VPLIV PODNEBNIH SPREMEMB NA PRETOKE PRI POPLAVAH
K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 24 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 Katarina KAVČIČ * mag. Andrej VIDMAR* prof. dr. Mitja BRILLY* VPLIV PODNEBNIH SPREMEMB NA PRETOKE PRI POPLAVAH POVZETEK Podnebne spremembe vplivajo tudi na poplave, zato je smiselno poznati razmere, do katerih lahko zaradi teh sprememb pride. Tako se bomo nanje lahko ustrezno pripravili in se pred njimi zavarovali. Upoštevanje podnebnih sprememb pri poplavah je tudi zahteva poplavne direktive. Na podlagi napovedanih E-OBS padavin za obdobja do leta 2010 ter med leti 2011 in 2040, 2041 in 2070 ter 2071 in 2100 smo ocenili možne visokovodne konice z 20- in 100-letno povratno dobo za štiri vodomerne postaje na Savi, Vipavi in Soči. Za to smo uporabili HBV modela za postaji Čatež in Miren ter korelacijo za postaji Šentjakob in Solkan. Pretoki bodo v prihodnosti glede na trenutno poznane vrednosti narasli na vseh postajah, njihovo naraščanje pa se bo med postajami razlikovalo po obdobjih in po intenzivnosti. Največje spremembe bodo prisotne v alpskem in predalpskem svetu, na krasu pa bodo zaradi podzemnih akumulacij vode povečanja pretokov manjša. UVOD Zadnjih nekaj let so podnebne spremembe tako v svetu kot tudi pri nas ena izmed bolj pogosto obravnavanih tem. Spreminjanje podnebja na Zemlji ima vpliv na naravne pojave, kar je predstavljeno v različnih raziskavah. Ena izmed raziskanih posledic je dvig temperature zraka, ki povzroča manjšanje skupne količine padavin, kar pomeni, da bo deževalo redkeje, vendar takrat toliko bolj intenzivno, kar se že kaže tudi v meritvah (Kobold, 2009). Toplejša atmosfera lahko sprejme več vodne pare, ki je kasneje vir padavinske vode. Z vsakim povišanjem temperature zraka za 1°C, globalno izhlapevanje naraste za približno 7 %. Po nekaterih napovedih naj bi se skupni volumen padavin pri povišanju temperature za 1°C globalno povečal za 1–2 % (Clark, 2011). Študije kažejo, da je v Sloveniji količina padavin v jeseni vse večja, pripravljen model napovedi padavin do konca 21. stoletja pa kaže, da se bomo vse pogosteje srečevali z vremenskimi ekstremi. S spremembo padavinskih režimov pa bo prišlo tudi do spremembe pretočnih režimov, zato je pomembno, da se vprašamo, kako bo spremenljivost podnebja vplivala na pretoke rek. To pa je še posebej pomembno za Slovenijo, katere rečna mreža z več kot 26.000 km vodotokov velja za zelo gosto. Največji odziv na intenzivnejše padavine lahko pričakujemo v alpskem in predalpskem svetu, kjer naj bi se visokovodne konice odtokov povečale za 30 %, manjši odziv, ko bi do dviga pretokov prišlo za 10 %, pa je zaradi podzemnih akumulacij vode verjeten pri kraških vodotokih (Kobold, 2007a, cit. po Kobold, 2009). Konvencija o podnebnih spremembah Združenih narodov zahteva od posameznih držav poročila o predvidenih vplivih in ukrepih za blaženje posledic podnebnih sprememb. V svojih zadnjih poročilih (MOP 2006 in 2010) je za Slovenijo omenjeno samo, da bodo ekstremni vremenski pojavi bolj pogosti. Vplivi na poplave in predvideni ukrepi pa pri tem niso omenjeni. Evropska direktiva o oceni in obvladovanju poplavne ogroženosti izrecno zahteva upoštevanje vplivov podnebnih sprememb na poplavno ogroženost. V zadnjih nekaj letih je bilo pripravljenih kar nekaj študij, predvsem za porečje reke Save, ki pa so se v glavnem osredotočale na trende temperature in povprečne vrednosti pretokov. Z uporabo programa HBV je bil pripravljen model celotnega porečja reke Save (Brilly et al., 2013a), pri katerem je bilo * Katarina KAVČIČ, univ. dipl. inž. gradb., *mag. Andrej VIDMAR, *prof. dr. Mitja BRILLY, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, 1000 Ljubljana 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 25 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 upoštevanih trinajst podpovodij, trije višinski pasovi ter podatki z dvaintridesetih padavinskih in osmih temperaturnih ter evapotranspiracijskih postaj. S pomočjo tega modela je bila izvedena simulacija naraščanja pretokov v tem stoletju na nekaterih večjih postajah na reki Savi. Vplivi podnebnih sprememb so bili simulirani na osnovi napovedi spremembe maksimalnih dnevnih padavin, ki sta jih izdelala Rakovec in Ceglar (2013). Izdelana je bila tudi študija možnih omilitvenih ukrepov (Brilly et al., 2013b). Vse tri omenjene študije je naročila Komisija za porečje reke Save ob pomoči organizacije združenih narodov za okolje UNECE. Z uporabo konceptualnega modela HBV je bila izdelana tudi simulacija površinskega odtoka s porečja Vipave. Pri izdelavi modela je bilo upoštevanih sedem podpovodij, do štirje višinski pasovi ter podatki z dvanajstih meteoroloških in treh temperaturnih ter evapotranspiracijskih postaj. Kalibracija pa je bila prvič na Fakulteti za gradbeništvo in geodezijo v Ljubljani izvedena avtomatizirano s programom za ocenjevanje parametrov PEST (Kotar, 2013). Umerjen model je bil uporabljen za prikaz vpliva podnebnih sprememb na pretok reke v spodnjem toku. Na podlagi napovedi porasta padavin na padavinskih postajah Kobarid in Kneške Ravne pa je bil s pomočjo kalibracije ocenjen tudi porast pretokov na vodomerni postaji Solkan na reki Soči. METODOLOGIJA Vpliv podnebnih sprememb na pretoke za reki Savo in Vipavo je bil ocenjen s pomočjo simulacije v modelu, narejenem s programom HBV. Model HBV je konceptualni hidrološki model, ki omogoča simulacijo odtoka na podlagi časovnih serij podatkov o padavinah, temperaturi zraka in potencialni evapotranspiraciji. Razvit je bil na Švedskem meteorološkem in hidrološkem inštitutu (SMHI) v Norrköpingu. Prvič so ga uspešno uporabili leta 1972 in po 20 letih je postal standardno orodje za simulacijo odtoka v nordijskih državah ter bil v ta namen uporabljen v več kot 30 ostalih državah (Bergström, 1995). Model HBV temelji na enačbi vodne bilance: (1) kjer so P padavine, E evapotranspiracija, Q odtok, SP snežna odeja, SM vlaga v tleh, UZ zaloga vode v zgornjem rezervoarju, LZ zaloga vode v spodnjem rezervoarju in lakes prostornina jezera (enačba 1). Označimo ga lahko za delno distribuiran model, kar pomeni, da povodje lahko razdelimo na več podpovodij, vsako podpovodje pa še na različna višinska in vegetacijska območja (Lindstöm et al., 1997). Slika 1: Okno programa HBV-light Poleg modela HBV poznamo tudi model HBV-light (Slika 1), ki se od prvega razlikuje predvsem po začetku simulacije. Pri HBV-96 modelu je najprej potrebno definirati začetne vrednosti spremenljivk, HBV-light pa uporablja tako imenovano »ogrevalno obdobje«, v katerem se standardne začetne 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 26 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 vrednosti razvijejo do ustreznih vrednosti glede na meteorološke pogoje in vrednosti parametrov (Seibert in Beven, 2009). Vhodni podatki za delo s programom so nizi padavin in temperature zraka ter ocene potencialne evapotranspiracije. Časovni korak, ki ga po navadi upoštevamo, je za padavine in temperature en dan, upoštevamo pa lahko tudi krajša obdobja. Za umerjanje modela potrebujemo še časovne serije merjenih pretokov na iztoku iz podpovodij. Račun v modelu je sestavljen iz štirih glavnih korakov (IHMS, 1999): • račun akumulacije in taljenja snega, • račun vlage v tleh, • generiranje odtoka in • transformacijske funkcije. V začetku je bil model HBV namenjen napovedovanju odtoka, s časoma pa se je področje njegove uporabe med drugim razširilo in zajema tudi simulacijo vpliva klimatskih sprememb (Seibert, 2005). Poleg že omenjenih modelov za reki Savo in Vipavo, je bil model HBV-96 pri nas uporabljen še za umerjanje dela porečja Save in porečja Savinje (Kobold et al., 2003) ter za analiza občutljivosti na vhodne padavinske podatke na porečju Savinje (Kobold in Sušelj, 2005). Pri oceni pretokov v prihodnosti izhajamo iz napovedi padavin, za katere vpliv podnebnih sprememb upoštevamo s pomočjo E-OBS. To je mreža dnevnih vrednosti padavin in temperatur na območju Evrope, ki temelji na podatkih, pridobljenih v okviru evropskega projekta ECA&D (angl. European Climate Assessment & Dataset project), ki ga je pripravil Nizozemski kraljevi meteorološki inštitut. EOBS mreža prikazuje prostorsko razporeditev padavin in temperatur na celinskem delu Evrope za vsak dan od leta 1950 naprej. Podatke za izdelavo mreže danes prispeva že 7848 meteoroloških postaj iz 61 držav (KNMI, 2013). Na podlagi časovnih serij podatkov E-OBS je bila za tri časovna obdobja (2011–2040, 2041–2070 ter 2071–2100) pripravljena napoved podnebnih sprememb v Evropi. Napovedi se nanašajo na spremembe temperature zraka ter količine padavin z 20- in 100-letno povratno dobo. Prirastki količine padavin so določeni za vsak letni čas posebej, največkrat pa se upošteva podatke za padavine v jesenskem času, saj so takrat pričakovane količine najvišje. Vrednosti napovedanih pretokov z upoštevanjem podnebnih sprememb pa lahko pripravimo tudi z uporabo korelacije in regresije. Korelacija opisuje povezanost dveh spremenljivk, regresija pa podaja njuno medsebojno odvisnost (Montgomery et al., 2012). Podatke prikažemo v razsevnem grafu, na katerem lahko z uporabo regresijske krivulje na podlagi ene slučajne spremenljivke sklepamo o lastnostih druge slučajne spremenljivke. Linearno odvisnost dveh slučajnih spremenljivk podaja kovarianca. Z njeno pomočjo lahko določimo mero linearne povezanosti, Pearsonov koeficient korelacije (Brilly in Šraj, 2005; Montgomery et al., 2012). 160 y = 0,12495x ‐ 39,08075 R² = 1,00000 Padavine P24 [mm] 140 120 100 80 60 40 20 300 podatki 500 700 900 1100 Pretoki Qvk [m3/s] regresijska premica Y 1300 regresijska premica X 1500 simetrala Slika 2: Primer regresijskih premic in njune simetrale za podatke vodomerne postaje Šentjakob (Povzeto po Legat, 2013) Pri uporabi korelacije in regresije izhajamo iz enačbe regresijske premice. Najprej moramo poznati srednjo vrednost (μ) in standardno deviacijo (σ) obravnavanega niza spremenljivk. Z upoštevanjem 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 27 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 teh vrednosti sledi račun koeficienta korelacije r in regresijskih premic X in Y. Z računom simetrale kota , ki se nahaja med njima, pa dobimo najboljšo korelacijo med pretoki in padavinami (Slika 2). Enačbo te simetrale potrebujemo za izračun pretokov v odvisnosti od ocenjenih padavin zaradi podnebnih sprememb (Kirchner, 2001). Regresijske premice, ki jih določimo na podlagi enačb, niso točne vrednosti, ampak gre le za oceno, ki jo dobimo na podlagi nekega niza podatkov. Glede na to po navadi določimo še interval zaupanja, ki ga določata zgornja in spodnja meja in za katerega velja, da se v njem z določeno verjetnostjo nahaja ocenjevani parameter (Brilly in Šraj, 2005). Na podlagi ocenjenih vrednosti padavin za prihajajoča obdobja smo napovedali konice pretokov. Za analize visokih vod so najprimernejše zvezne porazdelitve z najmanj parametri, ki nam dajo še zadovoljivo ujemanje. Normalna porazdelitev nam ponudi premajhno verjetnost ekstremnega dogodka, zato je za uporabo neprimerna. Boljše rezultate za analizo visokih vod in padavin nam da dvoparametrska in asimetrična Gumbelova porazdelitev, ki smo jo pri nadaljnji analizi tudi uporabili (Madsen, 1996). Porazdelitveno funkcijo F(x) v hidrologiji pogosto nadomestimo s povratno dobo. Verjetnost, da pride do pojava, se tako ne podaja v odstotkih, temveč v letih. Na primer namesto 1 % pojav rečemo 100letna voda oziroma dogodek, ki se v povprečju zgodi desetkrat v 1000 letih (Brilly in Šraj, 2005). Povratno dobo lahko zapišemo kot: 1 (2) 1 Pri uporabi teoretičnih porazdelitev, kot je tudi Gumbelova, pa v primeru praktične uporabe drugače preproste matematične funkcije postanejo nepripravne, zato se uporabljajo transformacije porazdelitve. Pri tem se v praksi še vedno najpogosteje uporablja enačba linearne transformacije: · (3) V enačbi (3) je z(T) faktor frekvence, katerega vrednosti so običajno za posamezne porazdelitve tabelarično podane. S pomočjo kompleksnih modelov ali enostavne regresije smo za izbrane vodomerne postaje na osnovi E-OBS padavin z 20- in 100-letno povratno dobo izračunali maksimalne pretoke za štiri izbrana obdobja. Nato smo določili verjetnost pojava pretokov pri 20- in 100-letni povratni dobi E-OBS padavin. Na osnovi hipoteze, da bo verjetnost pretokov enaka tudi pri napovedanih padavinah, smo določili napovedane verjetnosti pretokov s pomočjo Gumbelove porazdelitve. REZULTATI Za tri Slovenske reke, Savo, Vipavo in Sočo, smo na osnovi napovedanih vrednosti padavin iz modela E-OBS v jesenskem času za obdobja do leta 2010 ter med leti 2011 in 2040, 2041 in 2070 ter 2071 in 2100 ocenili pričakovane konice pretokov. Ker je bil za reko Savo pripravljen HBV model za celotno porečje, bi vrednosti največjih pričakovanih pretokov lahko ocenili za več vodomernih postaj na tej reki. Analiza je bila narejena za več različnih vodomernih postaj, predstavili pa bomo rezultate le dveh, ene na srednji Savi (Šentjakob) in ene na spodnji Savi (Čatež). Za vodomerno postajo Šentjakob smo skupaj s padavinsko postajo Radeče, s katero je imela najvišji korelacijski koeficient, z uporabo korelacije ocenili pričakovane pretoke (Preglednica 1). Upoštevali smo vrednosti napovedanih padavin z 20- in 100-letno povratno dobo za izbrano padavinsko postajo. 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 28 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 Preglednica 1: Ocenjeni pretoki za vodomerno postajo Šentjakob Obdobje in povratna doba Padavine [mm] - Rateče 3 Pretok [m /s] Šentjakob do 2010 20 let 2011-2040 2041-2070 2071-2100 20 let 20 let 20 let do 2010 100 let 2011-2040 2041-2070 2071-2100 100 let 100 let 100 let 131,9 171,1 149,6 147,5 155,7 206,5 191,3 201,9 1379,9 1526,8 1506,1 1572,5 1711,6 2008,2 1876,7 1963,3 Vrednosti trenutnih pretokov se po obdobjih v prihodnosti ne bodo samo povečevali. Najprej se bodo do leta 2040 dvignili (pri povratni dobi 20 let za 9,6 % in pri 100 letih za 14,8 %), nato pa bodo v primerjavi s prejšnjim obdobjem rahlo upadli, vendar bodo do leta 2100 vseeno dosegli 12,2 % (192,6 m3/s) povišanje pri povratni dobi 20 let, pretoki s 100-letno povratno dobo pa bodo v tem obdobju po odstotkih višji za skoraj isto vrednost (12,8 %), kar znaša 251,7 m3/s. Pretok, ki danes predstavlja 100letne vode, bo čez 60 let pretok s 50-letno povratno dobo, čez 90 let pa pretok s 40-letno povratno dobo (Slika 3). Podobno se bo povratna doba trenutno 1000-letnega dogodka čez 60 let zmanjšala na 200 let, čez 90 let pa bo znašala le še 125 let. 3000,0 2500,0 Q [m3/s] 2000,0 danes 1500,0 2011‐2040 1000,0 2041‐2070 500,0 2071‐2100 0,999 F(z) 0,99 0,95 0,9 0,001 0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,0 Slika 3: Graf odvisnosti pretoka od porazdelitvene funkcije za vodomerno postajo Šentjakob Za vodomerno postajo Čatež pa smo pričakovane pretoke simulirali z uporabo pripravljenega HBV modela (Preglednica 2). Vrednosti E-OBS so bile v tem primeru povzete kar za lokacijo vodomerne postaje in ne za bližnjo padavinsko postajo. Preglednica 2: Ocenjeni pretoki za vodomerno postajo Čatež Obdobje in povratna doba 3 Pretok [m /s] Čatež do 2010 20 let 2308 2011-2040 2041-2070 2071-2100 20 let 20 let 20 let 2551 2859 3072 do 2010 100 let 2780 2011-2040 2041-2070 2071-2100 100 let 100 let 100 let 3296 3770 4133 Današnji pretoki z 20-letno povratno dobo bodo na postaji Čatež do leta 2040 narasli za slabih 10 %, do leta 2070 za skoraj 20 %, do leta 2100 pa za 25 %, kar v 90 letih predstavlja pretok, večji za 764 m3/s. Porast trenutnih pretokov s 100-letno povratno dobo pa bo še večji, saj bo do 2040 narasel za skoraj 16 %, do 2070 za dobrih 26 % in do 2100 za kar 33 %, kar v obdobju 90 let predstavlja kar 1353 m3/s večji pretok (Slika 4). Rezultati modela kažejo tudi na to, da bo do leta 2100 zaradi povečanega pretoka gladina vode ob maksimalnem dogodku narasla za kar 225 cm v primerjavi s trenutnim stanjem. 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ Č, mag. A. VIDM MAR, prof. dr. M. BRILLY - 29 - LETO D DNI PO KATAS STROFALNI POP PLAVI V NOVEM MBRU 2012 Slika 4: Graf odvisno osti pretoka od porazdelitvene p funkcije f za vodo omerno postajo Čatež no povečanja a pretokov na reki Vipa avi je bil up porabljen le HBV model, rezultati pa p so bili Za ocen predstavvljeni za vodomerno posstajo Miren, ki k se nahaja a v spodnjem m toku reke (Preglednica a 3). Tudi tokrat so o bile E-OBS vrednosti pa adavin ocenjene za lokac cijo vodomerrne postaje. Pregledn nica 3: Ocenjjeni pretoki za z vodomern no postajo Miren 23 358,2 2011-204 40 2041-2070 2071-2100 20 let 20 let 20 let 391,9 390,02 399,79 201 11-2040 2041--2070 2071-2100 100 let 100 0 let 100 le et do 2010 100 let 435,79 488,65 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 474 4,9 492,5 5 Danes 2011-2040 0 2041-2070 0 0.997 0.998 0.99 0.995 0.95 0.96 0.97 0.98 0.9 0.8 0.01 0.05 01 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2071-2100 0 0.999 do 20 010 20 le et Pretok [m3/s] Obdobjje in povratna a doba 3 Pretok [m m /s] Mire en F(X) Slika 5: Graf odvisno osti pretoka od porazdelitvene p funkcije f za vodo omerno postajo Miren Tudi na vodomerni postaji Miren n se bodo pretoki p po prrvem dvigu do leta 2040 0 (8,6 % za a 20-letno povratno o dobo in 10,,8 % za 100--letno povratno dobo) v drugem d obdo obju rahlo znižali, nato pa a se bodo pri povra atni dobi 20 let do konca a 21. stoletja povečali v primerjavi p s trenutnimi za a 10,4 % (41 1,6 m3/s), 3 pri povra atni dobi 100 0 let pa za 11 1,5 % (56,7 m /s). Posled dično bo dan našnji pretok s 100-letnim mi vodami čez 90 let predstavljjal le še pre etok s povrattno dobo 40 0 let, današn nje 1000-letn ne vode pa bodo b leta 2100 povvzročile preto oke s povrattno dobo 240 0 let (Slika 5)). Pri analizi povečanjja pretokov zaradi vplivva podnebnih sprememb b na reki S Soči smo up porabili le K in korelacijo. Podatke o padavinah po E-OBS smo pridobilli za dve bližžnji padavinsski postaji, Kobarid Kneške ravne, v nad daljevanju pa a smo upošttevali le prvo o, saj je bil njen n koeficien nt korelacije s pretoki boljši. 24. MIŠIČEV VODAR RSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 30 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 Slika 6: Razsevni graf z vrisano regresijsko premico in 95 % intervalom zaupanja za vodomerno postajo Solkan in padavinsko postajo Kobarid Pogoj za račun napovedanih pretokov je bilo poznavanje enačbe regresijske premice (Slika 6). S pomočjo te enačbe smo iz E-OBS padavin lahko izračunali vrednosti pretokov do leta 2010, ostale vrednosti za prihajajoča obdobja pa smo ocenili na podlagi enačbe transformacije (Preglednica 4). Preglednica 4: Ocenjeni pretoki za vodomerno postajo Solkan Obdobje in povratna doba Padavine [mm] - Kobarid 3 Pretok [m /s] Solkan do 2010 20 let 2011-2040 2041-2070 2071-2100 20 let 20 let 20 let do 2010 100 let 2011-2040 2041-2070 2071-2100 100 let 100 let 100 let 163,4 222,2 180,3 195,8 213,4 247,4 265,2 282,8 2135 2434 2663 2903 2697 3075 3328 3567 Slika 7: Graf odvisnosti pretoka od porazdelitvene funkcije za vodomerno postajo Solkan Pričakovano povečanje pretokov na vodomerni postaji Solkan glede na današnji pretok za povratno dobo 20 let je v 30 letih 12 %, v 60 letih skoraj 20 % in v 90 letih dobrih 26 % (768 m3/s), pretoki s povratno dobo 100 let pa se bodo glede na današnje v 30 letih dvignili za 12 %, v 60 letih za 19 % in v 90 letih za 24 % (870 m3/s). Pretoki, ki imajo danes povratno dobo 100 let, bodo leta 2040 predstavljali 30-letne vode, leta 2070 20-letne vode in leta 2100 12-letne vode. Do še večjih razlik pa bo prišlo pri pretokih, ki imajo danes 1000-letno povratno dobo; leta 2040 bo njihova povratna doba le še 170 let, leta 2070 bo povratna doba znašala 115 let in na koncu 21. stoletja 50 let (Slika 7). ZAKLJUČKI Podnebne spremembe bodo v prihodnosti povzročile dvig temperature, spremembo padavinskih in posledično tudi pretočnih režimov. Zaradi bolj intenzivnih padavinskih dogodkov bo prišlo do 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 31 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 povečanja visokovodnih konic in dviga že tako visoke gladine vode ob ekstremnih dogodkih. Podatki, padavin, pridobljeni z uporabo modelov podnebnih sprememb ob podpori podatkov padavin E-OBS mreže, so uporabni pri ocenjevanju visokovodnih konic v prihodnosti. Upoštevamo jih lahko pri obeh uporabljenih metodah, oceni pretokov s simulacijo v HBV modelu in s korelacijo. Na manjših vodotokih, s prispevno površino do 3.000 kvadratnih kilometrov, si lahko pomagamo z enostavno korelacijo. Večja porečja zahtevajo izdelavo kompleksnih hidroloških modelov. Pretoki bodo v prihodnosti glede na trenutno poznane vrednosti narasli na vseh postajah, njihovo naraščanje pa se razlikuje po obdobjih in po intenzivnosti. Rezultati kažejo, da naj bi njihove vrednosti na vodomernih postajah Čatež in Solkan naraščale v vsakem obravnavanem 30 letnem obdobju, med tem ko naj bi na postajah Šentjakob in Miren v drugem obdobju med leti 2041 in 2070 rahlo upadle v primerjavi s prvim, po tem pa naj bi do leta 2100 ponovno narasle. V območju Alp bodo povečane padavine povzročile veliko spremembo v verjetnosti pojavov poplav. Poplave s 1000-letno povratno dobo bodo postale poplave z 10-letno povratno dobo in poplave z 10-letno povratno dobo bodo postale pojavi z 2-letno povratno dobo. Vipava je kraška reka, na krasu pa so odzivi na povečanje padavin zaradi podzemnih akumulacij vode manjši. Povečanje padavin v hribovitem svetu ob vplivu zadrževanja voda na krasu bo imelo veliko manjši vpliv na spremembe. Poplave s 1000-letno povratno dobo bodo postale poplave s 500-letno povratno dobo, pogostost poplav s 100-letno povratno dobo se bo povečala na 50-letno povratno dobo in poplave z 10-letno povratno dobo bodo postale poplave s 5-letno povratno dobo. Podnebje na Zemlji se stalno spreminja, v zadnjih desetletjih pa so podnebne spremembe zaradi čedalje bolj opaznih vplivov postale ena izmed bolj obravnavnih tem. Spremembe temperature vplivajo na dežne režime, ti pa na rečne pretoke. Prvi koraki k poznavanju možnih sprememb visokovodnih konic na rekah v Sloveniji so bili že narejeni. Nekateri izmed njih so predstavljeni v tem prispevku, da pa bi se na prihajajoče spremembe lahko bolje pripravili, bodo potrebne še druge bolj podrobne analize, ki bodo predstavile situacijo na večini slovenskih rek. LITERATURA Bergström, S. 1995. The HBV Model. V: Singh, V. P. (ur.). Computer Models of Watershed Hydrology. Littleton, Colorado, Water Resources Publications: 443–476. Brilly, M., Šraj, M. 2005. Osnove hidrologije. Univerzitetni učbenik. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo: 309 str. Brilly, M., Šraj, M., Vidmar, A., Primožič, M., Koprivšek, M. 2013a. Building the link between the flood risk management planning and climate change assessment in The Sava River Basin, Climate change adaptation measures for flood protection - Climate change impact on flood discharge of the Sava river. Hidrološko poročilo. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za splošno hidrotehniko: 43 str. Brilly, M., Šraj, M., Vidmar, A. 2013b. Building the link between the flood risk management planning and climate change assessment in The Sava River Basin, Climate change adaptation measures for flood protection – Climate change scenarios and adaptation measures. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Katedra za splošno hidrotehniko. Clark, D. 2011. How will climate change affect rainfall? The Guardian, četrtek, 15. december 2011. http://www.guardian.co.uk/environment/2011/dec/15/climate-change-rainfall (Pridobljeno 8. 10. 2013.) IHMS. 1999. Integrated Hydrological Modelling System. Manual, Version 4.5. Norrköping, Sweden, Swedish Meteorological and Hydrological Institute: 121 str. Kirchner, J. 2001. Data Analysis Toolkit #10: Simple linear regression. http://seismo.berkeley.edu/~kirchner/eps_120/Toolkits/Toolkit_10.pdf (Pridobljeno 22. 10. 2013.) KNMI: projekt ECA&D – http://eca.knmi.nl/ (Pridobljeno 16. 10. 2013.) Kobold, M., Sušelj, K., Štravs, L., Brilly, M. 2003. Razvoj evropskega poplavnega prognostičnega sistema. V: 14. Mišičev vodarski dan 2003, Zbornik referatov. Maribor, VGB Maribor: 39–47. http://www.arso.gov.si/o%20agenciji/knji%C5%BEnica/publikacije/Razvoj_evropskega_poplavnega.pdf (Pridobljeno 22. 10. 2013.) 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013 K. KAVČIČ, mag. A. VIDMAR, prof. dr. M. BRILLY - 32 - LETO DNI PO KATASTROFALNI POPLAVI V NOVEMBRU 2012 Kobold, M., Sušelj, K. 2005. Padavinske napovedi in njihova nezanesljivost v hidrološkem prognoziranju. V: Raziskave s področja geodezije in geofizike 2004, Zbornik predavanj. Ljubljana, Slovensko združenje za geodezijo in geofiziko: 61–75. http://www.fgg.uni-lj.si/sugg/referati/2005/SZGG_05_Kobold_Suselj.pdf (Pridobljeno 16. 10. 2013.) Kobold, M. 2009. Vpliv podnebnih sprememb na ekstremne hidrološke pojave. Ujma 23: 128–135. http://www.sos112.si/slo/tdocs/ujma/2009/128.pdf (Pridobljeno 16. 10. 2013.) Kotar, A. 2013. Vpliv podnebnih sprememb na pretok reke Vipave. Osnutek diplomske naloge pred izdajo. (Pridobljeno 22. 10. 2013.) Legat, B. 2013. Vpliv podnebnih sprememb na verjetnost poplav v porečju save. Diplomska naloga. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo (samozaložba B. Legat): 38 str. Lindström, G., Johansson, B., Persson, M., Gardelin, M., Bergström, S. 1995. Development and test of the distributed HBV-96 hydrological model. Journal of Hydrology 201, 1–4: 272–288. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169497000413 (Pridobljeno 16. 10. 2013.) Madsen, H. 1996. At-site and regional modelling of extreme hydrologic events. A thesis for the degree of Doctor of Philosophy. Lyngby, Technical University of Denmark, Department of Hydrodynamics and Water Resources: 45 str. http://orbit.dtu.dk/fedora/objects/orbit:83459/datastreams/file_5298097/content (Pridobljeno 22. 10. 2013.) Montgomery, D. C., Peck, E. A., Vining, G. G. 2012. Introduction to linear regression analysis. Canada, John Wiley & Sons: 645 str. MOP (2006) and (2010): Slovenia’s Fourth and Fifth National Communication under the United Nations Framework Convention on Climate Change. http://unfccc.int/resource/docs/natc/svnnc4.pdf (Pridobljeno 8. 10. 2013.) http://unfccc.int/resource/docs/natc/svn_nc5.pdf (Pridobljeno 8. 10. 2013.) Rakovec, J., Ceglar, A. 2013. Building the link between the flood risk management planning and climate change assessment in The Sava River Basin, Climate change adaptation measures for flood protection - Report on meteorological part of development of climate projections for Sava River Basin. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko, Katedra za meteorologijo. Seibert, J. 2005. The HBV model. Stockholm, Stockholm University, Department of Physical Geography and Quaternary Geology: 32 str. http://people.su.se/~jseib/HBV/HBV_manual_2005.pdf (Pridobljeno 22. 10. 2013.) Seibert, J., Beven, K. J. 2009. Gauging the ungauged basin: how many discharge measurements are needed? Hydrology and Earth System Sciences 13, 6: 883–892 http://www.hydrol-earth-syst-sci.net/13/883/2009/hess-13-883-2009.html (Pridobljeno 22. 10. 2013.) 24. MIŠIČEV VODARSKI DAN 2013
© Copyright 2024