Osnove hidrotehnike i vodogradnje

Literatura:1.

ivko Vukovi : Osnove hidrotehnikePrva knjiga, Prvi dio Akvamarine, Zagreb, 1994. Prva knjiga, Drugi dio Akvamarine, Zagreb, 1996

2. 3.

Guli , I.: Opskrba vodom Zagreb, 2000 Jure Margeta: Kanalizacija naselja , Split, 1998.

Zna aj, podjela, zadaci hidrotehnike, osnove vodoprivrede i njene djelatnosti

Predavanja

HIDROLOGIJAOsnove meteorologije i klimatologije Osnove hidrologije, njena podjela i zadaci Isparavanje, teorija isparavanja, metode i pristupi prora una, mjerenje Prirodni re im vode na slivu i procesi s vodom Hidrometrija, zadaci, metode i instrumenti

HIDRAULIKA Osnove hidraulike i njena podjela Hidrostatika Hidrodinamika Strujanje vode pod tlakom Strujanje sa slobodnom povr inom vode Osnove dinamike podzemnih voda Metode prou avanja bilansa podzemnih voda

DEFINICIJA, ZNA AJ, CILJ I ZADACI HIDROTEHNIKEHidrotehnika je znanstvena disciplina koja prou ava tehni ke aspekte a) kori tenja voda, b) za tite od tetnog djelovanja voda i c) za tite voda kao resursa. - tehnika povezana s vodom se mo e shvatiti kao niz tehni kih mjera, zahvata, kojima se prostorni i vremenski koli ine i kvalitete vode, diktiran prirodnim mijenja prema potrebama ovjeka, odnosno

Hidrotehnika odnosno raspored uvjetima, ljudi.

Zna aj hidrotehnike se ogleda u temeljnoj va nosti vode kao uvjeta ovjekovog ivota, to se mo e sagledati kroz tri op epoznate spoznaje: 1. Voda je jedna od osnova nastanka, razvoja i postojanja dana njih oblika ivota na Zemlji. 2. Voda se pojavljuje i kao jedna od osnova za mnoge aktivnosti ovjeka kojima on koristi vodu, ili su te aktivnosti vezane na vodu ili uz vodu, ili se one odra avaju na stanje vode. 3. Voda se nalazi u prirodi.

Zna aj hidrotehnike je uvjetovan odnosom ovjeka prema svojstvima vode od kojih su, s aspekta njegovih interesa, najbitnija: a) Voda je nezamjenjiva ivotna namirnica; b) Voda je prirodni resurs koji prakti ki slu i u svim proizvodnim procesima kao sirovina i/ili sredstvo zarad. c) Voda je razorna tvar koja ugro ava ovjeka i njegov okoli . Radi toga je ovjek stalno prinu en ulagati energiju kako bi gradio i odr avao za titne sustave. d) Voda je najrasprostranjenija ivotna sredina (biotop), koju naseljavaju brojne ivotne zajednice (biocenoze).

CILJ HIDROTEHNIKE upravljanje temeljnom kategorijom svih hidrotehni kih analiza i planiranje vodnim re imom sveukupan dinamizam promjena kvantitativnih i kvalitativnih osobina voda i dinamika njihovog odnosa s okoli em. Dva osnovna oblika vodnog re ima: a) Neupravljani prirodni ili prirodni kombiniran s antropogenim utjecajem b) Upravljani posredstvom akumulacija i retencija Osnovni cilj organiziranih hidrotehni kih djelatnosti sadr an je u nastojanju da se iz neupravljanih vodnih re ima to prije prije e u upravljane vodne re ime.

Klju na dva upravljana stanja vodnog re ima: a) biolo ki minimum kao ekolo ka kategorija, je najmanji protok u vodotoku koji s mora stalno ispu tati iz akumulacija (retencija) da bi se sa uvale biocenoze u vodotoku kao biotopu - on je dinami ka kategorija ovisan o sadr aju otopljenog kisika u vodi potrebnog za ivot biocenoze - u upravlja ke zadatke ulazi kao ograni enje b) vodoprivredni minimum kao vodoprivredna kategorija, je najmanji protok u vodotoku koji uzvodni korisnici moraju ostaviti za namjenske potrebe nizvodnih korisnika - predstavlja upravlja ku varijablu do koje se dolazi optimalizacijom i iterativnim usagla avanjem interesa svih uzvodnih i nizvodnih korisnika voda

ZADACI HIDROTEHNIKE proizlaze iz postavljenog cilja i injenice da je vodu, kao najvitalniji resurs ija je dostupnost sve ograni enija, potrebno pravno tretirati kao dobro od op eg interesa, to podrazumijeva: Njeno racionalno, vi ekratno i vi enamjensko kori tenje u skladu s dugoro nim planskim dokumentima, a na temelju suglasnosti i dozvola za kori tenje i uz strogi dru tveni nadzor; Za titu od tetnog djelovanja (utjecaja) voda; Za tite vode kao resursa.

VODOPRIVREDAVodoprivreda je organizirana djelatnost na vodama kojom se ostvaruje: a) plansko i organizirano kori tenje vodnih resursa, b) za tita od tetnog djelovanja voda, c) odgovaraju a za tita vodnih resursa i d) upravljanje i gospodarenje vodama. Hidrotehnika se bavi tehni kom stranom vodoprivrede, te stoga predstavlja njenu fizikalno osnovu

VODNI RESURSTemeljni predmet vodoprivrede je vodni resurs, Vr, koji je definiran s tri komponente: 1. Koli inom vode, Q, 2. kvalitetom vode, K, 3. polo ajem vode u prostoru, L, to se mo e izraziti:

Vr ! _ , K , La Q

Ove komponente vodnog resursa su nosioci ukupnih mogu nosti njegovog kori tenja (totalnog potencijala), E.

Ukupne se mogu nosti mogu promatrati kao niz djelomi nih mogu nosti (parcijalnih potencijala), Ei, to se mo e izraziti:n

E ! Eigdje je n (n >1) broj djelomi nih mogu nosti vodnog resursa. Iskoristivi dio ukupnih (teorijskih) mogu nosti kori tenja vodnih resursa, Ek:n i !1

E k ! Pi E igdje jei !1

Pi

svaku mogu nost vodnog resursa

(0 Pi

1) - koeficijent iskoristivosti zaparcijalnog kori tenja

Bit vodoprivrede je sadr ana u zadatku da se gospodarenjem vodama polu i maksimalno mogu i u inak:n

Pi E i p maxi !1

Ovaj izraz treba razmatrati zajedno s ograni enjima ( eljama) kojima se definiraju minimalne potrebe E imin , odnosno: pojedinih parcijalnih korisnika,

Pi E i u

min Ei

Definiranje svih parcijalnih komponenata u okviru ukupnih mogu nosti kori tenja voda treba uvijek provoditi za cjelokupno slivno podru je.

VODOPRIVREDNA RJE ENJAAnalize djelomi nih i ukupnih mogu nosti kori tenja voda provode se u okviru vodoprivrednih rje enja, a ona mogu biti: a) jednonamjenska, b) vi enamjenska, c) slo ena (kompleksna), d) sveobuhvatna (integralna).

a) Jednonamjenska vodoprivredna rje enja odnose se samo na po jedan oblik parcijalnog potencijala Jedan korisnik jedan vodoprivredni sustav Karakteristi an za razdoblje vodnog izobilja b) Vi enamjenska vodoprivredna rje enja su prisutna kod sustava gdje se rje avaju vodoprivredni problemi dviju ili vi e vodoprivrednih grana - koriste se samo neki vidovi parcijalnih potencija odre enog podru ja, pa zbog toga ono ne mora, a naj e e i nije optimalno u pogledu irih dru tvenih interesa c) Slo eno vodoprivredno rje enja predstavlja cjelovito i optimalno rje enje kojim se ostvaruje kori tenje ukupnog vodnog potencijala. Tim rje enjem su obuhva ene sve vodoprivredne grane. d) Sveobuhvatno vodoprivredno rje enje je samo ono vodoprivredno rje enje koje je tijekom planiranja optimalizirano i odre eno kroz plansko uskla ivanje interesa vodoprivrede i svih ostalih korisnika prostora. - kod ovog rje enja su vodoprivredni ciljevi, vezani za kori tenje ukupnih mogu nosti nekog prostora, na vrijeme uskla eni sa svim ostalim ciljevima na tom prostoru.

VODOPRIVREDNI POSTULATIVodoprivredni postulati definiraju strate ka opredjeljenja za plansko i organizirano upravljanje vodnim resursima. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Voda je nezamjenjiva tvar. Voda je dobro od op eg interesa Vodama se raspola e demokratski. vodama se upravlja integralno. Vodama se upravlja stalno. Vodoprivredna jedinica je sliv. Vodoprivreda je slo ena akcija.

8. Upotrebljiva 9. 10. 11. 12.

ljudskog rada. Vodoprivreda je dinami ka, adaptivna kategorija. Da bi se voda mogla koristiti u budu nosti mora se investirati u sada njosti. Vodoprivredna planiranja moraju prethoditi svim ostalim dru tvenim planiranjima. Upravljanje vodama je pretvaranje informacija u akciju.

voda je proizvod (rezultat)

VODOPRIVREDNA PODRU JA I VODOPRIVREDNE GRANE

VODOPRIVREDA VODOPRIVREDNA PODRU JAKORI TENJE VODA I VODOTOKA URE ENJA VODA I VODOTOKA I ZA TITA OD POPLAVA ZA TITA VODA UPRAVLJANJE I GOSPODARENJE VODAMA

VODOPROVREDNE GRANE1.Opskrba stanovni tva i industrije vodom 2. Navodnjavanje poljoprivrednih povr ina 3. Kori tenje vodnih snaga (hidroenergetika) 4. Plovni putovi i plovidbena infrastruktura 5. Ribogojstvo u ure enim ribnjacima 6. Eksploatacija gra evinskog materijala iz vodotoka 7. Turizam, rekreacija i sportovi na vodi 8. Specijalni korisnici (vojne potrebe i dr.) 1. Konzervacija zemlji ta i voda (ure enje sliva) 2. Protuerozijska za tita i ure enje bujica 3. Regulacije prirodnih vodotoka i ure enje obala 4. Za tita od poplava 5. Odvodnjavanje oborinskih voda iz urbanih sredina 6. Odvodnjavanje poljoprivrednih povr ina 1. Odvodnjavanje otpadnih voda iz urbanih sredina 2. Pro i avanje otpadnih voda 3. Reguliranje (oboga ivanje) re ima malih voda 4. O uvanje ekosistema u svim prirodnim i umjetnim akvatorijima i njihovom okoli u 1. Planiranje dugoro nog razvoja vodoprivrede 2. Vo enje dugoro ne vodoprivredne politike 3. Upravljanje potro njom vode 4. Pravna za tita voda i prostora 5. Vodno pravo i njegovo unapre enje 6. Me unarodna vodna politika i suradnja

Upravljanje i gospodarenje vodama ovim vodoprivrednim podru jem obuhva ene su sve mjere dugoro ne vodoprivredne politike koje prerastaju okvire pojedinih grana ili sustava. To su sve one mjere koje jedno organizirano dru tvo treba poduzeti gospodare i vodama. To su mjere koje izlaze iz vodoprivredne nadle nosti , i zadiru u podru je pravnog, ekonomskog i organizacijskog anga iranja jedne pravne dr ave u podruju upravljanja vodama.

VODOPRIVREDNI SUSTAVI (VODOPRIVREDNI SISTEMI)su prirodni vodni sustavi i svi umjetni (prvenstveno hidrotehni ki) objekti i mjere na njima i njihovoj okolini koji su namijenjeni kori tenju voda u svim vidovima ljudskih aktivnosti, za titi od tetnog djelovanja voda i za titi voda.

Proces dru tvenog razvoja uvjetovao je odre enu evoluciju u razvoju vodoprivrednih sustava, pa razlikujemo tri faze: 1. Prva faza karakterizirana vodnim izobiljem prete no su kori teni jednonamjenski sustavi kojima su na najekonomi niji na in zadovoljavane potrebe pojedinih korisnika. 2. Druga faza karakterizirana porastom potro nje vode i postupno smanjenjem kvalitete vodnih resursa izgra ivani su vi enamjenski sustavi koji istovremeno osiguravaju potrebe za vodom vi e korisnika. Upotrebom akumulacija omogu uje se zna ajna regulacija voda. 3. Tre a faza karakterizirana izgradnjom slo enih sustava sa znatno izra enijom volumenskom ulogom akumulacija. Istovremeno se uvodi i visok nivo osiguranja od tetnog djelovanja voda, za tita kakvo e voda postaje prioritetni dru tveni problem, a potro nja vode se ograni ava planskim mjerama racionalizacije u svim vidovima kori tenja, napu tanjem zastarjelih tehnologija i uvo enjem recirkulacije vode

OSOBINE VODOPRIVREDNIH SUSTAVA1. Slo ena namjena2. Prostornost i razgranatost 3. Suprotnost interesa 4. Dinami nost sustava 5. Asinhronost 6. Delikatnost problema sigurnosti 7. Specifi nost ekonomi nosti vodoprivrednih sustava 8. Zna aj po okolinu 9. Sociolo ki aspekti 10. Slu ajan (stohasti ki) karakter sustava

MATEMATI KI OPIS VODOPRIVREDNIH SUSTAVANa najvi em nivou apstrakcije, vodoprivredni sustavi, V, mogu se opisati trojkom:

V ! _ , K , La Q

Q - matrica koja definira prostornu raspore enost Q

K L

(lokacija - matrica koja definira kvalitetu vodnih resursa: kemijsku i biolo ku kvalitetu, temperaturu, nanos i sl. - matrica koja definira prostornu raspore enost vodnih resursa, pomo u tri koordinate x, y i z. (duljina, irina i visina).

OPTIMALIZACIJA VODOPRIVREDNIH SUSTAVAOptimalizacijom vodoprivrednih sustava rje avaju se dvije glavne grupe zadataka: 1. Zadaci optimalne analize kada je poznat vodoprivredni sustav, tj. njegovi parametri i konfiguracija, te za definirane kriterije i ograni enja Treba na i optimalno upravljanje. 2. Zadaci optimalne sinteze kada je prostor za optimalizaciju mnogo iri, jer za optimalno upravljanje treba na i: Optimalnu konfiguraciju (varijantu sustava) vodoprivrednog sustava, i - Optimalne fizi ke parametre (npr. volumen akumulacije

Kod postupka optimalizacije vodoprivrednih sustava obavezno treba: jasno definirati ciljeve kojima se pristupa optimalizaciji, - to no definirati kriterije za vrednovanje rje enja, - to no definirati ograni enja koja su postupkom optimalizacije uva avana.

ZAKONSKI PROPISI I DRU TVENA ZA TITA VODA I VODOTOKAPrimjenom zakonskih propisa dru tvene zajednice reguliraju uvjete kori tenja voda, mjere za tite od tetnog djelovanja voda i mjere za tite voda od zaga enja. Zakoni:Ustav republike Hrvatske (1990) Zakon o vodama (NN 107/95) Zakon o gra enju (NN 175/03) U pogledu vodoprivrednih djelatnosti sredi nje mjesto pripada Zakonu o vodama koji propisuje dono enje: 1. vodoprivredne osnove 2. vodoprivrednih planova, i 3. vodoprivrednih uvjeta, vodoprivredne suglasnosti i vodoprivredne dozvole.

VODOPRIVREDNA OSNOVA Je temeljni dokument koji dugoro no definira osnovu strategije kori tenja voda, za tite od voda i za tite voda na nekom slivu - njome se planski utvr uje kompleksno rje enje dru tveno i ekonomski najsvsishodnijeg gospodarenja vodama razmatranog slivnog podru ja VODOPRIVREDNI PLANOVI Daju vremenski rok u kome predlo eni vodoprivredni sustav treba realizirati, odre uje izvo a a pojedinih dijelova sustava, te diktira podjelu investicije kod vi enamjenskih objekata na pojedine korisnike postoje srednjoro ni planovi, petogodi nji planovi, i sl. VODOPRIVREDNI UVJETI, VODOPRIVREDNE SUGLASNOSTI I VODOPRIVREDNE DOZVOLE U zakonskoj regulativi sadr ane su i odredbe o vodoprivrenim uvjetima potrebnim u fazi projektiranaj vodoprivrednim suglasnostima koji se izdaju za gotove projekte vodoprivrednim dozvolama potrebnim za pu tanje u rad zavr enih objekata i sistema