OSNOVE HIDROTEHNIKE
1.prezentacija: Voda i vodni resursi
1. Usporedite ulogu i značajke vode u starome Egiptu i u Mezopotamiji. o
EGIPAT:
o
Poplave su omogućile navodnjavanje polja i poljoprivrede
o
Poplave dolaze postupno i uvijek nastupaju u jesen kada je žetva završena i pokupljena, pri
o
čemu je jedna žetva godišnje – dovoljna, Zahvaljujući konfiguraciji terena, poplave nisu ostavljale stajaću vodu, U mulju koga ostavljale poplave nema soli – izvrsno gnojivo, Nakon ujedinjenja Egipta podignuti su nilomet ri za praćenje stanja i prognozu poplava.
o
MEZOPOTAMIJA:
o
Iako je i na području drevne Mezopotamije bilo razvijeno navodnjavanje –značajke sustava su
o o
potpuno suprotne onome na Nilu o
Vode Eufrata i Tigrisa nosile 5 puta više taloga i mulja od Nila, a posljedica čega je da takav talog stvara visoku obalu
o
Rijeka teče iznad razine obrađivane ravnice
o
Voda se mogla crpiti tijekom cijele godine
o o o
Omogućavala je 2 žetve godišnje Prisutan je bio problem suvišne vode - drenaža isto tako važna kao i navodnjavanje po plave - bogovi poplava Nin-Girsu i Tiamat zlotvori Ne zna se točno kad će nastupit poplave
2. Kako se mjerila razina vode u starom Egiptu?
Pretpostavlja se da su prva opažanja vodostaja Nila, tzv. nilomjeri započela još u IV tisućljeću p.n.e, a prvi sačuvani podaci (uk lesani na stijeni cca 250 km uzvodno od Asuana) datirani su za 1827.g. p.n.e. Nilomjeri su postavljani uz hramove, a prvi motritelji bili su svećenici. 3. Skicirajte i objasnite što je „qanat”. Qanat je tunel izgrađen u jednoličnom padu od izvorišta do vodoopskrbnog mjesta, često presjecajući i vodonosni sloj čime je služio i kao kaptažna građevina. Tunel (quanat) kopao se pomoću vertikalnih pretvoreni su okana na udaljenosti 20 – 50 m, ovisno o vrsti tla. Pri završetku radova vertikalni otvori pretvoreni u okna za zračenje i pregled.
4. Objasnite što je vodna bilanca U bilancnim razmatranjima oborina uglavnom predstavlja ulaz, a otjecanje izlaz.
Za svaki se hidrološki (vodnogospodarski) sustav može napisati jednadžba vodne bilance – za neko određeno vrijeme diskretizacije procesa: ΣU-ΣI=∆V Σ U – volumen vode koji je ima karakter ulaza u taj sustav Σ I - volumen vode koja ima karakter izlaza iz tog sustava ∆ V – promjena mase u analiziranom sustavu - ograničenom prostoru tijekom određenog vremena Bilanciranje je složen zadatak jer: Obično nedostaju potrebni kvantificirani pokazatelji pokazatelji o pojedinim elementima vodne bilance. Količina vode u pojedinim komponentama varira varira u vremenu (dominantan utjecaj geoloških i klimatskih značajki). 5. Navedite vrste vododijelnica i skicirajte ih.
Površinske vododjelnice (topografska, orografska, orografska, hidrografska) Podzemne vododjelnice (hidrološka ili hidrogeološka) – obično promjenjive tijekom vremena
6. Nabrojite koji sve čimbenici utječu na površinsko otjecanje. 1. KLIMATSKI (oborine, isparavanja, temperature, vjetrovi, vlažnost zraka …) 2. GEOGRAFSKI (veličina i oblik slivova, reljef, gustoća riječne mreže, zalihe snijega, jezera,
močvare, ledenjaci…) 3. GEOLOŠKI (geološke značajke terena, propusnost terena…) 4. BIOLOŠKI (biljni pokrivači, biocenoza…) 5. ANTROPOGENI (čovjekovi zahvati u vodnim resursima, poljoprivredne aktivnosti, izgradnja …) 7. Objasnite kakav je utjecaj vegetacije na otjecanje. o o
Vegetacija zadržava i koristi vodu. (10 – 30% vode nikada niti ne dospije do tla.) Doprinosi i ravnomjernijem otjecanju vode kod k išnih i snježnih oborina, ali i troši vodu – poseban problem u aridnim krajevima.
o
Pozitivan utjecaj vegetacije na smanjenje erozije, kakvoću vode i dinamiku zapunjavanja retencija.
o
Promjene u vegetacijskom pokrovu uvjetuju i promjene u režimu otjecanja.
4. Objasnite što je vodna bilanca U bilancnim razmatranjima oborina uglavnom predstavlja ulaz, a otjecanje izlaz.
Za svaki se hidrološki (vodnogospodarski) sustav može napisati jednadžba vodne bilance – za neko određeno vrijeme diskretizacije procesa: ΣU-ΣI=∆V Σ U – volumen vode koji je ima karakter ulaza u taj sustav Σ I - volumen vode koja ima karakter izlaza iz tog sustava ∆ V – promjena mase u analiziranom sustavu - ograničenom prostoru tijekom određenog vremena Bilanciranje je složen zadatak jer: Obično nedostaju potrebni kvantificirani pokazatelji pokazatelji o pojedinim elementima vodne bilance. Količina vode u pojedinim komponentama varira varira u vremenu (dominantan utjecaj geoloških i klimatskih značajki). 5. Navedite vrste vododijelnica i skicirajte ih.
Površinske vododjelnice (topografska, orografska, orografska, hidrografska) Podzemne vododjelnice (hidrološka ili hidrogeološka) – obično promjenjive tijekom vremena
6. Nabrojite koji sve čimbenici utječu na površinsko otjecanje. 1. KLIMATSKI (oborine, isparavanja, temperature, vjetrovi, vlažnost zraka …) 2. GEOGRAFSKI (veličina i oblik slivova, reljef, gustoća riječne mreže, zalihe snijega, jezera,
močvare, ledenjaci…) 3. GEOLOŠKI (geološke značajke terena, propusnost terena…) 4. BIOLOŠKI (biljni pokrivači, biocenoza…) 5. ANTROPOGENI (čovjekovi zahvati u vodnim resursima, poljoprivredne aktivnosti, izgradnja …) 7. Objasnite kakav je utjecaj vegetacije na otjecanje. o o
Vegetacija zadržava i koristi vodu. (10 – 30% vode nikada niti ne dospije do tla.) Doprinosi i ravnomjernijem otjecanju vode kod k išnih i snježnih oborina, ali i troši vodu – poseban problem u aridnim krajevima.
o
Pozitivan utjecaj vegetacije na smanjenje erozije, kakvoću vode i dinamiku zapunjavanja retencija.
o
Promjene u vegetacijskom pokrovu uvjetuju i promjene u režimu otjecanja.
8. Navedite o čemu ovisi veličina infiltracije. se u m/sat. Tijekom vremena / trajanja kiše kiše se Infiltracija – otjecanje (poniranje) vode u tlo. Izražava se smanjuje. Veličina infiltracije uglavnom ovisi o dva faktora: o
karakteristikama tla
o
tipu i gustoći vegetacijskog pokrova
9. Nabrojite na koje se načine može kretati voda u tlu. Voda se u tlu kreće na razne načine – dominantna su tri: 1.
Pelikularno – kretanje vode uslijed molekularnih sila privlačenja između čestica tla i vode.
2.
Kapilarno – kretanje vode pod djelovanjem površinskog napona.
3.
Pod djelovanjem gravitacije – Kod tla s većim porama – veličina kretanja određena porozitetom (npr. granit 1%, krške stijene obično 1 –3%, šljunak 30%, glina 45%)
10. Skicirajte krški vodonosnik i označite sve dijelove.
11. Skicirajte kontakt između podzemne slatke vode i mora u priobalju.
12. Objasnite na koji se način prihranjuju podzemne vode. Prihranjivanje se najčešće odvija infiltracijom, a ponekad i utjecanjem koncentriranih vodnih tokova. Određivanje veličine prihranjivanja, kao i veličine obnavljanja podzemnih voda – uglavnom je složeno i skupo (najčešće je potreban niz hidrogeoloških, hidroloških i geokemijskih istražnih radova). Područje prihranjivanja nužno je poznavati radi: planiranja mogućnosti njihova korištenja osiguranja njihove zaštite (zone sanitarne zaštite izvora za piće – zakonska obveza) Moguća su i umjetna prihranjivanja vodonosnika – za povećanje njihovih vodnih zaliha tijekom razdoblja kada su potrebe za vodom najizrazitije, ali i za promjene gradijenata toka podzemnih voda,
samopročišćavanja upotrijebljenih voda i slično. 13. Nabrojite u kojim se sferama odvija hidrološki ciklus.
Hidrološki ciklus odvija se u međudjelovanju četiri sfere: atmosfera, biosfera,litosfera, hidrosfera 14. Objasnite razliku između stagnacijskih i sezonskih podzemnih voda. Ovisno o stupnju učestvovanja u hidrološkom ciklusu – podzemne vode k reću se od stagnacijskih (starost ista kao i starost stijena koje je sadrže) pa do sezonskih (izmjenjuju se između sušnog i vlažnog perioda).
2. prezentacija: Vodnogospodarski sustavi i vodno okruženje
15. Što je biotop, biocenoza i ekosustav? Biotop (životno stanište) je mjesto življenja određenih životnih zajednica. Karakteriziraju ga tri
osnovna elementa: hrana, sklonište i voda. Različiti biotopi vezani uz vodu su npr. planinski potok, spora aluvijalna rijeka, duboko jezero, bara…Ti se biotopi ne razlikuju samo zbog svojih različitih fizičkih i kemijskih svojstava, već i o okolini u kojoj su smješteni (korita, klimatsko područje, antropogeni utjecaji…). Biocenoza je skup životnih zajednica (biljaka, životinja, mikroorganizama) koje žive na nekom
biotopu. Taj skup karakterizira određen sastav različitih populacija (populacija - vremenski i prostorno udružena organizacija jedinki iste vrste), koje su međusobno povezane međuzavisnostima. EKOSUSTAV = BIOTOP + BIOCENOZA Ekosustav je otvoren, kvazistabilan prirodni sustav u kome se
odvija intenzivna razmjena materije i energije između pojedinih komponenti sustava. Ekosustavi posjeduju sposobnost samoregulacije i adaptacije, te odražavaju svoju stabilnost i u određenim granicama promjene stanja u biotopu ili biocenozi. Primjer ekosustava su jezera. Karakterizira ga biotop (voda, obale, dno), a prisutne su i sve tri vrste organizama – proizvođači, potrošači i razlagači,
koji se nalaze u čvrstoj međuzavisnosti, održavajući u jezeru stanje kvazistabilne ravnoteže. 16. Nabrojite vrste ekoloških čimbenika. Na ekološke sustave djeluju različiti ekološki čimbenici koji mogu biti:
abiotički - npr. za vodeni ekosustav - temperatura vode, svjetlost, sadržaj kisika, elementi vodnog režima (male vode)… biotički – čimbenici biološkog karaktera, pa i antropogeni kao promjene vodnih režima, promjene kakvoće vode.
o
o
17. Nabrojite abiotičke/biotičke čimbenike.
Abiotički: temperatura vode, pH kiselost vode, termički kapacitet vode, sadržaj kisika u vodi, mineralne tvari otopljene u vodi, zagađenja voda Biotički: čimbenici biološkog karaktera, pa i antropogeni kao promjene vodnih režima, promjene kakvoće vode
o
o
18. Nabrojite strukturna svojstva biocenoza. o
Brojnost, učestalost, pokrovnost (Pokazuje koji je dio površine (u %) pokriven određenom vrstom fitocenoze) i raznovrsnost
19. Na primjeru jezera obrazložite ekološku sukcesiju. ??
Izgradnju i život svih prirodnih, pa tako i formiranih vodnogospodarskih sustava, karakterizira fenomen sukcesivnih promjena u sastavu biocenoza. Naime, na određenom prostoru stalno se (sporije ili brže) mijenjaju značajke biotopa. Te promjene – ekološki slijedovi/sukcesije, ako nisu pod utjecajem čovjeka, uglavnom su spore i progresivne (izuzet nagle promjene kao požari...) – procesi prirodnog starenja. Koliko brzo će se promjene odvijati, ovisi o uvjetima za te promjene. Postupnim mijenjanjem okoliša mijenja se i živi svijet u njemu. S gledišta vodnogospodarskih sustava posebno su interesantne sekundarne sukcesije, koje nastupaju kad se u postoj ećim ekosustavima izmjene uvjeti u biotopu (npr. promjenom vodnog režima) Jezero-- Promjenjiva gustoća vode – uzročnik termičke stratifikacije u jezerima. Rashlađivanje vode
simultanim djelovanjem tri procesa: isparavanja, zračenja i konvekcije (strujanje hladnih i toplih slojeva).
20. Zašto je važno osigurati raznovrsne životne uvjete u prirodi, pa tako i u vodnim resursima? Raznovrsnost biocenoze – neposredno (proporcionalno) s njom povezana i njezina stabilnost – zato se ne smije dopustiti da se antrop ogenim utjecajem smanjuje raznovrsnost (biorazličitost) biocenoza.
21. Na što nam ukazuje koncentracija kisika u vodi? Sadržaj kisika u vodi - (mg/l) ili (cm3/l) – Često ograničavajući čimbenik. U vodu dospijeva na dva načina – iz atmosfere i fotosintezom zelenih biljaka u vodi. Npr. u jezerima ga ljeti proizvode planktonske alge, a zimi miješanjem slojeva dospijeva na dno. No, ako u jezeru ima puno organske mase – troši se kisik i stvaraju toksični plinovi. Veća temperatura – manji sadržaj kisika. Neke ribe imaju velike potrebe za kisikom – npr. pastrmka, a neke izuzetno izdržljive vrste kao npr. š aran.
22. Navedite podjelu jezera prema količini hranjivih tvari (stupnju trofije). 1. Oligotrofna - duboka, prozračna i čista jezera s malom organskom produkcijom, bogata kisikom. 2. Eutrofna – plitka, toplija, bogatija organskim materijama, ali siromašnija kisikom koji se troši
na razgrađivanje organskih tvari. Bogata fitoplanktonom i zooplanktonom. 3. Mezotrofna – prijelazni oblik između prethodnih. 4. Distrofna – To je močvarni tip jezera, krajnji stadij jezera koja su doživjela eutrofikacionu degradaciju.
23. Zašto se izrađuje studija utjecaja na okoliš za neke građevine? Sve veći zahtjevi koje čovjek ima prema prirodi dovode do sukoba s prirodom i narušavanja njenih značajki i vrijednosti, te osiromašenja biocenoze. To ima i povratni utjecaj na čovjeka. Da bi se spriječili negativni trendovi, treba znati ulogu vode u prirodnoj sredini, te značajke te sredine. Poznavajući značajke planiranih zahvata – može se upoznati i s mogućim posljedicama po tu sredinu. Stoga je za svaki relevatniji vodnogospodarski zahvat ili sustav potrebno izraditi ekološku studiju – studiju utjecaja na okoliš. 24. Što je ekološki prihvatljiv protok i zašto se određuje? Izgrađeni sustavi za obranu od poplava i vodoopskrbu, brane i akumulacije, kao i povećana urbanizacija i prenamjena zemljišta, bitno su promijenili hidrološki režim u slivu, a ponajviše vodni režim otvorenih vodotoka. U objektivnoj situaciji nemogućnosti njihova cjelokupnog vraćanja u prirodno stanje, nužno je osigurati kompromisna rješenja koja neće voditi ka daljnjoj degradaciji prirodnih vodnih sustava. To je dovelo do stvaranja posebnih metoda i mod ela koji na razne načine, koristeći različite kriterije i mjerila, pokušavaju za potrebe ekologije i zaštite okoliša tretirati problematiku upravljanja vodama otvorenih vodotoka. Različiti razlozi i različite vrste, ali i primjena različitih metoda, zahtijevaju i različite protoke potrebne okolišu. Najčešće se radi o protokama vezanim uz stanja malih voda, odnosno o potrebi nametanja nekih karakterističnih pokazatelja malih voda kao ograničavajućeg faktora pretjeranoj eksploataciji vodnih resursa, poglavito površinskih vodotoka. Cilj im je bio odrediti protoke dovoljne za održanje određene vrste. Za domaće vrste najbolji su oni modeli koji oponašaju prirodu, tj. oni koji su razvijeni u skladu sa stvarnim prirodnim svojstvima velikih i malih voda uz uzimanje u obzir eventualnih prirodnih presušivanja.
Prezentacija 3: Podzemne vode
25. Navedite mjere zaštite od štetnog djelovanja voda.
Zaštita od štetnog djelovanja voda obuhvaća djelovanje i mjere za obranu od poplava, obranu od leda na vodotocima, zaštitu od erozija i bujica i za otklanjanje posljedica od takvih djelovanja. 26. Objasnite strukturalne / nestrukturalne mjere.
Ukoliko prirodan vodni režim ugrožava resurse i provedbu aktivnosti na nekom prostoru, provodi se uređenje vodnog režima u cilju zaštite od poplava, te osiguranja mogućnosti korištenja voda za različite namjene. To se postiže provedbom:
o o
strukturalnih (graditeljskih) i
nestrukturalnih (upravljačkih) mjera,
i to kako radovima na uređenju samih vodnih tokova, tako i radovima na uređenju samoga sliva. 27. Objasnite što su to regulacijski zahvati.
Sastavni dio tih mjera su i regulacijski radovi kojima se u širem smislu podrazumijevaju zahvati kojima se provodi uređenje prirodnih vodnih tokova i njihovih slivova u cilju sređivanja vodnoga režima kojim se omogućuje korištenje voda, zaštita od štetnog djelovanja voda i zaštita samih voda. 28. Navedite dijelove riječnog toka i opišite karakteristike svakog dijela. o
Gornji tok karakteriziraju relativno veliki uzdužni padovi (pretežno iznad 1 %), nagle promjene hidroloških i hidrauličkih parametara, velika energija toka i uglavnom intenzivan proces dubinske erozije. (A)
o
Srednji tok karakteriziraju blaži uzdužni padovi (oko 0.5 do 5 |%o|) i promjene hidroloških i hidrauličkih veličina manjeg intenziteta. Promatrano kroz dulje razdoblje, riječno korito je na potezu srednjeg toka relativno stabilno, što ukazuje na određenu ravnotežu između raspoložive energije toka i količine riječnog nanosa koji pristiže s uzvodnih dionica i pronosi se nizvodno. (B)
o
Donji tok počinje od ulaska rijeke u ravnicu. Na ovom dijelu toka rijeku karakteriziraju relativno mali uzdužni padovi, velike količine sitnijeg nanosa i nestabilno riječno ko rito s izraženom bočnom erozijom. ©
29. Objasnite vezu površinskih i podzemnih voda u kršu.
30. Što je to meandar i kako nastaje?
31. Skicirajte dionicu vodotoka i označite konveksnu i konkavnu krivinu te lijevu i desnu obalu.
Gledajući od izvora prema ušću, lijeva je obala s lijeve strane, a desna s desne. 32. Označite na poprečnom presjeku vodotoka os najveće dubine, maticu, os težišta i os riječnog korita.
33. Skicirajte poprečni presjek korita i naznačite relevantne razine voda.
34. Skicirajte morfološke elemente riječnog korita.
35. Nabrojite FARGUE-ove zakone i objasnite svakoga od njih uz skicu. 1. Zakon - ZAKON ODSTUPANJA Najveća dubina vode je u matici nizvodno od tjemena najoštrije
krivine za dvije širine riječnog toka, a najmanja dubina je na prijelazu između jedne krivine u drugu i to za dvije širine riječnog korita nizvodno od mjesta infleksije.
2. Zakon - ZAKON NAJVEĆIH DUBINA Što je krivina oštrija, veća je dubina vode u matici. 3. Zakon - ZAKON HODA Da se ne bi formira le nepovoljne dubine težiti da dužina krivine ne bude ni
suviše duga ni suviše kratka, zakon hoda. U stvari, regulacija treba da se sastoji na izmjenice od pravaca i krivina. Krivine treba da su što blaže, jer preoštre djeluju nepovoljno na protjecanje vod e. 4. Zakon - ZAKON KUTA Kod svih krivina odnos kuta između tangenata i dužine krivine trebao bi da
bude konstantan. Ovaj odnos se naziva specifična krivina.
5. Zakon - ZAKON KONTINUITETA Uzdužni profil korita je pravilan ako su promjene u zakrivljenos ti pravilne i postepene. Krivine treba da prelaze jedna u drugu. 6. Zakon - ZAKON PADA DNA Što je krivina manjeg promjera pad opada, i obrnuto, što je krivina
većeg promjera pad raste. 36. Skicirajte promjenu nanosa na potezu rijeke (na uzdužnom presjeku) .
37. O čemu ovisi taloženje nanosa?
Brzina taloženja ovisi o režimu strujanja tekućina, odnosno o Reynoldsovom broju, kao i o razlici u gustoći između čestica koje tonu i gustoće fluida u kojima čestice tonu, promjeru čestica, gravitaciji i viskoznosti fluida.
4.prezentacija: Elementi toka
38. Skicirajte i objasnite osnovne elemente vodotoka (što je talweg, matica, točka sirfleksije…?)
o
OBALA je crta presjeka korita vodotoka i okolnog terena. Termin se koristi i za šire područje
o
koje obuhvaća i dio korita do dna. Konkavna obala - vanjska obala na zavoju. Konveksna unutrašnja obala na zavoju PRAG (PLIĆAK, BROD) - mjesto najmanje dubine na dionici vodotoka. VIR - mjesto najveće dubine na dionici vodotoka.
o
INFLEKSIJA (PRIJEVOJ) - mjesto promjene karaktera zakrivljenosti trase vodotoka.
o
SIRFLEKSIJA - mjesto zajedničke tangente dviju istosmjernih zavoja trase vodotoka.
o
TALWEG - spojnica točaka najvećih dubina u sukcesivnim poprečnim profilima.
o
MATICA - spojnica točaka najvećih brzina u sukcesivnim poprečnim profilima.
o
OS - crta koja je jednako udaljena od obala.
o
o
TEŽIŠNICA - spojnica linija koje dijele omočenu površinu na jednake polovice u sukcesivnim poprečnim profilima.
39. Skicirajte poprečni presjek vodotoka i označite glavno korito i inundacije.
40. Što se prikazuje na situacijskim planovima? Koriste se za prikazivanje vodotoka prilikom projektiranja regulacijskih radova i objekata u koritu i
užem pojasu vodotoka. Izrađuju se u mjerilu 1 : 1 000 do 1 : 5 000, a za prikazivanje građevinsko tehničkih detalja i u mjerilu 1 : 100 do 1 : 1 000. Na situacijskim planovima se priobalna topografija prikazuje izohipsama, a topografija riječnog korita izobatama i izohipsama.
41. Koji sve elementi moraju biti prikazani na uzdužnom/poprečnom profilu riječnog korita?
Poprečni: na presjeku se označuje stacionaža, broj profila, karakteristični vodostaji i slično. 42. Na koji način se voda može zadržati u slivu? Ondje gdje je to neophodno, treba težiti da se velike vode što brže odvedu, ali je još korisnije ako se voda zadrži kako bi se mogla iskoristiti za različite namjene. Budući da su veliki protjecajni profili skupi i da s vodoprivrednog gledišta nisu svrsishodni, moraju se iskoristiti sve mogućnosti da se višak vode zadrži u prirodnim spremištima (močvarama, mrtvim rukavcima, jezerima i si.). Mala spremišta vode veoma utječu na velike vode, pogotovo u brdovitim područjima gdje su velike razlike između srednjih i velikih protoka. Gdje ne postoje prirodna spremišta, moraju se radi smanjenja velikih voda graditi akumulacijski bazeni. Njihovo iskorištavanje treba uskladiti s interesima korisnika (poljoprivreda, energetika).
43. O čemu treba voditi računa kada se želi mijenjati liniju vodnog toka? Kad se radi o velikim vodotocima, moraju se uzeti u obzir zahtj evi plovidbe, mogućnost iskorištenja vodenih snaga i linija toka kroz gradove (regulacijska osnova grada). Linija toka je, osim toga, ovisna i
o postojećim čvrstim točkama (naselja, mostovi, pristaništa, ušća pritoka, prometnice). 44. Kako se može promijeniti prirodni uzdužni profil? 1. promjenom širine korita, 2. skraćenjem ili produljenjem toka 3. gradnjom stepenica
45. Što je uzorni potez vodotoka? Prilikom izradbe regulacijske osnove pogodno je proučiti tzv. uzorni potez vodotoka. Kao UZORNI POTEZ odabire se odsječak vodotoka koji je duže vremena stabilan i na kojemu ne postoje zapreke protjecanju.
46. Koje uvjete mora zadovoljiti regulacijski poprečni profil? Poprečni profil koji se ostvaruje regulacijom vodotoka naziva se regulacijskim ili normalnim profilom. Takav profil mora zadovoljiti slijedeće uvjete: a) vodu i nanos mora primiti jedinstveno korito i odvesti ih bez štete, b) za male protoke povoljno je što dublje, a za velike protoke što pliće korito, c) oblik korita mora biti takav da se ne prekorači dopuštena pokretna sila. tj. da se omogući prijenos nanosa bez erozije dna
d) razina vode u koritu mora osigurati održavanje takve razine podzemnih voda koje su povoljne za poljoprivredu, e) profil vodotoka u krivinama mora biti tako formiran da na vanjskim obalama nema produbljivanja
korita niti taloženja na unutrašnjim obalama, f) na plovnim rijekama pri malim vodostajima mora se osigurati potrebna plovna dubina i širina plovne vode, uz uvjet da pri velikim vodostajima brzina vode ne bude veća od 3 m/s i g) potrebno je zadovoljiti i estetske i ekonomske zahtjeve.
47. Na koji način se može uklanjati nanos iz korita? Stalnim ili periodičkim bagerovanjem. 48. Kako se može osigurati dno korita? Da bi se osigurao predviđeni visinski položaj dna, potrebni su građevni zahvati, i to u obliku: ploha (popločenje, pokrivni sloj) ili točaka (pragovi na dnu, kameni blokovi). Umjesto temeljnih pragova mogu se graditi i ustave.
49. Kako se mogu osigurati obale vodotoka?
Obalni pokosi i riječno dno granične su plohe između vode u rijeci i podzemne vode u tlu doline. Ako se taloži vrlo fini nanos na dnu vodotoka, nastaje brtveni sloj na dnu korita ili te fine čestice prodiru u dno korita, čime se brtvi dno pa se izjednačenje između riječne i podzemne vode odvija u prvom redu kroz obalni pokos.
50. Nabrojite osnovne hidrološke podloge potrebne za uređenje prirodnih vodotoka.
Osnovne hidrološke podloge potrebne za uređenje prirodnih vodotoka: 1. nivogram 2. hidrogram 3.
krivulje trajanja i učestalosti
4. krivulje protoka (konsumpcijske krivulje) 5. sumarne krivulje vodnih količina
51. Koja je razlika između vodnog vala i poplavnog vala? Kad se vodni val razlije iz korita naziva se poplavnim valom.
52. Kako se određuju prihvatljivi troškovi za izgradnju sustava zaštite od poplava? Kad se vodni val razlije iz korita naziva se poplavnim valom. Ukoliko takva poplavljivanja nisu
kontrolirana (u smislu ograničenja plavljenja na površine kod kojih su takva plavljenja poželjna ili dopustiva) nastaju i veće štete. Stoga se u tom slučaju izvode regulacijski zahvati čiji troškovi izgradnje i održavanja moraju biti namireni od smanjenja ukupnih šteta. No, osim cost -benefit analiza, nužno je uvažavanje zaštite od poplava u smislu zaštite ljudskih života, kao i različitih drugih kriterija – primjenjuju se višekriterijalne metode optimalizacije. 53. O čemu ovisi karakter rasprostiranja vodnog vala? 1. o osobini hidrološke pojave (količini i intenzitetu oborina, otapanju snijega i slično), 2. fizičkim osobinama sliva (veličini, obliku, padu, gustoći hidrografske mreže, zemljišnom pokrovu...), 3. o osobinama vodotoka (morfologiji korita, veličini i stanja inudacija, uzdužnom padu...), 4. o zahvatima u slivu i na vodotoku.
54. Kako možemo smanjiti vršni protok kod nailaska vodnog vala ? Za smanjenje vršnog protoka (transformaciju – spljoštavanje vodnog vala) koriste se retencije -
prirodne depresije i jezera ili umjetno ograđena područja, u posrednoj ili neposrednoj vezi s vodotokom, koje se u vrijeme velikih voda pune vodom radi njihova pr ivremenog zadržavanja, a da bi se nakon prolaska vodnog vala praznile. Time se, „žrtvovanjem nekih površina s manje vrijednim sadržajima“ postiže smanjenje vršnih protoka, ali i produljenje njihova trajanja. 55. Objasnite uz skicu funkcioniranje retencija.
5.prezentacija: Proračun vodotoka
56. Koje su podloge potrebne za hidraulički proračun vodotoka? 1. hidrološke podloge – karakteristični vodostaji i protoci, konsumpcijske krivulje, odabrani nivogrami i hidrogrami. 2. hidrauličke podloge – koef. hrapavosti ili koef. otpora (kod neprizmatičnih dionica
nejednolike hrapavosti gdje na disipaciju energije utječe i morfologija korita). 3. morfološke podloge – uzdužni i poprečni profili.
4. psalmološke podloge – podloge vezane uz proračun pronosa i promjenu oblika riječnog korita.
57. Nabrojite stvarne karakteristike tečenja u prirodnim vodotocima i koja pojednostavljenja koristimo kod proračuna. Osnovne karakteristike tečenja u prirodnim vodotocima: 1. neustaljeno (nestacionarno – mijenja se s vremenom) 2. nejednoliko (ubrzano; usporeno) 3. turbulentno 4. sa stalnim promjenama režima tečenja (mirno u silovito i obratno) 5. trodimenzionalno 6. odvija se u neprizmatičnim koritima 7. geometrija korita je vremenski promjenjiva 8. hrapavost korita je prostorno i vremenski promjenjiva 9. dvofazno tečenje (voda + nanos)
S obzirom na tako iskazanu složenost tečenja, za dio proračuna se u praksi koriste neka pojednostavljenja – kao npr. za tečenja u kanalima za koje se uvode slijedeće pretpostavke o tečenju: 1.
ustaljeno (stacionarno)
2. jednoliko 3.
konzervativno
4.
turbulentno
5. jednodimenzionalno
u prizmatičnim koritima hrapavost korita je konstantna 7. jednofazno tečenje (voda). 6.
58. Što uključuje hidraulički proračun vodotoka? Hidraulički proračuni uključuju: 1. 2. 3. 4.
proračun tečenja proračun stabilnosti korita proračun pronosa nanosa proračun promjene oblika korita
59. O čemu ovisi brzina vode u koritu? Brzina vode zavisi o obliku poprečnog presjeka korita, hrapavosti korita i od relativnog pada vodnog lica, odnosno dna kanala. Ta se brzina ograničava u pojedinim vrstama korita zbog sigurnosti od ispiranja materijala.
60. Skicirajte trapezni kanal i označite sve elemente.
61. Zašto se i kako određuje minimalna/maksimalna brzina tečenja u kanalu ( o čemu ovisi)? Brzina vode u kanalu ima također svoju najveću, a i najmanju vrijednost. Kod prevelikih brzina
ugroženi su pokosi i dno kanala zbog erozijskog djelovanja vode, a kod premalenih brzina dolazi do taloženja nanosa, rasta vodenih biljaka, zaleđivanja, itd. Dok za najmanje brzine ograničenje nije strogo i ne zavisi od materijala u kojem je građen kanal, već od materijala koji voda nosi u kanalu, dotle su najveće dozvoljene brzine direktno zavisne od materijala u kojem je građen kanal. Ako se pretpostavi da voda u kanalu nosi fini mulj, minimalna bi brzina iznosila 0,20 m/s , a ako voda nosi pijesak, brzina ne bi smjela biti ispod 0,40 m/s.
62. Kakav je hidraulički najpovoljniji profil kanala? Hidraulički najpovoljniji profil kanala – onaj oblik poprečnog presjeka koji za zadani pad i hrapavost ima najveću propusnu sposobnost s najmanjom mogućom površinom. 63. Napišite Chezyjevu formulu?
64. Preko kojih koeficijenata hrapavosti se može izračunati Chezyjev koeficijent?
65. Opišite nejednoliko tečenje i objasnite kako se proračunava? Opće značajke nejednolikog tečenja u otvorenim vodotocima : 1.
hidrauličke karakteristike toka mijenjaju se po njegovoj dužini (presjek, nagib, koef. otpora, srednje profilske brzine)
2.
vodno lice se također stalno mijenja
3.
energetska linija stalno opada!
4. 5.
dubina vodotoka na nekim mjestima se može i povećavati! postoje dva oblika slobodne površine
Proračun nejednolikog tečenja provodi se na način da tok dijelimo na dijelove čije dužine Li su toliko male da za njih vrijedi Chezy- eva pretpostavka o pravilnosti korita. Za svaki takav odsječak uzimamo da je C konstantno (vrijednost konstante za različite odsječke je različita!). Vodno lice nalazimo tako da polazimo od jednog odsječka s poznatim vodostajem h i protok om Q, a od njega za ostale odsječke vodostaje nalazimo iterativno upotrebom Bernoulli - jeve jednadžbe. 66. Objasnite specifičnu energiju vodotoka (definicija i formula uz obrazloženje parametara)? Specifična energija presjeka H o je energija jedinične mase f luida s obzirom na ravninu dna korita (najnižu točku presjeka):
Ho se računa za razne dubine toka h, uz konstantan protok Q i iz tih rezultata se crta krivulja
specifične energije presjeka. 67. Nacrtajte krivulju specifične energije presjeka.
68. Koliki je Freudov broj kod mirnog/kritičnog/silovitog tečenja?
o
za mirni (riječni) tok: F < 1 za kritični tok: F = 1
o
za siloviti tok: F > 1
o
69. Što je hidraulički (vodni) skok, skicirajte i objasnite zašto do njega dolazi? Promjena oblika slobodne vodene po vršine pri prelasku iz silovitog u mirni tok naziva se vodni skok
(hidraulički skok). Prilikom vodnog skoka gubi se, uslijed velikog trenja u vrtlozima i pojačane turbulencije, znatan dio kinetičke energije silovitog toka.
70. Objasnite prvu/drugu spregnutu (konjugiranu) dubinu. o
Prva konjugirana dubina h1 najmanja je dubina na najnižem mjestu slapišta i nalazi se u silovitome toku. Ona prvenstveno ovisi o gornjoj vodi i položaju najniže točke slapišta u odnosu na gornju vodu.
o
Druga konjugirana dubina h2 je dubina vode neposredno iza prelaska iz silovitoga u mirni
režim toka i ovisi o nizvodnim hidrauličkim uvjetima o kojima ovisi i donja voda.
71. Kakav može biti vodni skok (opišite)? o
POTOPLJENI VODNI SKOK - kod kojega je siloviti tok na nizvodnom pokosu preljeva potopljen
zbog dovoljne dubine donje vode. U tom je slučaju druga konjugirana dubina vodnog skoka manja od dubine donje vode: h2 < t. o
o
ODBAČENI VODNI SKOK - javlja se na određenoj udaljenosti od građevine kada je druga konjugirana dubina veća od dubine donje vode: h2> t. KRITIČNO, NESTABILNO STANJE - prijelazni slučaj između potopljenoga i odbačenoga vodnog skoka. U tom je slučaju druga konjugirana dubina jednaka dubini donje vode h2 = t.
72. Kako se proračunava vodni skok? Prvo se računa prva spregnuta dubina, zatim se odredi Froudov broj iz čega se dobije druga spregnuta dubina. Iskustvenom se procjenom odredi duljina vodnog skoka iz čega se dobije dužina slapišta. Važno je napomenuti da se mirni tok nakon slapišta, ukoliko je h2 < t pa vodni s kok nije potopljen, može osigurati potapanjem vodnoga skoka produbljivanjem slapišta.
6. prezentacija: Regulacije i nasipi
73. Nabrojite vrste/podjele (i podpodjele) vodograđevina za reguliranje vodotoka o
vodograđevine koje se izgrađuju u riječnom toku: obaloutvrde (zidovi, kamenometi, pletari, fašine...) paralelne građevine poprečne građevine vodograđevine izvan riječnog toka:
o
prosjeci (prokopi)
nasipi
74. Koja su jeftinija tehnička rješenja kod regulacije vodotoka?
75. Skicirajte poprečni presjek nasipa i označite sve značajne elemente nasipa.
76. O čemu ovisi visina nasipa? Ovisi o pripadajućem vodostaju velike vode određenog povratnog razdoblja za koju se predviđa zadržavanje unutar nasipa. 77. Skicirajte procjednu liniju kroz nasip.
78. Kako se smanjuje brzina procjeđivanja?
Smanjenje brzine procjeđivanja, odnosno smanjenje količine procjednih voda može se postići na jedan od slijedećih načina ili u njihovoj kombinaciji: 1. povećanjem dimenzija nasipa, 2. boljom zbijenošću nasipa, 3. izradom dijela nasipa od različitih kombinacija materijala manje vodopropusnosti ili vodonepropusnog materijala.
79. Zašto se provodi drenaža unutarnjeg pokosa? Dreniranje stope unutarnjeg pokosa provodi se radi:
5.
onemogućivanja ispiranja sitnih čestica materijala iz nasipa, sprečavanja vlaženja pokosa, onemogućavanja nastajanja vrelne plohe na pokosu, povećanja stabilnosti pokosa, zahvaćanja, sabiranja i odvođenja procjednih voda sustavom
6.
drenova i odvodnih kanala.
1. 2. 3. 4.
80. Skicirajte nasip s unutarnjom drenažom.
7.prezentacija: Erozija
81. Skicirajte u situaciju sliv jednog vodotoka i naznačite dijelove na kojima su izraženi erozijski
procesi odnosno procesi taloženja nanosa.
82. Koji su glavni čimbenici/uzroci erozije?
Glavni fizikalni čimbenici su tekuće vode, kiša, snijeg, mraz, vjetar, valovi, temperaturne razlike, a također veliku ulogu u nastanku erozije igra čovjek (antropogeni faktor). 83. Od kojih se procesa/faza sastoji erozija, opišite? 1. odvajanje čestica tla od ukupne mase ili produkcija – destrukcija strukture agregata koja
dovodi do odvajanja čestica tla 2. premještanje odnosno transport čestica tla 3. taloženje ili deponiranje erozijskog nanos 84. Nabrojite vrste erozije prema uzroku i objasnite svaku vrstu posebno. 1. PLUVIJALNA erozija – nastaje djelovanjem kiše i može biti ubrzana i usporena 2. FLUVIJALNA erozija – nastaje kao posljedica koncentriranog tečenja vode
bujična erozija – ona izaziva najveće štete, ovisi o terenu, te je izazvana koncentriranim intenzivnim oborinama u brdskim područjima riječna erozija EOLSKA erozija – nastaje djelovanjem vjetra ABRAZIJA – nastaje kao posljedica djelovanja valova i struja – karakteristično za mora i jezera GLACIJALNA erozija – nastaje kao posljedica djelovanja leda TERMOGENA erozija – nastaje uslijed temperaturnih promjena – karakterizirano raspadanjem i rušenjem stijena ANTROPOGENA erozija – nastaje djelovanjem čovjeka Za eroziju nastalu djelovanjem kiše, tekuće vode i leda postoji zajednički naziv – VODNA
3. 4. 5. 6. 7. 8.
EROZIJA
85. Objasnite vezu vegetacijski pokrov – erozija.
Naravno i fizička svojstva podloge (tla) kao i njegov vegetacijski pokrov uvjetovat će podložnost eroziji. Podlogu stabiliziraju biljke s dubokim korijenjem pa deforestacijom dolazi do ubrzanja erozije.
86. Objasnite antropogeni utjecaj na erozijske procese?
Čovjek promjenom upotrebe površina može značajno promijeniti brzinu erozije. P rvenstveno je to važno na padinskim poljoprivrednim područjima gdje je iskrčena šuma, a neodgovarajućom (poprečnom) obradom tla erozija se može znatno ubrzati. Vršni dio tla s višom koncentracijom organske tvari i nutrijenata je posebno je hranjiv i važan za poljoprivredu, a to je ujedno i sloj koji je prvi izložen eroziji. 87. Koji se problemi mogu javiti u akumulacijama uslijed erozije u slivu?
Drugi važan problem povećane erozije je ubrzano zapunjavanje vodotoka i akumulacija. U tom je slučaju suspendirani materijal zagađivalo, a dodatni problem je i otpuštanje eventualnih toksičnih materijala (herbicidi, pesticidi, metali) iz tog sedimenta.
88. Objasnite površinsku, dubinsku i mješovitu eroziju i podvrste. 1. površinska erozija – jednoliko je odnošenje čestica tla po cijeloj površini, Zbog površinskog
otjecanja vode, naziva se još i međubrazdasta erozija, 2. dubinska, brazdasta ili linearna erozija 3. mješovita erozija (kombinacija površinske i dubinske erozije).
POVRŠINSKU EROZIJU čine: 1.1. kišna erozija – razaranje strukture tla na površini terena uslijed djelovanja kišnih kapi, 2.1. obična površinska erozija, s jednolikim odnošenjem površinskih čestica tla po cijelom slivu, 3.1. slojevita (laminarna) erozija, s odnošenjem tla u tankim slojevima (lamelama) različite debljine, 4.1. raspadinska (osulinska) erozija, gdje se pored sitnijih čestica tla za vrijeme jakih kiša niz padinu podjednako kotrljaju i krupniji stjenski odlomci. Ogleda se u kretanju raspadnute kamene tvari niz padinu. 5.1. siparišna erozija – kretanje nakupina kamenja na strmim padinama.
DUBINSKU EROZIJU čine: 2.1. brazdasta erozija, (rill erosion), posljedica je koncentracije površinskog otjecanja vode duž
smjerova najmanjih hidrauličkih otpora, gdje se intenzivira površinska erozija tako da se formiraju mali površinski kanalići ili brazde. 2.2. jaružasta erozija, (gully erosion), nastaje daljnjim povećanjem koncentracije vodenih putova brazdaste erozije duž najvećih padova terena, ovisno o mikroreljefu područja. Tako se formiraju vododerine ili jaruge. 2.3. mješovita jaružasto – piramidalna erozija, 2.4. urvinska erozija, sačin javaju je odroni, soliflukcije (manji urvinski pokreti termogenog
karaktera, popuzine (veća kretanja mase tla niz strme padine obala) i klizanja tla velikih razmjera, 2.5. jaka erozija krša, 2.6.cjevasta erozija – erozija u krškom podzemlju
MJEŠOVITU EROZIJU čine: 3.1. površinska erozija s mjestimičnom pojavom manjih brazda i jaružica, 3.2. površinska erozija s mjestimičnom pojavom manjih površinskih klizanja tla i manjim urvinskim kretanjima termogenog porijekla, 3.3. erozija krša u početnom i srednjem stadiju
89. Opišite karakteristike bujične erozije.
BUJIČNA EROZIJA – javlja se u funkciji reljefa, geološkog sastava i pokrova terena, te ekstremnih hidroloških prilika. Predstavlja kombinaciju svih navedenih načina odnošenja tla. Javlja se u vidu koncentriranog, turbulentnog tečenja vode i nanosa. Često izaziva velike štete u nizvodnim, posebno poljoprivrednim ili urbaniziranim područjima.
90. Nabrojite podjelu metoda istraživanja erozije tla: prema osnovnoj svrsi istraživanja, s
obzirom na pristup fenomenu te prema načinu simuliranja erozijskih procesa. Prema osnovnoj svrsi istraživanja erozije o o o
Metode istraživanja postojećeg stanja erozije Prognostičke metode razvoja erozijskih procese Metode utvrđivanja rizika od erozije
Prema mjestu gdje se i sa kojega se istražuje o o o
Laboratorijska istraživanja erozije tla
Istraživanje erozije u prirodi (in situ) Istraživanja na tlu (terenu)
S obzirom na pristup fenomenu: o
Izravne metode istraživanja erozije u prirodi
o
Neizravne ili simulacijske metode erozivnih procesa
91. Nabrojite 5 metoda istraživanja i kvantifikacije erozijskih procesa. o o
Tradicionalne empirijske metode (Gavrilovićeva, USLE, RUSLE…) Suvremene procesno utemeljene metode modeliranja (američka WEPP, nizozemska LISEM, australska TOPOLOG…)
92. Ukratko objasnite Gavrilović metodu i što se s njom može izračunati /odrediti .
Metoda Gavrilovića (1970) s naknadnim modifikacijama Lazarevića - tradicionalna metoda istraživanja erozije na našim regionalnim prostorima, još i sada aktuelna – nakon uključenja u GIS okruženje. Metoda podrazumijeva postupak kvantificiranja nekih erozijskih čimbenika na terenu, a nekih na osnovi kartografskih ( topografskih, geoloških i pedoloških) i numeričkih povjesno zabilježenih (meteoroloških, hidroloških) podataka. Temeljno obilježje ove metode je da se pomoću nje istražuje postojeća razvijenost erozijskih procesa na slivnim površinama preko parametara. Metoda omogućuje da se predviđa buduće stanje erozije za slučajeve planiranih tehničkih i bioloških mjera zaštite tla od erozije. Rezultati istraživanja interpretiraju se kartografski, izradom tzv. karte erozije.
93. Nabrojite 5 kategorija snage erozijskih procesa u koritu i slivu. Ekscesivna, jaka, srednja, slaba, vrlo slaba
94. Kako Gavrilović metodom možemo uzeti u obzir raznolikosti kod ve likih slivova?
Ukoliko se radi o relativno velikom slivu, sa razvijenom hidrografskom mrežom vodotoka, obično se sliv razdijeli na manje podslivove, za koje se posebno daju procjene godišnje produkcije nanosa.
95. Kako se može smanjiti erozija? o
o
RADOVIMA U SLIVU:pošumljavanje sliva, ograničenje oranja na većim nagibima, obrada zemljišta po izohipsama, promjena plodoreda, zabrana paljenja strništa, izgradnjom vjetrobranskih kao i vodozaštinih biljnih pojaseva, ograničenjem off -road vožnje, uređenje oborinske odvodnje u urbanim područjima ... RADOVIMA U KORITU VODOTOKA: smanjenje linijske erozije u koritima izgradnjom
poprečnih objekata čime se ujedno stabilizira uzdužni profil i bokovi bujičnih jaruga,gradnja retencija za zadržavanje nanosa
9.prezentacija: Akumulacije
96. Objasnite što to znači višenamjenska akumulacija? Akumulacije - ključni objekti za regulaciju vodnog režima (izravnanje prirodnog režima otjecanja i
aktivno upravljanje vodnim režimom u slivu), a u funkciji postizanja nekoga g ospodarskog cilja. Češći je pak slučaj da su to višenamjenski ciljevi, pa stoga imamo i višenamjenske akumulacije. Ti ciljevi ponekad mogu biti i suprostavljeni, jer se korištenjem vode za jednu namjenu smanjuje mogućnost korištenja za neku drugu. 97. Koje mogu biti namjene akumulacije?
Zaštita od poplava, osiguranje vodnih zaliha za vodoopskrbu, navodnjavanje, energetiku, kontrolu nanosa, održavanje razina vode u zaobalju, ambijentalo-rekreativne svrhe, osiguranje mogućnosti plovidbe ili pak npr. poboljšanje ekološkog stanja vodotoka - kakvoće malih voda u nizvodnom dijelu toka.
98. Navedite podjelu akumulacija prema trajanju izravnavanja. Podjela prema trajanju izravnavanja – dnevno, tjedno, sezonsko, godišnje i višegodišnje.
99. Objasnite optimizaciju veličine akumulacije i visine brane . Izgradnja akumulacije vezana je, iako to nije i jedini kriterij, uglavnom uz ekonomske analize –
opravdava se dobiti od korištenja voda koje omogućava akumulacija, ili pak smanjenjem šteta koji nastaju uslijed nedostata ka vode ili pak njezinog štetnog djelovanja – prije svega poplavljivanja. U tom kontekstu vrši se optimalizacija odabira visine brane – veličine akumulacije. Pri tome se analiziraju međuodnosi spomenutih dobiti vezanih uz izgradnju akumulacija određene veličine, pripadajući troškovi vezani uz njezinu izgradnju i eksploataciju, kao i prisutna ograničenja. Naime, s jedne je strane poželjno da akumulacija zadovoljava planirane potrebe za vodom s čim manjim volumenom kako bi troškovi njezine izgradnje bili čim manji, a s druge strane poželjno je da je akumulacija čim veća kako bi minimalizirala prelijevanja iz akumulacije, te time u što većoj mjeri vršila regulacija njezine vodne bilance. Postupak odabira položaja i veličine akumulacije u sebi uključuje niz PRETHODNIH ISTRAŽNIH RADOVA.
100. Koja su hidrološka praćenja potrebna za dimenzioniranje akumulacija i za procjenu njihova utjecaja na okoliš? Osnovna HIDROLOŠKA PRAĆENJA uključuju: 1. praćenje bilance protoka na vodotoku na kome se namjerava formirati akumulaciju, 2. dinamiku kolebanja razina podzemnih voda, 3. praćenja režima pronosa nanosa i temperaturnog režima voda, 4. kao i praćenje za te namjene najvažnijih meterološki h parametara (oborine, isparavanja sa
slobodne vodene površine, temperature, vjetar, relativne vlažnosti zraka).
101. Skicirajte shematski prikaz osnovnih elemenata vodne bilance akumulacija i napišite bilancnu jednadžbu.
102. Čemu najčešće služe mikro akumulacije i na koji način se kod njih može osigurati
vododržovost? Mikroakumulacije – akumulacijski bazeni –uglavnom za osiguranje vode za navodnjavanje
Akumulacije moraju biti vodonepropusne. Vododrživost bazena se postiže korištenjem vodonepropusnog zemljišta (glinovitih materijala) potrebne debljine 20 - 50 cm. Ako se vododrživost ne može postići zemljanim materijalom tada se koriste plastične folije – geomembrane.
10.prezentacija: Brane
103. Nabrojite vrste (podjelu)brana prema materijalu. Nevezani materijal – NASUTE BRANE: o
zemljane brane od prirodnih materijala:
homogenog presjeka bez zaptivnog tijela
heterogenog presjeka s nepropusnom glinenom vertikalnom ili kosom jezgrom, ili s jezgrom nekog drugog nepropusnog ili slabo propusnog materijala
o
od kamenog nabačaja:
s vertikalnom ili kosom nepropusnom jezgrom od prirodnih materijala
s vertikalnom dijafragmom od umjetnih ili pripremljenih materijala
s uzvodnim vodonepropusnim ekranom (AB, asfalt-betonski, ljevani a sfalt,
geomembrane,…) Vezani materijal – BETONSKE BRANE o
AB (rijetko)
o
od drugih materijala (u prošlosti): drvo metal, zidanje
gravitacijske
olakšane gravitacijske lučne pokretne rječne
prednapregnute
104. Nabrojite vrste nasutih/betonskih brana (s podpodjelama)? U 103.
105. Skicirajte poprečni presjek: betonske gravitacijske brane (sa svim elementima), riječne pokretne betonske brane; rasčlanjene /kontraforne betonske brane, nasute brane s kamenim nabačajem i glinenom jezgrom.
106. Skicirajte u situaciji: lučnu branu.
107. Nabrojite sile koje djeluju na branu. VANJSKE: o
Aktivne – tlak vode, uzgon, opterećenje ledom, tlo, potres, valovi, stalna i
o
povremena/pokretna opterećenja (kranovi, strojevi) Pasivne – reakcija tla, sile trenja, sile prionljivosti temeljnog tla i brane
UNUTARNJE: o
Aktivne – vlastita težina brane, tlak vode u porama, sile uslijed: temperaturnih promjena, stezanja betona, smrzavanja vode u betonu
o
Pasivne – uslijed djelovanja naprezanja u brani
108. Skicirajte akumulaciju i označite dijelove.
109. Čemu služi mrtvi prostor u akumulaciji? Mrtvi volumen – prostor koji ne možemo koristiti, često je zatrpan nanosom.
110. Što se podrazumijeva pod hidrauličkom stabilnosti brane? Treba osigurati hidrauličku stabilnost brane: zaštitu od UNUTRAŠNJE EROZIJE i zaštitu od REGRESIVNE EROZIJE
111. Čemu služe preljevi i gdje se mogu nalaziti u odnosu na branu? Podjela prema položaju: Na objektu, na boku doline, samostojeće građevine
112. Skicirajte čeoni, bočni i bunarski preljev. Bunarski
Čeoni
Bočni
113. Čemu služi temeljni ispust i gdje ga se može postaviti? o
o
Služi za pražnjenje akumulacije:
radi pregleda i popravaka
kao evakuacijski organ za vrijeme velikih voda
za pražnjenje nanosa koji se istaložio
Postavlja se:
Kroz tijelo brane (kod betonskih)
Oko brane - kroz teren (kod nasutih i ponekad kod betonskih)
Ispod brane (koristi se rijetko)
11.prezentacija: Hidromelioracije
114. Što su to hidromelioracije i što obuhvaćaju? Hidrotehničke melioracije tala čini skup mjera i radova za radikalno poboljšanje vodnih prilika u tlu. Osim hidrotehničkih, provode se i druge vrste melioracija - radi korekcije reljefa, popravaka fizikalnih, kemijskih i bioloških svojstava tla i drugo.
115. Nabrojite procese vezane uz stvaranje tla. Eluvijacija, iluvijacija, zaslanjivanje tala, zakiseljavanje i alkal izacija tla, nastajanje humusa
116. Nabrojite vrste vode u tlu. kristalna voda, led, vodena para (u zraku i porama), higroskopska voda, opnena voda, kapilarna voda,gravitacijska voda, podzemna voda (voda temeljnica)
117. Objasnite što je poljski vodni kapacitet? POLJSKI VODNI KAPACITET - ona količina vode koju zadržava dobro drenirano tlo u prirodnim uvjetima.
118. Nabrojite vrste sustava za odvodnjavanje poljoprivrednih površina. Takvi odvodni sustavi mogu biti površinski, podzemni ili najčešće kombin irani. 119. Opišite i skicirajte kako se skupljaju vanjske, a kako unutrašnje vode. Vanjske površinske vode hvataju se obodnim (ili obuhvatnim) kanalom koji prolazi obodom takvoga polja i gravitacijski odvodi u glavni vodotok.
Unutrašnje vode najčešće se sakupljaju sustavom kanalske mreže i gravitacijski (ili eventualno crpljenjem) ispuštaju u recipijent.
120. Objasnite što je kolmacija. Kolmacija zemljišta - tlo se nasipavanjem ili pospješivanjem prirodne sedimentacije podiže za određenu visinu 121. Objasnite i skicirajte što je nula melioracije. Kota razine vode u odvodnom kanalu - nula melioracije
122. Nabrojite i skicirate osnovne elemente drenske mreže (podzemna odvodnja).
Osnovni elementi drenske mreže su podzemni kolektori koji se, ovisno o fu nkciji, dijele na: o
sisala (procjednice) – neposredno primaju (sišu) vodu iz tla i odvode do hvatala,
o
hvatala (sabirnice) – primaju vodu iz više sisala i odvode je u drenski kolektor višeg reda ili otvoreni kanal.
123. Od kojih se materijala proizvode drenažne cijevi te od kojeg se materijala izvode procjednice ?
Cijevi drenaže su najčešće plastične (nekad a ponegdje i danas i od pečene ilovače), a procjednice se izrađuju od različitih granulata šljunka, kamena. 124. Kojim vodama se mogu navodnjavati pol joprivredne površine?
Navodnjavanje se provodi zahvaćanjem površinskih (rijeke, jezera, akumulacije) ili podzemnih voda, no koje zbog sastava (različite soli) i niže temperature nisu toliko povoljne. Pojedine kulture se mogu navodnjavati i pročišćenim otpadnim vodama. 125. Što je potrošnja vode nekog usjeva i u kojim se jedinicama izražava?
Potrošnjom vode što je troši neki usjev smatra se količina vode koja je utrošena na evapotranspiraciju radi dobivanja optimalnih prinosa u određenom vremenskom periodu (vegetacijska sezona, mjesec...). Ta se potrošnja izražava u m 3/ha ili mm kiše. 126. Što je evapotranspiracija, navedite podjelu?
Evapotranspiracija (ET) uključuje: isparavanje vode s površine bilja i tla (E), kao i transpiraciju kroz biljno tkivo (T).
ET može biti: o
potencijalna – količina vode koju bi bilje utrošilo u optimalnim uvjetima,
o
realna – stvarno utrošena količina vode nekog usjeva po jedinici površine
127. Nabrojite vrste navodnjavanja. o
površinsko navodnjavanje,
o
podzemno navodnjavanje,
o
navodnjavanje kišenjem,
o
navodnjavanje kapanjem.
128. O čemu ovisi izbor načina navodnjavanja?
Koji će se način navodnjavanja usvojiti zavisi od više faktora: o vrsti kulture, svojstvima tla, veličini i obliku obrađivane površine, klimatskim prilikama, konfiguraciji terena, mjestu i vrsti izvorišta vode te ukupnim investicijskim i eksploaiacijskim troškovima. 129. Ukratko opišite i skicirajte: 1. Površinsko navodnjavanje: prelijevanjem, potapanjem, brazdama 2. Podzemno navodnjavanje: subirigacijom, otvorenim kanalima 3. Navodnjavanje kišenjem 4. Navodnjavanje kapanjem Prelijevanje se sastoji u puštanju vode, koja u tankom sloju teče preko bokova brazda i rominja niz
parcelu, sve dok se tlo dovoljno ne natopi, ili voda puštena u pojedinim mlazovima rominja niz padine ograničene niskim nasipima (oko 15 cm). Zahtjeva uređenje površine zemljišta u nagibu do 7%, gdje se dodana voda lagano infiltrira u tlo. Zbog ravnomjerne raspodjele vode zemljište se dijeli na parcele uskih traku. Parcele su međusobno odvojene manjim nasipima širine 30 – 50 cm, visine 15 – 20 cm.
Plavljenjem(potapanjem) se na površini, ograničenoj nasipima, stvara sloj vode (5 -30 cm), koji zatim
ponire neko vrijeme ili se, kao na rižištima, određeni nivo vode podržava za vrijeme čitavog vegetacijskog perioda. Navodnjavanje brazdama provodi se tako da se voda usmjeri u paralelne brazde (duboke 10-20 cm),
određenog razmaka (60-120 cm), gdje se voda kroz bokove i dno brazda ulijeva u tlo. Prije svega se odnosi na kulture koje se siju ili sade u redove. Brazde se izvode kao protočne, koje omogućavaju neprekidan tok vode, ili kao neprotočne kad se upuštena voda u brazdu potpuno infiltrira u tlo. Navodnjavanje subirigacijom ili cijevnom mrežom ispod površine terena podrazumijeva dovod vode pod pritiskom ili sa slobodnim nivoom koja se iz cijevi, koje su perforirane, infiltrira u tlo.
Navodnjavanje kišenjem ili orošavanje (umjetna kiša) ima široku primjenu i prednost nad drugim postupcima, jer je moguće korištenje u različitim topografskim uvjetima bez većih radova na zemljištu i naročito navodnjavanje tek zasijanih polja i mladih nasada. Natapanje kišenjem je jedini način natapanja koji se najviše približava prirodnom načinu opskrbe tla vodom. Ne zahtijeva nikakvo prethodno uređenje površine tla. Može se primjen iti na tlo bilo kojih infiltracijskih karakteristika. Omogućava značajnu uštedu natapne vode. Osigurava ravnomjernu raspodjelu vode po čitavoj natapnoj površini čime uvelike štedi vodu Omogućuje višenamjensku primjenu uređaja, Stvara uvjete za obogaćivanje vode kisikom za vrijeme prolaska mlaza kroz zrak. Navodnjavanje kapanjem spada među najnovije metode navodnjavanja. Kod njega se štedi voda,
tako da se uz minimalne količine postižu maksimalni efekti uzgoja poljoprivrednih kultura. Princip rada je zasnovan na tome da se voda iz sustava gusto postavljenih plastičnih cijevi kroz posebne kapaljke "kap po kap" ispušta uz svaku uzgajanu biljku.
130. Što je to hidromodul navodnjavanja?
Na osnovu bruto norme navodnjavanja, zastupljenosti pojedinih kultura u plodoredu, dužine radnog vremena navodnjavanja u danu i utrošku vremena za pojedino navodnjavanje, određuje se za svaku kulturu ili sustav specifični dotok vode na jedinicu površine. Ta se veličina naziva hidromodul navodnjavanja.
131. Skicirajte i označite elemente sustava navodnjavanja na jednom primjeru.
8.prezentacija: Bujice
132. Opišite bujice i karakteristike bujičnih poplava. BUJICE ILI BUJIČNI TOKOVI su povremeni ili stalni prirodni vodotoci (jaruge, suhodoline, potoci i rječice), čija su slivna područja zahvaćena erozijskim procesima. Osnovne karakteristike pojava bujičnih poplava: o
propagacija (širenje) koritom čelnih vodnih valova
o
naglo formiranje vodnog vala
o o
erozije zemljišta te odroni i klizišta nošenje velikih količina bujičnih materijala (zemlja, stabla, smeće, itd.)
133. Nabro jite dijelove bujičnog toka i prikažite ih na skici (u situaciji ) Moguće je bujični tok podijeliti na tri dijela: o
prikupište (gornji tok)
o
grlo bujice (srednji tok)
o
čunj (donji tok, naplavina)
134. Što je prikupište, a što čunj? Prikupište je uglavnom zahvaćeno jakom erozijom. Djelovanjem velike pokretne sile od manjih, ali strmih potoka i brazda nastaju erozijski lijevci koji se stalno proširuju. Bujični čunj karakterizira taloženje nanosa, odnosno stvaranje naplavine na kojoj bujica s vremenom stvara novo i zatrpava staro korito, a često se račva u više korita. Tu postoji najveća opasnost od poplavljivanja.
135. Za utvrđivanje stanja i prognoziranje razvoja erozijskih procesa u bujičnom slivu treba provesti analizu određenih činilaca, kojih? o
oblika bujičnog sliva i gustoće mreže
o
reljefa bujičnog sliva geološko-petrografskih uvjeta vegetacijskog pokrivača
o
klimatskih uvjeta
o
utjecaja ljudskog rada
o
razvijenosti erozije na slivu
o o
136. Što se određuje kvantitativnim indeksom bujičnosti sliva? Kada je potrebno uključiti stručnjaka za bujice (bujičara)? Proračunavanjem indexa Bsl može se odgovoriti da li je jedan prirodan vodotok bujičan ili ne: o o o o o
Bsl < 0.1 → promatrani sliv i njegovo korito nemaju osobine bujičnog toka 0.1 – 0.4 → slabo izraženi bujični tokovi 0.4 – 0.7 → tokovi osrednjeg bujičnog karaktera 0.7 – 1.0 → vrlo izraziti bujični tokovi >1.0 → pretjerano izražen bujični tok
Intervencija stručnjaka bujičara biti će potrebna ako je index bujičnosti Bsl>0.4 137. Kako se uređuju bujice? Uređenje bujica je uređenje bujičnog korita i pripadajućeg bujičnog sliva. Cilj uređenja bujica sastoji u tome da se u gornjem toku spriječi erozija, a u donjem taloženje. 138. Kako se provodi fiksiranje dna korita i što se time postiže (skicirajte jedno rješenje)? Da zaštitimo korito potoka protiv produbljenja, vrši se popločivanje dna korita . Budući da se popločenje zbog nanosa u punoj mjeri izlaže i troši, mora se primijeniti čvrsto kamenje, koje se po potrebi polaže na betonsku podlogu. Početak i kraj popločenja treba osigurati redom stupova ili betonskih pragova protiv podlokavanja. Kod jačih padova može se učvršćivanje dna u koritu bujice postići na jednostavan način nanošenjem velikih kamenih blokova. 139. Kako se provodi osiguravanje obala bujice, nabrojiti barem pet rješenja i skicirati barem dva? o
Obalni zidovi od prirodnog kamena ili betona. Moraju biti dobro temeljeni i osigurani protiv podlokavanja.
o
Popločenje pokosa prirodnim ili betonskim kamenom. Kamenje se mora položiti na šljunčanu ili pješčanu podlogu, a fuge ispuniti cementnim mortom. Naprave od suhozida presvučene sa pocinčanom žicom. Jednostijeni kameni sanduci koji svojom velikom težinom pružaju veliki otpor navali vode
o
Dvostijeni kameni sanduci
o
Pilotirani kameni sanduci, koji se stupovima promjera oko 250 mm povezuju sa podlogom i
o
o
kroz to dobivaju vrlo jaku silu otpora. o
Na obalnim pokosima, čija je nožica dovoljno osigurana protiv otkidanja i podlokavanja, trebaju se primijeniti inženjersko -biološki načini građenja – korištenje pletenih ograda
140. Što se postiže gradnjom pregrada u bujičnom toku? Pretjerano pronošenje nanosa može se otkloniti pomoću poprečnih građevinskih objekata, tj. pregrada.
141. Skicirajte red bujičnih pregrada (pregradni h stepenica)?
142. Kojim se redom grade stepenice ukoliko se grade s vremenskim razmakom? Ako se pregrade grade u vremenskom razmaku, tada se najprije postavi najdonja pregrada, a
slijedeća se izgradi nakon što se prostor iza prethodne pregrade ispuni sa nanosom. Na taj način nastaju pregradne stepenice kod kojih se korito bujice bitno podiže. 143. Od kojih se materijala mogu graditi pregrade? Pregrade mogu biti od drva, zidane, metalne i od betona.
144. O čemu ovisi visina pregrade? Visina pregrada za konsolidaciju ovisi o količini vučenog nanosa koji se treba zadržati i smanjenju
pada koje se želi postići. 145. Zašto se na pregradama izvode otvori (prorezi)? Kod masivnih pregrada moraju se ugraditi odvodni prorezi kako bi se smanjio tlak vode.
146. Skicirajte dva tipa pregrada po želji i objasnite kada se koji tip koristi. Tip 1: Ovaj tip pregrade, predstavlja manji objekt, izgrađen u cijelosti od zemljanog nanosa, a
primjenjuje se za saniranje vododerina na flišu
Tip 4:
U višim uzvodnim predjelima korita bujica, gdje u koritu ili u bližoj okolini ima dovoljno upotrebljivog materijala
koji je potreban za punjenja košara, poprečne objekte gradimo žičanim košarama, tzv. gabionima. Taj tip gradnje jako se dobro uklapa u okoliš zbog kasnijeg prirodnog ozelenjavanja, a isto tako jako, zbog fleksibilnosti konstrukcije, dobro podnosi naknadne deformacije terena.
147. Nabrojite karakteristike građevina od gabiona i Reno madraca. o
armirana – ne smatra se sustavom odvojenih košara postavljenih jedna do
druge, već kao homogena i monolitna građevina koja može preuzeti sve o
o
potrebne sile. vodopropusna – sposobna za drenažu vode. Budući da je prevelika količina vode jedan od glavnih faktora koji uzrokuje nestabilnost, gabionska građevina
drenažom te vode poboljšava čvrstoću okolnog tla. trajna – pogoršanje pocinčane mreže uslijed korozije je sporo.
o
fleksibilna – sposobna preuzeti neočekivano naprezanje zbog velikog uleknuća ili otklanjanja u stranu. To je jedna od najosobitijih karakteristika gabiona i Reno madraca – kada se građevina deformira, ona ostaje neoslabljena i zadržava
čvrstoću, te se istovremeno prilagođava pomacima tla. o
Lako se postavlja i odmah je funkcionalna.
o
Lako se uklapa u prirodno okruženje jer se šupljine u kamenom punjenju ispune sa tlom i vegetacijom.
148. Objasnite biološke sanacije erozivnih površina.
Izgrađeni građevinski objekti u koritima bujica predstavljaju samo djelomično uređenje bujičnih površina. Kombinacijom podizanja zaštitnog pokrivača – šuma u slivu, s izgradnjom objekata u jarugama postiže se trajnija zaštita zemljišta od erozije. Zbog toga, danas se primjenjuju suvremene metode saniranja erozije. Jedna od tih metoda, pogodna za uvjete na flišu, je izgradnja gradona. 149. Objasnite kako se izvode gabioni/madraci i kako se njima mogu sanirati erozioni procesi u slivu.
Fleksibilne građevine od gabiona i Reno madraca su posebno pogodne za regulaciju korita i kontrolu erozije. Pritom se grade : o o
poprečne građevine uzdužne građevine
Poprečne građevine se koriste za poboljšanje korita i regulaciju transporta nanosa. Dijele se na pregrade, pragove i brane.
Uzdužne građevine služe za zaštitu kosih obala i dijele se u dvije grupe: o o
masivne građevine sa stepenastim licem koje preuzimaju ulogu zida lake građevine za obzidavanje obale
U mnogim slučajevima, gabioni se koriste za stabilizaciju nožice, dok se za zaštitu gornjeg dijela nasipa koriste Reno madraci.
150. Koje se sve vrste mjera primjenjuju u borbi protiv erozije i u cilju zaštite od bujičnih p oplava? Tu se zapravo radi o specijalnoj kombinaciji protuerozijskih radova i mjera – hidrotehnički,
šumskotehnički i agrotehnički radovi, te ekonomske, administrativne, prosvjetno -odgojne i propagandne mjere, s kojima se utječe na određeni bujični sliv ili erozijsko područje. 151. Nabrojite sustave za uređenje bujičnih tokova. o
Klasični Europski sustav
o
Francuski sustav
o
Njemački sustav
o
Ruski sustav Talijanski sustav
o
Američki sustav
o
o o
Sustav s procjednim pregradama Retardacijski sustav