s )qsp?blhg )qbib.irb.hr/datoteka/963036.3.pdf · hidrologija u sluŽbi zaŠtite i koriŠtenja voda...
TRANSCRIPT
Brela, 18. - 20. listopada 2018.
HIDROLOGIJA U SLUŽBI ZAŠTITE I KORIŠTENJA VODA TE SMANJENJA POPLAVNIH RIZIKA -
SUVREMENI TRENDOVI I PRISTUPI
HYDROLOGY IN SERVICE OF WATER PROTECTION, WATER USE AND FLOOD RISK
REDUCTION– RECENT TRENDS AND APPROACHES-
ZBORNIK RADOVAPROCEEDINGS
Izdavač:
HRVATSKO HIDROLOŠKO DRUŠTVOUlica grada Vukovara 220, 10000 Zagreb
Urednici:
dr.sc. Josip Rubinić, mr.sc. Ivana Ivanković, Gordana Bušelić
Fotogra"ja na naslovnici:
dr.sc. Josip Rubinić
Priprema i lektura (hrvatski):
Tamara Crnko
Lektura (engleski):
Tatjana Jauk
Tehnički urednik:
Damir Ljubičić
Gra"čka obrada, prijelom i tisak:
MIODIO d.o.o. Rijeka
Naklada:
200 primjeraka
ISBN 978-953-96705-4-0
CIP zapis je dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem 001009074
Odgovornost za stručnu i jezičnu ispravnost teksta preuzeli su autori.
Izdavač i urednik ovog Zbornika radova te organizatori Skupa ne snose odgovornost za mišljenje i stavove autora.
ORGANIZATORI SKUPA:
Hrvatsko hidrološko društvo
u suradnji s:
Hrvatskim društvom za odvodnju i navodnjavanje iHrvatskim društvom za zaštitu voda
dr.sc. Bojana Horvat
dr.sc. Barbara KarleušaZdenko Kereša
dr.sc. Nino Krvavica
dr.sc. Dijana Oskoruš
dr.sc. Marija Šperac
mr.sc. Mirjana Švonja
RECENZENTI:
ZNANSTVENO-ORGANIZACIJSKI ODBOR:
dr.sc. Damir Bekićdr.sc. Danko Biondićdr.sc. Ranko BiondićGordana BušelićTamara Crnkodr.sc. Ivan Čanjevacdr.sc. Danko Holjevićdr.sc. Bojana Horvatmr.sc. Ivana Ivankovićdr.sc. Barbara KarleušaZdenko KerešaŽeljka Klemardr.sc. Igor Ljubenkovdr.sc. Dijana Oskoruš
dr.sc. Maja Oštrićmr.sc. Roman Ozimecdr.sc. Nevenka Ožanićdr.sc. Mara Pavelićdr.sc. Krešimir PavlićMaja Radišićdr.sc. Davor Romićdr.sc. Josip RubinićIvana Šarićdr.sc. Marija Šperacmr.sc. Mirjana Švonjadr.sc. Josip TerzićRenata Vidaković Šutićdr.sc. Ranko Žugaj
Urednici / Editors:
dr.sc. Josip Rubinić
mr.sc. Ivana Ivanković
Gordana Bušelić
Brela, 18. - 20. listopada 2018.
ZBORNIK RADOVAPROCEEDINGS
HIDROLOGIJA U SLUŽBI ZAŠTITE I KORIŠTENJA VODA TE SMANJENJA POPLAVNIH RIZIKA
- SUVREMENI TRENDOVI I PRISTUPI
HYDROLOGY IN SERVICE OF WATER PROTECTION, WATER USE AND FLOOD RISK REDUCTION
– RECENT TRENDS AND APPROACHES
Brela, 18. - 20. listopad 2018.
VII
SADRŽAJ
PREDGOVOR
I. CJELOVITI RADOVI
1. Andrijana Brozinčević, Tea Frketić, Nikola Markić, Maja Vurnek, Kazimir Miculinić PROMJENE HIDROLOŠKIH UVJETA I MORFOLOGIJE JEZERA I SEDRENIH BARIJERA PLITVIČKIH JEZERA .................................................... 17
2. Nenad Buzjak, Ivan Čanjevac, Ivan Vučković, Ivan Martinić, Luka Valožić GEOEKOLOŠKA ANALIZA PARKA PRIRODE I OKOLICE VRANSKOG JEZERA U DALMACIJI .............................................................................................................. 25
3. Goran Gjetvaj, Goran Lončar TEST INTEGRALNOG PROBNOG CRPLJENJA .............................................................................. 35
4. Sanja Kapelj, Dragana Dogančić, Igor Plantak, Jelena Loborec PORIJEKLO I RASPODJELA KADMIJA U TLIMA NP PLITVIČKA JEZERA ...................................................................................................................................................... 45
5. Barbara Karleuša, Sanja Dugonjić Jovančević, Nevenka Ožanić, Nevena Dragičević, Ivana Sušanj Čule
PREGLED POSTUPAKA PROCJENE UTJECAJA HIDROTEHNIČKIH ZAHVATA NA OKOLIŠ U HRVATSKOJ OD 2013. GODINE .......................................... 53
6. Zdenko Kereša, Igor Tošić DOPRINOS DEFINIRANJU UTJECAJA PRONOSA NANOSA U SLIVU RIJEKE DRAVE .................................................................................................................................................... 63
7. Natalija Matić, Dragan Majić GEOMORFOLOŠKA I HIDROGRAFSKA OBILJEŽJA JUŽNOG DIJELA BIOKOVA .......................................................................................................................................... 73
8. Melita Perčec Tadić, Irena Nimac KLIMATOLOŠKE KARTE MJESEČNE KOLIČINE OBORINE S PROCJENOM POUZDANOSTI ............................................................................................................................ 81
9. Andrija Rubinić KARTIRANJE I DINAMIKA POPLAVLJIVANJA NA PODRUČJU LIKE U OŽUJKU 2018. GODINE ......................................................................... 91
10. Rok Soczka Mandac, Samo Čarman, Alenka Šajn Slak PRAĆENJE ZONE UTJECAJA SLATKE VODE (KOPARSKI ZALJEV) ......... 101
11. Ivana Šarić, Domagoj Vranješ, Goran Lončar STRATEŠKA PROCJENA I PROCJENA UTJECAJA NA OKOLIŠ U
KONTEKSTU ZAŠTITE I GOSPODARENJA VODAMA ................................................... 111
12. Goran Volf, Nino Krvavica, Nevena Dragičević, Elvis Žic UPRAVLJANJE SLIVNIM PODRUČJEM S OBZIROM NA STANJE MORSKOG EKOSUSTAVA SJEVERNOG JADRANA .................................. 123
VIII
13. Tatjana Vujnović, Dijana Oskoruš, Jadran Berbić, Kornelija Macek OPERATIVNO HIDROLOŠKO PROGNOZIRANJE DHMZ-A NA PRIMJERU IZABRANIH DOGAĐAJA 2017. GODINE ........................................... 133
14. Elvis Žic, Nevenka Ožanić, Goran Volf, Ivana Sušanj Čule ANALIZA POVRŠINSKIH I PODZEMNIH VODA NA PODRUČJU KLIZIŠTA GROHOVO .................................................................................................... 143
15. Elvis Žic, Nevenka Ožanić, Goran Volf, Ivana Sušanj Čule PROCJENA NASTANKA TOKA KRUPNOZRNATOG I SITNOZRNATOG MATERIJALA NA SREDNJEM TOKU VODOTOKA RJEČINE ....................................................................................................................................................... 153
II. PROŠIRENI SAŽETCI
16. Ivana Bartolić, Mladen Petričec MODELIRANJE OTJECANJA S KRŠKOG SLIVA PRIMJENOM
PROGRAMSKOG PAKETA HEC-HMS ..................................................................................................... 165
17. Damir Bekić, Željko Pavlin, Vedran Ivezić O INDIKATORIMA PROMJENA VODNOG REŽIMA NA RIJEKAMA ...... 169
18. Čedomir Benac, Josip Rubinić, Maja Radišić, Igor Ružić IZVORI U BAKARSKOM ZALJEVU ............................................................................................................... 173
19. Jadran Berbić PRIMJENA NADZIRANOG UČENJA ZA REKONSTRUKCIJU PROTOKA NA PRIMJERU EKSTREMNOG VELIKOVODNOG
DOGAĐAJA ........................................................................................................................................................................................ 177
20. Ranko Biondić, Josip Rubinić, Božidar Biondić, Hrvoje Meaški, Maja Radišić OCJENA STANJA PODZEMNIH VODA U PODRUČJU DINARSKOG KRŠA U HRVATSKOJ ............................................................................................................. 181
21. Perica Bušić, Marijana Kotaran Munda, Renata Vidaković Šutić, Matko Bišćan REVITALIZACIJA RUKAVACA NA RIJECI DRAVI U SKLOPU DRAVA LIFE PROJEKTA ................................................................................................................... 185
22. Ivan Čanjevac, Ivan Vučković METODOLOŠKI PRISTUPI ODREĐIVANJU EKOLOŠKI PRIHVATLJIVIH PROTOKA ..................................................................................................................................... 189
23. Gorana Ćosić Flajsig, Ivan Vučković, Barbara Karleuša, Mladen Petričec HOLISTIČKI PRISTUP DEFINIRANJU EKOLOŠKI PRIHVATLJIVOG PROTOKA KAO MJERE ODV-A ............................................................. 193
24. Maja Ćuže Denona, Maja Radišić, Maja Bjelić, Josip Rubinić HIDROLOGIJA MALIH VODNIH EKOSUSTAVA - PRIMJER LOKVE BENČA KOD PIROVCA .......................................................................................... 197
IX
25. Sanja Dugonjić Jovančević, Josip Rubinić, Igor Ružić, Maja Radišić UTJECAJ FLIŠKIH I KRŠKIH STRUKTURA NA DINAMIKU
PROTJECANJA PODZEMNIH VODA I POJAVU EKSTREMNIH SITUACIJA U SLIVU IZVORA SV. IVAN U ISTRI ...................................................................... 201
26. Marina Filipović, Josip Terzić, Jasmina Lukač Reberski, Tihomir Frangen
REGIONALNA HIDROGEOLOŠKA ISTRAŽIVANJA ŠIREG SLJEVNOG PODRUČJA BAĆINSKIH JEZERA ........................................................ 205
27. Danko Holjević, Josip Rubinić, Ivana Mihalić Fabris, Marinko Galiot PONOVNA UPOTREBA VODE – STANJE U SVIJETU I MOGUĆNOSTI U HRVATSKOJ ............................................................................................................................ 209
28. Bojana Horvat, Maja Oštrić DALJINSKA ISTRAŽIVANJA U HIDROLOGIJI I HIDROLOŠKOM MODELIRANJU ............................................................................................................... 213
29. Ivana Ivanković, Kristijan Posavec ZAGREB NA SAVI – ENERGETIKA U SLUŽBI ZAŠTITE PODZEMNIH VODA ............................................................................................................................. 217
30. Vedran Ivezić, Damir Bekić, Bojana Horvat, Vlatko Kadić PROCJENA PROSTORNE RASPODJELE TEMPERATURE ZRAKA I EVAPOTRANSPIRACIJE UZ INTEGRACIJU DALJINSKIH ISTRAŽIVANJA ................................................................................................................................. 221
31. Željka Klemar DALJINSKA ISTRAŽIVANJA POPLAVNIH DOGAĐAJA .............................................. 225
32. Nino Krvavica, Igor Ružić, Nevenka Ožanić DVOSLOJNI MODEL RJEČNIH UŠĆA U SLUŽBI ZAŠTITE I KORIŠTENJA VODA U PRIOBALNIM PODRUČJIMA ................................................. 229
33. Nino Krvavica, Josip Rubinić MJERODAVNA OBORINA ZA DIMENZIONIRANJE SUSTAVA
ODVODNJE PREMA INTEGRALNOM PRISTUPU ................................................................ 233
34. Igor Ljubenkov, Joško Erceg, Vinko Jurjević, Iva Kuzmanić PRIMJERI RECENTNIH POPLAVA NA MALIM SLIVOVIMA U JUŽNOJ DALMACIJI ........................................................................................................... 237
35. Siniša Maričić ISKUSTVO ANALIZE RETENCIJSKOG EFEKTA AKUMULACIJE ................. 241
36. Dijana Oskoruš ANALIZA DINAMIKE SUSPENDIRANOG NANOSA U ALUVIJALNIM
KORITIMA ........................................................................................................................................................................................... 245
X
37. Maja Oštrić, Petra Prenc, Josip Rubinić ANALIZA DINAMIKE KOLEBANJA I ISTJECANJA PODZEMNIH VODA NA PROSTORU GROBNIČKOG POLJA I
BAKARSKOG ZALJEVA .................................................................................................................................................... 251
38. Roman Ozimec, Hrvoje Škrabić, Ksenija Protrka VODE PODBIOKOVSKOG KRŠA ...................................................................................................................... 255
39. Roman Ozimec, Branko Jalžić VELIKI SPELEOLOŠKI OBJEKTI I HIDROLOŠKI SUSTAVI U DUBOKOM KRŠKOM ZALEĐU BIOKOVA ................................................................................. 259
40. Željko Pavlin, Damir Bekić ANALIZA HIDROLOŠKIH PROMJENA NA SLIVOVIMA KUPE I KRKE ............................................................................................................................. 263
41. Maja Radišić, Josip Rubinić, Igor Ružić, Lena Vozila HIDROLOŠKI SUSTAV PROŠĆANSKOG JEZERA ................................................................... 269
42. Vedrana Ričković, Renata Vidaković Šutić REŽIM POVRŠINSKIH VODA DIREKTNOG SLIVA RIJEKE CETINE S NAGLASKOM NA VELIKE VODE ........................................................ 273
43. Davor Romić, Marina Bubalo Kovačić, Monika Zovko, Marija Romić, Annamaria Castrignano
ZASLANJIVANJE VODE I TLA U DOLINI NERETVE – PRIRODNI PROCESI I ANTROPOGENI UTJECAJ ........................................................... 277
44. Josip Rubinić, Gordana Bušelić, Ivana Ivanković TRENDOVI U HIDROLOGIJI - HIDROLOGIJA U TRENDU .................................. 281
45. Igor Ružić, Nino Krvavica, Duje Kalajžić MONITORING MORFOLOŠKIH PROMJENA TOKA KORANE POMOĆU SfM FOTOGRAMETRIJE ............................................................................ 285
46. Renata Sokol Jurković, Ivan Güttler KOREKCIJA PRISTRANOSTI REGIONALNIH KLIMATSKIH MODELA PRILAGOĐENA UPOTREBI U HIDROLOŠKOM
MODELIRANJU .......................................................................................................................................................................... 289
47. Sandro Štefanac, Nenad Heček INSTALIRANI PROTOK CRPKI ZA PUNJENJE AKUMULACIJE ČEPIĆ U OVISNOSTI O KLIMATSKIM I HIDROLOŠKIM PRILIKAMA ............................................................................................................................. 293
48. Diana Šustić, Zdenko Tadić, Branimir Barač, Igor Tadić ZAŠTITA OD POPLAVA GRADA OGULINA – HIDROLOŠKA ANALIZA GORNJE DOBRE ................................................................................ 297
49. Mirjana Švonja MJERAČ PROTOKA NA RIJECI NERETVI U METKOVIĆU .................................... 301
XI
50. Božena Tušar REGULACIJE VODOTOKA - UTJECAJI - POSLJEDICE - POPRAVLJANJE ....................................................................................................................................................................... 305
51. Tatjana Uzelac HIDROLOGIJA KAO POLAZNA DISCIPLINA PROSTORNOG PLANIRANJA I UPRAVLJANJA URBANIM VODNIM SUSTAVIMA .................................................................................................................. 309
52. Renata Vidaković Šutić, Vedrana Ričković, Tanja Lubura Matković ISKUSTVA U KORIŠTENJU HIDROLOŠKIH MODELA ZA POTREBE SIMULACIJE POPLAVNIH DOGAĐAJA ............................................................ 313
53. Ivan Vučković, Ivan Čanjevac, Neven Bočić, Nenad Buzjak, Florijan Kvetek, Ivan Martinić, Danijel Orešić, Mladen Plantak, Marta Srebočan, Iva Vidaković
UTJECAJ HIDROMORFOLOŠKIH PROMJENA U TEKUĆICAMA NA BIOLOŠKE ELEMENTE KAKVOĆE VODA ............................................................................. 317
KAZALO AUTORA ................................................................................................................................................................................. 321
Hidrologija u službi zaštite i korištenja vodate smanjenja poplavnih rizika -
Suvremeni trendovi i pristupi
Brela, 18. - 20. listopada 2018.
PROCJENA NASTANKA TOKA KRUPNOZRNATOG
I SITNOZRNATOG MATERIJALA NA SREDNJEM
TOKU VODOTOKA RJEČINE
ESTIMATION OF THE OCCURRENCE OF
DEBRIS FLOW AND MUDFLOW PROPAGATION
IN THE MIDDLE WATERCOURSE OF RJEČINA
a a, Goran Volfa a
SAŽETAK
U ovom radu dane su osnovne smjernice i međuovisnosti pojedinih hidroloških i geoloških parametara koji uvjetuju nastanak toka krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala. Tom prilikom, provedena je analiza i utvrđivanje mogućih katastrofalnih scenarija povezanih s propagacijom poplavnog vala i formiranjem tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala na području srednjeg i donjeg toka Rječine, pri čemu su osnovni parametri koji na to utječu geološka građa i stanje površinskih i podzemnih voda te učestalost i jakost oborina koje su prethodile klizanju. Samo klizište Grohovo i njegova neposredna okolina predstavljaju iznimnu moguću opasnost od mogućih posljedica formiranja krupnozrnatih i sitnozrnatih (blatnih) tokova. Cjelokupno područje se nalazi na �išnom depozitnom materijalu nastalom u geološkom periodu Eocena i Paleogena s pojavom raspucalih (vrlo trošnih) vapnenačkih blokova u višim hipsometrijskim razinama neposredno iznad samog klizišta nastalih u razdoblju Krede. Osnovno sagledavanje usmjereno je prema
a Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci, Radmile Matejčić 3, Rijeka, 51000, Hrvatska, [email protected]
154
mogućem formiranju toka krupnozrnatog materijala koji može nastati miješanjem klizne mase s formiranih klizišta u blizini sela Grohovo i velikih preljevnih količina vode uslijed jakih intenziteta oborina.
ABSTRACT
"is paper gives the basic guidelines and interdependencies of some hydrological and geological parameters which condition the occurrence of debris �ow and mud�ow propagation. On this occasion, the analysis and determination of possible disastrous scenarios related to the propagation of the �ash-�ood wave and the formation of debris �ow and mud�ow in the middle and lower Rječina watercourse were carried out, whereat the most basic parameters a#ecting this are geological structure and state of surface water and groundwater, and the frequency and strength of precipitation that preceded the slide. "e Grohovo landslide itself and its immediate surroundings represent an exceptional potential danger of potential danger of possible consequences of formation of course and $ne grain (mud�ows) �ows, because the entire area is on the �ysch deposit material produced in the geological periods of Eocene and Paleogene with the occurrence of cracked (very worn) limestone blocks in higher hypsometric levels directly above the very landslide created in the Cretaceous period. "e basic observation is directed to the possible formation of debris �ow and mud�ow that can be generated by mixing sliding masses with formed landslides near Grohovo village and large over�ow of the water quantities due to strong intensity of the precipitation.
KLJUČNE RIJEČI: vodotok Rječina, klizište Grohovo, tok krupnozrnatog materijala, tok sitnozrnatog materijala, geohazard
KEYWORDS: Rječina watercourse, Grohovo landslide, debris �ow, mud�ow propagation, geohazard
1. UVOD
Rječine je seizmički vrlo aktivna, pa je stoga potrebno uzimati u obzir i tu posljedicu(Prelogović i drugi, 1995). Podaci o katastrofalnim klizištima i pojavama velikih poplavnih događaja sredinom 18. i krajem 19. stoljeća unutar sliva Rječine detaljno su opisani u doktorskom radu Elvisa Žica (2015).
Hidrologija u službi zaštite i korištenja voda te smanjenja poplavnih rizika 155
Korito Rječine ima bujične značajke, koji opisuju kanjoni u stijeni i klizišta u �išu, naročito izražena u njegovu srednjem dijelu, kod mjesta Grohovo i Valići. Geološku građu slivnog područja vodotoka uglavnom čine vapnenci i dolomiti koji su vremenski nastali u razdoblju Jure, Krede i Eocena, dok samo uski pojas u zapadnom dijelu sliva (područje Orehovice) pripada Tercijaru (Benac i drugi, 2005b). Uski kanjonski dio Rječine (nizvodno od mosta Pašac) građen je pretežno od vapnenca, a na mjestima proširenja od eocenskih pješčenjaka.
Klizište Grohovo se nalazi na sjevernoj padini unutar doline vodotoka Rječine, približno 4 km sjevernije od grada Rijeke (Slika 1.). Ukupna veličina klizišta se procjenjuje na oko 18 ha. Klizište sa susjednim manjim klizištima predstavlja opasnost od mogućih posljedica formiranja krupnozrnatih (debritnih, eng. Debris �ow) i sitnozrnatih (blatnih, eng. Mud�ow) tokova budući da takve katastrofalne prirodne pojave mogu ugroziti srednji i donji tok Rječine, branu Valići i urbanizirani dio grada Rijeke - područje Delte i Školjića (Žic, 2015).
Flišna stijenska masa je slabe vodopropusnosti, podložna raspadanju i eroziji. S vremenom su krupnozrnati fragmenti podrijetlom iz sipara pomiješani s glinom iz zone raspadanja osnovne stijenske mase, pa su nastale nestabilne padinske tvorevine višemetarske debljine (Benac i drugi, 2005a). Na terenu su takve geološke građe, upojnost i vodopropusnost male pa je oblikovana mreža povremenih vodotoka koji erodiraju padine i bitno pojačavaju produkciju nanosa u slivu Rječine.
Istraživanja provedena u sklopu hrvatsko-japanskog bilateralnog znanstvenog projekta „Risk Identi!cation and Land – Use Planning for Disaster Mitigation of Landslides and Floods in Croatia“ obuhvaćala su praćenja i istraživačke aktivnosti na klizištu Grohovo za koje je postavljen složeni integrirani sustav geodetskog i geotehničkog
Slika 1. Nekoliko značajnih povijesnih klizišta u srednjem dijelu toka Rječine(Napomena: upitnici predstavljanju nepoznatu godinu pojave klizanja)
Slika 1.
156
praćenja u realnom vremenu (Arbanas i drugi, 2012). Osim prikupljenih terenskih podataka korišteni su i povijesni nizovi vremenskih serija meteoroloških, hidroloških, geoloških i drugih podataka.
2. KARAKTERISTIKE TOKA KRUPNOZRNATOG I SITNOZRNATOG MATERIJALA
Pojam „debris“ (debrit, detritus, stijensko kršje) predstavlja u geologiji površinsku akumulaciju (nakupinu) nevezanog (rahlog, rastresitog) materijala koji je otkinut od mase temeljnih stijena kemijskim ili mehaničkim načinima, npr. razlaganjem ili razaranjem (Perić, 2007). Sastoji se od fragmenata (odlomaka) stijena, materijala tla i katkada od organske tvari. Tokovi krupnozrnatog materijala (debritni tokovi) obično sadrže manje od 30 % mulja i sitnih čestica. Takvi tokovi predstavljaju iznimno brzi protok zasićene neplastične mase stijenskog kršja (drobine) u strmom kanalu (Hungr i drugi, 2001). Hidrodinamički udari vode i nevezanog krupnozrnatog materijala rastu zbog nestabilnosti protoka, pojave uzastopnog klizanja otpuštajućeg materijala ili zbog usporavanja toka uslijed formiranja prirodne brane od kamenog nabačaja. Tečenje krupnozrnatog materijala nastaje vrlo brzo na padinama s prosječnim kutem nagiba od 20-45° (Hungr i drugi, 2001), a najveći uzročnik njegova nastanka su jaki intenziteti oborina i seizmičko djelovanje (Slika 2.).
Slika 2. Odnosi između nastanka toka krupnozrnatog materijala, intenziteta oborina i razine podzemne vode (Žic, 2015)
).
Slika 2
Tečenje sitnozrnatog materijala de�nira tok sitnozrnatog materijala čiji je sastav (prah, glina) znatno plastičniji i čiji je indeks tečenja tijekom kretanja veći od 0,5. Takvo tečenje predstavlja vrlo brzi do iznimno brzi protok zasićenog plastičnog sitnozrnatog materijala u kanalu, uključujući značajan udio sadržaja vode u odnosu na izvorni materijal (do 60%) s indeksom plastičnosti većim od 5% (Hungr i drugi, 2001). Stupanj �uidnosti se određuje prema opažanoj brzini toka ili prema raspodjeli i morfologiji formiranih sedimenata.
Hidrologija u službi zaštite i korištenja voda te smanjenja poplavnih rizika 157
Do pojavljivanja formiranja tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala dolazi kada se masa slabo sortiranih sedimenata, stijena i �nozrnatog materijala, pomiješana s vodom, počne pokretati niz padinu uslijed povećanja pornog tlaka i gravitacijske sile. Takve tokove mogu uzrokovati različiti mehanizmi poput potresa, puknuće prirodno formirane brane, kao i ljudska djelatnost (npr. rudarenje, iskopi i sl.). Za pokretanje klizanja voda ima važnu ulogu, a dolazi kao posljedica jakih kiša i topljenja snijega. U početnoj fazi voda u tlu povećava porni tlak i time smanjuje silu otpora materijala, a time i stabilnost kosine. Likvefakcija stvara dodatna pokretanja mase u nizvodnom smjeru. U drugoj fazi oborine povećavaju površinsko otjecanje vode stvarajući pritom erozijsko djelovanje na površini klizišta. Voda brzo erodira dno i miješa se s krupnozrnatim materijalom (Slika 3.). Prema Caineu (1980.) koji je koristio podatke sa 73 plitka klizišta i tečenja krupnozrnatog materijala, predložena je razina (prag) intenziteta oborina koja mora biti prekoračena za nastanak takvog tipa tečenja, a ona glasi: nastanak
*)*
Slika 3 , 2015) Slika 3. Tipični poprečni pro�l toka krupnozrnatog materijala (Žic, 2015)
Dvije vrste meteoroloških događaja uzrukuju nastanak i pokretanje tokova krupnozrnatog materijala (Slika 4.). Prvi događaj ili pojavu čine kratke oluje jakoga intenziteta koje u većini slučajeva uzrokuju poplavne bujice koje promiču stvaranje toka krupnozrnatog materijala uz glavni kanal. Takve pojave su česte u Švicarskoj, a stvaraju se već pri minimalnoj količini oborina intenziteta od oko 30 mm/h, dok su minimalne kumulativne količine oborina od oko 40 mm/h dostatne za stvaranje toka krupnozrnatog ili sitnozrnatog materijala (Rickenmann i Zimmermann, 1993). Drugi tip oborina je vezan za stalne regionalne oluje koje dovode do značajnog prodora vode, velikih podzemnih otjecanja i djelomičnog ili potpunog zasićenja tla. Takve pojave pogoduju povećanju površinskog otjecanja, čime tla na strmim padinama postaju osjetljivija na mobilizaciju i pokretanje tokova krupnozrnatog materijala.
pri čemu su I prosječan intenzitet oborina, [mm/sat], te D* trajanje oborina, [sati].
158
Na slici 5. je prikazana ovisnost vrijednosti vršnog protoka i volumena toka krupnozrnatog materijala. Odgovarajuća jednadžba za zrnate tokove i tokove velikih kamenih oblutaka ima sljedeći oblik:
Qp=0,1*M0,833 (2)
pri čemu M predstavlja jačinu događaja [m3], dok je Qp protok [m3/s].
Podaci prikazani na slici 5. odnose se na granulirani tok krupnozrnatog materijala koji je isturen ispred čela vala (Rickenmann, 1999).Ukupni volumen pohranjenog krupnozrnatog materijala V
uk, [m3], kod toka
krupnozrnatog materijala dobije se zbrajanjem volumena početne (inicirajuće) mase
Slika 4. Odnos između kritičnog intenziteta oborina i trajanja pojave toka krupnozrnatog materijala. Podaci sa švicarskih Alpi (Rickenmann, 1999)
Slika 5. Odnos između vršnog protoka toka krupnozrnatog materijala (debritnog toka) i jačine događaja (Rickenmann, 1999)
varirati m
Slika 4
Hidrologija u službi zaštite i korištenja voda te smanjenja poplavnih rizika 159
(Vini
) koja je uzrokovala pokretanje toka i volumen koji ulazi u tok (Vul
), te se od te količine oduzme volumen deponiranog materijala (V
dep). Volumen materijala može
varirati od 100 m3 do nekoliko 100000 m3, a za najvećih događaja i do 106 m3.
3. PROCJENA NASTANKA TOKA KRUPNOZRNATOG I SITNOZRNATOG MATERIJALA
U srednjem dijelu doline Rječine (šire područje klizišta Grohovo) nestabilnosti se pojavljuju s obje strane padina. Osnovni događaji geohazarda mogu uključivati kretanje nanosa prema vodotoku Rječine, što u konačnici može dovesti do dvije skupine naknadnih učinaka. Prvi je potencijalno pregrađivanje vodotoka Rječine i formiranje prirodne brane uslijed klizanja. Drugo je moguće formiranje poplavnog vala izazvanog urušavanjem prirodne brane koja formira prirodno jezero te posljedično plavljenje središnjeg i donjeg toka Rječine (urbanog dijela grada Rijeke). Jaki intenziteti oborina ili djelovanje potresa, zasebno ili u kombinaciji, mogu postati učinkoviti okidači za formiranje odrona u stjenskoj masi, klizanja i tokova krupnozrnatog materijala. Dnevna količina oborina iznad 100 mm je česta na području sliva vodotoka Rječine i ona najvećim dijelom izaziva pokretanje klizišta. Krupnozrnati ulomci nastali odronjavanjem stijenske mase postepeno prelaze u sitnozrnati materijal koji se taloži u najnižim hipsometrijskim visinama potencijalno tvoreći nestabilne padine (s nagibom od 15-24°) s depozitnim materijalom debljine nekoliko metara (Benac i drugi, 2005b). Dugotrajno puzanje padinskih tvorevina po �išnoj podlozi (od lapora, kamenog nanosa, šejlova i sitnozrnatih pješčenjaka) nakon prekoračenja čvrstoće materijala prelazi u klizanje.
Na području od akumulacije Valići do utoke vodotoka u Riječki zaljev nalazi se veliki broj potencijalno nestabilnih padina te posljedično s time i mogućnost formiranja tokova krupnozrnatog materijala. Preljevne vode iz akumulacije koje nastaju ulaskom odronjene stijenske �išne mase mogu erodirati materijal u nožici inicijalnog klizišta te utjecati na smanjenje stabilnosti padine i početi nova klizanja. Za pouzdanu procjenu hazarda i rizika od pojave klizišta i tokova krupnozrnatog materijala na području srednjeg toka Rječine odabrana je GIS tehnologija, tj. programski paket ArcGIS 10.1. (Žic, 2015). Na temelju izrađenih karata nagiba terena, koe�cijenta difuzivnosti za određena područja unutar sliva, određenoj vrijednosti pornog tlaka i ostalim hidrogeološkim parametrima, dodatno se provela deterministička analiza ispitivanja stabilnosti kosina na području dijela doline Rječine. Tom prilikom je izrađen model za stabilnost kosina pomoću TRIGRS 2.0 programa (Baum i drugi, 2008). Provedeno je nekoliko varijanti proračuna stabilnosti sa značajnim vrijednostima intenziteta oborina na području sliva od 31,5 mm/h, 50,4 mm/h i 72 mm/h (Žic, 2015). Na temelju provedene analize zaključeno je da se nestabilnosti na kosini koje uzrokuju pojavu klizišta događaju zbog smanjenja čvrstoće i porasta posmičnog naprezanja. Najgora predviđanja hazarda su vezana za moguće pojave klizišta na padinama
160
oko akumulacije Valići (događaji iz 2014. i 2016. godine) posljedica čega može biti punjenje akumulacije okolnim �išnim materijalom te formiranje poplavnog vala koji može preljevati krunu brane (Žic, 2015). U posljednje vrijeme su značajni manji odroni stjenske mase uzvodno (u veljači 2014. i 2016.) i nizvodno (2015.) u odnosu na samu krunu brane.
4. ZAKLJUČNA RAZMATRANJA
Smoothed Particle Hydrodinamics) i Solver for Finite Element Computation
LITERATURA
[1] Arbanas, Ž., Grošić, M., Udovič, D., Mihalić, S. (2012): Rockfall Hazard Analyses and Rockfall Protection along the Adriatic Coast of Croatia, Journal of Civil Engineering and Architecture, 6, 3,344-355.
[2] Baum, R.L., Savage, W.Z., Godt, J.W. (2008): TRIGRS - A Fortran program for transient rainfall in!ltration and grid-based regional slope-stability analysis, version 2.0, U.S. Geological Survey Open-File Report, 2008-1159, 75.
[3] Benac, Č., Arbanas, Ž., Jurak, V., Oštrić, M., Ožanić, N. (2005a): Complex landslide in the Rječina valley (Croatia): origin and sliding mechanism, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 64, 4, 361-371.
Hidrologija u službi zaštite i korištenja voda te smanjenja poplavnih rizika 161
[4] Benac, Č., Jurak, V., Oštrić, M. (2005b): Qualitative assessment of geohazard in Rječina Valley, Croatia, Geophysical Research Abstract, 7, 1-6.
[5] Caine, N. (1980): #e Rainfall Intensity: Duration Control of Shallow Landslides and Debris Flows, Geogra�ska Annaler, Series A, Physical Geography, Wiley Article Stable, 62(1/2), 23-27.
[6] Hungr, O., Evans, S.G., Bovis, M., Hutchinson, J.N. (2001): Review of the classi!cation of landslides of the $ow type, Environmental and Engineering Geoscience, VII, 221-238.
[7] Perić, M. (2007): Englesko hrvatski enciklopedijski rječnik istraživanja i proizvodnje na&e i plina, Sveučilišni priručnik Rudarsko-geološko-na"nog fakulteta u Zagrebu, Izdavač: INA Industrija na"e d.d. - Sektor korporativnih komunikacija, Tisak: Grafocolor d.o.o. Zagreb, Zagreb, 1038.
[8] Prelogović, E., Kuk, V., Jamičić, D., Aljinović, B., Marić, K. (1995): Seizmotektonska aktivnost Kvarnerskog područja, Zbornik radova 1. Hrvatskog geološkog kongresa, Institut za geološka istraživanja Zagreb, Opatija, 2, 487-490.
[9] Rickenmann, D., Zimmermann, M. (1993): #e 1987 debris $ows in Switzerland: documentation and analysis, Geomorphology, 8,175-189.
[10] Rickenmann, D. (1999): Empirical relationships for debris $ows, Natural Hazards, 19, 47-77.
[11] Žic, E., Arbanas, Ž., Bićanić, N., Ožanić, N. (2015): A model of Mud$ow propagation downstream from the Grohovo Landslide near the City of Rijeka (Croatia), Natural Hazards and Earth System Sciences (NHESS), 15, 1,293-313.
[12] Žic, E. (2015): Prilog modeliranju potencijalnih poplavnih tokova i tokova krupnozrnatog materijala u slivu Rječine, Doktorska disertacija, Građevinski fakultet Rijeka, Rijeka, 281
ZAHVALA
Istraživanja provedena u ovom radu �nancirana su iz sredstava hrvatsko-japanskog znanstvenog projekta „Risk identi!cation and Land-Use Planning for Disaster Mitigation of Landslides and Floods in Croatia“, znanstvenog projekta „Hidrologija osjetljivih vodnih resursa u kršu“ (114-0982709-2549), te dio sveučilišnog znanstvenog projekta „Hidrologija vodnih resursa i identi!kacija rizika od poplava i blatnih tokova na krškom području“ (13.05.1.1.03).