pomen bioloških parametrov pri določevanju ekološko ...

prof. dr. D. Vrhovšek, mag . N. Smolar
- 28- VZDRLEVANJE SONARAVNO
UREJENIH VODOTOKOV
prof. dr. Dani VRHOVŠEK"
mag. Nataša SMOLAR""
POMEN BIOLOŠKIH PARAMETROV PRI DOLOČEVANJU
EKOLOŠKO SPREJEMLJIVEGA PRETOKA QES
POVZETEK
Pri določevanju Qes so poleg hidroloških, hidravličnih, morfoloških, fizikalno - kemijskih in krajinskih
parametrov, zelo pomembni biološki parametri. To so flora in favna vodotoka ter obrežnega dela,
biomasa organizmov, struktura in funkcija habitatov, onesnaženje, ekologija organizmov. Prevelik
odjem vode iz vodotoka ima za posledico porušenje naravnega ravnotežja . Prav to so pokazali
rezultati raziskav ocene vpliva odvzema vode iz reke Tržiške Bistrice za potrebe male
hidroelektrarne. Na območju z zmanjšanim pretokom vode je prišlo do spremenjenega vrstnega
sestava alg , manjše diverzitete vrst oz. velikega izpada vrst, povečane onesnaženosti vodotoka .
Velik odvzem vode v poletnem in zimskem času je prispeval k visokim vrednostim biomase, kjer je
masovno prevladovala le ena vrsta alg .
1. UVOD
Ekološko sprejemljiv pretok je količina vode v vodotoku , ki zagotavlja ohranitev ekološkega
ravnotežja v in ob vodotoku v zmanjšanem obsegu oziroma ohranja prvobitne lastnosti vodotoka kot
ekosistema . To konkretno pomeni, da morajo preživeti redke in ogrožene vrste, da se morajo ohraniti
kvantitativna razmerja med vrstami rastlin in živali ter življenjskimi združbami, funkcija ekosistema
mora delovati v enakem razmerju kot v prvotnem ekosistemu . V primeru, ko je pretok nižji od Qes, se
vode iz vodotoka ne sme odvzemati.
V površinskih vodotokih , kjer pride do odvzema vode ali spremembe vodnega režima , mora biti
zagotovljen Qes v vseh obdobjih , ne glede na količino in trajanja odvzema.
Pri določanju Qes so poleg hidroloških, hidravličnih, morfoloških, fizikalno - kemijskih in krajinskih
parametrov, odločilnega pomena biološki parametri.
2. OSNOVNA BIOLOŠKA IZHODiŠČA ZA DOLOČANJE Qes
1. Qes se določi pred vsakim posegom v vodotok oz. območje, ki lahko vpliva na vodni režim
oziroma strukturo in funkcijo vodotoka kot ekosistema .
2. Pri ugotavljanju strukture in funkcije ekosistema je potrebno opraviti inventarizacijo rastlin in živali
ter osnovnih ekoloških dejavnikov na vplivnem območju vodotoka, ki zajema tudi črpanje talnice ,
iztok iz akumulacije oz. jezera itd .
3. Posebna pozornost velja ohranitvi redkih in ogroženih vrst rastlin in živali oziroma tistih skupin , ki
so pomembne za ohranitev ekološkega ravnotežja.
" prof. dr. Dani Vrhovšek, mag.biol. , LIMNOS, podjetje za aplikativno ekologijo, Podlimbarskega 31, 1000 Ljubljana
". mag. Nataša Smolar, dipl. biol. , Vodnogospodarski inštitut, Hajdrihova 28, 1115 Ljubljana
MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

prof. dr. D. Vrhovšek, mag. N. Smolar
- 29-
VZDRLEVANJE SONARAVNO
UREJENIH VODOTOKOV
4. Pri inventarizaciji vodotoka je potrebno opredeliti tudi posamezne mikro lokacije oziroma
posamezne odseke vodotoka, ki jih je potrebno posebej ohraniti ali velja zanje poseben vodni režim .
5. Vsaka sprememba kakovosti in količine vode v vodotoku zahteva novo določitev Qes.
6. Praviloma se Qes določa za obdobja najnižjih pretokov, odvisno od načina in trajanja odvzema pa
se Qes določa tudi za druga letna obdobja .
3. BIOLOŠKI PARAMETRI PRI DOL OČANJ U Qes
V postopku določanja vrednosti Qes je potrebno vzorčevanje zoobentosa in perifitona na izbranih
točkah na profilih odvzemnih mest. Število točk na odvzemnem mestu za visi od širine struge,
strukture habitatov in hitrosti vodnega toka . Na osnovi analiz se ugotovi obstoječe stanje. Opravi se
inventarizacija organizmov, razmerje vrst, diverziteta organizmov, sprememba v biomasi perifitona ,
določi se količina klorofila na posameznih točkah . Opravi se ihtiološke raziskave, popis makrofitov,
obrežne flore in vegetacije. Glede na velikost odvzema se lahko posamezne raziskave skrči ali
razširi .
V skladu z Rio de Janeiorsko konvencijo o diverziteti organizmov, se posebno pozornost nameni
redkim in ogroženim vrstam.
Zaradi sezonske dinamike organizmov ter različnih pretokov preko leta se opravlja analize prek
celega leta (najmanj štirikrat letno: pomladi , poleti , jeseni in pozimi) ter se na posameznih
vzorčevalnih mestih v povezavi z abiotskimi parametri ugotovi, kateri so kritični oz. še ekološko
sprejemljivi pretoki , pri katerih se še ohranja ekološko ravnotežje . Frekvenca vzorčevanja je večja v
obdobju , ko so pretoki vode najnižji.
4. POSLEDICE ODVZEMA VODE IZ VODOTOKOV
Kompleksnost vplivov med vsemi dejavniki v ekosistemu omogoča , da je ekosistem zmožen prenesti
večino počasnih in relativno majhnih sprememb, ki se pojavljajo v naravi. Če to ravnotežje prekinejo
velike spremembe, potem sistem ni več stabilen. Zato je pri posegih v okolje nujno poznavanje
strukture in funkcije ekosistema.
Med najpogostejše posledice odvzema vode iz vodotokov štejemo naslednje:
a) Vplivi na biocenozo
b) Vplivi na fizikalne in kemijske parametre v vodi
c) Vplivi na morfologijo
d) Vplivi na hidrološke parametre
Soodvisnost in povezave med abitoskimi in biotskimi komponentami ekosistema, narekujejo
obravnavanje bioloških parametrov v povezavi z ostalimi.
MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

prof. dr. D. Vrhov!;ek, mag. N. Smolar
- 30- VZDR:LEVANJE SONARAVNO
UREJENIH VODOTOKOV
5. PRIMER TRŽIŠ KE BISTRICE
5.1. Potek raziskave
V raziskavi smo ocenjevali vpliv odvzema vode za potrebe male hidroelektrarne na kvantiteto in
kvaliteto perifitonske združbe v času nizkih pretokov vode na odseku reke Tržiške Bistrice pod
Tržičem.
Za ocenitev vpliva odvzema vode na perifiton smo prvo območje odvzema (TB1) na Tržiški Bistrici
izbrali pred odvzemom vode za MHE, drugo (TB2) na delu struge, kjer je bil odvzem vode za MHE in
tretje (TB3) po pritoku uporabljene vode nazaj v strugo.
Območja odvzema smo na posamezni reki izbrali tako, da je bila med njimi čim večja podobnost v
usedlinah in zasenčenosti in je bila tako možna primerjava med njimi. Na območju odvzema smo
število odvzemnih mest izbrali glede na širino struge, strukturo habitatov, globino vode in hitrost
vodnega toka . Območje odvzema je obsegalo prečni prerez od levega do desnega brega struge .
Perifiton smo v Tržiški Bistrici vzorčevali od leta 1993 do leta 1996 (vrstni sestav, organsko snov,
suho težo, klorofil a) v obdobju nizkih pretokov ter merili pretok in povprečno hitrost v merskih
vertikalah. Rezultate raziskav smo statistično obdelali.
5. 2. Rezultati raziskave
Kot posledica odvzema vode za MHE so bili na območju odvzema TB2 v Tržiški Bistrici izmerjeni
nižji pretoki vode ter manjše hitrosti vodnega toka v primerjavi z območjema odvzema TB1 in TB3. Iz
Tržiške Bistrice je bila poleti 1993 in 1995 na območju odvzema TB2 odvzeta vsa voda , ter tako
prekinjen hidrološki in biološki kontinuum.
Tabela 1: Pretoki Tržiške Bistrice v času vzorčevanja .
območje Q (m 3 /s) Q (m 3 /s) Q (m 3 /s) Q (m 3 /s)
odvzema 25.2.1993 10.8.1993 25.7.1995 27.2.1996
TB1 2,27 1,72 2,54 2,20
TB2 ··.. . " 1., S1 . sUhQ > $tc)j~qiilY()cl$ / (};P~
TB3 2,36 1,61 2,76 2,12
Tabela 2: Hitrosti vodnega toka v Tržiški Bistrici.
območje min 11 v (mIs) maks 11 v (mIs) povpr 11 v (mIs)
odvzema
TB1
0,20 1,06 0,52
T62
.. •
TB3
0,09 0,65 0,36
'< Q§ > P,fV ......... .
Poleti 1995 je bila vsa voda iz Tržiške Bistrice preusmerjena v kanal MHE in na območju odvzema
TB2 so bile le luže. Glede na območji odvzema TB1 in TB3, tu ni prišlo do bistvenega zmanjšanja v
številu vrst alg ; opazne pa so bile razlike v vrstnem sestavu . Pojavljala se je alga Stigeoc/onium sp.,
ki kaže na organsko onesnaženje, ki je bilo zaradi manjše količine vode na tem mestu izrazitejše.
Alga Hydrurus foetidus ni bila prisotna pozimi 1996 na območju odvzema TB2, zaradi nizkega
pretoka vode (0 ,025 m 3 /s), majhne hitrosti vodnega toka (0,15 mIs) in dejstva, da je voda preko jezu
v strugo tekla šele nekaj dni. V tem času je na območju odvzema TB2, zaradi ugodnih razmer za njen
razvoj, bila masovno prisotna alga U/otrix zonata . Tudi diverziteta vrst (25vrst) (slika 1) je bila glede
na ostala območja odvzema na Tržiški Bistrici znatno zmanjšana. Na osnovi navedenega lahko
sklepamo, da je odvzem vode iz Tržiške Bistrice znatno vplival na razširjenost in pogostost vrst
Hydrurus foetidus in U/otrix zonata.
MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

prof. dr. D. Vrhovšek, mag. N. Smolar
- 31 -
VZDR2EVANJE SONARAVNO
UREJENIH VODOTOKOV
4\
40
30
E 2t)
-o
i. 20
15
10
TlJI TH2 TB) TRI Tm
Tili TB2 TB) TAI TB2 Tm
TIJI Tm TB)
O BACII.I.ARlOPHYTA UII CYANOPIIYTA ra CHLOROPHYTA III CHRYSOI'IIYTA C XANTIIOPHYTA O RHOOOPIIYTA El PYRROPIIYTA
Slika 1: Sestava alg po skupinah na območjih odvzema v Tržiški Bistrici.
Zaradi popolnega odvzema vode iz Tržiške Bistrice za potrebe MHE je poleti 1993 prišlo na območju
odvzema TB2 do 100 % izpada vrst. V ostalih primerih ni prišlo do večjega zmanjšanja v številu vrst,
razen pozimi 1996 (37,5 % deficit vrst) , ko je voda tekla preko jezu v strugo Tržiške Bistrice šele
nekaj dni . V času velikih odvzemov vode iz vodotoka je bila večja podobnost v vrstnem sestavu med
odvzemnima mestoma TB1 in TB3.
Poleti 1995, ko so bile na območju odvzema TB2 le luže se je vzorec tega območja odvzema
razlikoval od vseh vzorcev Tržiške Bistrice, kar kaže vpliv spremenjenih ekoloških razmer na vrstni
sestav in na pogostost pojavljanja perifitonskih vrst. Prav tako je vrednost Pantie - Buckovega
saprobnega indeksa kazala večjo onesnaženost tega odseka .
V vseh primerih lahko razlog za tako nihanje vrednosti indeksov iščemo v spremenjeni hidrologiji, ki
je bistveno spremenila ekološke razmere in tako vplivala na razširjenost perifitona.
Vrednosti parametrov biomase perifitona (organska snov, suha teža in klorofil a) so bile v Tržiški
Bistrici po pričakovanju najvišje v poletnem obdobju v predelih struge z nizko vodno gladino in
upočasnjenim tokom vode (slike 2-6) . Nizki pretoki vode, ugodne svetlobne razmere in struktura
usedlin so bili dejavniki , ki so omogočali tako bohotno rast alg .
Velik odvzem vode v poletnem času ter vzorčevanje pozimi po dolgi izsušitvi so prispevali k velikim
nihanjem v vrednostih biomase perifitona na območju odvzema TB2.
Zaradi odvzema vode za potrebe MHE na območju odvzema TB2 ter s tem povezane spremembe v
vrednostih organske snovi in klorofila a, so bile razlike povprečnih vrednosti organske snovi in razlike
povprečnih vrednosti klorofila a na območju odvzema TB2 statistično različne od razlik povprečnih
vrednosti organske snovi in povprečnih vrednosti klorofila a na območjih odvzema TB1 in TB3 (p(T)
< 0,05) .
MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

s::
(f)'
(J,
m
<
<
o
o
}>
::u
(f)
A
-1
O
(Ill )
~I lot.
~I
1.4
1.2
."
'''l
."
• [F%W]
~"uba težo
(ah..')
orgonsko
9lOV (ghu l )
f@1Will
k1urolil (1
(rnshnl)
Slika 2: Odvzem no mesto TB 1.1.
LEVI BREG
=l.
o suha leU.
(ah .. ')
organska
~lOV (ghu l )
f",«"""',,,l
klorofil (1
(m8hn1 )
. --
=L ,w,,,.,....'v,.,.
!>Uha leža
(glml)
_
organska
ID.OV (gJml)
Il'b);@,m
klorofil (1
(">ah,,')
Slika 6: Odvzemno mesto TB 1.5.
.
~
o
<
3-
o
~
(1)
1-'"
3
Dl
z
en
3
o
~
1.0
Slika 4: Odvzemno mesto TB 1.3.
0.8
0.6
2 . 2 ln.3/s
0.4
UJ
N
0.2
O
II
:2 : \ '1 ."i
10
20
(rn)
""
-1
' Ol
• f%]J%1 fTIlll'Illl]
suha leža organska klorofil (1

prof. dr. D. Vrhovšek, mag. N. Smolar
- 33-
VZDRL EVANJE SONARAVNO
UREJENIH VODOTOKOV
Na vrednost avtotrofnega indeksa v Tržiški Bistrici, posebej na visoke vrednosti na območju odvzema
TB2 , je v največji meri vplivala prisotnost organskih usedlin , ki so se odlagale v predelih z majhnimi
hitrostmi vodnega toka . Vpliv odvzema vode za MHE je na reki Tržiški Bistrici vplival na povišane
vrednosti avtotrofnega indeksa na tem odseku.
6. ZAKLJUČKI
Primer Tržiške Bistrice je pokazal, da je zaradi prevelikih odvzemov vode iz reke prišlo do porušenja
strukture in funkcije perifitonske združbe, kar se je odražalo v porušenju ekološkega ravnotežja na
obravnavanem odseku . Podobne rezultate smo dobili na drugih rekah v Sloveniji (kraških , nižinskih) ,
vendar je bila velikost poškodbe ekosistema odvisna od velikosti in trajanja odvzema ter tipa
vodotoka. Zato predlagamo, da se pri določevanju Qes obravanava vsak odsek vodotoka posebej ter
opravi ustrezne biološke analize.
7. LITERATURA
Burja , D. s sod ., 1997, Določitev ekološko sprejemljivega pretoka Qes za Dobličico , Ljubljana , s. 32 .
Garcia De Jalon, D., Montes, C., Barcelo,E., Casado, C. and Menes, F. 1988, Effects of hydroelectric
scheme on fluvial ecosystems within the Spanish Pyrenees, Regul. Riv. , 2, 479-491 .
Kubiček , F. , Helešič , J. and Komarek, 0 .1995, I The benthic community in artifical concrete
channels' , Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Masarykianae Brunensis, Biologia 91 , 63-76.
Opravilova, V. and Komarek, O. 1995, Preliminary comparative study of micromeiozoobentos and
periphytic algae in three man-made streams' , Folia Fac. Sci. Nat. Univ. Masarykianae Brunensis,
Biologia 91,107-120.
Smolar, N. s sod . 1997, Določitev ekološko sprejemljivega pretoka za Rižano, Ljubljana , 1997, s. 82 .
Smolar, N. 1997, Ocena vpliva odvzema vode iz različnih tipov vodotokov na perifiton v času nizkih
pretokov, magistrsko delo, Ljubljana , s. 120.
Smolar, N. Vrhovšek, D., Kosi , G. 1997. Effects of low flow on periphyton in three different types of
streams in Slovenia , in Advances in River Bottom Ecology (Ed . G. Bretschko & J. Helešic), 1997, v
tisku
Valentin , S., Wasson J.G. and Philippe M. 1995, Effects of Hydropower Peaking on Epilithon and
Invertebrate Community Trophic Structure, Regulated Rivers:Research and Management,1 O, 105-
119.
Vrhovšek, D. et al. 1995, Kriteriji za zagotovitev dopustnih najnižjih pretokov v Sloveniji , zaklju č no
poročilo , Ljubljana, s. 131 .
Vrhovšek, D. s sod. , 1996, Določitev ekološko sprejemljivega pretoka (Qes) na vodotoku Klavžarica
glede na odvzem vode za potrebe male hidroelektrarne, Ljubljana , s.28.
Vrhovšek, D. s sod . 1996, Odjem vode v Malnih in njegov vpliv na reko Unico (Ljubljanico) , Ljubljana ,
s. 91 .
Vrhovšek D., Smolar, N., Burja , D., Muck, P. 1996, I Pomen določitve ekološko sprejemljivega
pretoka pri izdaji koncesij za rabo vode' , strokovno posvetovanje: Koncesije v vodnem in
komunalnem gospodarstvu , 28 . - 29. marec, Bled . 107-109.
Wood, P.J., Petts, G.E. 1994, I Low flows and recovery of macroinvertebrates in a small regulated
chalk stream', Regulated Rivers:Research and Management, 9, 303-316 .
MiŠiČEV VODARSKI DAN '97