
KLJUČNE RIJEČI: Studija izvodljivosti, analiza potreba, kratkoročni razvoj, sufinanciranje,
vodoopskrba grada Zagreba
1 Uvod
Razumijevanje potreba za razvojem vodoopskrbnog sustava grada Zagreba utječe na potrebu
donošenja odgovarajućih mjera kroz izradu i usvajanje strateškog dokumenta - Strategije razvoja
vodoopskrbe grada Zagreba, ali i kroz dokument koji bi omogućio provedbu kratkoročnih
investicijskih mjera (Studija izvodljivosti) koje bi bile sufinancirane od strane EU. Kako bi se utvrdile
mogućnosti i odredili prioriteti razvoja potrebno je kroz studiju izvodljivosti među ostalim analizirati
postojeće stanje sustava, potrebe za vodom, raspoložive resurse, postojeća i planirana tehnička
rješenja, a sve kako bi se iz strateškog sagledavanja razvoja vodoopskrbe definiralo tehničko
rješenje koje bi bilo tehnički i financijski provedivo u kratkoročnom razdoblju.
2 Osnovni dokumenti
Razvoj vodoopskrbe grada Zagreba treba sagledavati kroz tri osnovna dokumenta koji su u izradi ili
ih je tek potrebno izraditi:
1) Strategija razvoja vodoopskrbe;
2) Studija izvodljivosti, te
3) Program upravljanja gubicima vode.
2.1. Strategija razvoja vodoopskrbe grada Zagreba
Strategija razvoja vodoopskrbe je dokument od strateške važnosti za grad Zagreb i ona u sebi
obuhvaća sve kratkoročne i dugoročne mjere za budući razvoj vodoopskrbe, štiti postojeće i
planirane resurse i potom se usvaja u prostorno planskoj dokumentaciji. Zadnji nacrt ovoga
dokumenta izrađen je u 2012. godini i nije službeno usvojen kao strateški dokument te ga je
svakako potrebno novelirati. Tim nacrtom nije jasno određen budući temeljni koncept razvoja
vodoopskrbe u smislu zadržavanja postojećih tlačnih uvjeta u osnovnoj vodoopskrbnoj konstrukciji
3
uz implementaciju DMA ("District Metered Area)" i PMA ("Pressure Management Area") ili razvoja
sustava kroz formiranje tzv. "nulte vodoopskrbne zone", tj. zone u kojoj bi se smanjili tlakovi na
gotovo polovici sustava za cca 2 bara uz također moguću implementaciju DMA i PMA zona.
2.2. Studija izvodljivosti
Zbog specifičnosti vezanih uz izgradnju postojećeg centralnog uređaja za pročišćavanje otpadnih
voda grada Zagreba (CUPOVZ), tj. postojanje koncesijskog ugovora kojim je upravljanje uređajem
II. (biološkog) stupnja pročišćavanja prepušteno privatnom koncesionaru, razvoj studije izvodljivosti
planiran je u dvije etape, odnosno dvije zasebne Studije. Prva studija obuhvaća
izgradnju/proširenje i rekonstrukciju sustava vodoopskrbe i odvodnje bez uređaja za pročišćavanje
i njegova izrada je dovršena, dok se druga odnosi na problematiku samog uređaja, odnosno
potrebe proširenja stupnja pročišćavanja na treći stupanj (uklanjanje fosfora i dušika) te rješavanja
zbrinjavanja mulja.
Planom provedbe vodno-komunalnih direktiva i Direktive o vodi za piće 1998/83/EZ te Pravilnikom
o graničnim vrijednostima emisija otpadnih voda (NN 80/2013, 43/2014, 27/2015), kojim je hrvatsko
zakonodavstvo usklađeno s Direktivom o pročišćavanju komunalnih otpadnih voda 91/271/EEZ,
definirani su zahtjevi za prikupljanjem, odvodnjom i pročišćavanjem otpadnih voda koji se moraju
ispuniti prema sljedećoj dinamici:
• Aglomeracija Zagreb do 31.12.2018. godine
Za promatrano područje Studija izvodljivosti se usmjerava na ispunjavanje sljedećih zadataka:
• Izgradnja i rekonstrukcija sustava vodoopskrbe sa ciljem smanjivanja vodnih gubitaka i
povećanjem broja stanovnika kojima će se omogućiti pristup javnome sustavu vodoopskrbe.
• Izgradnja i rekonstrukcija sustava odvodnje sa ciljem omogućavanja priključivanja
stanovništva i privrede na javni sustav odvodnje te sanacija plavljenja.
• Dogradnja centralnog uređaja na treći stupanj pročišćavanja te rješavanje zbrinjavanja
mulja.
Nakon procjene početne situacije, Studija započinje proučavanjem socijalno-ekonomskog
konteksta projekata prikupljanjem relevantnih podataka o teritorijalnim, demografskim,
ekonomskim, institucionalnim, političkim i ekološkim aspektima. Time se dobiva uvid u potrebe za
novom infrastrukturom za vodoopskrbu i odvodnju otpadnih voda s jedne strane te sposobnošću
financiranja takvih investicija s druge strane. Nakon toga slijedi izrada tzv. analize potreba, pri
čemu se izrađuju tridesetogodišnje prognoze buduće potrebe za pitkom vodom te prikupljanjem i
pročišćavanjem otpadnih voda na predmetnom području, uzimajući u obzir realističan rast broja
stanovnika i industrijskih aktivnosti te potrošnje vode. Na temelju definiranog postojećeg stanja i
budućih potreba formiraju se varijantna rješenja za vodoopskrbni sustav i sustav odvodnje te
analizom troškova i koristi se odabire najpovoljnije varijantno rješenje.
Studija izvodljivosti za razvoj vodoopskrbe i odvodnje je pripremljena na temelju osnovnih
pretpostavki i nalaza analize potreba, analize varijanti tehničkog rješenja i analize isporučitelja
vodnih usluga, kao i rezultata financijske i ekonomske analize te je predana naručitelju u listopadu
2015. godine.
4
Slika 1. Zadaci studije izvodljivosti
Slika 2. Opći pregled aktivnosti na projektu
Tijekom izrade Studije izvodljivosti za velike projekte kao što je Zagreb obavezno je sudjelovanje
na sastancima s predstavnicima europskih konzultanata JASPERS-a u svrhu prezentacije projekta,
što je učinjeno u studenom 2014. i rujnu 2015. godine, sve kako bi se osiguralo da projekt ide u
pravom smjeru odnosno kako bi se po potrebi projekt nadogradio ili preokrenuo i time osiguralo da
ispunjava kriterije tijela za financiranje takvih operacija.
5
2.3. Program upravljanja gubicima vode
Izrađenom Studijom izvodljivosti u dijelu vodoopskrbe pokazane su osnovne mjere koje je potrebno
provesti, a odnose se na tri komponente: proširenje sustava radi priključivanja novih korisnika na
sustav javne vodoopskrbe, rekonstrukcije cjevovoda s najvećim gubicima radi smanjivanja gubitaka
vode u sustavima i treća mjera koja se odnosi na formiranje "nulte" vodoopskrbne zone koja bi
donijela i najveće učinke u smanjivanju gubitaka vode.
Zbog velike složenosti za provedbu i uspostavu "nulte zone" odlučeno je da je prije uključenja u
kratkoročnu investiciju potrebno najprije izraditi cjelokupni i detaljni Program upravljanja gubicima
vode, čiji rezultati bi se potom uključili u Studiju izvodljivosti. Program upravljanja gubicima
obuhvaćao bi opći program mjera kao što su: dopuna GIS-a ("Geografski informacijski sustav"),
izradu koncepcijskog rješenja s izradom detaljnog matematičkog modela, analizom DMA zona i
hidroforskih postrojenja te izradu protokola za prebacivanje pogona sustava na pogon pri "nultoj"
zoni; kao i mjere koje se odnose na projektiranje glavnih građevina (magistralni cjevovodi, crpne
stanice, vodospremnik i regulacijska okna) kako bi se mogla formirati "nulta "zona.
3 Postojeće stanje vodoopskrbe grada Zagreba
Organizirana vodoopskrba grada Zagreba započinje 1878. godine. Tadašnji sustav javne
vodoopskrbe opskrbljivao je vodom manje od 10.000 stanovnika. Danas vodoopskrbni sustav
grada Zagreba opskrbljuje vodom više od 850.000 stanovnika. Vodoopskrbno područje je površine
P = 800 km2, a obuhvaća Gradove Zagreb, Samobor, Svetu Nedelju i Općinu Stupnik. Također se
vrši isporuka vode u susjedna vodoopskrbna područja – Dugo Selo, Rugvicu, Vrbovec i Sveti Ivan
Zelina.
Slika 3. Obuhvat vodoopskrbnog područja
Najveći uočeni nedostaci vodoopskrbnog sustava su: nedovoljna izgrađenost transportnih
cjevovoda, podijeljenost sustava na fizički odvojene cjeline, nedovoljna izgrađenost sustava
6
vodoopskrbe, tj. neki dijelovi distributivnog područja nemaju javnu vodoopskrbu, nezadovoljavajuća
opskrba pitkom vodom zbog nedostatnih tlakova na višim područjima, visoki tlakovi na većem dijelu
vodoopskrbnog sustava (prosječni tlak iznosi cca 7,5 bara) te velike količine vodnih gubitaka u
sustavu (cca 60.000.000 m3/god., ili cca 47%) - slika 4.
Slika 4. Maksimalni tlakovi u sustavu (prikaz rezultata matematičkog modela postojećeg stanja cjelovitog
sustava vodoopskrbe)
Razvoj grada Zagreba utjecao je i na razvoj vodoopskrbnog sustava, tako je uspostavljena
današnja konfiguracija vodoopskrbnog sustava. Zahvaćena voda u dolini rijeke Save se tlači i
distribuira u vodospremnike smještene na obroncima Medvednice na koti cca 185,50 m n.m., što
uvjetuje visoke tlakove u tom dijelu sustava. Vodoopskrba distributivnog područja najvećim dijelom
se zasniva na zahvatu podzemnih voda savskog aluvija. Podzemna voda se zahvaća na
izvorištima Mala Mlaka, Zapruđe, Petruševec, Žitnjak, Sašnak i Strmec, te na izvorištu Velika
Gorica koje je u nadležnosti VG Vodoopskrba d.o.o iz Velike Gorice. Na distributivnom području se
koriste i dva kaptažna vodozahvata Lipovec i Slapnica za opskrbu visoke zone Grada Samobora.
7
Slika 5. Prostorni razmještaj i moguća izdašnost izvorišta/vodozahvata Zagrebačkog vodoopskrbnog područja
Slika 6. Podjela sustava po područjima - Zagreb (zapad, centar i istok) i Samobor
Sustav možemo promatrati kao dvije zasebne cjeline – zagrebačko i samoborsko područje (Slika
6). Vodoopskrbni sustav na zagrebačkom području je podijeljen na 3 cjeline (podsustava) obzirom
8
na izvorišta (zapad, centar i istok) i unutar tih podsustava postoji podjela obzirom na visinski
položaj na tri tlačne zone (Slika 7), gdje se iz vodospremnika I. tlačne zone voda precrpljuje u II. i iz
vodospremnika II. tlačne zone u vodospremnike III.
I. tlačna zona – vodospremnici s kotom preljeva do 185,50 m n.m.,
II. tlačna zona – vodospremnici s kotom preljeva do 264,50 m n.m.
III. tlačna zona – vodospremnici s kotom preljeva 345,00 m n.m.
Slika 7. Visinski položaj tlačnih zona vodoopskrbnog sustava (izvor: Nacrt strategije razvoja vodoopskrbe i
odvodnje, 2012.)
Transport vode od izvorišta do vodosprema I. visinske zone odvija se putem četiri magistralna
pravca, Slika 8:
• izvorište Mala Mlaka, Zapruđe - vodospreme Jurjevska-Tuškanac, Sokolovac;
• izvorište Sašnak, Žitnjak II - vodospreme Bukovac, Laščina i Oporovec;
• izvorište Petruševec - vodosprema Oporovec;
• izvorište Strmec - vodospreme Lisičina i Jačkovina.
9
Slika 8. Vodoopskrbni sustav grada Zagreba – magistralni pravci i objekti
Iz navedenog vidljivo je da svaka vodoopskrbna tlačna zona obuhvaća visinsku razliku od 80 m, iz
čega se da zaključiti da je sustav vodoopskrbe grada Zagreba visokotlačni sustav, što je ujedno i
jedan od glavnih problema sustava. Podjela sustava po tlačnim zonama i područjima je prikazana
na slici 9. Gledano po tlačnim zonama najveća potrošnja vode je u I. tlačnoj zoni cca 89%, a
preostalih 11% otpada na II. i III. tlačnu zonu.
Mogućnost povezivanja područja istok, centar i zapad su na dvama točkama: CS "Pile", kojom se
omogućava tok vode s istoka prema centralnom dijelu sustava, te regulacijskim ventilom na Selskoj
cesti kojim se omogućava dotok vode iz centralnog dijela sustava prema zapadu.
10
Slika 9. Podjela sustava po tlačnim zonama s udjelom tlačnih zona u količinama isporučene vode na
zagrebačkom području
4 Bilanca voda
4.1. Izvorišta vode
Za potrebe vodoopskrbe grada Zagreba, koriste se izvorišta za koje tvrtka Vodoopskrba i odvodnja
d.o.o. ima mogućnost zahvaćati vodu u količinama kako slijedi po pojedinim izvorištima:
a) izvorišta na području grada Zagreba:
- Petruševec (kapacitet 2.000 l/s),
- Mala Mlaka (kapacitet 1.200 l/s),
- Sašnak (kapacitet 900 l/s),
- Zapruđe (kapacitet 300 l/s),
- Žitnjak (kapacitet 120 l/s),
b) izvorišta na području Zagrebačke županije:
- Strmec (kapaciteta 700 l/s),
- Slapnica (kapaciteta 68 l/s),
- Lipovec (kapaciteta 15 l/s);
te veći dio kapaciteta izvorišta Velika Gorica za koje pravo korištenja voda posjeduje „VG
vodoopskrba“ d.o.o. Velika Gorica. Kapacitet izvorišta je 900 l/s, a Vodoopskrba i odvodnja d.o.o.
ima pravo koristiti 700 l/s.
11
Tablica 1 prikazuje instalirane izdašnosti izvorišta te zahvaćene i crpljene količine vode za svako
izvorište u razdoblju 2011. - 2014. godine. Prikazani podaci za izvorišta su dobiveni od Službe
crpljenja (ViO d.o.o), a za vodozahvate Slapnicu i Lipovec su procijenjeni, jer se na vodozahvatima
ne vrši mjerenje protoka. Prosječna količina zahvaćene i crpljene vode je približno 4.000 l/s i taj
trend se držao gotovo svake godine. Kao iznimku se može promatrati 2013. i 2014. godina kada je
pala količina crpljene i zahvaćene vode za cca 170 l/s. Pad količina crpljene vode se može objasniti
smanjenjem potrošnje privrednih potrošača i porastom cijene vode, koje je nastupilo 01.01.2013.
godine te uspostavom DMA/PMA zona.
Tablica 1. Instalirana izdašnost izvorišta i vodozahvata¸ te crpljena, zahvaćena i kupljena količina vode u
razdoblju 2011. – 2014. godine
Izvorište/vodozahvat
Instalirana izdašnost izvorišta - prema podacima
distributera Crpljena i zahvaćena količina vode (l/s)
Q (l/s) 2011 2012 2013 2014 Prosjek 2011-
2014
Mala Mlaka 1.500 904 753 795 829 820
Petruševec 1.000 939 1.044 986 983 988
Sašnak 900 837 754 723 717 758
Zapruđe 700 229 245 281 285 260
Žitnjak 120 55 60 48 0 41
Strmec 300 545 566 589 564 566
Slapnica i Lipovec 83 70 70 70 70 70
Ukupno ZG: 4.603 3.579 3.492 3.492 3.448 3.503
Izvorište
Instalirana izdašnost izvorišta - prema podacima
distributera Crpljena i zahvaćena količina vode (l/s)
Q (l/s) 2011 2012 2013 2014 Prosjek 2011-
2014
Velika Gorica 900 (700 za ZG, 200 za VG) 396 481 298 188 341
Sveukupno: 5.303 3.975 3.973 3.790 3.636 3.844
4.2. Potrebe vode
Potrebe za vodom na području projekta analiziraju se za sve korisnike, uzimajući u vidu
dosadašnje trendove, statističke podatke, podatke o potrošačima, zahvaćenoj i isporučenoj vodi,
itd. Ovi podaci su od ključne važnosti kako za izradu tehničkih rješenja, tako i za izradu financijsko
ekonomskih analiza pri izradi Studije izvodljivosti, te su kao takvi predmetom posebnog
razmatranja od strane europskih konzultanata.
Pri izračunu potreba za vodom razmatraju se stalni stanovnici, privremeno stanovništvo,
gospodarske potrebe uključivo turizam, iako je udio korištenja vodnokomunalnih usluga od strane
turizma, koji prema podacima turističke zajednice iznose manje od 1% u mjesecu sa maksimalnim
brojem turista, stoga zanemariv.
12
Slika 10. Projekcija broja stanovnika do 2045. po JLS
Predviđene potrebe za vodom su prikazane na slici 11 i tablici 2.u nastavku.
Slika 11. Projekcija kretanja ukupne potrošnje vode u budućnosti po gradovima i općinama
13
Tablica 2. Bilanca vode za narednih 30 godina (m³/god.).
JLS / Naselje 2015 2019 2023 2030 2035 2040 2045
Zahvaćena voda 115.026.978 113.067.295 88.924.900 85.531.844 83.422.681 81.595.145 79.993.673
Kućanstva - fakturirana 41.284.371 43.421.124 42.260.345 41.064.360 40.587.244 40.304.220 40.165.146
Privreda - fakturirana 15.628.549 14.496.493 15.204.901 15.921.237 16.129.274 16.242.474 16.274.951
Ukupno - fakturirana 56.808.029 57.917.617 57.465.246 56.985.597 56.716.518 56.546.694 56.440.097
Nefaktur. ovlaštena 1.420.201 1.447.940 1.436.631 1.424.640 1.417.913 1.413.667 1.411.002
Ovlaštena potrošnja 58.228.230 59.365.557 58.901.877 58.410.237 58.134.431 57.960.361 57.851.099
Neprihodovana voda 56.798.748 53.701.737 30.023.023 27.121.607 25.288.250 23.634.784 22.142.573
Netočnost mjerenja 568.080 579.176 574.652 569.856 567.165 565.467 564.401
Neovlaštena potrošnja 2.329.129 2.374.622 2.356.075 2.336.409 2.325.377 2.318.414 2.314.044
Gubitak 53.901.539 50.747.939 27.092.295 24.215.342 22.395.707 20.750.902 19.264.129
(u % zahvaćene vode) 47% 45% 30% 28% 27% 25% 24%
Sr. dnevna potroš. (m³/d)
147.350 158.678 157.439 156.125 155.388 154.922 154.630
Sr. dnevna gubici (m³/d) 147.675 139.035 74.225 66.343 61.358 56.852 52.778
Potreban dnevni maks (l/s)
4.310 4.253 3.482 3.370 3.300 3.240 3.188
Sr. dnevna potrošnja(l/s) 3.647 3.585 2.820 2.712 2.645 2.587 2.537
Na osnovu analize postojećih izvorišta i projekcije budućih potreba za vodom može se zaključiti da
ViO Zagreb kratkoročno gledano, u narednom razdoblju, neće imati potrebe za zahvaćanjem vode
s drugih izvorišta.
5 Tehnička rješenja
Osnovna problematika višegodišnjeg strateškog razvoja vodoopskrbe jest odlučiti se za jedan od
dva osnovna koncepta razvoja vodoopskrbe. Jedan se zasniva na zadržavanju visokih tlakova u
magistralnim cjevovodima, zadržavanjem podjele sustava po područjima (istok, centar i zapad) uz
uspostavu DMA i PMA zona kojima bi se vršile kontrole protoka i tlakova u manjim cjelinama, te na
taj način smanjivali gubici u sustavu. Drugi, radikalniji koncept, zasniva se na jačem prostornom
povezivanju sustava, te formiranjem tzv. "nulte" vodoopskrbne zone, odnosno zone u kojoj bi se na
cjelokupnom području tlakovi snizili za cca 2 bara, te uz to još nastavile i aktivnosti na uspostavi
DMA i PMA zona.
Bez detaljnih mjerenja i analiza nemoguće je ustanoviti da li se više puknuća i curenja događa na
magistralnim cjevovodima ili samoj vodoopskrbnoj mreži, ali je činjenica da su ti gubici značajni.
Vodoopskrbne mreže su stare, a magistralni cjevovodi često nisu imali katodnu zaštitu te su stoga
dotrajali i propusni.
Zadržavanjem postojećeg stanja, odnosno prvim konceptom, smanjile bi se potrebe za značajnim
investicijama u promjeni hidrauličkog koncepta, ali bi se zbog zadržanih tlakova u glavnim
pravcima, zadržao i udio u visokim gubicima vode zbog visokih tlakova. Visoki tlakovi uslijed naglih
pogonskih uvjeta u sustavu (primjerice nagli prestanak rada crpki na crpilištu), uzrokuju i povećane
hidrauličke udare, što opet negativno utječe na broj puknuća i curenja vode. Ono što također
ovakav koncept dugoročno čini neprihvatljivim jest da se velika količina vode, gotovo 50%, najprije
kontinuirano crpi na visoke kote, da bi se uložena energija potom kroz formirane PMA zone
nepotrebno gubila reducirajući tlakove na vrijednosti potrebne za redovitu vodoopskrbu.
S druge pak strane, formiranjem tzv. "nulte" zone, tj. smanjivanjem tlaka na polovici sustava,
ostvarile bi se značajne uštede kroz manje potrebno ulaganje energije, direktno smanjivanje
14
gubitaka vode zbog smanjivanja tlaka u sustavu (slika 12), te dodatno smanjivanje gubitaka vode
zbog smanjenog broja puknuća cjevovoda (slika 13). Nultom zonom će se riješiti i problem vezan
uz postojeću nepovezanost sustava, te će se na taj način povećati sigurnost opskrbe vodom svih
potrošača i optimizirati crpljenje na svim izvorištima. Problemi koji se javljaju u ovom konceptu, jesu
potreba za dogradnjom/zamjenom hidroforskih postrojenja kod visokih zgrada, veći investicijski
troškovi, mogući problemi začepljenosti postojećih instalacija, te nagla promjena pogona što može
uzrokovati početne probleme s tlakovima na najvišim dijelovima, dizanjem taloga u cijevima većeg
profila koja su sada zatvorena i navikama stanovništva.
Slika 12. Utjecaj smanjenja tlaka na sustavu na smanjenje gubitaka vode [1]
N1 – eksponent osjetljivosti curenja u ovisnosti o tlaku (za Zagreb N1=1,00))
Slika 13. Utjecaj tlaka i stupnja učestalosti postojećih puknuća na generiranje novih puknuća na cjevovodnoj
mreži i kućnim priključcima [2]
(utjecaj tlaka i stupnja učestalosti postojećih puknuća za Zagreb – srednji do visok)
15
Tehničkim rješenjima i Studijom izvodljivosti, formiranje "nulte" vodoopskrbne zone predstavljeno je
kao smjer kojim bi se vodoopskrba grada Zagreba trebala dalje razvijati. Prilikom izrade tehničkih
rješenja respektirala su se dosadašnja tehnička rješenja, te prostorno planska dokumentacija,
pogotovo obzirom na malu raspoloživost prostora za potrebu izgradnje glavnih građevina, naročito
crpnih stanica i vodospremnika. Ipak su se na bazi izrađenih hidrauličkih modela, nastalih na
temelju aktualne analize potreba za vodom izvršile neke promjene. Te promjene su omogućile
značajnije reduciranje broja građevina koje je potrebno izgraditi da bi se formirala "nulta" zona, pa
je samim time uspostava ove zone postala izvodljiva u nekom kratkoročnom periodu.
Razmatrane su dvije moguće varijante uspostave "nulte" zone ovisno o izgradnji vodospremnika
"Šalata" ili vodospremnika "Vinogradska" pozicioniranoj zapadnije. U varijanti s vodospremnikom
„Vinogradska“ (V=30.000 m3) potrebno je izgraditi veći broj građevina, što je uvjetovano lokacijom
vodospremnika, nego u varijanti s vodospremnikom „Šalata“ (V=30.000 m3). U obje varijante su
predviđene veze „nulte“ i I. zone putem regulacijskih ventila, koji bi u satima vršne potrošnje
propuštao vodu iz prve u „nultu“ zonu. Kako obje varijante imaju isti učinak na sustav te obuhvat
„nulte“ zone je isti za obje varijante financijskom analizom je utvrđeno da je prihvatljivije formirati
"nultu" zonu izgradnjom vodospremnika "Šalata" te se ti rezultati prikazuju u nastavku.
Osnovna ideja (smanjenje tlaka i povezivanje istočnog i centralnog podsustava) "nulte" zone je
definirana ranijom projektnom dokumentacijom. Tehničkim rješenjem i Studijskom dokumentacijom
izvršena je temeljita novelacija s kojom se napravio korak više u vidu učinkovitijeg povezivanja
sustava i smanjenja investicije. Prema sadašnjim i budućim potrebama za vodom (Analiza potreba
koja je izrađena prema EU Direktivama, strateškim dokumentima i regulativnom RH), te analizom
hidrauličkih modela i dostupnih podloga utvrdilo se da se "nulta" zona može koncipirati i sa znatno
manjim zahvatom nego što je ranije bilo predviđeno. Ovim koncepcijskim rješenjem "nulte" zone
povećat će se povezanost ne samo podsustava istok i centar, nego će se i povezati i podsustav
zapad, tako da će zagrebački dio distribucijskog područja tvoriti jednu funkcionalnu cjelinu.
Cjelovitijem funkcioniranju sustava pridonosi i povezanost "nulte" zone sa I. tlačnom zonom u više
karakterističnih točaka.
Da bi se dobio bolji uvid u postavke koncepcijskog rješenja nulte zone na slici 14 je dan shematski
prikaz funkcioniranja sustava, tj. na slici se jasno može vidjeti koji glavni pravci pripadaju "nultoj"
zoni, a koji ostaju u prvoj zoni, lokacije vodospremnika, crpnih stanica, regulacijskih ventila, te
planiranih transportnih cjevovoda.
16
Slika 14. Nulta zona, shema funkcioniranja sustava
"Nulta" zona obuhvaća područje nizinskog središnjeg i istočnog dijela Grada Zagreba. Granica se
kreće od juga sve do obronaka Medvednice na koti cca 130 m n.m (Slika 15). Na dijagramu na slici
se vidi da se na području nulte zone ostvaruje 50% potreba za vodom na zagrebačkom području.
Zbog položaja izvorišta Strmec zapadni dio nije bilo moguće uključiti u "nultu" zonu, a Sesvetski dio
zbog topografije i vodospremnika VS „Cerje“. Kreiranje "nulte" zone, tj. područja sa sniženim
tlakom će se ostvariti izgradnjom vodospremnika VS „Šalata“ s kotom preljeva 167 m n.m., što će
rezultirati padom tlaka za oko 2 bara (slika 16).
17
Slika 15. Nulta zona VS „Šalata“
Slika 16. Nulta zona VS „Šalata“ - tlakovi u sustavu
18
Uz izgradnju vodospremnika VS „Šalata“ potrebno je izvesti prespoje na cjevovodima kako bi se
utvrdila granica "nulte" i I. tlačne zone. U vodospremniku VS „Šalata“ će se nalaziti dvije grupe
crpki, jedna za smjer VS „Jurjevska“, a druga za smjer VS „Bukovac“. Na crpkama će se nalaziti
premosnice (bypass) kako bi se u slučaju havarije iz vodospremnika I. tlačne zone mogao puniti
VS „Šalata“ te time zadovoljiti potrebe za vodom u "nultoj" zoni. Na taj način će se povezati
izvorišta Sašnak i Žitnjak s "nultom" zonom. Izgraditi će se precrpne stanice CS „Horvati“, CS „Klin“
i CS „Ivanja Reka“, koje će tlačiti vodu iz "nulte" zone u I. tlačnu zonu, a premosnicama će se
osigurati da se u slučaju nužde "nulta" zona opskrbljuje vodom iz I. tlačne zone. Uz navedeno će
se osigurati nekoliko lokacija s regulatorima tlaka pomoću kojih će se moći distribuirati voda iz I.
tlačne zone u "nultu" zonu.
Uz ovakvu konfiguraciju sustava se osigurava povezivanje izvorišta Mala Mlaka i Zapruđe s
istočnim dijelom sustava, kao i Petruševca sa centralnim dijelom sustava, a samim tim i njihova
poveznica sa zapadnim dijelom sustava. Time se osiguravaju povoljniji uvjeti distribucije vode u
cijelom sustavu.
Smanjenje tlaka će rezultirati smanjenjem vodnih gubitaka. Očekivano smanjenje vodnih gubitaka
u nultoj zoni zbog svih mjera koje će se poduzeti na tom području procjenjuje se da će iznositi oko
500 l/s (15.768.000 m3/god.). Prilikom izračuna procjene smanjenja količine vodnih gubitaka
koristila su se dosadašnja saznanja iz stručne literature (Ovisnost veličine curenja o povećanju ili
smanjenju tlaka unutar sustava, Yi Wu i dr., Utjecaj regulacije tlaka na učestalost novih curenja i
puknuća, Thornton i Lambert), te hidrauličke analize postojećeg i budućeg stanja.
Uz navedene zahvate na sustavu potrebne za formiranje "nulte" zone potrebno je izvršiti
frekventnu regulaciju rada crpki na izvorištima kako bi se sustav prilagodio novim tlačnim uvjetima
te postaviti ili sanirati hidroforska postrojenja kako bi se osigurala adekvatna vodoopskrba u
visokim zgradama.
Studijom izvodljivosti planirano je dugoročno dodatno smanjivanje tlaka i zbog drugih mjera koje je
moguće poduzeti s ciljem smanjivanja gubitaka:
- smanjenje gubitaka zbog rekonstrukcije 103,8 km cjevovoda 6.836.741 m3
- smanjenje gubitaka zbog uspostave nulte zone 15.768.000 m3
- smanjenje gubitaka zbog regulacije tlaka u PMA zonama 2.522.880 m3.
Na slici 17 se vidi očekivano smanjivanje gubitaka u sustavu uslijed različitih mjera koje je moguće
provesti.
19
Slika 17. Plan smanjenja gubitaka – kratkoročni i dugoročni plan razvoja sustava
Da bi se omogućila provedivost ovakvog zahvata hidrauličkim sagledavanjem sustava nastojale su
se zadržati i maksimalno iskoristiti postojeće građevine, kako bi se reducirao potreban broj
građevina u kratkoročnoj fazi i smanjila ukupna potreba za investiranjem. Tu se prije svega ističe
otvaranje pojedinih cjevovoda na kontaktima zona istok, centar i zapad, kako bi se omogućio bolji
transport vode prema zapadu. Od velikog je značaja korištenje postojećeg magistralnog cjevovoda
profila 1000 mm i 800 mm kojim bi se voda, uz rekonstrukciju cjevovoda i očekivanu promjenu toka
vode u ovom slučaju od Zagrebačke prema jugu, tj. prema usisu novoplanirane CS "Horvati"
koristila kao cjevovod za dotok vode od istoka ka zapadu (u protivnom bi imao samo funkciju
dovoda vode za lokalnu vodoopskrbu dok bi se morao graditi novi cjevovod uz nasip), te izgradnja
regulacijskog ventila na zapadu koji bi bio postavljen na vrijednost da isporučuje vodu iz prve zone
u "nultu" samo u satima vršne potrošnje, kako bi se osigurali odgovarajući tlačni uvjeti. Zanimljivo
je kako ukupni protoci, a time i uložena energija u crpljenje prema prvoj zoni, a potom reduciranje
prema "nultoj", ovise o njegovom položaju. Na slikama 18 i 19 (prikaz rezultata matematičkog
modela) vidljivi su različiti protoci ukoliko bi se regulacijski ventil smjestio uz Selsku cestu.
20
Slika 18. Protoci kroz redukcijski ventil - varijanta zapad
Slika 19. Protoci kroz redukcijski ventil - varijanta Selska
Na kraju ovog poglavlja prilaže se karta na kojoj su generalno označene građevine koje su bile
planirane za potrebu uspostave "nulte" zone po dosadašnjim rješenjima, ali ih po ovom rješenju
nije potrebno izgraditi u kratkoročnoj fazi razvoja vodoopskrbe čime se ukupna investicija potrebna
za kratkoročni razvoj vodoopskrbe i formiranje "nulte" zone smanjuje za cca 75%.
21
Slika 20. Formiranje nulte zone u kratkoročnoj fazi razvoj vodoopskrbe
6 Zaključak
Izrađenom Studijom izvodljivosti u dijelu koji se odnosi na vodoopskrbu pokazane su mjere koje je
potrebno provesti ka unapređenju sustava vodoopskrbe grada Zagreba. U njoj su definirane tri
komponente razvoja: proširenje sustava radi priključivanja novih korisnika, rekonstrukcije dijela
sustava radi smanjivanja gubitaka vode, te formiranje "nulte" vodoopskrbne zone. U završnoj verziji
Studije prolongirano je uključenje treće komponente - formiranje "nulte" zone u kratkoročnu fazu do
provedbe Programa upravljanja gubicima vode. Tim Programom na detaljnoj će se razini, počevši
od detaljnih hidrauličkih modeliranja i rješenja koja proizlaze, uz izradu detaljnog protokola
uspostave "nulte" zone, kao i izrade same projektne dokumentacije, definirati svi dijelovi potrebni
za uključivanje u Studiju izvodljivosti. Dinamika izrade ovoga Programa utjecati će na eventualno
uključivanje ove komponente u kratkoročni plan Studije izvodljivosti.
U svakom slučaju prikazana rješenja pokazuju velike dugoročne koristi koje bi se dobile
uspostavom "nulte" zone. Ono će prije svega riješiti problem visokog tlaka na velikom dijelu
distributivnog područja, a kao posljedica toga će biti smanjenje vodnih gubitaka, smanjenje broja
puknuća cjevovoda (zbog povoljnijih hidrauličkih uvjeta), smanjenje troškova održavanja (kao
posljedica smanjenog broja puknuća i povoljnijih tlačnih uvjeta u mreži), dulji vijek trajanja
cjevovoda te racionalizacija pogona glavnih izvorišta. Smanjenjem vodnih gubitaka na sustavu
pridonosi se zaštiti prirodnih resursa i održanju kakvoće vode izvorišta. "Nultom" zonom će se
riješiti i problem vezan uz postojeću nepovezanost sustava, te će se na taj način povećati sigurnost
opskrbe vodom svih potrošača i optimizirati crpljenje na svim izvorištima.
22
Investicijski troškovi vezani uz izgradnju ovakvog značajnog zahvata, bili bi sufinancirani od strane
EU u postotku koji bi dodatno omogućavao njegovu provedbu (slika 21).
Slika 21. Izvori financiranja
Tehnička rješenja proizašla iz Studije izvodljivosti temelj su za izradu Programa upravljanja
gubicima vode, a zajedno će te dvije aktivnosti biti osnova za izradu Strategije razvoja
vodoopskrbe grada Zagreba. Tom strategijom će se osim osnovnih mjera obuhvaćenih Studijom,
obuhvatiti i ostale planirane vodoopskrbne građevine (crpilište Kosnica, magistralni cjevovodi,
vodospremnici,...) od buduće strateške važnosti za vodoopskrbu grada Zagreba.
Literatura
[1] D. Vouk, Ž. Vuković, I. Halkijević, D. Malus: Matematičko modeliranje kao neizostavan
segment analize vodnih gubitaka u vodoopskrbnim sustavima, Aktualna problematika u
vodoopskrbi i odvodnji (2012.), pp. 177-191.
[2] D. Vouk, Ž. Vuković, I. Halkijević, D. Malus: Ekonomska analiza vodnih gubitaka, Aktualna
problematika u vodoopskrbi i odvodnji(2012.), pp. 111-121.
[3] Studija izvodljivosti, Projekt Zagreb - Razvoj sustava vodoopskrbe i odvodnje, Hidroprojekt-
ing projektiranje d.o.o., Zagreb 2015.
[4] Nacrt strategije razvoja vodoopskrbe i odvodnje ZGH, VIO 2012.
[5] Jović, V.: Osnove hidromehanike, 1. izdanje, 2006.
[6] EPANET 2, Users manual, EPA, USA, Cincinnati OH, 2005.
AUTORI:
Luka Jelić, dipl.ing.građ.
Hidroprojekt-ing d.o.o. Zagreb, Draškovićeva 35/1
01/4553-141
23
Martina Tadić, dipl.ing.građ.
Hidroprojekt-ing d.o.o. Zagreb, Draškovićeva 35/1
01/4553-141
