HIDROGEOLOŠKE RAZISKAVE ZA POTREBE IZGRADNJE PROTIPOPLAVNIH NASIPOV MED ZGORNJIM DUPLEKOM IN VURBERKOM

Similar documents
KAKO GA TVORIMO? Tvorimo ga tako, da glagol postavimo v preteklik (past simple): 1. GLAGOL BITI - WAS / WERE TRDILNA OBLIKA:

Donosnost zavarovanj v omejeni izdaji

STROKOVNE PODLAGE ZA ODŠKODNINSKI ZAHTEVEK ZA POVZROČENO POPLAVNO ŠKODO

Navodila za uporabo čitalnika Heron TM D130

Hydrochemical characteristics of groundwater from the Kamniškobistriško polje aquifer

VPLIV NIVOJA GLADINE DRAVE NA TOK PODZEMNE VODE

UPORABA ORODIJ ZA PRIDOBIVANJE REPREZENTATIVNIH PODATKOV PRI UPRAVLJANJU S PODZEMNIMI VODAMI PRIMER SEVERNEGA DELA DRAVSKEGA POLJA

POPLAVNI DOGODEK 2012 IN POPISANE POPLAVNE ŠKODE KOT PODLAGA ZA IZDELAVO SLOVENSKIH KRIVULJ POPLAVNE ŠKODE

KARTE RAZREDOV POPLAVNE NEVARNOSTI SAVE NA ODSEKU SAVE OD MEDNEGA DO SOTOČJA Z LJUBLJANICO

Navodila za uporabo tiskalnika Zebra S4M

POSEDKI VISOKEGA NASIPA SRMIN

SEMINAR ANALIZA VODNE BILANCE Z MODELOM SIMPEL

coop MDD Z VAROVANIMI OBMOČJI DO BOLJŠEGA UPRAVLJANJA EVROPSKE AMAZONKE

A.2.7. Hydrogeological investigations for improvement of conceptual model

PRESENT SIMPLE TENSE

INTEGRATED VIEW ON WATERS OF THE MURA RIVER CATCHMENT IN SLOVENIA AND BACKGROUND FOR THEIR MANAGEMENT

DOLOČITEV VODNE BALANCE Z NATANČNIM TEHTALNIM LIZIMETROM V KLEČAH

Možni vplivi podnebnih sprememb na vodno bilanco tal v Sloveniji

UČINKOVITOST NAMAKALNEGA SISTEMA NA GOLF IGRIŠČU BLED

1. LETNIK 2. LETNIK 3. LETNIK 4. LETNIK Darinka Ambrož idr.: BRANJA 1 (nova ali stara izdaja)

HIDRAVLIČNO MODELIRANJE OBRATOVANJA HIDROENERGETSKEGA OBJEKTA

POPLAVNA OGROŽENOST POSELJENEGA OBMOČJA OB REKI VIPAVI

NUMERIČNA SIMULACIJA S TOKOM GNANE HIDROKINETIČNE TURBINE

IDEJNI PROJEKT IN VGRADNJA NOVEGA MERILNIKA PRETOKA ODPADNE VODE NA IZTOKU IZ CČN DOMŽALE

KAKO LAHKO Z MINIMALNIMI ORGANIZACIJSKIMI UKREPI IZBOLJŠAMO VARNOST VODNIH PREGRAD V SLOVENIJI

UPORABA LIDAR PODATKOV V POVEZAVI GIS IN HIDRAVLIČNEGA MODELA

Pravilno namakanje je tudi okoljski ukrep, ključno pa je tudi za kakovost vrtnin (projekt TriN)

NOV NAČIN DO LOČANJA VODOVARSTVENIH OBMO ČIJ

Marko Komac Napoved verjetnosti pojavljanja plazov z analizo satelitskih in drugih prostorskih podatkov

OBILNA SNEŽNA ODEJA V SLOVENIJI Heavy snow cover in Slovenia

VISOKOVODNI VAL ZARADI SAMODEJNEGA ODPRTJA ZAPORNICE NA HE MAVČIČE

Območja pomembnega vpliva poplav

PROJEKCIJA VODNIH KOLIČIN ZA NAMAKANJE V SLOVENIJI

ČASOVNE IN PROSTORSKE ZNAČILNOSTI TEMPERATURE TAL V SLOVENIJI

Podešavanje za eduroam ios

Namakanje koruze in sejanega travinja

Jamova cesta Ljubljana, Slovenija

Prostor kraj čas 6 UPORABA LIDARSKIH PODATKOV ZA KLASIFIKACIJO POKROVNOSTI. Andreja Švab Lenarčič in Krištof Oštir

POPLAVE 5. NOVEMBRA 2012 V POREČJU DRAVE 5 November 2012 Floods in the Drava River Basin

VISOKA ŠOLA ZA VARSTVO OKOLJA

VPLIV PODNEBNIH SPREMEMB NA RAZPOLOŽLJIVOST VODNIH VIROV

UDK/UDC: 556.5:626.8(282)(497.4) Prejeto/Received: Izvirni znanstveni članek Original scientific paper Sprejeto/Accepted:

PREHODNOST JE NAŠA PRIHODNOST

DONAT Mg OD NEKOČ DO DANES

MOŽNOSTI IZKORIŠČANJA ENERGETSKEGAPOTENCIALA V SLOVENIJI

Značilnosti temperature zraka v Predjamskem jamskem sistemu

CJENIK APLIKACIJE CERAMIC PRO PROIZVODA STAKLO PLASTIKA AUTO LAK KOŽA I TEKSTIL ALU FELGE SVJETLA

PRENOVA PROCESA REALIZACIJE KUPČEVIH NAROČIL V PODJETJU STEKLARNA ROGAŠKA d.d.

Jamova cesta Ljubljana, Slovenija Jamova cesta 2 SI 1000 Ljubljana, Slovenia

Biznis scenario: sekcije pk * id_sekcije * naziv. projekti pk * id_projekta * naziv ꓳ profesor fk * id_sekcije

HIDROGEOLOŠKI MONITORING ODLAGALIŠČ NA KRASU UVOD

UČINKOVITOST NAČRTOV PREISKOVANJA IZBRANEGA OBMOČJA Z GEORADARJEM GLEDE NA NATANČNOST IN PORABLJEN ČAS

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA DRUŽBENE VEDE. Dominika Gril. Sanacija poplav v občini Laško. Diplomsko delo

UNIVERZITET U BEOGRADU RUDARSKO GEOLOŠKI FAKULTET DEPARTMAN ZA HIDROGEOLOGIJU ZBORNIK RADOVA. ZLATIBOR maj godine

E X C E L L E N C E I N S A C R E D C H O R A L M U S I C. Puer Natus in Bethlehem. A Child Is Born in Bethlehem. Arranged by Robert G.

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA MONIKA HADALIN MODEL SONČNEGA KOLEKTORJA KOT UČNI PRIPOMOČEK DIPLOMSKO DELO

A TI,DIOS (You Are God) INTRO South American Dance (q = ca. 80) Dm. œ œ. œ # œ œ œ œ. œ. œ. œ œ. j J œ. œ œ œ œ œ œ œ. ba - mos; you; All

GEOGRAFSKI OBZORNIK. Poplave v mestih. Poznavanje prsti omogoča njihovo varovanje. 200 letnica izbruha vulkana Tambora - zadnji sunek male ledene dobe

A TI,DIOS (You Are God) œ œ. œ œ œ œ. œ. œ. œ. Dios, Dios, God, we ac -

SUŠA IN VODNA DIREKTIVA UPRAVLJANJE S SUŠO KOT PODLAGA ZA IMPLEMENTACIJO V SKLOPU VODNE DIREKTIVE

Informacijska podpora pri odločanju z vidika prehodnosti terena

SPOSOBNOST IZBRANIH TAL ZA ZADRŽEVANJE VODE

UNIVERZA NA PRIMORSKEM FAKULTETA ZA MATEMATIKO, NARAVOSLOVJE IN INFORMACIJSKE TEHNOLOGIJE

Gozdarski vestnik. Letnik 74, številka 9 Ljubljana, oktober 2016 ISSN UDK 630* 1/9. Leseno plavje v zgornjem toku Meže

POVZETEK. Ključne besede: konflikt, reševanje konflikta, komunikacija

Commissioned by Paul and Joyce Riedesel in honor of their 45th wedding anniversary. Lux. œ œ œ - œ - œ œ œ œ œ œ œ œ œ œ. œ œ œ œ œ œ œ œ œ.

Kreativno okolje in uspe{nost mladih raziskovalcev

DEUS CARITAS EST SATB Choir, Soloist, Organ. œ œ. œœœœœ. œ œœœ œ œ œ

Distribution of metals and trace elements in sediments of three Alpine lakes

SIMPLE PAST TENSE (prosto prošlo vreme) Građenje prostog prošlog vremena zavisi od toga da li je glagol koji ga gradi pravilan ili nepravilan.

Modelling Transport Demands in Maritime Passenger Traffic Modeliranje potražnje prijevoza u putničkom pomorskom prometu

PARTIZANSKA BOLNIŠNICA "FRANJA" (pri Cerknem) PARTISAN HOSPITAL "FRANJA" (near Cerkno)

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO DIPLOMSKO DELO DRAŠKO DRAŠKOVIĆ

PAVEL JANKO VARIANTNA ANALIZA MOŽNOSTI IZRABE ENERGETSKEGA POTENCIALA NA MEJNI MURI

SEZNAM DIPLOM NA ODDELKU ZA GEODEZIJO FGG V ČASU OD DO

OCENJEVANJE SPLETNIH PREDSTAVITEV IZBRANIH UNIVERZ IN PISARN ZA MEDNARODNO SODELOVANJE

BURJA V SLOVENIJI IN NEKOLIKO JUŽNEJE

OPREDELJEVANJE CILJNIH TRGOV ZA BODOČE ZDRAVILIŠČE RIMSKE TOPLICE

UČINKI VKLJUČEVANJA PODJETIJ V PANOŽNE KOMPETENČNE CENTRE

KOLEDAR STROKOVNIH SIMPOZIJEV V OBDOBJU APRIL JUNIJ 2008

UDK/UDC: : (497.4) Prejeto/Received: Predhodna objava Preliminary paper Sprejeto/Accepted:

Sistem kazalcev za spremljanje prostorskega razvoja v Evropski uniji in stanje v Sloveniji

Vladimir Markovič: Logika, delovanje in izračuni SP/SG naprav 2010/11

Specification Details: Coded Dash Number M28803/1 -MC PART LISTINGS MANUFACTURER'S DESIGNATION OR TYPE NUMBER TEST OR QUALIFICATION REFERENCE

Vodni viri v urbanem okolju

MOBILIZACIJA ČLOVEŠKIH VIROV V KRIZI PRIMER POPLAV LETA 1990 NA GORENJSKEM

ZADRŽEVANJE PADAVINSKIH VOD NEKOČ IN DANES

Summi triumphum. & bc. w w w Ó w w & b 2. Qui. w w w Ó. w w. w w. Ó œ. Let us recount with praise the triumph of the highest King, 1.

I. KONGRES O VODAH SLOVENIJE marec 2012, Ljubljana, Slovenija KRAS IN VODA

Dinamični izračuni razmer v omrežju

ANALIZA NIZKOVODNIH RAZMER SLOVENSKIH VODOTOKOV LETA 2003 Analysis of Low Water Flow in Slovenian Rivers in 2003

ŠTUDIJA TRAJNOSTNEGA RAZVOJA OBMOČJA OB REKI MURI V POVEZAVI Z MOŢNOSTJO HE IZRABE REKE

CELOSTNE STRATEGIJE ZA PREPREČEVANJE POPLAV NA OBMOČJU ZGORNJEGA PORENJA 1 Integrative Strategies to Flood Prevention at the Upper Rhine River

PRIMERNOST DREVESNIH VRST ZA ZASADITEV DEPONIJE ELEKTROFILTRSKEGA PEPELA V TRBOVLJAH

VISOKE VODE V SLOVENIJI LETA 2009 High waters in Slovenia in 2009

PRIMERNOST RAZLIČNIH PODLAG ZA GOJENJE BRESKVE (Prunus persica L.) SORTE 'REDHAVEN' NA DEVIŠKIH TLEH

Thomas Tallis Mass for 4 voices

DIELEKTRIČNE (TDR) MERITVE ZA KONTINUIRNO SPREMLJANJE SPREMINJANJA VLAGE V ZEMLJINAH PRVE GEOTEHNIČNE IZKUŠNJE TUDI V SLOVENIJI

Prenova gospodarskih vidikov slovenskega zdravstva

Geomorfološke značilnosti Tržaškega zaliva in obrobja

Transcription:

doc. dr. Mihael BRENČIČ * - 11 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA HIDROGEOLOŠKE RAZISKAVE ZA POTREBE IZGRADNJE PROTIPOPLAVNIH NASIPOV MED ZGORNJIM DUPLEKOM IN VURBERKOM UVOD Poleg vprašanj povezanih z dinamiko širjenja poplave in njenim vplivom na površinske vodotoke je pri izvedbi protipoplavnih nasipov potrebno upoštevati tudi obnašanje podzemne vode v temeljnih tleh nasipa, kakor tudi na njegovem vplivnem območju. Poplavna voda vpliva na gladine podzemne vode na vodni in zračni strani nasipa, opraviti pa imamo tudi s precejanjem vode skozi nasip. Večino problemov povezanih s tem lahko zajamemo in opredelimo z ustrezno izvedenimi hidrogeološkimi raziskavami vplivnega območja protipoplavnega nasipa. Zaradi številnih poplav, do katerih je prišlo v bližnji preteklosti, je v Sloveniji v teku priprava nekaterih projektov za zaščito večjih naselij pred poplavnimi vodami. V ta okvir sodi tudi priprava projektne dokumentacije za območje med Zgornjim Duplekom in Vurberkom. Gradnja protipoplavnega nasipa bo potekala na območju obsežnega in dobro prepustnega kvartarnega vodonosnika. Zaradi tega se je poznavanje hidrogeoloških karakteristik območja izkazalo za zelo pomembno. V okviru izdelave projektne dokumentacije so bile, skupaj z geomehanskimi raziskavami, izvedene tudi hidrogeološke raziskave, ki so obsegale terenske meritve nivojev podzemne vode, črpalne in nalivalne poizkuse, infiltrometerske teste ter kabinetno interpretacijo pridobljenih podatkov. Na podlagi pridobljenih podatkov je bil izveden izračun precejanja poplavne vode skozi in pod nasipi, kakor tudi analiza vpliva poplave na gibanje podzemne vode na zračni strani nasipa. PROJEKTNA IZHODIŠČA Iz projektnih zasnov izhaja, da je širina krone nasipa stalna, znaša m. Višina nasipa se vzdolž trase spreminja od,5 m, do m in do 4,5 m. Glede na projektirani naklon brežin 1:3 se širina temeljev spreminja od 18,5 m, do 4,5 m ter do 30,5 m. Pri posameznem prečnem profilu nasipa seže poplavna voda s povratno dobo Q 100 do 1 m pod krono nasipa. Celotno trajanje projektne poplave je ocenjeno na 100 ur (4, dni). Manjši del poplavnega območja se aktivira že pri povratni dobi dveh let Q =807 m 3 /s. Trajanje pretokov večjih od Q je od 80 ur (3,3 dni) do 100 ur (4, dni). V primeru teh poplavnih vod voda lokalno že doseže nasip. Poplavna voda s to povratno dobo se nahaja od 3,7 m do 3,9 m pod krono protipoplavnega nasipa. Večji del poplavnega območja pa pri povratni dobi pet let Q 5 =149 m 3 /s. Trajanje pretokov večjih od Q 5 je od 40 ur (1,6 dni) do 60 ur (,5 dni). Poplavna voda s to povratno dobo se nahaja od,4 m do,8 m pod krono protipoplavnega nasipa. Za potrebe izračuna smo na podlagi širjenja poplavnega vala, ki je bil zabeležen v začetku oktobra 1998, določili tri računske nivograme poplave, ki so prikazani na sliki 1. Ti nivogrami so izračunani za tri različne višine nasipov. Na podlagi teh nivogramov smo ocenili tudi povprečno višino poplave in hitrost naraščanja višine poplave. Tako pri maksimalni višini poplave 1,5 m znaša povprečna višina poplavnega vala 0,85 m, hitrost naraščanja poplavnega vala 1,1x10-6 m/s, pri maksimalni višini poplave,5 m znaša povprečna višina poplavnega vala 1,41 m, hitrost naraščanja poplavnega vala 1,8x10-6 m/s, pri maksimalni višini poplave m znaša povprečna višina poplavnega vala,0 m, hitrost naraščanja poplavnega vala pa,5x10-6 m/s. * doc. dr. Mihael BRENČIČ, univ. dipl. inž. geol., Katedra za geologijo krasa in hidrogeologijo, Oddelek za geologijo, Naravoslovnotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, Privoz 11, Ljubljana & Oddelek za hidrogeologijo, Geološki zavod Slovenije, Dimičeva 14, Ljubljana. mihael.brencic@ntf.uni-lj.si MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 1 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA 4,0 Poplava h=1,5 m Poplava h=,5 m Poplava h= m 3,0 Višina poplave v m,5,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 100000 00000 0 100000 00000 0 100000 00000 Čas v sekundah Slika 1. Modelne višine poplavnega vala (scenarijske poplave) METODE Preiskave Hidrogeološka dela, ki so bila izvedena za potrebe dimenzioniranja protipoplavnih nasipov med Zgornjim Duplekom in Vurberkom razdelimo v dve skupini. V prvi skupini se nahajajo preiskave za določitev hidrogeoloških parametrov materialov, ki bodo vgrajeni v vodonosnik in lastnosti vodonosnika na katerem bo postavljen nasip. V drugo skupino sodijo preračuni precejanja podzemne vode. V okviru preiskav za določitev hidrogeoloških parametrov materialov so bile izvedene laboratorijske in terenske preiskave. Ločene hidrogeološke laboratorijske preiskave niso bile izvedene, v ta namen smo izkoristili že uveljavljene laboratorijske geomehanske raziskave, ki so sestavni del pridobivanja podatkov za geološko geomehanski elaborat. Tako smo pri hidrogeološki interpretaciji uporabili rezultate analiz zrnavosti, prostorninske teže in naravne vlažnosti ter določitev koeficienta prepustnosti zemljin z edometrom. Slika. Izvajanje infiltrometerskega testa (foto Z. Bole) Slika 3. Pogled na obroče dvojnega infiltrometra (foto Z. Bole) V okviru terenskih preiskav je bilo izvedeno hidrogeološko kartiranje, meritve nivojev podzemne vode, infiltrometerski testi in črpalni poizkusi. Infiltrometerski testi so bili izvedeni na raščenih temeljnih tleh. Namen teh testov je bil ugotoviti kakšna je vertikalna prepustnost tal v naravnih pogojih, saj bodo hidrogeološke lastnosti tal na vodni strani nasipa v veliki meri vplivale na vertikalno precejanje površinske poplavne vode. Izvedeni so bili stacionarni infiltrometerski test po metodologiji dvojnega infiltrometra. Infiltrometrski test smo pripravili tako, da smo s pomočjo težkega kladiva vtisnili infiltrometrska obroča 5 cm globoko v temeljna tla. Vodo smo nalivali v zunanji in notranji del infiltrometra in vzdrževali gladino vode v obeh delih 5 cm nad površino (slika ). V zunanji obroč smo MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 13 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA nalivali vodo iz soda in pri tem kontrolirali samo višino gladine vode. V notranjem obroču pa smo preko Mariotove posode poleg kontrole višine gladine vode nad površino zapisovali količino infiltrirane vode na časovno enoto (slika 3). Pri izračunu smo izhajali iz teoretičnih izhodišč, ki jih za obdelavo rezultatov infiltrometerskih testov predpisuje predstandard (ISO/DIS 8-5 Geotechnical investigations and testing Geohydraulic testing Part 5: Infiltrometer test). Izračun temelji na Darcyevem zakonu, ki podaja tok vode skozi porozni medij. Skupno je bilo izvedeno osem infiltrometerskih poizkusov. Črpalni poizkusi so bili izvedeni v treh vrtinah, obdelani pa so bili po Jacobovi metodi za nestacionarne črpalne poizkuse (cf. Batu, 1998). Preračuni V okviru hidrogeoloških preračunov smo izvedli analitične in numerične izračune. Kombinacija obojih je potrebna zaradi medsebojnega preverjanja zanesljivosti obeh metodologij. Na ta način lahko preverjamo ali se izračuni pridobljeni s pomočjo različnih modelov ujemajo na zahtevanem intervalu natančnosti. Pri analitičnih izračunih smo obravnavali prenos poplavnega vala podzemne vode, ki je spodbujen s poplavo, v odprtem vodonosniku. Robni in začetni pogoji, ki nastanejo pri tem so dokaj zapleteni in na voljo je le malo rešitev enačb toka podzemne vode. Uporabili smo dve rešitvi difuzijske enačbe, ki jo opredelimo kot osnovno enačbo toka podzemne vode. h T h = 0 t μ x Prvo rešitev predstavlja impulzna rešitev (Bear, 197) za polomejen neskončni vodonosnik 0 x Δh x, t = Δh erfc Dt Pomen oznak v enačbah je sledeč: T transmisivnost vodonosnika; μ - koeficient elastičnega uskladiščenja; h hidravlični potencial vodonosnika v dani točki prostora x in ob danem času t; D=T/ μ koeficient difuzivnosti vodonosnika; erfc komplementarna funkcija integrala napake. Tok podzemne vode simuliramo s hidrogramom visokovodnega vala tako, da le ta predstavlja vsoto impulzov dolžine Δt. Za izraču je bila uporabljena tudi Edelmanova rešitev difuzijske enačbe (cf. Vekerdy & Meijerink, 1998). Ob uvedbi nove spremenljivke v difuzijsko enačbo T τ = t μ Tako enačbo zapišemo v obliki h h = 0 x τ Sledi rešitev n h = bτ f ( u) kjer je b konstanta in x u = Dt Funkcija f(u) zadošča naslednji enačbi f ''( u) + uf '( u) nf = 0. V primeru, ko je n= imamo v reki opraviti z linearno rastjo pretočnih nivojev H, tako da velja zapis H = αt, kjer je α naklon koncentracijskega dela poplavnega hidrograma izražen na enoto časa tako da v vodonosniku nastopa piezometrična višina h = αtf ( u ) pri čemer je f (u) funkcija u f ( u) = u exp( u ) + (u + 1) erfc( u) π Numerično modeliranje toka vode skozi protipoplavni nasip in precejanja vode pod njim je bilo opravljeno z numeričnim modelom HYDRUS-D, ki predstavlja dvodimenzionalni model (Šimunek et al., 1999). Model temelji na končnih elementih in kot konstituitivno rešuje Richardsovo diferencialno enačbo za spremenljivo nasičen porozni medij ter na modelnih krivuljah zemljin opredeljenih na podlagi van Genuchtenovega modela (npr. Hilel, 004). Slednji je večparametrični model, katerega parametre je moč določiti na podlagi laboratorijskih meritev ali pa jih oceniti iz krivulj zrnavosti. MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 14 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA Opredelitev van Genuchtenovih parametrov je bila izvedena s pomočjo ekspertnega programa ROSETA, ki je sestavni del grafičnega vmesnika programa HYDRUS-D, v katerega so bile vnešene osnovne karakteristike krivulj zrnavosti in prostorninske teže. Slika 4. Konceptualni model toka vode skozi nasip in pod nasipom KONCEPTUALNI MODEL Na podlagi terenskih raziskav je bil izdelan konceptualni model odnosa med nasipom, poplavnimi vodami in podzemno vodo. Takšen model je pomemben s stališča opredelitve dejanskih hidroloških in hidrogeoloških razmer na terenu in predstavlja osnovo za izvedbo analitičnih in numeričnih preračunov toka podzemne vode skozi nasip in pod nasipom. Model se sestoji iz treh enot. Prvo enoto predstavlja nasip, drugo enoto predstavljajo tla in tretjo enoto prodno peščeni vodonosnik. Ta je navzdol omejen s kamnino za katero predpostavimo, da je njena prepustnost tako nizka, da ne vpliva na dinamiko tistega dela podzemne vode, ki je pomembna s stališča preučevanja poplav in jo zaradi tega s praktičnega vidika opredelimo kot neprepustno. Na zračni strani nasipa prihaja do občasnega poplavljanja. Višina poplave se časovno spreminja, maksimalna analizirana poplava pripada poplavi s povratno dobo sto let - Q 100. V času poplave poplavna voda iz vodne strani nasipa prenika pod nasipom in skozi nasip. Zaradi prenikanja pod nasipom se prvotna gladina podzemne vode iz časa pred poplavo dvigne in lahko izdanja tudi na površini. V protipoplavnem nasipu se oblikuje precejnica, ki lahko na zračni strani nasipa tudi izdanja. Pomen oznak na skici konceptualnega modela (slika 4) je naslednji: L k dolžina krone protipoplavnega nasipa; L t dolžina temeljev protipoplavnega nasipa; L iz dolžina izcejanja vode skozi protipoplavni nasip; L i dolžina fronte izcejanja vode pod protipoplavnim nasipom; H p višina poplave; H n višina nasipa; H v višina vode v vodonosniku; H aq višina vodonosnika (neomočeni in omočeni del); H t višina tal. V okviru izvedenih analitičnih in numeričnih modelov smo posamezne parametre spreminjali. Na ta način smo ugotovili intervale parametrov in pretkov podzemne vode znotraj katerih lahko pričakujemo odnose med površinsko in podzemno vodo, ki bodo nastopili med poplavo. REZULTATI Geometrija vodonosnika Na obravnavanem območju ločimo v območju tal dve plasti. Relativno slabše prepustna tla in dobro prepusten vodonosnik. Slednjega opredelimo kot hidrodinamsko odprt vodonosnik v katerem gladina podzemne vode niha prosto v odvisnosti od vertikalnega napajanja s strani padavin in horizontalnega MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 15 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA napajanja zaradi vpliva reke Drave na vodni strani nasipa. Razdalja med nasipom in strugo reke Drave se vzdolž trase nasipa spreminja. Debelina tal je spremenljiva. Kot tla opredelimo tisto območje, kjer se nahajajo meljne, deloma, vendar v zelo podrejeni meri, tudi glinene frakcije. Debelina te frakcije se giblje na intervalu od 0,0 m do,30 m. Povprečna debelina teh plasti znaša 1,0 m. Na nekaterih mestih je bil ugotovljen umetni nasip različnih frakcij, ki sega do globine m. Pod meljnimi plastmi praviloma sledi plast peska, ki je debela tudi do, m, vendar pa praviloma ne presega debeline nekaj 10 cm. Za potrebe izračunov smo tla obravnavali kot,5 m debelo plast. Pod peščeno meljnimi plastmi sledijo peščeno prodne plasti s posameznimi do nekaj deset centimetrov debelimi samicami. Globina do podlage se spreminja, v eni od vrtin smo podlago navrtali na globini 11,3 m, v vrtini globoki 1 m pa podlaga ni bila dosežena. Za potrebe izračunov smo privzeli, da se slaboprepustna podlaga vodonosnika nahaja na globini 1,0 m. Iz sondažnih preiskav izhaja, da se je podzemna voda nahajala na intervalu globin od 3, m do 5, m. Glede na razgibano konfiguracijo terena se je v času terenskih raziskav gladina podzemne vode gibala na intervalu kot od 30,14 m do 34,5 m. Kot srednjo vrednost globine do podzemne je bila ocenjena globina m. Hidrogeološki parametri Iz črpalnih poizkusov izhaja, da imamo opraviti z zelo dobro prepustnim vodonosnikom katerega prepustnosti se gibljejo na intervalu od 1,7x10-3 do 8,6x10-3 m/s. Kot srednjo vrednost prepustnosti vodonosnika obravnavamo prepustnost 5,1x10-3 m/s. Iz infiltrometerskih testov izhaja, da se prepustnost tal giblje na intervalu od 5,8x10-4 do 6,5x10-6 m/s. Kot srednjo vrednost prepustnosti tal obravnavamo prepustnost 1,4x10-4 m/s. Material, ki je na razpolago za izvedbo nasipa je dokaj heterogen. Opraviti imamo z dvema kategorijami. Materialom, ki izvira z območja gradnje avtoceste Slivnica Pesnica. Prepustnosti tega materiala izmerjene z edometerskimi meritvami, se gibljejo na intervalu od 8,4x10-9 do 1,0x10-10 m/s s povprečno vrednostjo,9x10-9 m/s. Žal, razpoložljive količine tega materiala ne zadoščajo za izvedbo nasipov. Drugo kategorijo materiala predstavlja zemljina, ki izvira iz kanalov HE Zlatoličje. Prepustnosti teh materialov se gibljejo na intervalu od,3x10-5 do 5,0x10-8 m/s s povprečno vrednostjo 5,3x10-6 m/s. Analitični izračuni Rezultat izračuna po impulznem modelu vodonosnika za povprečne lastnosti pri treh scenarijskih poplavah je podana na sliki 5. Diagram podaja globino do podzemne vode v oddaljenosti od zunanjega zračnega roba protipoplavnega nasipa. Izračun širjenja poplavnega vala na višku poplave Model impulznega odziva Izračun globin do podzemne vode Modelne predpostavke po Edelmanu - različne hitrosti naraščanja poplavnega vala Oddaljenost od nasipa v m 0 0 40 60 80 100 10 140 0 3,1 3,15 Globina do podzemne vode v m 0,5 1 1,5,5 3 Globina do podzemne vode [m] 3, 3,3 3,35 3,4 3,45 4 delta h 1,5m delta h,5 m delta h m Slika 5. Izračun širjenja poplavnega vala na višku poplave model impulznega odziva 0 50 100 150 00 50 300 350 400 450 500 Razdalja od osi nasipa na zračni strani [m] h 1,5 m h,5 m h m Slika 6 Ocena globine do podzemne vode na zračni strani nasipa na višku poplave izračun po Edelmanu Rezultati izračuna po Edelmanu so podani na sliki 6. Slika prikazuje profil podzemne vode gladine prečno na os protipoplavnega nasipa na višku poplave. Rezultati so prikazani kot globina do podzemne vode v odvisnosti od oddaljenosti od zunanjega roba nasipa na višku poplave. Izračun je podan za tri krivulje, ki podajajo koeficiente z različnimi hitrostmi naraščanja poplave. Iz izračuna za povprečne karakteristike vodonosnika izhaja da bodo dvigi podzemne vode minimalni, njihov vpliv pa bo relativno oddaljen od nasipa. MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 16 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA Iz primerjave slik 5 in 6 izhaja, da se izračuna impulznega odziva in izračun po Edelmanu med seboj razlikujeta, tako po obliki gladine podzemne vode, kot tudi glede na globino do podzemne vode. Na podlagi primerjave z rezultati numeričnega modela (slika 7) se rezultati izračuna po Edelmanu izkažejo za malo verjetne. Ta model se v danih razmerah izkaže za neuporabnega. Numerični izračuni Rezultati numeričnega izračuna poteka gladin podzemne vode na zračni strani nasipa so prikazani na sliki 7. Izračun je prikazan za štiri različne višine poplav. Iz njega izhaja, da je v času trajanja celotnega poplavnega vala pri povratni dobi Q 100 možno izdanjanje pod nasipom precejene vode na površini. Ta razdalja znaša do 0 m od roba nasipa, nato pa gladina vplivane podzemne vode strmo upada in na razdalji 105 m od roba nasipa doseže začetno gladino podzemne vode. Izračun poteka gladin podzemne vode na zračni strani nasipa Numerični model HYDRUS D Celotno trajanje poplave in različne višine poplave Oddaljenost od nasipa na zračni strani v m 0 0 40 60 80 100 10 0 0,5 Globina do podzemne vode v m 1 1,5,5 3 4 h 1,4 m h,0 m h,5 m h m Slika 7. Potek gladin podzemne vode na višku poplave glede na različne višine poplave SKLEP Na področju gradnje protipoplavnega nasipa, ki bo izgrajen v okviru ureditve reke Drave med Vurbergom in Zgornjim Duplekom, imamo opraviti z dobroprepustnim hidrodinamsko odprtim medzrnskim vodonosnikom, ki ga je v geološki preteklosti odložila reka Drava. Zemljino vodonosnika tvori zrnavost peščenega proda s posameznimi samicami. Gladina podzemne vode se hitro odziva na spremembe v pretočnih višinah reke Drave, prav tako pa tudi na njeno poplavljanje. Tok podzemne vode je vezan na gladino vode v reki Dravi. V obdobju nizkih vod se podzemna voda izceja v smeri proti reki Dravi. V času dviga pretočnih nivojev reke pa se prične dvigovati tudi gladina podzemne vode, tako da se tudi v podzemni vodi širi poplavni val v smeri proti severnem robu vodonosnika. V času dosedanjih poplav reke Drave poplave (dviga) podzemne vode ni bilo mogoče ločiti od poplave površinske vode. Z izgradnjo protipoplavnega nasipa se bodo hidrogeološke razmere spremenile. Poplavna voda reke Drave se bo razširila do visokovodnega nasipa, nato bo zaradi relativno dobre prepustnosti tal in povišanih poplavnih nivojev pričela obtekati pod nasipom, deloma pa tudi skozi nasip. V kakšni meri se bo vzpostavil ta tok, je odvisno od prepustnosti v protipoplavni nasip vgrajenega materiala. Zaradi dviga poplavne vode se bo na zračni strani nasipa dvignila tudi podzemna voda, vendar pa ta dvig ne bo enakomeren, temveč bo podzemna voda od nasipa proti severu upadala. Način tega upadanja je v prostoru zelo težko natančno oceniti. Ocene vpliva podzemne vode na zračni strani nasipa je bila podana s pomočjo analitičnih modelov in numeričnega modela. Pri izračunu je bila upoštevana poplavna voda Drave Q 100. Pri tem se je potrebno zavedati, da gre v primeru vseh izračunov za zelo grobe ocene, ki jih lahko obravnavamo le kot orientacijsko vrednost. Tako na zračni strani nasipa v pasu širine 5 m nastopa velika verjetnost, da bo podzemna voda prenikala na površino. V pasu med 5 m in 60 m se bo podzemna voda nahajala na globini do 1,5 m pod površjem tal. Na razadlji več kot 110 m od osi nasipa pa na zračni strani ne pričakujemo več vpliva poplavnih vod Drave na nivoje podzemne vode v vodonosniku. MIŠIČEV VODARSKI DAN 009

- 17 - AKTUALNI PROJEKTI S PODROČJA Vplivi na nivoje podzemne vode so možni tudi s strani obronkov gričevja severno od nasipa. Ta povečan vpliv je zlasti verjeten v obdobju intenzivnega deževja. Če želimo na zračni strani nasipa omejiti ali preprečiti dvig podzemne vode zaradi vpliva poplave reke Drave je potrebo pod protipoplavnim nasipom izvesti zaščitno zaveso. Izvedene numerične simulacije so pokazale, da bi zaradi relativno dobre prepustnosti vodonosnika učinek imela le zavesa ali kakšen drug tesnilni ukrep, ki bi v celoti segal do dna vodonosnika. Predvidoma vsaj do globine 1 m. ZAHVALA Raziskave predstavljene v prispevku so bile sestavni del raziskav za izdelavo projekta za pridobitev gradbenega dovoljena za izgradnjo visokovodnega nasipa med Zgornjim Duplekom in Vurberkom, ki jih financira Ministrstvo za okolje in prostor. Avtor se zahvaljuje glavnemu projektantu mag. Smiljanu Juvanu Vodnogospodarski biro Maribor in Ksenji Štern- Geoinženiring d.o.o., ki sta ga vključila v projekt. Za natančno izvedene terenske meritve velja zahvala Zmagu Boletu z Geološkega zavoda Slovenije. Seveda pa gredo vse napake in nedoslednosti v prispevku na rovaš avtorja. Članek je bil pripravljen v okviru aktivnosti raziskovalne skupine Podzemne vode in geokemija na Geološkem zavodu Slovenije, ki jo financira Agencija za raziskave Republike Slovenije - ARRS. VIRI IN LITERATURA Batu, V., 1998: Aquifer Hydraulics. John Wiley & Sons, 77 pp. Bear, J., 197: Dynamics of Fluids in Porous Media. Elsevier, 764 pp. Hilel, D., 004: Introduction to environmental soil physics. Elsevier, 494 pp. Šimunek, J., Šejna, M., van Genuchten, T., 1999: The HYDRUS-D Software Package for Simulating the Two Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Slutes in Variably-Saturated Media. US Salinty Laboratory, 7 pp. Vekerdy, Z. & Meijerink, 1998: Statistical and analytical study of the propagation of flood-induced groundwater rise in an alluvial aquifer. Journal of Hydrology 05, 11-15. MIŠIČEV VODARSKI DAN 009