1. No category

K praktičnim smernicam za trajnostno ravnanje s
sedimenti z uporabo Savskega bazena kot vzorčnega
primera
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Mednarodna komisija za Savski bazen
Kneza Branimira 29
Zagreb, Hrvaška
Tel: +385 1 488 69 60
E-mail: [email protected]
Web: www.savacommission.org
Naslovnica: Miroslav Jeremić- Drina pod Loznico
Grafično oblikovanje in tisk: www.it-graf.hr
2
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
1.
Uvod
Savski bazen se nahaja na območju petih držav: Slovenije, Hrvaške, Bosne in Hercegovine, Črne gore in
Srbije, zelo majhen del porečja pa sega tudi v Albanijo.
Slovenija, Hrvaška, Bosna in Hercegovina ter Srbija so podpisnice Okvirnega sporazuma o Savskem
bazenu (OSSB). Organ izvajanja OSSB je Mednarodna komisija za Savski bazen (ISRBC), ki je odgovorna za
razvoj skupnih načrtov in programov, med drugim tudi tistih v zvezi s trajnostnim upravljanjem voda.
Savska komisija je razvila Protokol k OSSB o ravnanju s sedimenti, ki potrjuje potrebo po učinkovitem
sodelovanju med pogodbenicami in po spodbujanju rešitev za trajnostno ravnanje s sedimenti. Kot
odziv na omenjene potrebe se je na pobudo urada UNESCO v Benetkah, skupaj z UNESCO-vo
Mednarodno pobudo za sedimente (ISI), Evropsko mrežo za ravnanje s sedimenti (SedNet) in
Mednarodno komisijo za Savski bazen (ISRBC), pričel izvajati projekt K praktičnim smernicam za
trajnostno ravnanje s sedimenti z uporabo Savskega bazena kot vzorčnega primera, z namenom razvoja
in uzakonitve praktičnih smernic za doseganje načrta trajnostnega ravnavnja s sedimenti na ravni
celotnega bazena in z uporabo Savskega bazena kot vzorčnega primera. Projekt Ocena bilance
sedimentov za reko Savo (BALSES) je izvedla osrednja strokovna skupina, ki je analizirala bilanco
sedimentov za glavni tok reke Save ob upoštevanju dotoka iz glavnih pritokov, ter s tem oblikovala
podlago za trajnostno čezmejno ravnanje s sedimenti in upravljanje z vodami.
2.
Pregled Savskega bazena in njegovih glavnih rek
Celotno območje Savskega bazena meri 97.713 km2. Visoka gorovja prevladujejo v zgornjem delu
porečja. Njegov južni osrednji del je hribovit in gorat, medtem ko so za severni osrednji in spodnji del
Savskega bazena značilna nižja gorovja in ravnice. Rečno omrežje v Savskem bazenu je dobro razvito,
vendar pa je bazen zelo asimetričen.
Podporečja Savskega bazena
Shematski prikaz porečja
3
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Zelo pomembna geološka značilnost Savskega bazena, ki vpliva na režim vode in sedimentov, je
prisotnost kraških pojavov. Teren je v glavnem sestavljen iz debelih plasti apnenca, medtem ko v
preostalem delu porečja prevladujejo peščenjak, lapor, glinavci, intruzivne in ekstruzivne magmatske
kamnine ter metamorfne kamnine.
Savski bazen ima v glavnem zmerno podnebje, z zelo opaznimi razlikami med hladnimi in toplimi letnimi
časi. Povprečna letna količina padavin je ocenjena na 1100 mm, vendar pa je količina padavin krajevno
zelo različna.
Povprečna letna količina padavin v Savskem bazenu
Povprečni letni odtok v Savskem bazenu
Poplave se običajno pojavijo spomladi in jeseni. Spomladanske poplave so posledica taljenja snega,
medtem ko do jesenskih pride zaradi močnega deževja.
Skupna dolžina reke Save je 945 km. Razdelimo jo lahko na tri dele:
• Zgornja Sava, med sotočjem Save Dolinke in Save Bohinjke ter Rugvico;
•
Srednja Sava, med Rugvico in ustjem reke Drine;
•
Spodnja Sava, dolvodno od ustja reke Drine.
V bližini Rugvice je tudi precej oster prehod med prodnato strugo reke (Zgornja Sava) v peščeno strugo
(Srednja Sava). Povprečni premer sedimentov od izvira reke Save do nagle spremembe padca v bližini
Rugvice je nekaj deset milimetrov. Material, ki sestavlja strugo Srednje in Spodnje Save, je manjši (pesek
in drobni prod z d50 pod 12 mm).
Najpomembnejši desni pritoki Save so reke: Ljubljanica, Krka, Kolpa, Una, Vrbas, Ukrina, Bosna, Drina in
Kolubara, najpomembnejši levi pritoki pa reke Savinja, Sotla, Krapina, Lonja, Orljava in Bosut.
4
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Shematski prikaz vzdolžnih profilov reke Save in nekaterih od njenih glavnih pritokov
3.
Monitoring sedimentov
V večini primerov monitoring sedimentov na ravni porečja vključuje redne preglede na terenu, slikanje iz
zraka in letalske posnetke erozije tal, erozije rečnih bregov, zemeljskih plazov in mehanskih premikov ter
redne meritve lebdečih in rinjenih plavin, sedimentacije v akumulacijah in kakovosti sedimentov.
Na vodomernih postajah, ki imajo pomembno vlogo pri monitoringu sedimentov, je potrebno izvajati
naslednje meritve:
1. Redno: meritve koncentracije in velikosti lebdečih plavin ter gradient velikosti lebdečih plavin in
materiala, ki sestavlja strugo.
2. Občasno: meritve rinjenih plavin.
Slovenija: Monitoring rečnih sedimentov izvaja Agencija Republike Slovenije za okolje (ARSO). V zadnjem
desetletju je bilo spremljanje posodobljeno in je danes usklajeno z določbami iz Okvirne direktive o
vodah. Meritve lebdečih plavin so del hidrološkega monitoringa, vendar pa številna merilna mesta
kalnosti še zdaleč niso optimalna. Spremljanje kakovosti sedimentov obsega jemanje vzorcev primarnih
snovi v skladu z SIST ISO 5667 - 12 & ISO 5667 – 15. Meritve sedimentacije v akumulacijah se izvajajo
predvsem v hidroelektrarnah, medtem ko se meritve rinjenih plavin in raziskave erozije tal v Sloveniji
trenutno ne izvajajo.
5
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Hrvaška: Parametre režima obremenitve s sedimenti spremlja oddelek za hidrologijo Državnega
hidrološkega in meteorološkega zavoda (DHMZ).
Meritve lebdečih plavin so del rednega sistema hidrološkega monitoringa in vključujejo:
•
Vsakodnevne točkovne meritve koncentracije lebdečih plavin na 10 vodomernih postajah v Savskem
bazenu (4 postaje na reki Savi in 6 postaj na pritokih),
•
Preračun dnevne obremenitve
točkovnega vzorčenja,
•
Občasne meritve profilov koncentracije in obremenitve s sedimenti na 3 postajah na reki Savi,
•
Občasne meritve granulacije lebdečih plavin na 3 postajah na reki Savi,
sedimentov na vodomernih postajah reke Save na podlagi
Zrnavostna sestava lebdečih plavin pri vzorčenju iz leta 2011 na Hrvaškem
Spremljanje kakovosti sedimentov v Savskem bazenu izvaja javno podjetje Hrvaške vode. Meritve
sedimentacije v akumulacijah so bile izvedene v akumulaciji gorvodno od jezera Novska z namenom
kontrole dotoka sedimentov v jezero. Meritve rinjenih plavin in raziskave erozije tal se na Hrvaškem
trenutno ne izvajajo.
Bosna in Hercegovina: Sistematično spremljanje sedimentov se ne izvaja. V Republiki Srpski je karta
erozije tal, ki bo zagotovila podatke o procesu erozije, v fazi razvoja. Meritve kakovosti usedlin so bile
izvedene samo v sklopu projekta SARIB „Savski bazen: Trajnostna raba, upravljanje in zaščita naravnih
virov" v letih 2005 in 2006 in NATO projekta „Znanost za mir“ „Razvoj sistema odločanja za zmanjševanje
nevarnosti od onesnaženja reke Bosne“ (2012-2014).
Srbija: Trenutni obseg kontrole nad sedimenti v Republiki Srbiji ni zadosten, saj vključuje le delne
preiskave sedimentov za različne namene. Kontrola nad sedimenti je predvidena v Programu
hidrometeorološke službe Republike Srbije (RHMZ), vendar pa je treba posodobiti instrumente in
metodologijo. Meritve lebdečih plavin izvaja inštitut Jaroslav Černi (IJC) na profilih v Sremski Mitrovici in
Beogradu (v okviru spremljanja sedimentacije v akumulaciji Djerdap), kar daje osnovo za bilanco
6
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
lebdečih plavin na mesečni in letni osnovi. Meritve rinjenih plavin so se nekoč izvajale le za posamezne
študije in projekte ter za vzorčenje plavin na dnu reke Save in v akumulacijah na reki Drini. Kakovost
sedimentov je spremljala RHMZ z vzorčenjem sedimentov v rekah in akumulacijah Savskega bazena do
leta 2010, ko je to postalo redna naloga Agencije za varstvo okolja. Raziskave erozije tal so bile izvedene
za posamezne študije in projekte in so obsegale oceno dotoka plavin, ki je temeljila na kartah erozije tal.
Sedimentacija v akumulacijah se spremlja v akumulacijah v HE Bajini Bašti in HE Zvorniku.
H - nivo vode (cm)
3
Q - pretok (m /s)
3
SSC - koncentarcija lebdečih plavin (g/m )
LT - količina transportiranega material (t/dan; t/mesec; total t/leto)
Prof. SSC - Integrirano merjenje SSC v rečnem profilu
SL - Distribucija velikost delcev lebdečih plavin; BL - Distribucija velikost delcev rinjenih plavin
S L O V E N I JA
Država
REKA
Merilno mesto
Položaj
(Gauss-Kruger)
Merilna Obdobje
Institucija
spremenl delovanj
Dnevno
Občasno
SSC
LT
ARSO
x
x
x
3420
Radovljica I
Y 5436120; X 5133220 H,Q,SSC,LT
3570
Šentjakob
Y 5468075; X 5104515 H,Q,SSC,LT 1955-1994
ARSO
3725
Hrastnik
Y 5507381; X 5108630 H,Q,SSC,LT
ARSO
x
3740
Radeče
Y 5514390; X 5103055 H,Q,SSC,LT 1955-1993
ARSO
x
SORA
4200
Suha I
Y 5448320; X 5113319 H,Q,SSC,LT
1953-
ARSO
x
x
SAVINJA
6200
Laško I
Y 5518410; X 5112230 H,Q,SSC,LT
1953-
ARSO
x
x
SAVA - glavna
struga
19531993-
Prof. SSC
Granulometrija
SL
BL
x
SAVINJA
6210
Veliko Širje I
Y 5515244; X 5105337 H,Q,SSC,LT
1955-
ARSO
SOTLA
4740
Rakovec I
Y 5555070; X 5086540 H,Q,SSC,LT
1965-
ARSO
3087
Podsused
Y 5565652; X 5074098 H,Q,SSC,LT
1979-
DHMZ
x
x
x
x
x
3096
Rugvica
Y 5595979; X 5067325 H,Q,SSC,LT
1978-
DHMZ
3219
Jasenovac
Y 4614661; X 5014177 H,Q,SSC,LT
1978-
DHMZ
x
x
x
x
Slavonski Brod
Y 6500781; X 5000950 H,Q,SSC,LT
1960-
DHMZ
x
x
x
x
x
3098
x
x
x
SAVA - glavna
struga
x
KRAPINA
3054
Kupljenovo
Y 5563758; X 5088155 H,Q,SSC,LT
1980-
DHMZ
x
x
KUPA
4016
Hrvatsko
Y 5477111; X 5043087 H,Q,SSC,LT
1963-
DHMZ
ILOVA
3185
Munije
Y 6445034; X 5058159 H,Q,SSC,LT
1979-
DHMZ
BIJELA
3171
Badljevina
Y 6437061; X 5040307 H,Q,SSC,LT
1984-
DHMZ
x
x
x
x
x
x
BJELOVARSKA R.
3188
Bjelovar
Y 6411531; X 5083507 H,Q,SSC,LT
1979-
DHMZ
x
x
Zbir. NOVSKA
3151
Novska g. step.
Y 6424413; X 5023989 H,Q,SSC,LT
1980-
DHMZ
x
x
SAVA - glavna
struga
Ni stalnih merilnih mest*
Pritoki
Ni stalnih merilnih mest*
BIH
HRVAŠKA
Koda
Sremska Mitrovica
Y 7388292; X 4981825 H,Q,SSC,LT
1974-
IJC
x
x
x
Y 7453377; X 4961362 H,Q,SSC,LT
1986-
IJC
x
x
x
x
x
Beograd
x
x
Sremska Mitrovica
Y 7390175; X 4981125 H,Q,SSC,LT 1958-1980
RHMZ
Sabac
Y 7397450; X 4959150
H
1958-2002
RHMZ
Beograd
Y 7456875; X 4963650
H
1958-1998
RHMZ
x
x
x
x
x
DRINA
Mihaljevici
Y 7369129; X 4896888 H,Q,SSC,LT 1991-2002
RHMZ
x
x
DRINA
Radalj
Y 7352975; X 4921075 H,Q,SSC,LT 1984-2002
RHMZ
x
x
DRINA
Badovinci
Y 7369845; X 4961554 H,Q,SSC,LT 1990-2001
RHMZ
x
x
KOLUBARA
Slovac
Y 7427150; X 4910975 H,Q,SSC,LT 1958-1992
RHMZ
x
x
KOLUBARA
Beli Brod
Y 7436750; X 4914330 H,Q,SSC,LT 1986-2001
RHMZ
x
x
KOLUBARA
Drazevac
Y 7438150; X 4939050 H,Q,SSC,LT 1958-2002
RHMZ
x
x
SRBIJA
SAVA - glavna
struga
* BiH samo občasne meritve SSC, BL (Drina, gorvodno od Višegrada, obdobje 19B9/1990), da bi se določili referenčni pogoji pred izgradnjo HE Višegrad in
zelo redke meritve na reki Bosni in na nekaterih pritokih reke Save v BiH.
Mreža vodomernih postaj za spremljanje sedimentov v Savskem bazenu.
7
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
8
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
4.
Evolucija struge reke Save skozi čas
Reka Sava je tipična velika naplavinska reka, ki teče predvsem po svojih lastnih naplavinah. Samo v
svojem zgornjem toku v Sloveniji si je reka utrla strugo v gorah ali hribih, medtem ko drugod teče po
ravnicah, kjer je naplavila velike količine grobih in finih sedimentov. Tukaj je mogoče videti tudi različne
rečne terase in široke naplavinske ravnice, ki so se oblikovale v preteklosti (od zadnje ledene dobe). V
splošnem je reka Sava velika reka s številnimi zavoji v skoraj celem svojem toku. Del njene rečne
dinamike je npr. trajno menjavanje rečne struge, ki nastane zaradi rečne erozije zunanjih bregov in
usedanja na prodiščih v zavoju. Širok rečni koridor vsebuje mrtvice, delno aktivne zavoje in vzporedne
kanale.
Spremembe naplavinske reke se uvrščajo v tri kategorije:
•
Tlorisne oblike struge (kaskade, stopničasti bazeni, brzice in tolmuni, struga s paralelnimi
tokovi, razvejana struga, meandrirana struga, prečne povezave)
•
Evolucija struge (razvejana, zavita in točkasta prodišča, otoki, zavoji, mrtvice, oblike korita)
•
Evolucija vzdolžnega profila (degradacija, globoko urezana struga, oblikovanje rečnih teras,
erozija struge, naplavljanje)
Spremembe reke Save od konca 19. stoletja do konca 20.
stoletja gorvodno od sotočja z Ljubljanico in Kamniško
Bistrico
Morfološke spremembe prečnega prereza
hidrološke postaje Zagreb na reki Savi v obdobju
1966-2009
Vzdolžni profil reke Save med rkm 685 in 730
Železniški most Jakuševac na reki Savi v Mičevcu,
ki se je zrušil 30. marca 2009
9
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
5.
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Reka Sava in spodnji deli njenih pritokov so tipični naplavinski vodotoki, katerih struge so zarezane v
njihove lastne sedimente, s stalno izmenjavo delcev sedimentov med rečno strugo in suspenzijo. Grobi
delci sedimentov (prod, grobo-zrnat in srednje-zrnat pesek) se premeščajo vzdolž rečne struge kot
rinjene plavine, medtem ko so manjši delci (droben pesek, mulj in glina) suspendirani v vodi in se
premeščajo kot lebdeče plavine. Del lebdečih plavin se stalno izmenjuje z materialom, ki tvori rečno dno
in sodeluje v morfoloških procesih (plavine v dnu); najbolj fine delce odnese mimo brez stika z rečnim
dnom (izprane plavine).
5.1.
Bilanca lebdečih plavin v reki Savi
Osnovna predpostavka je, da bi se morala količina lebdečih plavin po reki Savi povečati v dolvodni smeri
zaradi večjega prispevnega območja in dotoka vode iz pritokov, vendar pa na podlagi razpoložljivih
podatkov tega ni mogoče potrditi. Med razpoložljivimi podatki obstajajo velike razlike. Dejstvo, da je
letni pretok lebdečih plavin zelo podoben na Zgornji in Srednji Savi, vzbuja vprašanje o vlogi velikih
pritokov na srednjem toku reke Save v bilanci sedimentov. Po drugi strani pa je prisotno nenavadno
povišanje letne obremenitve z lebdečimi plavinami na Spodnji Savi (5-10 krat višja kot na Srednji Savi), ki
je lahko posledica velikih razlik pri tehnologiji za merjenje sedimentov.
Korelacija med letnim rečnim pretokom in pretokom
lebdečih plavin po reki Savi
Vzdolžni prikaz letnega pretoka lebdečih plavin po reki
Savi
Sezonska variabilnost pretoka lebdečih plavin kaže, da se pretok plavin skozi leto spreminja, v glavnem
glede na vremenske razmere in hidrologijo. Na Zgornji Savi je pretok plavin v spomladanskem času nizek,
saj pretok reke nastaja zaradi taljenja snega. Na Srednji in Spodnji Savi se največje mesečne količine
sedimentov pojavijo spomladi. Vzdolž celotne reke se visok pretok sedimentov pojavi tudi ob koncu
jeseni, ko je pretok reke visok zaradi obilice dežja.
Poplave imajo pri premeščanju sedimentov v reki zelo pomembno vlogo, saj visoki pretoki povzročijo
premikanje sedimentov in nosijo velike količine lebdečih in rinjenih plavin, kot se je zgodilo v letu 2010.
10
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
Pretok lebdečih plavin po reki Savi v letu 2010
5.2.
Druge komponente bilance sedimentov vzdolž reke Save
Rinjene plavine imajo relativno nizek delež v skupnem pretoku plavin, vendar pa imajo pomembno vlogo
pri morfoloških procesih. Podatki o sestavi rečnega dna reke Save so redki. Edino sistematično vzorčenje
dna vzdolž reke Save je bilo izvedeno pred več kot 50 leti. Opaziti je bilo trend zmanjšanja velikosti plavin
v dolvodni smeri (dolvodna drobnitev), vendar pa so se pojavila številna lokalna odstopanja povezana z
vplivom pritokov in morfologije vzdolž reke. Intenzivno poglabljanje dna, ki vpliva predvsem na bilanco
rinjenih plavin, je prisotno vzdolž struge reke Save, vendar pa se podatki o poglabljanju ne zbirajo
sistematično. Akumulacije imajo pomembno vlogo pri bilanci plavin zaradi njihovega zadrževanja. V
Savskem bazenu so akumulacije zgrajene samo na pritokih, kar vpliva tako na rinjene kot na lebdeče
plavine. Pretočne hidroelektrarne na Zgornji Savi vplivajo predvsem na rinjene plavine. Obstaja splošno
pomanjkanje podatkov o procesih zastajanja plavin v akumulacijah v Savskem bazenu.
6.
Vrzeli in podatkovne negotovosti
Za negotovosti glede specifičnih podatkov za Savski bazen obstajajo naslednji razlogi:
•
•
•
Meritve lebdečih in rinjenih plavin
o različne tehnike vzorčenja in spremembe tehnik vzorčenja skozi čas
o različne pogostosti meritev
o različno trajanje časovnih razporedov dolgoročnih meritev
o odsotnost meritev
o spremembe lokacij vodomernih postaj skozi čas (gorvodno/dolvodno na pritoku)
Spremljanje kakovosti sedimentov
o spremljanje različnih parametrov po državah
o različna pogostost spremljanja
o odsotnost spremljanja
Obdobje meritev in spremljanja v zvezi z gradnjo velikih objektov in drugih vplivov na razvodje in v
rečni strugi
11
Ocena bilance sedimentov za reko Savo
7.
Glavne ugotovitve s predlogom nadaljnjih dejavnosti
Težava
Ugotovitev
Monitoring sedimentov
•
Nezadostno in upadajoče število merilnih mest sedimentov,
•
Omejena razpoložljivost podatkov o lebdečih plavinah,
•
Nizka frekvenca spremljanja sedimentov na pritokih,
•
Zelo omejeni podatki o rinjenih plavinah,
•
Odsotnost enotne metodologije vzorčenja in meritev lebdečih in rinjenih
plavin med državami,
•
Pomanjkanje merilne opreme in potrebe po posodobitvi, še zlasti za stalno
spremljanje in za spremljanje ob visokih vodah (poplavah),
•
Meritve kakovosti sedimentov v skladu z Okvirno direktivo o vodah
(2000/60/EC).
•
Velikost in velika raznolikost naravnih značilnosti v Savskem bazenu močno
vplivata na pretok vode in sedimentov.
Pomembnejši pritoki prinašajo veliko količino plavin in imajo velik vpliv na
hidrološki in hidravlični režim ter na režim sedimentov v matični reki.
Raznolikost geomorfoloških in morfoloških pogojev vzdolž reke Save vpliva
tudi na pretok sedimentov in na procese usedanja.
Nadzorovani režim zajezitvenih nivojev v akumulaciji HE Djerdap 1 je
najpomembnejši umetni vpliv na pretok sedimentov in procese usedanja
na Spodnji Savi.
Izkopavanje materiala iz struge reke Save je precej pomemben element teh
procesov, čeprav so posledice poglabljanja rečnega dna v splošnem lokalne
in so odvisne od lokacije področja izkopavanja.
Ocena bilance
sedimentov za reko Savo
•
•
•
•
Predlog za nadaljnje
skupne dejavnosti
•
Objekti za ureditev reke ečne strukture za usposabljanje in hidroelektrarne
imajo pomembno vlogo pri oblikovanju rečne struge na nekaterih odsekih
reke Save.
•
Parametri, povezani s trenutnim monitoringom sedimentov na vseh
hidroloških postajah ob glavni strugi reke Save in njenih največjih pritokih,
bi morali biti združeni v skupno podatkovno bazo o sedimentih, ki bi bila
brezplačno dostopna na spletu.
Potrebna so prizadevanja za uskladitev podatkov o sedimentih,
pridobljenih z monitoringom, z uporabo enakih mednarodnih tehničnih
standardov.
Mrežo monitoringa je treba zgostiti z dodajanjem novih hidroloških postaj,
ki bodo začele obratovati v prihodnjih letih.
V monitoring sedimentov je treba vključiti redne meritve prečnih prerezov
v izbranih prerezih vzdolž glavne struge reke Save in njenih večjih pritokov.
Izvesti je potrebno numerično modeliranje pretoka plavin v glavni strugi
reke Save, na podlagi zanesljivih podatkov o sedimentih za validacijo
modela.
•
•
•
•
12