1. TESTIRANJE PRIMJENE MIKE BASIN MODELA
ZA INTEGRALNO UPRAVLJANJE VODAMA
NA RIJEČNOM BAZENU DOBRE
TESTIRANJE PRIMJENE MIKE BASIN MODELA
ZA INTEGRALNO UPRAVLJANJE VODAMA
NA RIJEČNOM BAZENU DOBRE
Naručitelj projekta:
Hrvatske vode
Izvršitelj projekta:
Proning DHI
2. Ciljevi projekta:Ciljevi projekta:
• Temeljni cilj bio je izraditi hidrološki model riječnogTemeljni cilj bio je izraditi hidrološki model riječnog
sliva , koji bi, kao dio sustava za potporu odlučivanjusliva , koji bi, kao dio sustava za potporu odlučivanju
(“Decision Support System”), bio osnovni alat za(“Decision Support System”), bio osnovni alat za
procjenu sadašnjeg i budućeg stanja vodnih resursa iprocjenu sadašnjeg i budućeg stanja vodnih resursa i
načina njihova korištenjanačina njihova korištenja
• To je obuhvaćalo izradu modela količina i kakvoćeTo je obuhvaćalo izradu modela količina i kakvoće
površinskih i podzemnih voda namijenjenog, kakopovršinskih i podzemnih voda namijenjenog, kako
vodnogospodarstvenicima, tako i svim drugimvodnogospodarstvenicima, tako i svim drugim
korisnicima voda na slivukorisnicima voda na slivu
3. Koncept integralnog upravljanja vodamaKoncept integralnog upravljanja vodama
Upravljanje vodama podrazumijeva brigu za raspored i stanje količina iUpravljanje vodama podrazumijeva brigu za raspored i stanje količina i
kakvoće voda i izgrađenost vodnog sustava. Vodni sustav čine trikakvoće voda i izgrađenost vodnog sustava. Vodni sustav čine tri
sastavnice:sastavnice:
• Prirodna komponentaPrirodna komponenta - dio globalne prirode koji sudjeluje u kruženju- dio globalne prirode koji sudjeluje u kruženju
vode i obuhvaća vodu u atmosferi, površinske vodne cjeline i podzemnevode i obuhvaća vodu u atmosferi, površinske vodne cjeline i podzemne
vode.vode.
• Izgrađena komponentaIzgrađena komponenta - obuhvaća vodne građevine kojima čovjek želi- obuhvaća vodne građevine kojima čovjek želi
kontrolirati prostornu, vremensku i kakovosnu raspodjelu vodakontrolirati prostornu, vremensku i kakovosnu raspodjelu voda
• Upravljačka komponenta -Upravljačka komponenta - se odnosi na planiranje i provođenje radova ise odnosi na planiranje i provođenje radova i
mjera usredotočenih na uređenje, korištenje i zaštitu voda s ciljem da semjera usredotočenih na uređenje, korištenje i zaštitu voda s ciljem da se
maksimaliziraju njihovi poželjni i minimaliziraju njihovi nepoželjni učinci.maksimaliziraju njihovi poželjni i minimaliziraju njihovi nepoželjni učinci.
4. Integralno upravljanje vodnim resursima
podrazumijeva objektivno i ravnopravno
usuglašavanje interesa i otklanjanje suprotnosti
između tri komplementarne grupe ciljeva:
• gospodarskih učinaka korištenja voda
• društvene pravde i jednakosti
• ekološke održivosti
Okvirna direktiva o vodama Europske unije (ODVOkvirna direktiva o vodama Europske unije (ODV
EU) je prvi obvezujući pravni dokument u koji suEU) je prvi obvezujući pravni dokument u koji su
izrijekom ugrađeni elementi integralnogizrijekom ugrađeni elementi integralnog
upravljanja vodama.upravljanja vodama.
5. • Sukladno ODV EU, osnovna jedinica za upravljanje vodamaSukladno ODV EU, osnovna jedinica za upravljanje vodama
je vodno područje, definirano kao površina kopna i mora kojaje vodno područje, definirano kao površina kopna i mora koja
se sastoji od jednog ili više riječnih slivova zajedno s njihovimse sastoji od jednog ili više riječnih slivova zajedno s njihovim
pripadajućim podzemnim i priobalnim vodama. Naglasak je napripadajućim podzemnim i priobalnim vodama. Naglasak je na
obuhvatu cjeline riječnih slivova, nezavisno oobuhvatu cjeline riječnih slivova, nezavisno o
administrativnim granicama. Države obveznice dužne suadministrativnim granicama. Države obveznice dužne su
utvrditi vodna područja unutar svojih nacionalnih granica i zautvrditi vodna područja unutar svojih nacionalnih granica i za
njih izraditi cjelovite planove upravljanja. Za međunarodnenjih izraditi cjelovite planove upravljanja. Za međunarodne
slivove, obvezna je suradnja s ostalim državama s kojima seslivove, obvezna je suradnja s ostalim državama s kojima se
dijeli zajednički riječni bazen.dijeli zajednički riječni bazen.
• Sa stanovišta vodnih resursa, riječni sliv je osnovna prostornaSa stanovišta vodnih resursa, riječni sliv je osnovna prostorna
cjelina unutar koje se ostvaruje integralno upravljanje vodama.cjelina unutar koje se ostvaruje integralno upravljanje vodama.
Odgovorni za razvoj i funkcioniranje vodnog sustava morajuOdgovorni za razvoj i funkcioniranje vodnog sustava moraju
vodnu problematiku sagledati i planirati na razini cjeline sliva,vodnu problematiku sagledati i planirati na razini cjeline sliva,
na način koji će osigurati optimalno korištenje voda ina način koji će osigurati optimalno korištenje voda i
optimalnu zaštitu vodnoga okoliša.optimalnu zaštitu vodnoga okoliša.
6. Uloga modela u upravljanju vodama može se sažeti naUloga modela u upravljanju vodama može se sažeti na
slijedeći način:slijedeći način:
• Modeli omogućuju da se na najpotpuniji načinModeli omogućuju da se na najpotpuniji način
iskoriste sve osnovne i izvedene informacije oiskoriste sve osnovne i izvedene informacije o
vodnom sustavu.vodnom sustavu.
• Modeli omogućuju da se ustanovi reakcija (odgovor)Modeli omogućuju da se ustanovi reakcija (odgovor)
na moguće promjene unutar sustava ili u njegovojna moguće promjene unutar sustava ili u njegovoj
okolini (prirodi i društvu), planirane ili slučajne.okolini (prirodi i društvu), planirane ili slučajne.
• Modeli, na temelju jasno definiranih ciljeva i kriterijaModeli, na temelju jasno definiranih ciljeva i kriterija
u upravljanju vodama, omogućuju vrednovanjeu upravljanju vodama, omogućuju vrednovanje
pojedinih upravljačkih odluka (strukturnih ipojedinih upravljačkih odluka (strukturnih i
nestrukturnih) i upravljačke strategije u cjelini.nestrukturnih) i upravljačke strategije u cjelini.
7. MIKE BASIN – SUSTAV ZA MODELIRANJEMIKE BASIN – SUSTAV ZA MODELIRANJE
RIJEČNOG SLIVARIJEČNOG SLIVA
• MIKE BASIN je GIS orijentirani sustav koji služi zaMIKE BASIN je GIS orijentirani sustav koji služi za
matematičku reprezentaciju riječnog sliva (bazena).matematičku reprezentaciju riječnog sliva (bazena).
To uključuje konfiguraciju glavnog toka (rijeku) iTo uključuje konfiguraciju glavnog toka (rijeku) i
njenih pritoka, hidrologiju bazena u prostoru injenih pritoka, hidrologiju bazena u prostoru i
vremenu, postojeće, kao i potencijalne shemevremenu, postojeće, kao i potencijalne sheme
korištenja vodnih resursa i različite korisničkekorištenja vodnih resursa i različite korisničke
zahtjeve za vodom. U model je uključena i podzemnazahtjeve za vodom. U model je uključena i podzemna
komponenta vodnih rezervi, kao i modeliranjekomponenta vodnih rezervi, kao i modeliranje
kvalitete vode.kvalitete vode.
9. Izbor pilot područjaIzbor pilot područja
Položaj i prilike na slivu rijeke Dobre čine taj sliv reprezentativnim zaPoložaj i prilike na slivu rijeke Dobre čine taj sliv reprezentativnim za
testiranje primjene MIKE BASIN modela za integralno upravljanjetestiranje primjene MIKE BASIN modela za integralno upravljanje
vodama u hrvatskim uvjetima. U okviru ovoga projekta odabran jevodama u hrvatskim uvjetima. U okviru ovoga projekta odabran je
kao pilot područje, zbog niza prirodnih i socio-ekonomskihkao pilot područje, zbog niza prirodnih i socio-ekonomskih
obilježja, specifičnih za upravljanje vodama u Hrvatskoj:obilježja, specifičnih za upravljanje vodama u Hrvatskoj:
• uključuje krške i nekrške predjele,uključuje krške i nekrške predjele,
• uključuje različite oblike korištenja zemljišta (šume, poljoprivredneuključuje različite oblike korištenja zemljišta (šume, poljoprivredne
površine, naseljene površine, važne prometnice, …)površine, naseljene površine, važne prometnice, …)
• uključuje različite oblike korištenja voda (zahvaćanje vode za javnuuključuje različite oblike korištenja voda (zahvaćanje vode za javnu
vodoopskrbu, proizvodnja električne energije, ribnjačarstvo, sport ivodoopskrbu, proizvodnja električne energije, ribnjačarstvo, sport i
rekreacija na vodi, …),rekreacija na vodi, …),
• uključuje različite izvore onečišćenja voda (naselja bez riješeneuključuje različite izvore onečišćenja voda (naselja bez riješene
odvodnje otpadnih voda, ribnjaci, poljoprivreda, stočarstvo, …),odvodnje otpadnih voda, ribnjaci, poljoprivreda, stočarstvo, …),
• uključuje više zaštićenih područja,uključuje više zaštićenih područja,
10.
11. Vodnogospodarski sustav na slivnom području Dobra – Zagorska MrežnicaVodnogospodarski sustav na slivnom području Dobra – Zagorska Mrežnica
prvenstveno je određen izgradnjom hidroelektrane Gojak, kojim je znatnoprvenstveno je određen izgradnjom hidroelektrane Gojak, kojim je znatno
izmijenjen prirodni vodni režim. U današnjem stanju koritom Gornjeizmijenjen prirodni vodni režim. U današnjem stanju koritom Gornje
Dobre (nizvodno od Bukovnika) i Zagorske Mrežnice (nizvodno odDobre (nizvodno od Bukovnika) i Zagorske Mrežnice (nizvodno od
Sabljaka) otječu preljevne vode koje nije moguće energetski iskoristiti naSabljaka) otječu preljevne vode koje nije moguće energetski iskoristiti na
HE Gojak.HE Gojak.
12. Razvojne mogućnosti i planoviRazvojne mogućnosti i planovi
• Hidroenergetski razvoj područja – povećanje retencijskogHidroenergetski razvoj područja – povećanje retencijskog
volumena formiranjem novih akumulacija, prvenstveno navolumena formiranjem novih akumulacija, prvenstveno na
području sliva Zagorske Mrežnice, kao i mogućnost gradnjepodručju sliva Zagorske Mrežnice, kao i mogućnost gradnje
novih HE na području Donje Dobre.novih HE na području Donje Dobre.
• Potencijali povećanja vodoopskrbe područja i posebnoPotencijali povećanja vodoopskrbe područja i posebno
otvaranja punionica vode su vrlo veliki, zbog toga što seotvaranja punionica vode su vrlo veliki, zbog toga što se
procjenjuje da su ukupne mogućnosti korištenja vode zaprocjenjuje da su ukupne mogućnosti korištenja vode za
vodoopskrbu oko 2 m3/s, dok se trenutno koristi oko 300 l/s.vodoopskrbu oko 2 m3/s, dok se trenutno koristi oko 300 l/s.
Kvaliteta vode je dobra zbog sliva u planinskom područjuKvaliteta vode je dobra zbog sliva u planinskom području
Velike i Male Kapele.Velike i Male Kapele.
• Razvoj riječnog turizma, sportsko – rekreativnog iRazvoj riječnog turizma, sportsko – rekreativnog i
medicinskog, zbog izuzetne atraktivnosti kraja i otvorenihmedicinskog, zbog izuzetne atraktivnosti kraja i otvorenih
vodotoka s brojnim krškim manifestacijama.vodotoka s brojnim krškim manifestacijama.
13. Matematički model sliva Dobra-Matematički model sliva Dobra-
Zagorska MrežnicaZagorska Mrežnica
• U okviru ovog pilot projekta prikupili smo značajan brojU okviru ovog pilot projekta prikupili smo značajan broj
podataka koji se odnose na područje sliva Dobre i Zagorskepodataka koji se odnose na područje sliva Dobre i Zagorske
Mrežnice. Podaci su iz različitih izvora, a najvećim dijelom seMrežnice. Podaci su iz različitih izvora, a najvećim dijelom se
nalaze u Hrvatskim vodama, Državnom hidrometeorološkomnalaze u Hrvatskim vodama, Državnom hidrometeorološkom
zavodu, Geološkom institutu i Rudarsko-geološko-naftnomzavodu, Geološkom institutu i Rudarsko-geološko-naftnom
fakultetu.fakultetu.
Podloge korištene u ovom projektu možemo podijeliti na:Podloge korištene u ovom projektu možemo podijeliti na:
• geografske i GIS podloge koje opisuju topologiju sustava,geografske i GIS podloge koje opisuju topologiju sustava,
• vremenske serije izmjerenih ili izračunatih vrijednosti kojevremenske serije izmjerenih ili izračunatih vrijednosti koje
opisuju kretanje i raspodjelu vodene komponente u vremenu iopisuju kretanje i raspodjelu vodene komponente u vremenu i
prostoru,prostoru,
• prethodni radove slične tematike na ovom području.prethodni radove slične tematike na ovom području.
16. Korištene su vremenske serije izmjerene
na meterološkim i hidrološkim
stanicama koje se nalaze na
obrađivanom području i u okolici.
Radi se o 34 hidrološke stanice (od kojih
neke više ne rade, a na nekoma se mjeri
samo vodostaj – mjerne letve) i 31
meterološka mjerna stanica različitih
razina kvalitete mjerenja (glavne,
klimatološke, kišomjerne i totalizatori).
Podaci su pretvoreni u vremenske serije
podatake pogodne za korištenje u
matematičkim simulacijama (bilo koje
vrste), statističku obradu, prezentacije,
pohranu i daljnju distribuciju.
Vrlo važni su i podaci koji opisuju rad
HE Gojak, te ostali postojeći podaci koji
opisuju zahvate vode za vodoopskrbu i
poljoprivredu.
18. Podaci koji opisuju kvalitetu vodePodaci koji opisuju kvalitetu vode
• Na slivnom području Dobre i Zagorske Mrežnice postoje triNa slivnom području Dobre i Zagorske Mrežnice postoje tri
mjerne stanice na kojima se mjeri kvaliteta vode. To su stanicemjerne stanice na kojima se mjeri kvaliteta vode. To su stanice
Luke, Lešće i Gornje Pokupje. Raspolaže se podacima zaLuke, Lešće i Gornje Pokupje. Raspolaže se podacima za
razdoblje između 1973. i 1999. godine. Postoji 36 parametararazdoblje između 1973. i 1999. godine. Postoji 36 parametara
koje se mjere i obrađuju, iako treba naglasiti da svi nisu uvijekkoje se mjere i obrađuju, iako treba naglasiti da svi nisu uvijek
i na svim mjestima mjereni.i na svim mjestima mjereni.
19. Kvaliteta vode – mjernaKvaliteta vode – mjerna
stanica Lukestanica Luke
0
10
20
30
40
50
60
4.6.1973
4.6.1975
4.6.1977
4.6.1979
4.6.1981
4.6.1983
4.6.1985
4.6.1987
4.6.1989
4.6.1991
4.6.1993
4.6.1995
4.6.1997
4.6.1999
Protok
Temperatura
Otopljeni kisik
BPK - 5
KPK iz KMnO4
Amonijak
Nitrati
Fosfati
20. Dva su osnovna pristupa u stvaranju MIKE BASINDva su osnovna pristupa u stvaranju MIKE BASIN
hidrološkog modela količina vode:hidrološkog modela količina vode:
• prvi je relativno jednostavan i brz, a sastoji se u korištenju izmjerenihprvi je relativno jednostavan i brz, a sastoji se u korištenju izmjerenih
vrijednosti protoka, preko kojih određujemo dostupne količine vode uvrijednosti protoka, preko kojih određujemo dostupne količine vode u
sustavu i s druge strane opisivanje korisničkih zahtjeva za vodom, kojisustavu i s druge strane opisivanje korisničkih zahtjeva za vodom, koji
uključuju vodoopskrbu, poljoprivredu, industriju i hidroelektrane suključuju vodoopskrbu, poljoprivredu, industriju i hidroelektrane s
pripadajućim akumulacijama. Na ovaj način kreiran je model cijelogpripadajućim akumulacijama. Na ovaj način kreiran je model cijelog
područjapodručja
• drugi, složeniji put, u kojem je prvi korak predstavlja uspostavljanjedrugi, složeniji put, u kojem je prvi korak predstavlja uspostavljanje
matematičkog modela transformacije oborine u otjecanje. Cilj ovog prvogmatematičkog modela transformacije oborine u otjecanje. Cilj ovog prvog
koraka bio je dobivanje kalibriranog modela oborine – otjecanje, koji ćekoraka bio je dobivanje kalibriranog modela oborine – otjecanje, koji će
nam opisati proces transformacije oborine u pojedine komponentenam opisati proces transformacije oborine u pojedine komponente
otjecanja i vremena njihovog zadržavanja u određenoj sredini. U ovomotjecanja i vremena njihovog zadržavanja u određenoj sredini. U ovom
slučaju koristili smo NAM model, konceptualni matematički hidrološkislučaju koristili smo NAM model, konceptualni matematički hidrološki
model koji je detaljnije opisan u 3. poglavlju. Na ovaj način kreiran jemodel koji je detaljnije opisan u 3. poglavlju. Na ovaj način kreiran je
model Gornje Dobre.model Gornje Dobre.
21. Rezultati RR
simulacije za stanicu
Turkovići, gore –
Usporedba izmjerene
(crno) i simulirane
(crveno) protoke,
dolje – Usporedba
izmjerenog (crno) i
simuliranog (crveno)
volumena
23. Na prethodnoj slici su prikazani pojednostavljeni površinskiNa prethodnoj slici su prikazani pojednostavljeni površinski
vodotoci (čvorovi i dionice), akumulacije (Sabljaci ivodotoci (čvorovi i dionice), akumulacije (Sabljaci i
Bukovnik), topografske slivne površine dobivene iz digitalnogBukovnik), topografske slivne površine dobivene iz digitalnog
modela terena i upotpunjene podacima o trasiranju,modela terena i upotpunjene podacima o trasiranju,
hidroelektrana Gojak i lokacije gdje lokalni vodovodi crpehidroelektrana Gojak i lokacije gdje lokalni vodovodi crpe
vodu.vodu.
Nakon modela transformacije oborine u otjecanje dolazimo doNakon modela transformacije oborine u otjecanje dolazimo do
modela vodnih resursa (Water Resources – WR model) kojimmodela vodnih resursa (Water Resources – WR model) kojim
opisujemo dostupne količine vode i načine i prioritete uopisujemo dostupne količine vode i načine i prioritete u
njenom korištenju, što bi u konačnici trebalo i predstavljati ciljnjenom korištenju, što bi u konačnici trebalo i predstavljati cilj
našeg projekta. S jedne strane imamo količine i kvalitetu vodenašeg projekta. S jedne strane imamo količine i kvalitetu vode
u sustavu (na slivnom području), dok s druge strane imamou sustavu (na slivnom području), dok s druge strane imamo
potrebe za vodom iskazane kao vremenske serije korištenjapotrebe za vodom iskazane kao vremenske serije korištenja
vode od strane korisnika koji se nalaze na promatranomvode od strane korisnika koji se nalaze na promatranom
području (hidroelektrana, vodoopskrbna poduzeća, ribnjake ipodručju (hidroelektrana, vodoopskrbna poduzeća, ribnjake i
sl., kao i individualne korisnike). Model vodnih resursa kreirasl., kao i individualne korisnike). Model vodnih resursa kreira
se za sadašnju situaciju, a razmatraju se i potencijalni modelise za sadašnju situaciju, a razmatraju se i potencijalni modeli
potreba za vodom u različitim razvojnim scenarijimapotreba za vodom u različitim razvojnim scenarijima..
24. Kroz rad na ovom projektu došli smo do zaključka da jeKroz rad na ovom projektu došli smo do zaključka da je
korištenje hidroinformatičkih alata kao potpora odlučivanju ikorištenje hidroinformatičkih alata kao potpora odlučivanju i
planiranju razvoja vodnog sustava na određenom područjuplaniranju razvoja vodnog sustava na određenom području
korisno i potrebno.korisno i potrebno.
Suvremene tehnologije u prvom redu omogućuju pohranuSuvremene tehnologije u prvom redu omogućuju pohranu
potrebnih podataka na fleksibilan i sistematičan način, kojipotrebnih podataka na fleksibilan i sistematičan način, koji
dozvoljava pristup podacima prema trenutnoj potrebi i njihovudozvoljava pristup podacima prema trenutnoj potrebi i njihovu
obradu različitim statističkim metodama. Također, postojiobradu različitim statističkim metodama. Također, postoji
mogućnosti dinamičke obrade podataka i praćenja većemogućnosti dinamičke obrade podataka i praćenja veće
količine parametara u skladu s potrebama.količine parametara u skladu s potrebama.
Veliki doprinos gospodarenju vodnim resursima u budućnosti ćeVeliki doprinos gospodarenju vodnim resursima u budućnosti će
svakako predstavljati i matematički modeli, koji ssvakako predstavljati i matematički modeli, koji s
prihvatljivom pouzdanošću mogu opisati trenutne i budućeprihvatljivom pouzdanošću mogu opisati trenutne i buduće
procese koji se odvijaju i odvijat će se u promatranom sustavu,procese koji se odvijaju i odvijat će se u promatranom sustavu,
dajući time potporu u procesima odlučivanja o smjeru budućegdajući time potporu u procesima odlučivanja o smjeru budućeg
razvoja određenog područja.razvoja određenog područja.
