Vodni Režim Vranskog Jezera U Dalmaciji I Klimatski Utjecaji
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
SVEUČILIŠTE U RIJECI GRAĐEVINSKI FAKULTET Josip Rubinić VODNI REŽIM VRANSKOG JEZERA U DALMACIJI I KLIMATSKI UTJECAJI DOKTORSKI RAD Rijeka, 2014. SVEUČILIŠTE U RIJECI GRAĐEVINSKI FAKULTET Josip Rubinić VODNI REŽIM VRANSKOG JEZERA U DALMACIJI I KLIMATSKI UTJECAJI DOKTORSKI RAD Mentor: prof. dr. Ranko Žugaj Komentor: prof. dr. Nevenka Ožanić Rijeka, 2014. UNIVERSITY OF RIJEKA FACULTY OF CIVIL ENGINEERING Josip Rubinić WATER REGIME OF VRANSKO LAKE IN DALMATIA AND CLIMATE IMPACTS DOCTORAL THESIS Mentor: prof. dr. Ranko Žugaj Co-mentor: prof. dr. Nevenka Ožanić Rijeka, 2014. Mentor rada: prof. dr. sc. Ranko Žugaj Komentor: prof. dr. sc. Nevenka Ožanić Doktorski rad obranjen je dana _____________________ u Rijeci pred povjerenstvom u sastavu: 1. Prof.dr.sc., Nevenka Ožanić, Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci, Hrvatska (predsjednik Povjerenstva) 2. Prof.dr.sc. Ranko Žugaj, Rudarsko-geološko-naftni fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Hrvatska 3. Prof.dr.sc.Čedomir Benac, Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci, Hrvatska 4. Izv.prof.dr.sc.Barbara Karleuša, Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci, Hrvatska 5. Doc.dr.sc. Marija Šperac, Građevinski fakultet Sveučilišta Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Hrvatska ZAHVALA Dug je popis osoba i institucija koje su utjecale na moj osobni izbor da se u svom dugogodišnjem istraživačkom radu bavim upravo hidrologijom i problematikom vodnih resursa u kršu, iz čega je i proizašao ovaj doktorski rad. U prvom redu zahvaljujem mentoru prof. Ranku Žugaju na ukazanoj pomoći prilikom izrade doktorskog rada, brojnim sugestijama i brižljivom pregledu, a iznad svega na svesrdnoj podršci, optimizmu i ugodnom ozračju prilikom njegove izrade. Na ukazanoj podršci također zahvaljujem i komentorici prof. Nevenki Ožanić na čiji sam poticaj i došao raditi na fakultet nakon što smo više godina dijelili entuzijazam i zadovoljstvo istraživanja jednog drugog Vranskoga jezera, onoga na otoku Cresu, te sam tako dobio privilegiju baviti se poslom koji mi predstavlja veliko zadovoljstvo. Na svom doprinosu pri izradi ove disertacije zahvaljujem i brojnim drugim kolegicama i kolegama s Građevinskog fakulteta Rijeka, prije svega onima sa Zavoda za hidrotehniku i geotehnike. Među njima posebno je za istaknuti prof. Čedomira Benca, prof. Barbaru Karleušu te meni najbližeg suradnika Igora Ružića. Zahvalu na pomoći vezanoj uz izradu ovog doktorskog rada dugujem i doc. Mariji Šperac s Građevinskog fakulteta Sveučilišta u Osijeku. Izniman doprinos mome interesu za hidrologiju krša dugujem i nekolicini kolega iz ranijih razdoblja moga života, no bez kojega bi rad na ovom doktorskom radu bio ne samo vrlo prikraćen, nego ga vjerojatno ne bi ni bilo. U tom smislu zahvalnost ponajprije i ponajviše dugujem kolegi Miljenku Bakoti iz Hrvatskih voda iz Rijeke koji mi je nesebično otvorio vrata hidrologije, te akademiku Mladenu Juračiću s Prirodoslovno matematičkog fakulteta u Zagrebu koji me je potaknuo i pomogao mi da objavim svoj prvi rad i tako se usmjerim ka znanstveno-istraživačkom radu. Veliku zahvalnost također dugujem kolegi Mirku Tomašiću iz Istarskih ugljenokopa iz Labina koji mi je u okviru zajedničkog rada na više projekata približio saznanja o podzemlju, kolegi Ivici Pavletiću iz DHMZ-a na brojnim odgovorima i još više njegovim pronicljivim pitanjima iz područja hidrologije, prof. emeritusu Ognjenu Bonacciju s Fakulteta građevinarstva, arhitekture i geodezije u Splitu na njegovom doprinosu zadovoljavanja mojih interesa u domeni hidrologije krša, pok. prof. Borisu Kompareu s Fakulteta za gradbeništvo in geodeziju Univeziteta u Ljubljani što mi je s njegovim ogromnim entuzijazmom približio mogućnosti primjene metoda umjetne inteligencije u hidrologiji, te kolegama Dušku Marijanu iz HE Tribalj i pok. Ivanu Simčiću iz DHMZ-a koji su mi približili problematiku hidrometrije i ukazali na njen značaj za kasnije hidrološke obrade i interpretacije. Posebnu zahvalnost dugujem i kolegici Ani Katalinić iz PP Vransko jezero koja je sa mnom nesebično podijelila svoj interes, saznanja i znatiželju vezanu uz Vransko jezero. Na taj način mi je ne samo pomogla da još cjelovitije upoznam njegove ljepote i tajne, nego i spoznam u kolikoj su mjeri za jezero, uz hidrologiju, važne i životne zajednice bilja, životinja, praživotinja i drugih mikroorganizama, čime je posredno promijenila tijek nekih mojih ranijih istraživanja na nekim drugim lokalitetima. Rad na doktoratu ne bi bio moguć bez neposredne pomoći mojih kolegica i kolega, a prije svega dragih prijatelja i iz niza drugih fakulteta i institucija među kojima ima i mojih bivših studenata. Među njima je za istaknuti PP Vransko jezero, DHMZ, Hrvatske vode (Split, Zagreb, Rijeka, Zadar i Šibenik), uz čiji sam nesebični angažman dolazio do potrebnih podloga, programa, ili su mi pak pomogli oko mjerenja, tehničkog oblikovanja ili na bilo koji drugi način pridonijeli tome radu. Kako je moj angažman na doktorskom radu malo podulje trajao pa su ga onda pratile i razne promjene, teško je bilo pronaći neki najpravedniji redoslijed imenovanja svih onih kolegica i kolega, a prije svega prijateljica i prijatelja, koji su mi pomagali u bilo kojim fazama rada ili omogućavali da se na miru posvetim radu, pa sad zajedno sa mnom iskreno dijele zadovoljstvo što je taj rad zaključen. Možda je stoga onda nekako najpravednije da ih spomenem tako da ih navedem poimence po abecednom red. Stoga jedno ogromno HVALA i Antoniju, Andreju, Bojani, Branku, Dariji, Darku, Dijani, Domeniki, Draženu, Gordani, Igoru, Ivani, Janji, Marini, Mateju, Mirjani, Mladenu, Nataši, Najli, Robiju, Sanji, Sonji, Slobodanu, Tatjani, Tomislavi, Vesni, Višnji, dvama Ivanima (Güttleru i Paiću), te čak trima Majama (Ćuže-Denona, Oštrić i Radišić) ... kao i svim onima koje nisam stigao ili sjetio ih se spomenuti, a pomogli su mi na bilo koji način… Zahvaljujem i svojoj obitelji, i to kako na neposrednoj tehničkoj pomoći pri izradi ovog doktorskog rada mojim juniorima Andriji i Dori, tako i na potpori i strpljenju supruzi Snježani, majci Mariji te ocu Andriji koji, nažalost, nije dočeo njegov završetak. Znam koliko bi se radovao, tako da mu kao zahvalnost za sve što mi je pružio onda barem ovako posvećujem ovaj rad. SAŽETAK U doktorskom je radu analiziran vodni režim krškoga priobalnog Vranskog jezera u Dalmaciji (Hrvatska). Vransko jezero je kriptodepresija u neposrednoj blizini mora. S morem komunicira kroz krško podzemlje te putem kanala prokopanog još u 18. stoljeću zbog čega se u iznimno sušnim razdobljima jezerske vode zaslanjuju. Tada se salinitet višestruko povećava u odnosu na uobičajen te ugrožava jezerski ekosustav, inače zaštićen kao park prirode. U radu se analiziraju trendovi oborina, vodna bilanca jezera, temperatura zraka, dotoci u jezero te kolebanja razina jezera, mora i sadržaj klorida. Utvrđeno je da je Vransko jezero vodni resurs u kojem se već u sadašnjosti osjeća utjecaj klimatskih promjena/varijacija. Nastavljanjem njihove prisutnosti u pitanje bi mogla doći opstojnost jezera kao slatkovodnog/bočatog sustava. Zbog krških značajki sliva i jezerskoga prostora dotoci i gubici vode iz jezera se samo dijelom hidrološki prate, pa je razrađena metodologija za njihovu ukupnu ocjenu. Modelska istraživanja uključivala su određivanje konceptualnoga modela djelovanja jezerskoga sustava, kao i modela dotoka u jezerski sustav. Primijenjena su simulacijska modeliranja hidroloških procesa vezanih uz istraživani prostor Vranskoga jezera, kao i širega regionalnog prostora. Izrađen je model za ocjenu ukupnih godišnjih dotoka u jezerski sustav u uvjetima očekivanoga nastavka već zabilježenih klimatskih promjena/varijacija do 2100., pri čemu su korišteni rezultati procjene hoda godišnjih oborina i temperatura zraka modelima RegCM3 i Aladin. Modelima strojnoga učenja provedena su i modeliranja unutargodišnjih promjena hidroloških stanja u jezeru i njegove kakvoće (sadržaja klorida). Dobiveni rezultati su pokazali da primjena te generacije modela omogućava, kako otkrivanje inače teško utvrdljivih međuzavisnosti i u tako složenim sustavima kao što su vodni sustavi u kršu, tako i simulaciju ponašanja takvih sustava u promijenjenim uvjetima s prognozama stanja sustava putem karakterističnih hidroloških pokazatelja – razina vode, količine zaslanjivanja i slično. Ključne riječi: modeliranje stanja i promjena, zaslanjivanje, klimatski utjecaji, vodna bilanca jezera, hidrologija krša, Vransko jezero ABSTRACT The doctoral dissertation analyses the water regime of coastal karst Vransko Lake in Dalmatia (Croatia). This is a crypto-depression in the immediate vicinity of the sea with which it communicates through the karst underground and through a canal dug back in the 18th century. For that reason, the lake water becomes saline in extremely dry periods, when the salinity increases several times in relation to the standard level, endangering the lake ecosystem protected as a nature park. The paper analyses the lake water balance and precipitation trends, air temperature, inflows to the lake and oscillations in the levels of the lake, the sea and the chloride content. It has been identified that Vransko Lake is a water resource where the impact of the climate change/variations is already felt and that their continuation might jeopardize the existence of the lake as a freshwater/brackish system. Due to karst characteristics of the basin and the lake area, the inflows of water to the lake and losses of water from the lake are only partially monitored in hydrological terms, which is why a methodology for their overall evaluation has been developed.