ODABRANA POGLAVLJA IZ

KLIMATOLOGIJE

Atmosfera i gospodarenje vodama

Doc.dr. S. Lozić

Odjel za geografiju

Sveučilište u Zadru

- voda: neophodna za život - čovjek je iskorištava za prijevoz, dobivanje

električne energije, navodnjavanje, uzgoj ribe, vodoopskrbu naselja i industrije,

rekreaciju itd.

- pri planiranju bilo kojeg postrojenja u vodnom gospodarstvu treba voditi računa

o raspoloživoj količini vode → površinska voda u vodotocima ili akumulacijama,

podzemna voda

- te vode potječu od padalina (izuzev duboke podzemne vode → arteški bunari i

geotermalni izvori)

- hidrotehnički objekti: vodovod, kanalizacija, objekti za hidrotehničke regulacije,

melioracije, iskorištavanje vodnih snaga za dobivanje el. energ. te plovnost rijeka

HE Varaždin

- planiranje, izgradnja i uspješan

rad objekta ovise o klimatskim

elementima, npr. srednja godišnja

količina padalina, prosječni

raspored padalina tijekom godine

na širem području, učestalost

jakih oborina i dr.

- padaline velikim dijelom prodiru

u tlo (infiltracija) i opskrbljuju ga

vlagom a preostala voda otječe

→ površinsko otjecanje (padine)

→ riječna korita ili akumulacija u depresijama) → isparavanje

- prirodna razdioba otjecanja:

ovisi o godišnjem hodu količine

padalina i kopnjenju snijega i leda

u području porječja

- u našim rijekama prilično je

neravnomjerna - otjecanje može

biti najveće u proljeće ili zimi a

niske vode mogu trajati 4 - 5

mjeseci

- potrošnja vode npr. u kemijskoj industriji je jednolika → nesklad s

prirodnom razdiobom otjecanja

- potrebe nekih drugih industrijskih grana i poljoprivrede za vodom su vrlo

promjenjive

- potrošnja električne energije u gradovima tijekom godine najveća je u

prosincu i siječnju → industrijska potrošnja je stalnija i pravilnija od

potrošnje za kućanstva

- hidroelektrane ne moraju biti isključivi izvor elektr. energije - česta

kombinacija s termoelektranama

KLIMATOLOŠKI PODACI KAO PODLOGE U GOSPODARENJU VODAMA

- proučavaju se u vezi s bilancom vode → utvrđivanje potrošnje vode, njezinog

onečišćenja, pročišćavanja, određivanja ekonomskih pokazatelja u gospodarenju

- klimatološki elementi - bitni u planiranju izgradnje i upotrebe vodoprivrednih

objekata

- hidrološki elementi: vodostaj, protok, nanos, kemijski sastav vode, led na vodama,

vodni valovi, promjene riječnog korita - izravna su ili posredna posljedica atmosferskih

stanja i pojava → važnost klimatoloških i meteoroloških podataka

- u nedostatku hidroloških mjerenja neki od hidroloških elemenata mogu se

kvalitativno ocijeniti na temelju meteoroloških podataka - vrijedi i obratno

- režim hidrotehničkih objekata u pojedinom godišnjem dobu ovisi o klimi na

konkretnom području, ali i u cijelom području slijeva, osobito uzvodno

- npr. kopnjenje snijega na nižem gorju povećava vodostaj nizinskih rijeka

krajem zime; na višim planinama (npr. Alpe) snijeg kasnije kopni pa će

vodostaj na rijekama porasti u drugom tromjesječju godine

- hidroenergetski potencijeli jadranskih rijeka i rijeka u kontinentalnoj

unutrašnjosti su različiti

- zbog sredozemnog režima padalina i temperature jadranske rijeke se

ne zaleđuju i vodostaj im je ljeti nizak

- alpske rijeke u sjevernoj Hrvatskoj zimi u prosjeku imaju niži vodostaj i

mogu biti zaleđene, najviši vodostaj početkom ljeta

Klimatski elementi koji se koriste pri planiranju, izgradnji i održavanju objekata

vodnog gospodarstva: padaline, isparavanje, vlažnost zraka, temperatura,

sunčevo zračenje, vjetar

PADALINE

- padaline - najvažniji ulazni parametar u proučavanju voda

- poznavanje prostorne i vremenske raspodjele količine padalina na nekom

području - temelj svake analize potencijalnog iskorištavanja voda

Prostorna raspodjela

padalina:

- u planinskim područjima

količina padalina ovisi o

smjeru zračnih strujanja

(privjetrina, zavjetrina).

- kopnena područja imaju

manje količine padalina od

morskih na istoj geografskoj

širini (maritimna klima -

kontinentalna klima)

- prostorna raspodjela količine

padalina vrlo je neujednačena,

osobito ako je razdoblje koje

se promatra kraće

- mala područja: satne količine

padalina (ili količine koje

padnu u nekoliko minuta

- vrlo jake padaline ograničene su obično na mali prostor - mogu nanijeti velike štete

→ poplave, uništavanje usjeva, erozija tla

Erozija vodom → odvajanje i prenošenje čestica tla oborinama i otplavljivanjem

- erozija tla nastala udarom kišnih kapi

- erozija tla pod utjecajem otplavljivanja

- brazdasta erozija

- jaružna ili bujična erozija

- vodno gospodarstvo: prilikom odlučivanja o odvodnji, natapanju,

iskorištavanju vode kao izvora energije i sl. potrebno je poznavati

raspodjelu količine padalina tijekom godine → godišnja doba ili mjeseci

- varijabilnost godišnje količine padalina - važna je kao i prostorna

promjenjivost → razlikuje se od područja do područja

Varijabilnost padalina = srednje odstupanje godišnjih padalina od višegodišnjeg

srednjaka (prosjeka)

- da bi bila moguća usporedba dviju ili više postaja koje imaju različite srednje

godišnje količine padalina koristi se srednja relativna varijabilnost godišnjih

padalina (izražava se u %)

- važnost u praksi: agrarna proizvodnja, hidroenergetski potencijal, plovidba

- srednja relativna varijabilnost godišnjih padalina raste u krajevima s malo

padalina i opada u krajevima s obilnim padalinama

Klimadijagrami za ocjenu humidnisti ili aridnosti klime:

1. Klimadijagram prema THORNTHWAITE-u

2. Klimadijagram prema HEINRICH-WALTER-u

- svrha: za brza, vizualna, zorna prikazivanja vremenskih i klimatskih prilika

Potrebni podaci:

- iz bilance vode u tlu za THORNTHWAITE (oborine, PET i SET)

- temperatura zraka i oborine za HEINRICH-WALTER

Klimadijagram prema THORNTHWAITE-u:

PET – potencijalna evapotranspiracija

SET – stvarna evapotranspiracija

Klimadijagram prema WALTER-HEINRICH-u (ili Walterov klimadijagram):

Podaci:

1. oborine po mjesecima

2. temperatura zraka

- podaci su u različitim odnosima:

- tºC: količina oborina (mm) 1:2 za sušna područja i izražavanje jake suše

- tºC: količina oborina (mm) 1:3 za umjerenu vlažnost, npr. Slavonija

- tºC: količina oborina (mm) 1:4 za humidna područja i suvišnu vlažnost u godini

Odnos: 1:2 = 10 ºC - 20 mm; 1:3 = 10 ºC - 30 mm; 1:4 = 10 ºC - 40 mm

Klimadijagram pokazuje:

- sušno razdoblje u ljetnim mjesecima

- vlažno razdoblje, sa suviškom vode

- hladne mjesece

- mjesece sa mogućim mrazevima

- godišnje oborine

- godišnje temperature

- analiza količina padalina tijekom godine, kao i u višegodišnjem razdoblju → analiza

sušnih i kišnih razdoblja → važnost za vodno gospodarstvo

- djelotvornost padalina: ovisi o evapotranspiraciji → važan je utjecaj temperature

- iz razlika mjesečnih količina potencijalne evapotranspiracije i padalina u duljem

vremenskom razdoblju izrađuje se dijagram rizika za višak/manjak vode u pojedinom

dijelu godine

Monthly difference of precipitation minus potential evapotranspiration (J. A. P. Aguilar,

Department de Geografia, Universitat de València)

Primjer iz Španjolske: Prostorni raspored evapotranspiracije i vodne bilance

- oblik padalina i način njihovog padanja - promjenjivi tijekom godine -

ponekad važniji od količine padalina

- u inženjerskoj praksi važna je pojava jakih kiša → mogućnost izazivanja

poplava

- treba ih uvažiti pri projektiranju objekata odvodnje i retencija, s ciljem

ublažavanja vodnih poplavnih valova

- cilj usporedne analize jakosti i učestalosti poplava i olujnih nevremena:

pravilni odabir lokacije i proračun projekta → ekonomičnost i sigurnost

hidrotehničkog objekta

Brana na Peruči

ISPARAVANJE

Temeljni podaci za proračune u gospodarenju vodama:

- količina isparene vode sa slobodnih vodnih površina

- količina isparene vode s golih površina (tlo, led, snijeg)

- količina isparene vode s obraslih površina (evapotranspiracija)

- potencijalna evapotranspiracija (PET)

Monthly potential evapotranspiration fields of the Rambla del Poyo (J.A.P. Aguilar,

Department de Geografia, Universitat de València)

VLAŽNOST ZRAKA

- utječe na isparavanje,

transpiraciju, vodni režim,

postojanost materijala i dr.

- važnost pri projektiranju

hidrotehničkih objekata

Veličine koje se razmatraju:

- tlak vodene pare

- relativna vlažnost zraka

- deficit zasićenosti (razlika

relativne vlažnosti od

vrijednosti koja odgovara

stanju zasićenosti zraka

vodenom parom)

TEMPERATURA

- podaci o temperaturi zraka služe za proračun potencijalnog isparavanja

- hidrotehničke konstrukcije reagiraju na temperaturu zraka - neke (npr.

vodovodi) mogu biti jače opterećene promjenom temperature

- negativne temperature zraka: važne za projektiranje konstrukcija,

procjenu debljine leda na rijekama, vodama stajaćicama i hidrotehničkim

objektima (smrzavanje)

Pont du Gard,

France, a Roman

aqueduct built cca

19 BC

SUNČEVO ZRAČENJE

- Sunčevo zračenje pri tlu -

jedan od osnovnih

modifikatora klime na Zemlji

- važnost parametara

Sunčevog zračenja:

→ za procjenu potencijalnog

isparavanja

→ za izbjegavanje

precjenjivanja u proračunima

gubitka vode

Veličine koje se razmatraju:

- ukupno, izravno i difuzno

zračenje

- osunčavanje - potencijalno i

stvarno

- naoblaka → umanjuje

osunčavanje

The Mean Annual Potential Evapotranspiration (PET) data

set shows PET for the period 1951-1980, classified into

eight categories. This data set was calculated using the

average monthly temperature surfaces, the table of

average daylength, and the Thornthwaite formula

VJETAR

- utječe na evapotranspiraciju, hlađenje i zagrijavanje, visinu valova

(posredno i na zaštitne mjere protiv njih), opterećenje visokih konstrukcija

Veličine koje se razmatraju: brzina i smjer vjetra, tj.

- srednji godišnji hod brzine vjetra

- vjerojatnost za pojavu zadanog intervala brzine pri određenom smjeru vjetra

- brzina pri udarima vjetra

- promjena vjetra s visinom

- trajanje određene brzine

• jak vjetar nanese najviše šteta za

vrijeme uragana (tropskog ciklona).

• brzina vjetra koja se razvija unutar

sustava određuje kategoriju uragana.

• skala bazirana na brzini vjetra (Saffir-

Simpson) ima 5 kategorija. Peta

kategorija je najjača (brzina vjetra od

250 km/h), a prva najslabija (119 -153

km/h).

• jakim uraganima se smatraju oni treće

kategorije sa vjetrom bržim od 178 km/h

• samo 3 uragana pete kategorije su

dotakli američko tlo, posljednji 1992.

godine. Usporedbe radi, uragan Katrina

je bio “samo” treće kategorije.

• još jedan od velikih razarača tijekom

uragana je i olujni uspor. Olujni uspor je

podizanje razine mora uslijed niskog

tlaka i jakog vjetra te visokih valova.

Izaziva velike poplave obalnih područja.

O jačini uragana ovisi koliko će se more

podići, što može iznositi od 1 do 5

metara.

Vijetnam, poplava

6. srpnja 2009