Gekom-Geofizikalno i ekološko modeliranje d.o.o. Trg senjskih uskoka 1-2, 10000 Zagreb ELABORAT O OPTIMALNOM SMJEŠTAJU USISA MORSKE VODE I ISPUSTA OTPADNE VODE IZ POGONA PREDRASTA U UVALI MALA LAMJANA Siječanj 2015.
Trg senjskih uskoka 1-2, 10000 Zagreb; Tel: 385 1 5507 123; Fax:+385 1 5507 101; e-mail: gekom@gekom.hr; www.gekom.hr; MBS 080629580 - TS Zagreb; MB: 2322794; OIB: 96884271017; Žiro-račun: 2360000 1101997171 Zagrebačka banka d.d.; Temeljni kapital 20.000,00 kn u cijelosti uplaćen; Uprava: Oleg Antonić
Trg senjskih uskoka 1-2, 10000 Zagreb; Tel: 385 1 5507 123; Fax:+385 1 5507 101; e-mail: gekom@gekom.hr; www.gekom.hr; MBS 080629580 - TS Zagreb; MB: 2322794; OIB: 96884271017; Žiro-račun: 2360000 1101997171 Zagrebačka banka d.d.; Temeljni kapital 20.000,00 kn u cijelosti uplaćen; Uprava: Oleg Antonić
1 Opis elaborata Cilj ovog rada je odrediti najoptimalniju poziciju ispusta na lokaciji Zaglavić u uvali Mala Lamjana iz kojeg će se ispuštati morska voda iz bazena za predrast. U domeni ispusta nalaze se kavezi uzgajališta riba i cijev koja usisava čistu morsku vodu s dna mora te je dovodi do bazena na kopnu u kojem se nalazi predrast ribe. Usisana voda se nakon cirkulacije u bazenima ispušta kroz ispust natrag u more. Također, pozicija usisne cijevi nije fiksno određena već i nju treba postaviti na odgovarajuće mjesto, na način da se voda kod usisa ne miješa s otpadnom vodom iz bazena, te da oblak iz ispusta ne dopire do kaveza s ribom, odnosno da dopire u dovoljno razrjeđenom stanju. Također i usisna cijev treba biti pozicionirana što dalje od kaveza s ribama iz kojih se također otpušta organski otpad u okolno more. U tu svrhu koristit će se numerički model pronosa onečišćenja iz ispusta unutar akvatorija uvale, te ekspertna procjena dosega utjecaja iz kaveza. 2 Općenite karakteristike akvatorija užeg područja oko podmorskog ispusta Obalno područje uvale Mala Lamjana karakteriziraju male dubine, koje rastu kako se krećemo prema južnom dijelu uvale gdje poprimaju maksimalne vrijednosti od 35 metara. Slika 2.1 prikazuje batimetriju interesnog područja koja zorno predočava promjene dna. Slika 2.1 Batimetrija uvale Mala Lamjana u HTRS96 koordinatnom sustavu. U svrhu određivanja dinamike mora i pronosa efluenta unutar akvatorija gdje se nalazi ispust napravljena je prostorna diskretizacija fizičke domene na konačan broj točaka numeričke mreže u kojima su proračunate modelske vrijednosti. Baza ove numeričke mreže je digitalizirana obalna linija predmetnog područja, georeferencirana u koordinatnom sustavu HTRS96/CroatiaTM te dubine iz morskih topoloških karata. Na Slika 2.2 prikazana je mreža s pripadnom batimetrijom. Ova mreža i pripadne dubine izražene u metrima korištene su u numeričkim modelima pri izračunu
strujnog polja, simulaciji dinamike mora i pronosu onečišćenja. Slika 2.2 Numerička mreža konačnih elemenata interesnog područja i pripadna batimetrija. Za pronos efluenta iz podmorskog ispusta korištene su plimne i vjetrovne struje koje su proračunate hidrodinamičkim modelom FUNDY 5. FUNDY 5 je dijagnostički model namijenjen određivanju baroklinih, vjetrom i plimom induciranih struja u priobalnom području. Model rješava linearizirane jednadžbe za plitku vodu (opisane u Lynch and Werner (1987) i Lynch et al (1992)) koristeći konačne elemente. Parametrizacija vertikalne turbulencije u Fundy modelu napravljena je koristeći pretpostavku o lineariziranoj pridnenoj napetosti od 0.001 m/s, te konstantnoj vertikalnoj vrtložnoj viskoznosti u iznosu od 0.04 m 2 /s 2. Navedene vrijednosti su korištene u radu koji se bavio analizom, provjerom i asimilacijom mjerenih podataka u Jadranu (mareografskih plimnih konstanti i ADCP plimnih struja). Ovakva linearizirana aproksimacija pokazala se opravdanom za slučaj plimne dinamike u Jadranu, te u usporedbi i s naprednim 3D modelima (Quoddy, NCOM) koji imaju 2.5 korak turbulentno zatvaranje i kvadratno pridneno trenje (Book et al., 2009). I II III IV V VI VII VIII IX V sr 2.74 2.84 2.90 3.03 2.44 2.43 2.40 2.28 2.50 V 10 max 15.7 18.4 16.2 17.5 16.9 16.9 20.8 19.7 15.1 Smjer SSE SE SE SE SE SE ESE ENE NW X XI XII GOD V sr 2.82 3.50 3.04 2.73 V 10 max 14.8 19.6 19.7 20.8 Smjer SE SSE NE ESE Tablica 2.1 Srednje brzine vjetrova, maksimalne 10-minutne brzine i njihovi smjerovi po mjesecima i u cijeloj godini. (Izvor: DHMZ)
Preuzeti su podaci (DHMZ) o učestalosti smjera i brzine, te jačine vjetra za područje Zadra u razdoblju 1997.-2006. U Tablica 2.1 prikazane su srednje brzine vjetrova (v sr ), maksimalne desetominutne brzine (v 10 max) i pripadni smjerovi vjetra za pojedini mjesec u godini, te ukupno godišnje stanje. Vidljivo je da najveću brzinu tijekom cijele godine postižu vjetrovi iz smjera jugoistoka (SE) i istok-jugoistoka (ESE). Među najjačim vjetrovima pojavljuju se i sjeveroistočnjak (NE) i sjeverozapadnjak (NW). Slika 2.3 Ruže učestalosti vjetrova za ljeto, zimu i cijelu godinu. (Izvor: DHMZ) Na Slika 2.3 prikazane su ruže vjetrova s učestalošću i brzinama vjetrova po sezonama i godišnje. Iz ruža također vidimo da su vjetrovi iz smjerova SE i ESE najučestaliji, posebice zimi (>20%), dok ljeti prevladavaju vjetrovi iz NW smjera (15%), ali ih potom također slijede jugoistočni pravci (<10%). Prema prikazanim ružama (Slika 2.3), vjetrovne struje u uvali Mala Lamjana inducirane su atmosferskim strujanjima koja se javljaju s najvećom učestalošću i jačinama. Promatrana su karakteristična strujanja samo za ljetno i zimsko razdoblje zbog termohalinih svojstava koje su pobliže objašnjena u sljedećem odjeljku. Tijekom ljeta uzeti su dominantni vjetrovi istokjugoistok (ESE) i sjeverozapad (NW), a zimi jugoistok (SE) i sjeveroistok (NE). U sva četiri slučaja uzete su iste brzine vjetra od 10m/s kako bi se što zornije prikazao smjer morskih struja u slučaju puhanja tih vjetrova, a ne toliko njihova jačina. Smjerovi i magnitude vertikalno usrednjenih morskih struja induciranih vjetrom (s obzirom na to da vjetrovne struje nadvladavaju plimne) prikazani su na Slika 2.4 i Slika 2.5.
Slika 2.4 Vertikalno usrednjeno strujanje za ljetno razdoblje inducirano vjetrovima koji pušu iz smjera istokjugoistok (ESE, lijevo) i sjeverozapada (NW) karakterističnih za ljetno razdoblje (desno).mjerna jedinica je m/s. Slika 2.5 Vertikalno usrednjeno strujanje za zimsko razdoblje inducirano vjetrovima koji pušu iz smjera sjeveroistoka (NE, lijevo) i jugoistoka (SE, desno) karakterističnih u zimskom razdoblju. Mjerna jedinica je m/s.
3 Termohalina svojstva Modelirane su dvije situacije, ljetna i zimska, zbog sezonskih razlika u gustoći mora, salinitetu i temperaturi, odnosno zbog razlika u termohalinim svojstvima. Termohalina svojstva ovise o godišnjem dobu, odnosno bilanci topline i mase na površini mora te o vertikalnim i horizontalnim procesima u moru. Sezonsko zagrijavanje mora počinje u proljeće kada se površinski sloj mora zagrijava te se formira sezonska termoklina, odnosno sloj u moru gdje se javlja temperaturni gradijent. U tom slučaju, salinitet i gustoća rastu s dubinom, dok temperatura pada s dubinom. Tijekom ljeta termoklina postaje izraženija i produbljuje se. U rujnu zbog pojačanog i učestalijeg vjetra te smanjenog dotoka Sunčevog zračenja, termoklina slabi da bi u zimskim mjesecima u potpunosti iščeznula jer procesi vertikalne konvekcije i miješanja homogeniziraju stupac mora. Stoga možemo odrediti dva razdoblja unutar godine s različitim termohalinim svojstvima; ljetno i zimsko. U zimskom su razdoblju i temperatura i salinitet vertikalno homogeniji u odnosu na ljetno razdoblje. Referentni vertikalni profili temperature i saliniteta za zadarsko područje tijekom ljetnog i zimskog razdoblja (Lončar i dr. 2010.) prikazani su na Slika 3.1 i Slika 3.2, a poslužili su za izračun vertikalnog polja gustoće koje će biti jedan od ulaznih parametara modela bliske zone (Slika 3.3). Mjerenja su pokazala da je zimi vodeni stupac u potpunosti homogen, s konstantom vrijednošću saliniteta od 38 i temperature od oko 13 C po svim dubinama. U ljetnom razdoblju na promatranom području javlja se sezonska termoklina, odnosno piknoklina na dubinama od 5 do 20 metara. Raspon temperature u termoklini kreće se od oko 18 do 26 C, dok se raspon saliniteta u haloklini kreće od oko 37.5 do 38.1. Jačanje piknokline povoljno je za ispuštanje otpadnih voda, jer sprječava njihovo dizanje prema površini mora. Vertikalna raspodjela gustoće za zimsko i ljetno razdoblje prikazana je na Slika 3.3. Slika 3.1 Vertikalni profil temperature mora ( C) za ljetno i zimsko razdoblje
Slika 3.2 Vertikalni profil saliniteta mora ( ) za ljetno i zimsko razdoblje Slika 3.3 Vertikalni profil gustoće mora (kg/m 3 ) za ljetno razdoblje (lijevo) i zimsko razdoblje (desno) 4 Utjecaj ispuštanja otpadnih voda na poziciju usisa Kako bi se utvrdio utjecaj planiranog ispusta na kakvoću okolnog mora, na poziciju usisne cijevi kojom će se uzimati morska voda za potrebe kopnenih bazena za predrast ribe te na poziciju uzgajališnih kaveza unutar uvale i na izlazu iz uvale, izrađena je numerička analiza pronosa efluenta ispuštenog kroz planirani podmorski ispust, s obzirom na dominantne čimbenike procesa razrjeđenja s okolnim recipijentom. Procijenjena vrijednost budućeg protoka efluenta kroz ispust iznosi 100 m 3 /h. Model prati pronos efluenta kroz morsku sredinu, odnosno širenje oblaka onečišćenja iz ispusta morskim strujama kroz okolno more, te analizu dosega utjecaja, radi optimalnog smještaja ispusne i usisne cijevi. Ispust je prilikom modeliranja prikazan u neprekidnom radu, odnosno ispuštanje efluenta kroz ispusnu cijev
je konstantno. S obzirom da je odabir lokacije usisne i ispusne cijevi ograničen položajem kaveza unutar i na samom izlazu iz uvale, neposrednom blizinom obale i sporom gradacijom dubina unutar uvale, te okvirno zadanim dimenzijama cijevi, model je napravljen za dvije varijante položaja ispusne cijevi prikazane na Slika 4.1. Cijev usisa duljine 275 metara u obje varijante postavljena je u smjeru sjeveroistoka okomito na obalu, a sam usis nalazi se na dubini od nekih 22 metra odakle će povlačiti potrebne količine vode. Cijev usisa izbačena je u uvalu na poziciju gdje može postići najveću dubinu i u cilju da se što više odmakne od kaveza s ribama i dođe do mjesta gdje je voda čista. U prvoj varijanti postavljen je podmorski ispust dužine 220 m, promjera cijevi 400 mm, odgovarajuće brzine efluenta od 0.66 m/s. Ispust je postavljen u smjeru sjever-sjeveroistoka na dubinu od 10-ak metara, 100 metara udaljen od obale i okvirno 250 metara od kaveza uzgajališta (Slika 4.1). Kako bi se osiguralo da do područja gdje će se uzimati voda za usis ne dođe onečišćena voda iz ispusta, krajnje točke ispusta i usisa su u modelu udaljene 130 metara, te je ispust parametriziran kraćom duljinom cijevi od usisa, kako bi se oblak onečišćenja uspio odići što više prema površini na dovoljno malu dubinu te bi se tako spriječilo prodiranje onečišćene vode u područje oko usisa pošto bi se njihovo ispuštanje/usisavanje odvijalo na različitim dubinama. Cijev usisa može biti uzeta i duljine 250 metara, kako je projektantski zamišljeno, jer će i u takvoj situaciji biti dovoljno udaljena od ispusta i od kaveza, ali na stranu sigurnosti stavljamo cijev na što veću udaljenost i u skladu s time na što veću dubinu. U drugoj varijanti cijev ispusta izbačena je prema vanjskim, južnim dijelovima uvale, čime je u potpunosti odmaknuta od cijevi usisa i naseljenog dijela obale, te je položena na dubini od 28 metara između dva polja kaveza (Slika 4.1). Podmorski ispust u ovom slučaju dužine je 550 metara, također promjera 400 mm i brzine efluenta 0.66 m/s. U ovoj varijanti onečišćenje iz ispusta ne bi trebalo imati utjecaj na morski okoliš oko usisne cijevi jer su položene na velikim horizontalnim udaljenostima (>500 m) i različitim dubinama. Dostatna udaljenost od cijevi usisa, naseljenog obalnog područja i kaveza za uzgoj osigurava neznatan ili nikakav utjecaj na onečišćenja mora u njihovoj okolini. Prilikom unošenja pozicija cijevi ispusta i usisa u model uzeta su u obzir i strujanja unutar uvale, tako da je ispust postavljen u smjeru gdje većina strujanja neće nanositi onečišćenje prema usisnoj cijevi i kavezima.
Slika 4.1 Položaj podmorskih cijevi ispusta i usisa, te kaveza na širem području promatrane lokacije 5 Numerički model pronosa efluenta iz podmorskih ispusta Pronos efluenta iz podmorskog ispusta je složen hidrodinamički proces koji se zbog različitih prevladavajućih čimbenika u procesu miješanja dijeli na blisku (near field) i daleku (far field) zonu. Bliska zona obuhvaća procese inicijalnog razrjeđenja prilikom ispuštanja efluenta iz ispusta i njegovog odizanja do horizontalne granice piknoklinskog sloja ljeti i površine mora zimi. Nakon toga dolazi do širenja oblaka onečišćenja u područje daleke zone. Daleka zona obuhvaća procese sekundarnog razrjeđenja prilikom prijenosa morskim strujama i miješanja s recipijentom kroz pasivnu difuziju te tercijarnog razrjeđenja uslijed ugibanja bakterija zbog saliniteta i prodora svjetla u more. Utjecaj rada podmorskog ispusta procijenjen je numeričkim modelom, zasebno za blisku i daleku zonu. Za određivanje razine do koje će se efluent odići nakon što je ispušten kroz podmorski ispust primijenjen je model za opis fizikalnih procesa koji se događaju u bliskoj zoni. Sve jednadžbe u modelu se integriraju po putanji kojom se efluent kreće (koordinatni sustav oblaka otpadne vode), a proces razrjeđenja istoga ovisi o orijentaciji i širini ispusta, dubini na kojoj se ispust nalazi, brzini izlaza efluenta iz ispusta te početnoj koncentraciji u efluentu. Rezultat modela bliske zone je inicijalno razrijeđena koncentracija efluenta koji se nadalje koristi kao ulazni parametar za model daleke zone.
Za određivanje koncentracija efluenta u dalekoj zoni koristio se 2D numerički hidrodinamički model koji se temelji na rješavanju valne jednadžbe pomoću metode konačnih elemenata te svojom prostornom varijabilnošću optimalno prekriva modelirano područje (npr. Janeković et al., 2005). Prostorna rezolucija kreće se od oko 1 m u zahtjevnim područjima, preko nekoliko metara u obalnim područjima do nekoliko stotina metara u vanjskim dijelovima numeričke domene. Model je induciran morskim strujama (plimne i vjetrovne struje) i difuzijom koje su odgovorne za disperziju onečišćenja, odnosno pročišćavanje akvatorija. Prilikom modeliranja rada planiranog ispusta promatrane su ljetna i zimska situacija (s obzirom na različite vertikalne raspodjele gustoće u moru koje će odrediti sloj do kojeg se oblak efluenta diže). Razlika u gustoći između efluenta i recipijenta najvažniji je generator pronosa u području bliske zone. Kao gustoća efluenta uzeta je (posebno za zimsko i ljetno razdoblje) gustoća morske vode na dubini od 22 metara koja će se usisom uzimati iz morskog okoliša i zatim ispuštati nazad u more. Budući da u zimskom razdoblju more nije stratificirano, efluent se diže sve do površine mora, dok je u ljetnom razdoblju more stratificirano pa se efluent diže samo do dubine piknoklinskog sloja kojeg karakterizira vertikalni gradijent gustoće (Slika 3.3). Kada efluent dopre do piknoklinskog sloja, budući da se dalje ne može dizati, on počinje oscilirati oko konstantne dubine zbog djelovanja sile uzgona. 5.1 Varijanta 1 Prema Varijanti 1 ispust je postavljen 130 metara zapadno od usisa, na dubini od 10 metara. Model bliskog polja pokazao je da se u ljetnoj situaciji, kada je izražena stratifikacija prilikom ispuštanja efluenta iz ispusta i nakon postizanja ravnotežnog stanja, formira inicijalno razrijeđeni oblak efluenta na oko 5 m dubine i na oko 24 m horizontalne udaljenosti od ispusta. Širina oblaka je 2.8 m, a koncentracija u efluentu je 37 puta manja od početne koncentracije. Dok se u zimskoj situaciji, kada je izražena homogenizacija vodenog stupca, prilikom ispuštanja efluenta iz ispusta i nakon postizanja ravnotežnog stanja formira inicijalno razrijeđeni oblak efluenta na površini mora i na oko 34 m horizontalne udaljenosti od ispusta. Širina oblaka je 3.4 m, a koncentracija u efluentu je 75 puta manja od početne koncentracije. Kako će se i u ljetnoj i u zimskoj situaciji oblak otpadne vode podignuti na manje dubine nego na kojima će se putem usisa uzimati voda u sustav, može se reći da otpadna voda neće onečistiti ulaznu vodu koju će sustav usisati. Prilikom modeliranja usis je postavljen na horizontalnu udaljenost 130 metara od ispusta. No model je pokazao da bi i manja udaljenost od okvirno 50 metara bila dostatna da ne dođe do miješanja dviju voda, s obzirom na to da će se oblak već na horizontalnim udaljenostima između 24 i 34 metra odići do navedenih dubina. Tako da bi i udaljenost od 50 metara između krajnjih točaka ispusta i usisa prilikom stvarnog postavljanja cijevi bila na strani sigurnosti. Karakteristike inicijalno razrijeđenog oblaka otpadne vode se nadalje koriste kao ulazni parametri za model širenja istoga u područje daleke zone. Na početku daleke zone još uvijek je važan utjecaj preostale razlike u gustoći efluenta i recipijenta, no na većim udaljenostima dolazi do razrjeđenja miješanjem kroz pasivnu difuziju. Prikaz širenja efluenta ljeti i zimi za različita strujanja, odnosno razrjeđenje oblaka efluenta prikazano je na Slika 5.1 - Slika 5.4.
U slučaju strujanja induciranog ESE i SE vjetrom oblak otpadne vode pomiče se prema NW smjeru (Slika 5.1 i Slika 5.3.), daleko od kritičnih točaka - cijevi usisa i kaveza. Ukoliko se zimi onečišćenje digne sve do površine ovakvo strujanje bi ga moglo dogurati sve do obale iako bi se do linije obale već prilično razrijedilo. U ljetnoj situaciji oblak efluenta bi ostao na dubini od 5 metara tako da u tom slučaju ne bi došao do površine. Najveći utjecaj predviđa se od strujanja iz smjera NW, koje je najjače ljeti. Za vrijeme puhanja NW vjetra (Slika 5.2) struje u okolini ispusta će nositi oblak otpadne vode prema SE, odnosno prema spomenutim kritičnim točkama. No s obzirom da će se oblak onečišćenja nalaziti na manjoj dubini od usisne cijevi, te da su ispusna i usisna cijev dovoljno razmaknute, ne očekujemo negativan utjecaj na vodu predviđenu za usis. U isto vrijeme dok oblak otpadne vode nošen strujama NW vjetra stigne do područja s kavezima on će se dovoljno razrijediti te se ne očekuje značajan negativan utjecaj na kaveze. NE vjetar onečišćenje odnosi u SW smjeru pri čemu ne dolazi do izraženog kontakta s područjem usisa i gotovo nikakvog kontakta s područjem gdje su kavezi (Slika 5.4). Slika 5.1 Širenje efluenta na dubini od 5 m za ljetnu varijantu i struje inducirane ESE vjetrom
Slika 5.2 Širenje efluenta na dubini od 5 m za ljetnu varijantu i struje inducirane NW vjetrom Slika 5.3 Širenje efluenta na površini za zimsku varijantu i struje inducirane SE vjetrom
Slika 5.4 Širenje efluenta na površini za zimsku varijantu i struje inducirane NE vjetrom 5.2 Varijanta 2 Prema Varijanti 2 ispust je položen na jug uvale gdje su dubine puno veće, a udaljenost od kritičnih područja gdje se nalaze cijev usisa, kavezi za uzgoj ribe i obala je dovoljno velika da utjecaja od onečišćenja gotovo i nema. Ispusna cijev nalazi se u ovom slučaju na dubini od 28 metara. Model bliskog polja pokazao je da u ljetnoj situaciji kada je izražena stratifikacija prilikom ispuštanja efluenta iz ispusta i nakon postizanja ravnotežnog stanja, formira se inicijalno razrijeđeni oblak efluenta na oko 19 m dubine i oko 75 m horizontalne udaljenosti od ispusta. Širina oblaka je 10 m, a koncentracija u efluentu je 178 puta manja od početne koncentracije. Dok se u zimskoj situaciji, kada je izražena homogenizacija vodenog stupca, prilikom ispuštanja efluenta iz ispusta i nakon postizanja ravnotežnog stanja formira inicijalno razrijeđeni oblak efluenta na površini mora i na oko 83 m horizontalne udaljenosti od ispusta. Širina oblaka je 10.6 m, a koncentracija u efluentu je 322 puta manja od početne koncentracije. Pošto su usis i ispust na udaljenosti većoj od 500 metara nema opasnosti od zagađenja vode koja će se usisom uvlačiti u sustav. Također nema niti opasnosti od onečišćenja obalnog područja u zimskom razdoblju. Širenje efluenta ljeti i zimi za različita strujanja, odnosno razrjeđenje oblaka efluenta prikazano je na Slika 5.5 do Slika 5.8. U slučaju strujanja induciranog ESE i SE vjetrom uz rubne, obalne dijelove stvara se struja u NW smjeru, dok se unutar samog zaljeva javlja protustrujanje u SE smjeru (Slika 2.4 i Slika 2.5), koje će nositi oblak otpadne vode van iz uvale, daleko od kritičnih točaka - cijevi usisa i kaveza unutar uvale (Slika 5.5 i Slika 5.7). Onečišćenje bi stoga moglo biti nanešeno na kaveze koje su postavljeni južno od krajnje točke ispusta, no kako je udaljenost između njih velika
(oko 350 m) oblak otpadne vode će se dovoljno razrijediti tako da će utjecaj na južne kaveze biti minimalan ili nikakav. Utjecaj strujanja induciranog NW vjetrom, koje je karakteristično za ljetno razdoblje stvorit će SE struje uz obalu, te protustruje u sredini uvale u NW smjeru (Slika 2.4). Navedeno strujanje nosit će oblak otpadne vode prema kavezima unutra uvale i području usisne cijevi, no zbog velike udaljenosti od 270 metara do kaveza i 540 metara do usisa, on će biti dovoljno razrijeđen, te neće imati negativni utjecaj (Slika 5.6). Također, po modelu bliskog polja, u ljetnoj situaciji, oblak efluenta će se dići do dubine od oko 19 metara pa po tome one neće doći do dubine mora u prostoru u kojem su postavljeni kavezi unutar uvale. Protustruja inducirana NE vjetrom onečišćenje iz centra zaljeva odnosi u NE smjeru daleko od svih promatranih kritičnih područja, te ne dolazi do kontakta oblaka otpadne vode s područjem usisa i kaveza (Slika 5.8). Slika 5.5 Širenja efluenta na dubini od 19 m za ljetnu varijantu i struje inducirane ESE vjetrom
Slika 5.6 Širenje efluenta na dubini od 19 m za ljetnu varijantu i struje inducirane NW vjetrom Slika 5.7 Širenja efluenta na površini za zimsku varijantu i struje inducirane SE vjetrom
Slika 5.8 Širenje efluenta na površini za zimsku varijantu i struje inducirane NE vjetrom 6 Zaključak Provedena je numerička analiza širenja oblaka efluenta u svrhu određivanja optimalnog položaja cijevi usisa i ispusta kako bi se spriječio doticaj dviju voda (zagađene vode iz ispusta i ulazne vode u sustav usisa koja mora biti čista). Prilikom modeliranja u obzir su uzeti batimetrija uvale i oblik obalne linije, duljine cijevi i dubine na koje će cijevi biti položene, karakteristično strujanje unutar uvale te kritična područja kao što su kavezi za uzgoj riba koja treba izbjegavati. S obzirom na navedene parametre promatralo se širenje oblaka efluenta u ljetnom i zimskom razdoblju prema kojem se zatim odredio optimalan položaj usisne cijevi. 6.1 Varijanta 1 U ljetnom razdoblju, za razmatranu razdiobu gustoće po dubini, utvrđeno je da otpadna voda na svom putu od dna ne može proći piknoklinski sloj već se širi ispod njega, odnosno diže se do izobate od 5 m i širi duž nje. Kako se usisna cijev nalazi položena na dubini od 22 metra, ove dvije vode se neće miješati i utjecaj ispusta na područje usisa je zanemariv neovisno o strujanjima i pronosu oblaka efluenta posebice strujom induciranom NW vjetrom koja odnosi oblak prema SE dijelu uvale. Navedena situacija mogla bi imati utjecaj na uzgajalište, ali dok oblak dođe do područja kaveza efluent će se dostatno razrijediti. Struja inducirana ESE i SE vjetrovima oblak otpadne vode nosit će
od kritičnih područja uvale prema NW sektoru, odnosno negativnog utjecaja na dio akvatorija gdje je položena cijev usisa neće biti. U situacijama homogenog stupca mora (zimska situacija ili u slučaju jačeg miješanja mora ili ukoliko je piknoklina na dubini većoj od dubine kraja podmorskog ispusta) oblak otpadne vode može doći do površine. To može prouzročiti pojavu negativnih učinaka na obalnom području (neugodni mirisi, smanjena prozirnost i promijenjena boja mora, kao i sanitarno onečišćenje). S druge strane ispuštena voda kretat će se po površini pa neće biti utjecaja na ulaznu vodu u sustav koja će se uzimati s dubine od 22 metara. Također će struja inducirana NE vjetrom pronositi oblak zapadnije od kritičnog područja pa onečišćenje neće utjecati na kaveze i usis. Struja inducirana vjetrom iz SE smjera neće imati nikakve negativne posljedice na uzgajalište i usisnu točku. 6.2 Varijanta 2 U obzir je uzeta još jedna pozicija ispusta, kao druga varijanta koja bi imala manji utjecaj na okoliš. Jedini nedostatak jest što je ispusna cijev parametrizirana dvostruko većom duljinom no što je predviđena, kako bi se maksimalno otklonila od područja uvale i obale gdje su bilo kakvi utjecaji zagađenja nepoželjni. U ovom slučaju ispust je položen na samom izlazu iz uvale, gdje su dubine velike, a udaljenosti od svih kritičnih točaka o kojima se treba voditi računa dovoljne da utjecaj zagađene morske vode bude zanemariv ili ga uopće nema. U ljetnom razdoblju oblak efluenta dići će se do izobate od oko 19 m i širiti duž nje. Struja inducirana NW vjetrom stvorit će protustruju koja će odnositi oblak prema NW dijelu unutrašnjosti uvale gdje su pozicionirani usis i dio kaveza. Struje inducirane ESE vjetrom nosit će onečišćenje u suprotnom smjeru od NW struja, odnosno van zaljeva gdje ono može doći do južnih kaveza. U navedenoj situaciji, ne očekuje se značajniji utjecaj, jer dok oblak dođe do područja kaveza/usisa, efluent će se dostatno razrijediti. U situacijama sa strujom induciranom vjetrom iz NW smjera ne očekuju se negativne posljedice na uzgajalište koje se nalazi na jugu, jer će se oblak efluenta širiti prema unutrašnjosti uvale, no zbog velikih udaljenosti neće biti posljedica na usis i kaveze. U situacijama homogenog stupca mora (zimska situacija ili u slučaju jačeg miješanja mora ili ukoliko je piknoklina na dubini većoj od dubine kraja podmorskog ispusta) oblak otpadne vode doći će do površine, no neće doći do obalnog pojasa. Struja inducirana NE vjetrom će pronositi oblak dalje od svih kritičnih područja pa onečišćenje neće utjecati niti na kaveze, niti na usis. Struja inducirana vjetrom iz SE smjera neće imati nikakve negativne posljedice na uzgajalište koje se nalazi na jugu, nego će se onečišćenje širiti prema unutrašnjosti uvale, no zbog velikih udaljenosti ne očekuju se posljedice na usis i kaveze. Varijantu 2 smatramo povoljnijom od Varijante 1., s obzirom da u Varijanti 1 postoji mogućnost utjecaja na priobalno područje same uvale. U svakom slučaju, bilo bi dobro ispitati kvalitetu otpadne vode iz ispusta u sadašnjem stanju, kao i kvalitetu morske vode u okolici sadašnjeg ispusta kako bi se ovi zaključci potkrijepili.
7 Literatura: 1. Janeković, I., Kuzmić, M., 2005. Numerical simulation of the Adriatic Sea principal tidal constituents, Annales Geophysicae, 23, 3207-3218. 2. Janeković, I., Kuzmić, M., and Bobanović, J., 2003. The Adriatic Sea M2 and K1 tides by 3D model and data assimilation. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 57, 873-885. 3. Lončar, G. ; Andričević, R. ; Petrov, V. Numerički modeli zajedničkog rada podmorskih ispusta otpadnih voda. Građevinar - 59 (2007), 11 ; str. 955-965 4. Lončar, G. ; Matković, M. ; Andročec, V. Numerička analiza pronosa efluenta iz podmorskog ispusta. Hrvatske vode 18(2010), 71; str.1 12 5. DHMZ: Meteorološka podloga za procjenu potencijala energije vjetra u Republici Hrvatskoj, 2008.