Reguliranje suvišnih voda - Agronomski fakultet
Reguliranje suvišnih voda - Agronomski fakultet
Reguliranje suvišnih voda - Agronomski fakultet
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
UDŽBENICI SVEUČILIŠTA U ZAGREBU<br />
MANUALIA UNIVERSITATIS STUDIORUM ZAGRABIENSIS<br />
Recenzenti: Prof. dr. sc. Stjepan Mađar, Poljoprivredni <strong>fakultet</strong> Osijek<br />
Prof. dr. sc. Josip Marušić, Građevinski <strong>fakultet</strong> Zagreb<br />
Prof. dr. sc. Stjepan Husnjak, <strong>Agronomski</strong> <strong>fakultet</strong> Zagreb<br />
Lektor: Sandra Vitković, prof.<br />
Fotografije: Dragutin Petošić<br />
Odlukom<br />
Klasa: 032-01/11-01/51<br />
Ur. broj: 380-060/044-11-2<br />
objavljivanje ove knjige kao sveučilišnog udžbenika<br />
odobrio je Senat Sveučilišta u Zagrebu na svojoj<br />
održanoj sjednici 6. srpnja 2011.<br />
AGRONOMSKI FAKULTET<br />
Nijedan dio ove knjige ne smije se umnožavati, fotokopirati<br />
ni na bilo koji način reproducirati bez nakladnikova<br />
pismenog dopuštenja.<br />
CIP zapis dostupan u računalnome katalogu Nacionalne i<br />
sveučilišne knjižnice u Zagrebu pod brojem: 781315<br />
ISBN 978-953-6135-94-3<br />
Nacionalna i sveučilišna knjižnica, Zagreb<br />
PETOŠIĆ, Dragutin, TOMIĆ, Franjo;<br />
REGULIRANJE SUVIŠNIH VODA<br />
<strong>Agronomski</strong> <strong>fakultet</strong><br />
Sveučilišta u Zagrebu,<br />
2011<br />
1
Dragutin Petošić<br />
Franjo Tomić<br />
REGULIRANJE SUVIŠNIH VODA<br />
Zagreb, 2011<br />
2
Kazalo<br />
1. UVOD 4<br />
2. PORIJEKLO, VRSTE I ŠTETNOST SUVIŠNIH VODA 8<br />
2.1.Suvišne površinske vode 9<br />
2.2.Suvišne podpovršinske vode 10<br />
2.2.1. Sporoprocjedne i stagnirajuće podpovršinske vode 10<br />
2.2.2 . Podzemne vode 10<br />
2.3. Štetnost <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> 12<br />
3. SUVIŠNA VODA KOD HIDROMORFNIH TALA 16<br />
3.1. Zastupljenost, način prevlaživanja i melioracijska problematika<br />
hidromorfnih tala<br />
17<br />
3.1.1. Melioracijska jedinica aluvijalno-semiglejnih tala (I) 19<br />
3.1.2. Melioracijska jedinica pseudoglejnih i pseudoglej-glejnih tala (II) 20<br />
3.1.3. Melioracijska jedinica hipoglejno-humoglejnih tala (III) 20<br />
3.1.4. Melioracijska jedinica amfiglejno-epiglejnih tala (IV) 22<br />
3.1.5. Melioracijska jedinica tresetnih i tresetno glejnih tala (V) 23<br />
4. TEMELJNE ZNAČAJKE ZAŠTITE MELIORACIJSKOG PODRUČJA OD<br />
VANJSKIH VODA<br />
24<br />
4.1. Obrambeni melioracijski nasipi 25<br />
4.2. Lateralni (obodni) kanali 28<br />
4.3. Odteretni kanali 30<br />
4.4. Brdske retencije i/ili akumulacije 31<br />
4.5. Nizinske retencije i/ili akumulacije 34<br />
5. TEMELJNI KRITERIJI HIDROMELIORACIJSKIH SUSTAVA ODVODNJE 35<br />
5.1. Potrebno vrijeme odvodnje 35<br />
5.2. Hidromodul odvodnje 37<br />
5.3. Norma odvodnje 40<br />
6. TEMELJNE ZNAČAJKE USPOSTAVE OPLAVI I VODOPRIJEMNIKA<br />
SUVIŠNIH VODA<br />
7. METODE I NAČINI ODVODNJE 48<br />
7.1. Razvoj i primjena odvodnje 48<br />
7.2. Površinska odvodnja 52<br />
7.2.1. Osnovna površinska odvodnja 52<br />
7.2.2. Detaljna površinska odvodnja 54<br />
7.2.2.1. Sustav srednje dubokih kanala 54<br />
7.2.2.2. Sustav srednje dubokih kanala i baulacije tla 59<br />
7.2.2.2.1. Dvosmjerna baulacija tla sa trajnim plitkim kanalima 59<br />
7.2.2.2.2. Dvosmjerna baulacija s privremeno plitkim kanalima 60<br />
7.3. Podzemna odvodnja 62<br />
2<br />
44
7.3.1. Sustav horizontalne cijevne drenaže 63<br />
7.3.1.1. Princip rada i temeljni elementi cijevne drenaže 66<br />
7.3.1.1.1. Razmak cijevne drenaže 69<br />
7.3.1.1.2. Promjer drenažnih cijevi 78<br />
7.3.1.1.3. Pad i dužina drenažnih cijevi 81<br />
7.3.1.1.2. Izvođenje cijevne drenaže 83<br />
7.4. Kombinirana detaljna odvodnja 89<br />
7.4.1. Filterski materijali u sustavu kombinirane detaljne odvodnje 90<br />
7.4.2. Dodatne agromelioracijske mjere u sustavu kombinirane detaljne odvodnje 93<br />
7.4.2.1. Krtična drenaža 94<br />
7.4.2.2. Vertikalno dubinsko rahljenje 97<br />
8. POTREBE I MOGUĆNOSTI REVITALIZACIJE IZGRAĐENIH<br />
HIDROMELIORACIJSKIH SUSTAVA ODVODNJE<br />
101<br />
8.1. Stanje i funkcionalnost sustava 102<br />
8.2. Potreba za revitalizacijom sustava 106<br />
9. LITERATURA 108<br />
3
1. UVOD<br />
Pojava <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> na nekom području posljedica je većeg broja međusobno<br />
povezanih čimbenika, od kojih valja istaknuti klimatske, geomorfološke i<br />
hidropedološke čimbenike područja (u daljnjem tekstu melioracijskog područja).<br />
Dakako, da temeljna uloga pripada klimatskim čimbenicima, u prvom redu količini,<br />
intenzitetu i rasporedu oborina, kao i uvjetima koji utječu na njihovu potrošnju. U<br />
tom pogledu ilustrativan je pokazatelj srednjih godišnjih količina oborina na relativno<br />
malom prostoru Republike Hrvatske (sl. 1), čija vrijednost koleba u rasponu od čak<br />
300 do > 3.500 mm.<br />
Slika 1. Srednja godišnja količina oborina u R. Hrvatskoj (M. Perčec, Tadić 2010)<br />
Valja naglasiti da količina oborina u kombinaciji s geomorfološkim (reljef,<br />
stratigrafija) i pedološkim značajkama prvenstveno utječe na pojavu viška vode<br />
odnosno <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> na užem ili širem melioracijskom području. Prema<br />
pokazateljima koje navode Tomić 1988, Tomić i Petošić 1989, Petošić, 1993., a<br />
koristeći metodu po Thornthweitu za proračun bilance vode, vrijednosti godišnjeg<br />
viška vode u tlu mogu se na širem prostoru Republike Hrvatske kretati u rasponu od<br />
150 do 850 mm. Ako se količine viška vode u tlu koje neposredno utječu i na pojavu<br />
4
<strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> analiziraju s aspekta poljoprivrednih regija Republike Hrvatske (slika<br />
2) dobivaju se relacije kako slijedi:<br />
U panonskoj istočnoj regiji (P1) valja u prosjeku računati s vrijednostima godišnjeg<br />
viška vode od 150 do 200 mm, središnjoj (P2) s 200 do 250 mm i zapadnoj (P3) od<br />
250 do 300 mm.<br />
U gorskoj predplaninskoj regiji (G1) godišnji višak vode je znatno veći i kreće se u<br />
rasponu vrijednosti od 400 do 550 mm, a u planinskoj (G2) čak od 550 – 850 mm.<br />
U jadranskoj sjevernoj regiji treba računati s vrijednostima godišnjeg viška vode od<br />
200-350 mm, srednjoj od 250-350 mm i južnoj od 350 do 600 mm.<br />
Slika 2. Poljoprivredne regije i podregije Hrvatske (Bašić, Bogunović, Husnjak, 2001)<br />
Dobro je poznata činjenica da geneza tla stoji u direktnoj svezi s pojavom i količinom<br />
viška vode, koja utječe na dinamiku i načine njegovog vlaženja. Nadalje, prema<br />
načinima vlaženja u Hrvatskoj je sačinjena i podjela tala u odgovarajuće razdjele (tab.<br />
1) i niže jedinice.<br />
5
Tablica 1. Površina razdjela tla u Hrvatskoj na području poljoprivrednog zemljišta<br />
(Husnjak, 2007)<br />
Naziv razdjela tla<br />
Površina<br />
Ha %<br />
Automorfna tla 1.502.082,20 57,98<br />
Hidromorfna tla 1.087.905,40 41,99<br />
Halomorfna tla 410,50 0,02<br />
Subakvalna tla 319,90 0,01<br />
UKUPNO 2.590.718,00 100,00<br />
Naselja 44.586,00<br />
Stjenovitost 795.704,00<br />
Vodene površine 53.359,00<br />
Šume 2.177.664,00<br />
Sveukupno 5.662.031,00<br />
Treba svakako naglasiti da razdjel hidromorfnih tala dakle, tala koja imaju manja ili<br />
ozbiljna (velika) ograničenja u pogledu poljoprivredne biljne proizvodnje i uzgoja kultura<br />
zbog povremene ili trajne pojave <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, u Hrvatskoj zauzimaju ukupnu površinu<br />
poljoprivrednog zemljišta od 1.087.905,40 ha ili oko 42 % od površine ukupnih tala.<br />
Razvoj suvremene biljne proizvodnje na većem dijelu površine koju zauzimaju<br />
ova tla, prema Husnjaku 2007. oko 780.000 ha je neodrživ bez primjene hidro i<br />
agrotehničkih melioracijskih zahvata, kojima je osnovna zadaća u reguliranju <strong>suvišnih</strong><br />
<strong>voda</strong>.<br />
S navedenog aspekta ukupni poljoprivredni prostor Republike Hrvatske može se<br />
podijeliti na dva osnovna melioracijska područja (sl. 3), Na prvom melioracijskom<br />
području prioritet za primjenom navedenih mjera (odvodnje) je manjeg, a na drugom<br />
većeg intenziteta.<br />
Treba svakako istaći da je u Republici Hrvatskoj na realizaciji navedenih mjera<br />
vezanih za reguliranje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u sklopu biljne poljoprivredne proizvodnje u<br />
posljednjih 30-setak godina mnogo učinjeno.<br />
Međutim u poslijednih 10-15 godina na ovom planu, a vezano za održavanje i<br />
revitalizaciju izgrađenih hidromelioracijskih sustava odvodnje, kao i potrebe za<br />
izgradnjom novih, ima ozbiljnih problema, koje treba urgentno i sustavno rješavati. Jedan<br />
dio ove problematike prikazan je u poglavljima ovog udžbenika koja slijede.<br />
6
Slika 3. Rasprostranjenost melioracijskih područja za odvodnju <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u<br />
Hrvatskoj (Husnjak, 2007)<br />
7
2. PORIJEKLO, VRSTE I ŠTETNOST SUVIŠNIH VODA<br />
Malo je područja na svijetu koja imaju idealnu vodnu bilancu, u kojoj se tijekom<br />
godine, odnosno vegetacijskog razdoblja ne pojavljuje višak i/ili nedostatak vode.<br />
Humidna područja odlikuju se učestalom pojavom viška vode, koji je prisutan<br />
tijekom kraćeg ili dužeg dijela godine, odnosno vegetacijskog razdoblja. Kao posljedica<br />
viška vode pojavljuju se i razni oblici <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, odnosno tipovi prekomjernog<br />
vlaženja. S aspekta hidropedološke i melioracijske problematike mogu se generalno<br />
izdvojiti četiri temeljna tipa prekomjernog vlaženja (sl. 4).<br />
1.Atmosferski tip: 3.Tip podzemne vode pod pritiskom<br />
a) visoki treset (perhumidni klimatski uvjeti) a) s koncentriranim prihranjivanjem<br />
b) zamočvarivanje unutar površinskog profila b) s plošnim prihranjivanjem<br />
2.Zamočvarivanje podzemnom vodom (p.v.) 4.Deluvijalno-aluvijalni tip<br />
a) podtip bočnog pritjecanja (p.v.) a) deluvijalni podtip na padinama<br />
b) bazenski podtip zamočvarivanja b) aluvijalni podtip poplava<br />
Shodno prikazom, tipovi prevlaživanja vezani su, dakle za klimatske, topografske<br />
i geološke značajke područja, ali i za oblike <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> koje utječu na hidrogenizaciju<br />
profila tla. S praktičnog aspekta hidrotehničkih melioracija, odnosno odvodnje, suvišne<br />
vode tla mogu se podijeliti na dva temeljna oblika površinske i podpovršinske.<br />
Slika 4. Reljef i hidrološke prilike terena (Averljanov i Smirnov, 1973; uz korekcije<br />
Racza, 1980)<br />
8
Podpovršinske vode najčešće se dalje dijele na sporo procjedne i stagnirajuće,<br />
te podzemne vode.<br />
2.1. Suvišne površinske vode<br />
Često predstavljaju sinonim za pojam <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, jer se lako uočavaju, budući<br />
da stagniraju na samoj površini terena, bilo obrađenog i/ili neobrađenog poljoprivrednog<br />
zemljišta (sl. 5 i 6). Prema podrijetlu ove vode mogu biti oborinske ili vlastite i vanjske<br />
ili strane. Oborinske ili vlastite vode, kao što i naziv govori potječu od oborina koje<br />
padnu na određeno poljoprivredno i/ili melioracijsko područje. U širem smislu, pojava<br />
ovih <strong>voda</strong> vezana je za specifične klimatske, topografsko-geološke i hidropedološke<br />
uvjete područja. U najvećem broju slučajeva, pojava ovih <strong>voda</strong> nastaje u uvjetima kada<br />
intenzitet i količina oborina nadmašuju vrijednosti njihove moguće potrošnje, odnosno<br />
gubitka, kroz procese evapotranspiracije, upijanja i procjeđivanja u dublji profil tla.<br />
Slika 5. Suvišne površinske oborinske vode<br />
na obrađenom poljoprivrednom zemljištu<br />
Slika 6. Suvišne površinske oborinske<br />
vode na neobrađenom zemljištu<br />
Vanjske suvišne vode dotječu u melioracijsko područje izvana, sa okolnih<br />
područja. U većini slučajeva ove vode se dalje razgraničavaju na slivne koje dotječu s<br />
povišenih dijelova sliva i poplavne, iz postojećih prirodnih ili umjetnih vodotoka<br />
područja (slika 7).<br />
Slika 7. Suvišne površinske – poplavne vode<br />
9
2.2. Suvišne podpovršinske vode<br />
Ove vode formiraju se ispod površine terena, pri čemu saturiraju profil tla<br />
povremeno ili trajno iznad vrijednosti poljskog vodnog kapaciteta. Ovisno od<br />
hidropedoloških specifičnosti lokacije, prevlaživanje može biti u dijelu ili cijelom profilu<br />
tla. U melioracijskoj praksi odvodnje valja razlikovati dva, odnosno tri temeljna oblika<br />
ovih <strong>voda</strong>:<br />
- sporo procjedne podpovršinske vode<br />
- stagnirajuće podpovršinske vode<br />
- podzemne vode<br />
2.2.1. Sporoprocjedne i stagnirajuće podpovršinske vode<br />
Predstavljaju u stvari istu kategoriju <strong>suvišnih</strong> podpovršinskih <strong>voda</strong>. Razlika je<br />
samo u brzini procjeđivanja vode kroz profil tla. Tako kod stagnirajućeg oblika, praktično<br />
i nema ili je vrlo malo procjeđivanje ove vode u dublji profil tla. Jedan i drugi oblik ove<br />
vode obično se formira u gornjem solumu unutar 100 cm dubine, kao posljedica<br />
prisutnosti, za vodu slabo propusnih horizonata tla. Podrijetlo ove vode najčešće je<br />
oborinskog karaktera. Nije rijetkost da se oblici ovih <strong>voda</strong> u hidropedološkoj i<br />
melioracijskoj problematici često poistovjećuju sa zastojnim i/ili zatvorenim<br />
(„ukliještenim“) <strong>voda</strong>ma.<br />
2.2.2. Podzemne vode<br />
Hidropedološki pristup podrijetlu i oblicima podzemnih <strong>voda</strong>, temelji se na<br />
poznavanju stratigrafske građe tla, njegovih osnovnih fizikalno-hidrauličkih značajki i<br />
hidroloških uvjeta područja. Valja naglasiti da je hidropedološki pristup podrijetlu<br />
podzemnih <strong>voda</strong> vrlo blizak hidrogeološkom pristupu, koji pod pojmom podzemnih <strong>voda</strong><br />
u užem smislu podrazumijeva vodu u podzemlju koja u potpunosti saturira određeni sloj<br />
profila i nalazi se ispod vodne plohe (vodnog lica).<br />
Podzemna <strong>voda</strong> (Stebut, 1953), <strong>voda</strong> temeljnica (Herak i Nedela 1963),<br />
njemački „Grundwasser“, su sinonimi za podzemnu vodu, koja trajno ili relativno<br />
trajnije ispunjava u pravilu sve pore u vodonosnom, po teksturi lakšem sloju tla, iznad<br />
nepropusnog dubljeg sloja. Način pojavljivanja vode u podzemlju s hidrogeološkog<br />
aspekta prikazan je na slici 8.<br />
10
Slika 8. Shematski prikaz načina pojavljivanja vode u podzemlju (Urumović, 2003.)<br />
Prema navedenoj shemi, podzemlje se dijeli na dva temeljna dijela, zasićeno<br />
područje i ozračeno područje. U ozračenom se dijelu podzemlja prema pojavljivanju i<br />
načinu cirkulacije vode razlikuju tri pojasa: pojas talne vode, međupojas i kapilarni<br />
pojas. Ispod navedenih pojasa, nalazi se zasićeno područje s podzemnom vodom.<br />
Međutim, ovisno od topografsko-hidroloških uvjeta prostora, ozračeno područje s<br />
međupojasem može izostati, a zasićeno područje s podzemnom vodom u tom slučaju<br />
zahvaća talni dio, odnosno pojas talnih <strong>voda</strong>. Interakcija podzemne vode u dubokom<br />
vodonosniku s vodom u tlu još je uočljivija u shematskom prikazu na slici 9.<br />
Slika 9. Shematski prikaz podzemne vode kod otvorenog sustava<br />
Iz navedenih prikaza proizlazi da ovisno od topografskih i hidropedoloških<br />
specifičnosti područja, u pojasu talne vode s pravom, treba računati na pojavu i prisustvo<br />
tipične podzemne vode (sl. 10 i 11), koja se s hidropedološkog i melioracijskog aspekta<br />
najčešće dalje dijeli prema maksimalnoj visini dizanja vodne plohe, odnosno njene razine<br />
(tablica 2).<br />
11
Tablica 2. Podjela podzemne vode u tlu prema visini dizanja<br />
Kategorija podzemne vode<br />
Udaljenost razine podzemne vode<br />
od površine tla (m)<br />
Vrlo plitka < 0,2<br />
Plitka 0,2-0,5<br />
Srednje duboka 0,5-1,0<br />
Duboka 1,0-1,5<br />
Vrlo duboka >1,5<br />
Slika 10. Prikaz područja s<br />
plitkom podzemnom vodom<br />
2.3. Štetnost <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong><br />
Slika 11. Prikaz podzemnih <strong>voda</strong> pod pritiskom<br />
Štete u biljnoj proizvodnji, koje nastaju od <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, mogu doseći<br />
katastrofalne razmjere. Suvišne vode čine loše uvjete za uzgoj kulturnih biljaka općenito,<br />
izravno utječu na smanjenje prinosa i otežavaju ili, čak, u potpunosti onemogućavaju<br />
izvođenje agrotehničkih zahvata koje treba pravovremeno izvršiti (slike 12 i 13).<br />
Slika 12. Problemi u berbi kukuruza kod<br />
mokrog i raskvašenog tla<br />
Slika 13. Stvaranje izraženih<br />
mikrodepresija („kala ili kolotraza“) u<br />
međuredovima drvenastih kultura<br />
12
U Hrvatskoj tijekom izrazito humidnih godina i izrazitije pojave <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>,<br />
valja računati s nesigurnošću biljne proizvodnje na preko 50% obradivih poljoprivrednih<br />
površina (Tomić, 1987). Svi navedeni oblici <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> imaju negativan utjecaj na tlo,<br />
a posebno na sam uzgoj kulturnih biljaka.<br />
Poznato je da biljke različito podnose prekomjerno vlaženje ili plavljenje tla,<br />
zavisno od fenofaze razvoja, u kojoj se vlaženje pojavljuje i dužine njegova trajanja. Na<br />
pojavu dužeg trajanja suvišne vode u tlu, poljoprivredne kulture reagiraju smanjenjem<br />
prinosa.<br />
Najveće sniženje prinosa u uvjetima prisutnosti suvišne vode valja očekivati u<br />
razdoblju intenzivnog porasta biljaka. Smanjenje prinosa uzgajane kulture to je veće što<br />
je dulji period prevlaživanja tla (tablica 3).<br />
Tablica 3. Utjecaj suvišne vode na sniženje prinosa nekih poljoprivrednih kultura (%)<br />
Poljoprivredna<br />
kultura<br />
Duljina prekomjernog vlaženja u danima<br />
3 7 11 15<br />
Najveće<br />
smanjenje<br />
prinosa u<br />
mjesecima<br />
Ozime žitarice 5 – 20 5 – 20 10 – 80 20 – 100 V – VI<br />
Jare žitarice 10 – 20 20 – 50 40 – 75 20- 100 V –VI<br />
Kukuruz 10 – 20 10 – 80 20 – 100 30 – 100 IV – VI<br />
Suncokret 10 20 – 40 30 – 80 50 – 100 V – VI<br />
Krumpir 30 – 50 80 – 100 100 100 VI – VIII<br />
Šećerna repa 10 40 – 50 90 – 100 100 III – X<br />
Krmno bilje 10 25 – 40 20 – 70 30 – 70 V – VII<br />
Livade – 10 – 20 20 – 30 10 – 50 V – VII<br />
Pašnjaci – 10 – 20 20 – 50 10 – 70 V – VII<br />
Temeljem navedenih pokazatelja u tablici 3, uočljivo je da su gubici u prinosu<br />
većine poljoprivrednih kultura najmanji kada prevlaživanje tla traje vremenski do tri<br />
dana. Relativno sniženje prinosa poljoprivrednih kultura zavisi od razdoblja fenofaze u<br />
kojoj se biljka nalazi u trenutku suvišnog vlaženja tla (slika 14).<br />
Tako je najveće sniženje prinosa kukuruza kada je tlo suviše vlažno u početku<br />
vegetacije (travanj-lipanj). Ozime žitarice ne podnose dulje vrijeme prevlažena tla pri<br />
kraju svoje vegetacije (svibanj-lipanj), a jare žitarice u sredini vegetacijskog razdoblja<br />
(travanj-svibanj).<br />
13
Slika 14. Relativno smanjenje prinosa poljoprivrednih kultura uslijed suvišnog vlaženja<br />
tla prema razvojnim fazama<br />
Plitka razina podzemne vode u profilu tla također štetno utječe na razvoj<br />
poljoprivrednih kultura, što se očituje u smanjenju njihovih prinosa. Utjecaj podzemne<br />
vode na prinose uzgajanih kultura u zavisnosti je od tipa i mehaničkog sastava tla.<br />
Kod poljoprivrednih tala težeg mehaničkog sastava s velikim udjelom gline,<br />
poželjna je općenito veća dubina podzemne vode. To se posebno odnosi na teška glinasta<br />
i glinasto-ilovasta tla. Tla krupnije teksturne građe, kao što su laka ilovača i pjeskovita<br />
tla, podnose pliću razinu podzemne vode (slika 15).<br />
Dubina podzemne vode u tlu pri kojoj se postižu najpovoljniji prinosi uzgajanih<br />
kultura, naziva se optimalna dubina. Ako se podzemna <strong>voda</strong> podiže prema površini tla,<br />
prinos opada uslijed suviška vode.<br />
Prinosi poljoprivrednih kultura se smanjuju i u slučaju opadanja razine vode ispod<br />
optimalne dubine, jer dolazi do pojave nedostatka vode u rizosfernom sloju. Pojedine<br />
kulture vrlo različito reagiraju na prisustvo plitkih podzemnih <strong>voda</strong>. Tako, na primjer,<br />
trave i djeteline najveće prinose postižu pri plitkoj podzemnoj vodi od 20 do 50 cm.<br />
14
Slika 15. Prosjek razine podzemne vode u cm ispod površine terena za vrijeme<br />
vegetacijskog razdoblja za razne tipove tala (Visser, 1958.)<br />
Lucerna i soja najveće prinose ostvaruju u uvjetima kada je razina podzemne vode<br />
oko 60 cm. Najveći prinosi kukuruza, graška i rajčice mogu se očekivati pri razinama<br />
podzemne vode oko 90 cm ispod površine tla. Žitarice, šećerna repa i uljana repica za<br />
ostvarivanje visokih prinosa zahtijevaju prisutnost dubokih podzemnih <strong>voda</strong> od 100-150<br />
cm (tablica 4).<br />
Tablica 4.Relativni prinos kultura u postotku (%) pri različitim dubinama podzemne vode<br />
(prema Williamsonu, 1970)<br />
Dubina podzemne vode u cm<br />
Kultura Tlo Vlaženje 15 30 40-50 60 75 80-90 100 120 150<br />
Pšenica Glina Kombinirano - - 58 77 89 95 - - 100<br />
Ječam Glina Kombinirano - - 58 80 89 85 - - 100<br />
Zob Glina Kombinirano - - 49 74 85 95 - - 100<br />
Bijela<br />
djetelina<br />
Glina Kombinirano 100 97 88 - - - - - -<br />
Trave Glina Podzemno 100 90 92 - - - - - -<br />
Lucerna Ilovača<br />
Ilovača<br />
Kombinirano - - - 100 - - - 97 -<br />
Kukuruz Pjeskovita<br />
ilovača<br />
Kombinirano 45 45 67 70 - 100 - - -<br />
Grašak Zamuljena<br />
glinasta<br />
Kombinirano - - 60 90 - 100 - 100 100<br />
Grah Ilovača Kombinirano - - 79 84 - 90 - 94 100<br />
Soja Glina Podzemno 64 63 78 100 86 - - - -<br />
Rajčica Glina Kombinirano 9 28 47 60 - 100 - - -<br />
Šećerna<br />
repa<br />
Pjeskovita<br />
ilovača<br />
Kombinirano - - 71 84 - 92 - 97 100<br />
Uljana<br />
repica<br />
Pjeskovita<br />
ilovača<br />
Kombinirano - - 77 93 - 94 - 100 98<br />
15
3. SUVIŠNA VODA KOD HIDROMORFNIH TALA<br />
Postanak i razvoj hidromorfnih tala vezan je za procese njihovog prekomjernog<br />
vlaženja pod utjecajem <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>. Odjel hidromorfnih tala prema važećoj<br />
klasifikaciji obuhvaća ukupno šest klasa i jedanaest tipova (tablica 5).<br />
Hidromorfizam kod ovih tala uzrokuju suvišne vode koje po svom podrijetlu<br />
mogu biti površinske i/ili podzemne. Jedne i druge vode ovisne su od količine i rasporeda<br />
oborina, te mogućnosti njihovog kretanja po površini i/ili kroz samu masu (profil) tla.<br />
Površinske vode često se poistovjećuju s oborinskom vodom, koja se kraće ili duže<br />
razdoblje tijekom godine zadržava ili stagnira na slabo propusnom ili nepropusnom<br />
horizontu i/ili sloju unutar samog profila tla.<br />
Podzemna se <strong>voda</strong>, zajedno s poplavnom i slivnom obično svrstava u dopunsku (dodatnu)<br />
vodu, koja se u procesu suvišnog vlaženja tala često priključuje površinskoj vodi, i tako<br />
utječe na dinamiku i intenzitet njihove hidrogenizacije.<br />
Tablica 5. Klase, tipovi i podtipovi hidromofnih tala (Škorić, et al., 1986)<br />
Klasa Tip Podtip<br />
I (A)-G ili (A)-C<br />
(NERAZVIJENA)<br />
Aluvijalno<br />
(Fluvisol)<br />
Karbonatna oglejena<br />
Karbonatna oglejena i zaslanjena<br />
Nekarbonatna oglejena<br />
II A-Eg-Bg-C<br />
(PSEUDOGLEJNA)<br />
Pseudoglej<br />
Na zaravni<br />
Obronačni<br />
III A-C-G<br />
(SEMIGLEJNA)<br />
Livadsko<br />
(Semiglej)<br />
Pseudoglej-glej<br />
Plitko oglejeno<br />
Srednje duboko oglejeno<br />
Duboko oglejeno<br />
IV A-G<br />
(GLEJNA)<br />
Ritska crnica<br />
(Humoglej)<br />
Močvarno glejno<br />
(euglej)<br />
Karbonatna<br />
Nekarbonatna<br />
Vertična<br />
Hipoglejno<br />
Epiglejno<br />
Amfiglejno<br />
IV T-G<br />
(TRESETNA)<br />
Niski treset<br />
Izdignuti treset<br />
Plitki<br />
Srednje duboki<br />
Duboki<br />
VI<br />
(ANTROPOGENA)<br />
Rigolano tresetno<br />
Tla rižišta<br />
Hidromeliorirano Prema izvornoj pripadnosti tla<br />
16
3.1. Zastupljenost, načini prevlaživanja i melioracijska problematika hidromorfnih<br />
tala<br />
Hidromorfna tla u Hrvatskoj prostorno zauzimaju ukupnu površinu od 1.618.493<br />
ha (graf. 1), što praktički iznosi oko jedne trećine (29%) od ukupne površine koju<br />
zauzimaju preostala tla, uključujući i stjenovitost (5.568.384 ha).<br />
PS Pseudoglej 577025<br />
A Aluvijalno tlo 136343<br />
L Aluvijalno livadno tlo 89901<br />
PS-G Pseudoglej-glej 84713<br />
MG Močvarno glejno tlo 499526<br />
RC Ritska crnica 64555<br />
HM Hidromeliorirano tlo 163000<br />
T Tresetna tla 2577<br />
SČ Solončak 121<br />
SO Solonec 411<br />
GY-<br />
PP Gytja i protopedon 321<br />
Grafikon 1. Prostorna zastupljenost tala u Hrvatskoj (Bogunović, et al., 1998.)<br />
Po zastupljenosti, prednjači pseudoglejno tlo (pseudoglej), koji zauzima površinu od<br />
577.025 ha, odnosno 35,75% od ukupne površine hidromorfnih tala. Potom slijede:<br />
močvarno glejno s 499.526 ha (30,9%), hidromeliorirano drenažom 163.000 ha (10,0%),<br />
aluvijalno 136.343 ha (8,4%), aluvijalno livadno 89.901 ha (5,6%), pseudoglej-glej<br />
84.713 ha (5,2%), humoglej 64.555 ha (4,0%) i tresetno tlo sa svega 2.577 ha ili 2%<br />
zastupljenosti.<br />
U procesu suficitnog vlaženja hidromorfnih tala može se s hidropedološkog aspekta<br />
izdvojiti devet temeljnih načina (slika 16): 1. aluvijalno oglejeni, 2. semiglejni, 3.<br />
17
hipoglejni, 4. humoglejni, 5. amfiglejni, 6. epiglejni, 7. pseudoglejni, 8. pseudoglej-glejni<br />
i 9. tresetno-glejni način vlaženja tla.<br />
Kod prva dva načina, vlaženje tla u gornjem dijelu profila do 1,0 m dubine, vrši se<br />
procjednom površinskom, a u donjem dijelu ispod 1,0 m dubine, dubokom podzemnom<br />
vodom. Kod trećeg i četvrtog načina, suficitno vlaženje profila tla, unutar 2,0 m dubine,<br />
vrši se pod utjecajem plitkih podzemnih <strong>voda</strong>. U petom i osmom načinu, dominira<br />
kombinirano vlaženje tla, stagnirajućom površinskom i dubokom podzemnom, a u šestom<br />
i sedmom isključivo površinskom stagnirajućom vodom. Kod devetog načina vlaženja,<br />
dominira trajno prevlaživanje tla u kombinaciji podzemne i površinske, pretežno<br />
poplavne vode.<br />
Slika 16. Temeljni načini vlaženja, prosječna teksturna i stratigrafska građa<br />
hidromorfnih tala<br />
Valja naglasiti da su melioracijska problematika i koncepcijska rješenja za uspješno<br />
reguliranje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, odnosno odvodnju hidromofnih tala u neposrednoj svezi s<br />
načinima njihovog suficitnog vlaženja, te topografsko-stratigrafskim i teksturnohidrauličkim<br />
značajkama. U pogledu uspješnog rješavanja melioracijske problematike<br />
hidrotehničkim mjerama odvodnje, hidromorfna tla mogu se grupirati u srodne<br />
melioracijske jedinice, kako slijedi:<br />
I. aluvijalno-semiglejna tla<br />
II. pseudoglej-pseudoglej-glejna tla<br />
III. hipoglejno-humoglejna tla<br />
IV. amfiglejno-epiglejna tla<br />
V. tresetno-tresetno glejna tla<br />
18
3.1.1. Melioracijska jedinica aluvijalno–semiglejnih tala (I)<br />
Prostorno zauzima veća prostranstva (oko 226.000 ha) u nizinskim područjima<br />
naših velikih rijeka Dunava, Save i Drave. Prostire se u neposrednom priobalnom pojasu<br />
rijeke ili/i zaravnjenim i ocjeditim riječnim terasama. Pod uvjetom da su zaštićena od<br />
poplavnih <strong>voda</strong> rijeke, tla ove melioracijske jedinice najčešće su suficitno vlažena pod<br />
utjecajem dubokih podzemnih <strong>voda</strong> (slike 17 i 18).<br />
Intenzivnije oglejavanje tala kod ove jedinice uglavnom je prisutno u donjem<br />
dijelu profila ispod 100 cm dubine. Zavisno od reljefa, stratigrafske i teksturne građe,<br />
nisu isključeni podtipovi i/ili varijeteti tala koji su povremeno suficitno prevlaživani i u<br />
gornjem (0-100 cm) dijelu profila. Međutim, oglejavanje u ovom dijelu profila obično je<br />
znatno slabije i ne predstavlja značajniji problem u pogledu njihove odvodnje.<br />
Tla ove jedinice u pravilu se odlikuju lakšom teksturnom građom i relativno<br />
dobrom propusnošću za vodu. Posebno se to odnosi na horizontalnu vodopropusnost,<br />
koja se u donjem profilu tla (100-200 cm dubine) kreće u širokom rasponu od jednog do<br />
nekoliko m/dan.<br />
Potrebe za reguliranjem <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> kod tala ove melioracijske jedinice vezane<br />
su za sustav biljne proizvodnje (povrćarstvo, ratarstvo, voćarstvo), oblik mezo reljefa<br />
(blage depresije, ravan teren, povišenije ocjedite riječne terase) i režim rijeke (kolebanje<br />
vodostaja).<br />
Često se zaštitom područja od poplavnih <strong>voda</strong> putem regulacije korita rijeke<br />
uspješno rješava i problem <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> kod ovih tala. Međutim, ovisno o specifičnosti<br />
lokaliteta, u odvodnji ovih tala nije isključena mogućnost primjene blažeg površinskog<br />
i/ili podzemnog sustava odvodnje (najčešće randomskog tipa).<br />
Slika 17. Aluvijalno oglejeno tlo Slika 18. Semiglejno tlo<br />
19
3.1.2. Melioracijska jedinica pseudoglejnih i pseudoglej-glejnih tala (II)<br />
U Hrvatskoj prostorno zauzima površinu od oko 662.000 ha, što čini oko 40% od<br />
ukupne površine pod hidromorfnim tlima. U ovu melioracijsku jedinicu uvrštena su dva<br />
tipa tla, pseudoglej i pseudoglej-glej (sl. 19 i 20). Zajednička karakteristika ovih tala je<br />
da u gornjem solumu profila do 1,0 m dubine imaju praktično iste stratigrafske i<br />
fizikalno-hidrauličke značajke, kao i način suficitnog vlaženja. Dominantno prevlaživanje<br />
u gornjem solumu tla do 100 cm dubine odvija se pod utjecajem sporo procjednih i/ili<br />
stagnirajućih površinskih <strong>voda</strong>. Međutim u donjem solumu profila, unutar raspona od 100<br />
cm do 200 cm dubine, zbog različitosti u topografsko-stratigrafskim i fizikalnohidrauličkim<br />
značajkama sredine, i načini suficitnog vlaženja tala su različiti. U tom<br />
pogledu pseudoglej zadržava opisani način vlaženja koji je zajednički za gornji solum, a<br />
na prevlaživanje pseudoglej-gleja utječu srednje duboke podzemne vode. Porijeklo ovih<br />
<strong>voda</strong> češće je vezano za procjedne vode iz šireg zaobalnog područja, a rjeđe za utjecaj<br />
vodotoka. Valja naglasiti da se vertikalna vodopropusnost ovih tala u gornjem solumu do<br />
1,0 m dubine najčešće kreće u klasi male do vrlo male (
neposrednoj blizini svih značajnijih rijeka, humoglejna tla u Hrvatskoj su pretežno<br />
vezana za područje Istočne Slavonije i Baranje. Zajednička značajka tala ove jedinice,<br />
odnosi se na povremenu pojavu prekomjernog vlaženja, koje se vrši pod utjecajem vrlo<br />
plitkih i plitkih podzemnih <strong>voda</strong> (sl. 21 i 22). Dakle, razina se podzemne vode u tlu,<br />
zavisno od humidnosti područja, odnosno režima vodostaja u glavnom vodotoku (rijeci),<br />
povremeno može podići i do same površine terena. Njeno kolebanje je izraženije kod<br />
humoglejnog tla i kreće se u rasponu dubine od 20 do 200 cm, pa i dublje. Dinamika<br />
podzemnih <strong>voda</strong> kod tala ove jedinice najčešće je u direktnoj svezi s režimom vodostaja u<br />
glavnom vodotoku – rijeci. Međutim, u prostranim dolinama Save i Dunava, posebno na<br />
području istočno slavonske i baranjske regije, dinamika podzemnih <strong>voda</strong> često je ovisna i<br />
od hidroloških prilika u širem zaobalju rijeke. U pravilu se oglejavanje tala u gornjem<br />
profilu od 0-100 cm dubine događa tijekom kasno jesenskog-zimskog-rano proljetnog<br />
razdoblja godine. Dolaskom ljetnih mjeseci, razina podzemne vode opada, i vrši<br />
oglejavanje u donjem dijelu profila, najčešće na dubini od 100-200 cm.<br />
Slika 21. Hipoglejno tlo Slika 22. Humoglej – ritska crnica<br />
Zavisno od stratigrafske i teksturne građe, vertikalna propusnost za vodu, kod<br />
ovih tala, može se kretati u rasponu klase od umjereno male (0,14-0,52 m/dan) do<br />
umjerene (0,53-1,42 m/dan). Horizontalna vodopropusnost tala, posebice u donjem<br />
profilu na dubini od 100-200 cm, najčešće se kreće u rasponu od 0,80-2,80 m/dan. Kod<br />
humoglejnih tala Istočne Slavonije i Baranje, gdje je donji dio profila izgrađen od<br />
lesolikih sedimenata, horizontalna propusnost za vodu može biti i veća od navedenih<br />
vrijednosti (>3,0 m/dan).<br />
Najveći dio površina u trećoj melioracijskoj jedinici, koristi se u proizvodnji<br />
ratarsko-industrijskih kultura: pšenice, kukuruza, ječma, zobi, soje, uljane repice,<br />
suncokreta i šećerne repe. Manji dio površina pod navedenim tlima, koristi se i za<br />
proizvodnju krmnih kultura na oranicama (djetelina, lucerna i djetelinsko travne smjese).<br />
Potrebe za odvodnjom ovih tala vezane su prvenstveno za dinamiku podzemnih<br />
<strong>voda</strong> i sustav biljne proizvodnje. Temeljni cilj odvodnje kod ovih tala je snižavanje razine<br />
vrlo plitkih i plitkih podzemnih <strong>voda</strong>, na tolerantnu dubinu - normu odvodnje za<br />
21
uzgajane kulture. Prema uzgajanim kulturama najčešće je to dubina koja se kreće u<br />
intervalu od 0,6-0,8 m ispod površine terena.<br />
3.1.4. Melioracijska jedinica amfiglejno-epiglejnih tala (IV)<br />
Ova jedinica površinski zauzima veliki dio močvarno glejnih tala, koja se u<br />
Hrvatskoj prostiru praktično na površini od oko pola milijuna ha (499.562 ha). Tla koja<br />
su svrstana u ovu melioracijsku jedinicu su tipično topogena, i najčešće se prostiru u<br />
najnižim, često blaže i/ili jače konkavnim formama dolinskog reljefa. Većinu ovih tala u<br />
Hrvatskoj nalazimo u najnižim bazenskim dijelovima velikih rijeka, posebice rijeke Save<br />
– Posavini. Zbog specifičnosti topografske, stratigrafske i teksturne (glinaste) građe, ova<br />
su tla tijekom dužeg razdoblja godine suficitno vlažena, unutar cijelog soluma (0-200 cm<br />
dubine). U prevlaživanju tala dominiraju stagnirajuće površinske, često i poplavne vode,<br />
koje se kod amfigleja dodatno kombiniraju sa srednje dubokim podzemnim <strong>voda</strong>ma (sl.<br />
23 i 24). Vertikalna vodopropusnost tala u gornjem solumu do 100 cm dubine, najčešće<br />
se kreće u klasi male do vrlo male, i iznosi svega nekoliko cm/dan. Horizontalna<br />
vodopropusnost kod amfigleja u donjem solumu ispod 100 cm dubine kreće se u rasponu<br />
vrijednosti od 0,53-1,42 m/dan.<br />
U ovisnosti od vertičnosti pojedinih horizonata, vodopropusnosti tala mogu se<br />
kretati i ispod ili iznad navedenih vrijednosti. Zbog dugotrajnijeg prevlaživanja, naročito<br />
u humidnijim godinama, korištenje ovih tala u biljnoj proizvodnji suočava se s ozbiljnim<br />
ograničenjima. Sve do šezdesetih godina prošlog stoljeća, većina poljoprivrednih<br />
površina pod ovim tlima poznatim pod nazivom „teška tla“, korištena je ekstenzivno u<br />
obliku pašnjaka i livada. Hidrotehničkim zahvatima (zaštita područja od vanjskih <strong>voda</strong>,<br />
osnovna i detaljna odvodnja) nakon šezdesetih godina, značajan fond ovih tala u<br />
Hrvatskoj je postepeno pretvoren u intenzivne poljoprivredne, uglavnom ratarske<br />
površine. Valja naglasiti da je odvodnja ovih tala vrlo kompleksna. S aspekta<br />
konvencionalne ratarske proizvodnje, gotovo je sigurno da se odvodnja ovih tala ne može<br />
uspješno riješiti bez primjene rigoroznih hidrotehničkih zahvata u obliku kombiniranih<br />
sustava. Odvodnja tipičnih epiglejnih i izrazito vertičnih amfiglejnih tala najčešće je vrlo<br />
problematična, rizična i ekonomski neisplativa.<br />
Slika 23. Amfiglejno tlo Slika 24. Epiglejno tlo<br />
22
3.1.5. Melioracijska jedinica tresetnih i tresetno glejnih tala (V)<br />
Tla ove melioracijske jedinice kao i predhodne nalazimo u nizinskim predjelima,<br />
odnosno na istim reljefskim oblicima, samo su u ovom slučaju još izrazitiji topogeno<br />
hidrološki uvijeti trajnog prevlaživanja podzemnom, poplavnom i/ili jednom i drugom<br />
vodom (sl. 25 i 26).<br />
S melioracijskog aspekta valja razlikovati tresetno-glejno, kao prelazni varijetet<br />
od pravih tresetnih tala. U Hrvatskoj tla ove jedinice zauzimaju vrlo male površine (<<br />
3000 ha), kojima nije pridavan veći značaj u pogledu njihovih melioracija.<br />
Bez obzira na to, tresetna, kao i tresetno glejna tla se mogu meliorirati i pretvoriti<br />
u tla veće produktivnosti. Najvažnija melioracijska mjera kod ovih tala, je svakako<br />
primjena adekvatne odvodnje, koja je različita na tresetno-glejnom u odnosu na tipično<br />
tresetno tlo.<br />
Treba naglasiti da su melioracije ovih tala kompleksne i da zahtjevaju adekvatnu<br />
primjenu hidrotehničkih i agrotehničkih fizikalnih i kemijskih zahvata.<br />
Slika 25. Tresetno glejno tlo Slika 26. Tresetno duboko tlo<br />
23
4. TEMELJNE ZNAČAJKE ZAŠTITE MELIORACIJSKOG PODRUČJA OD<br />
VANJSKIH VODA<br />
Intenziviranjem razvoja biljne proizvodnje u riječnim dolinama, posebice u<br />
inundacijskim prostorima, te u podnožjima brdsko-planinskih područja, kao i kraškim<br />
poljima, rasle su postepeno i potrebe za učinkovitom zaštitom proizvodnih površina od<br />
vanjskih <strong>voda</strong>. Pod pojmom „vanjskih <strong>voda</strong>“ se podrazumjevaju vode, koje u<br />
melioracijsko područje kao cjelinu, unutar kojeg su smještene poljoprivredne<br />
proizvodne površine, dotječu iz vana, odnosno s nekog vanjskog (šireg) prostora.<br />
Najčešće se ove vode po svom podrijetlu nastanka dijele na poplavne vode koje<br />
su u svezi s temeljnim vodotocima sliva (potoci, rijeke), i slivne vode koje dotječu u<br />
melioracijsko područje s povišenih dijelova brdskog sliva (brdske bujice i potoci). Budući<br />
da se u nizinskim područjima velikih rijeka u Hrvatskoj (Dunava, Save, Drave, Mure i<br />
dr.) nalazi i najveći dio proizvodnih površina, njihova zaštita od vanjskih <strong>voda</strong> često se u<br />
stvari svodi na zaštitu od poplava.<br />
Pod poplavom poljoprivrednih površina u dolinskom području obično se<br />
podrazumijeva, dakle, njihovo plavljenje velikim <strong>voda</strong>ma podrijetlom iz temeljnog<br />
vodotoka područja, najčešće rijeke (slika 27).<br />
Slika 27. Poplava poljoprivrednih kultura tijekom vegetacijskog razdoblja<br />
Postojeći zaštitni sustavi od vanjskih <strong>voda</strong> u Hrvatskoj vrlo su kompleksni (Biondić, et.<br />
al, 2003), i sastoje se od velikog broja regulacijskih i zaštitnih objekata (tablica 6).<br />
Tablica 6. Izgrađenost hidrotehničkih objekata za zaštitu melioracijskog područja od<br />
vanjskih <strong>voda</strong> u Hrvatskoj<br />
Melioracijsko<br />
područje<br />
Obrambeni nasipi<br />
Državni<br />
vodotoci<br />
Lokalni<br />
vodotoci<br />
Lateralni<br />
kanali<br />
Oteretni<br />
kanali<br />
Višenamjenske<br />
akumulacije<br />
ha km km km km Ukupno<br />
vol<br />
(hm 3 )<br />
Retencije<br />
Brdske Nizinske<br />
Ukupno vol<br />
(hm 3 )<br />
Ukupno vol<br />
(hm 3 )<br />
Odvodni tuneli<br />
Ukupno km<br />
1.673.802 2.415 1.642 916,8 114,8 58 1.056,8 43 22,6 5 1.590 13 18,1<br />
24
Temeljem pokazatelja u tablici 6. i na slici 28. razvidno je da se u zaštiti proizvodnih<br />
poljoprivrednih površina od vanjskih <strong>voda</strong> najčešće koriste slijedeći hidrotehnički<br />
objekti (građevine):<br />
� obrambeni nasipi<br />
� lateralni (obodni) kanali<br />
� oteretni kanali<br />
� brdske retencije i/ili akumulacije<br />
� nizinske retencije i/ili akumulacije<br />
Slika 28. Shematski prikaz zaštite melioracijskog područja od vanjskih <strong>voda</strong><br />
U nastavku kako slijedi prikazane su temeljne značajke navedenih hidrotehničkih<br />
objekata.<br />
4.1. Obrambeni melioracijski nasipi<br />
Obrambeni nasip je nasuta građevina od zemljanog materijala iz neposredne<br />
blizine vodotoka koja zaštićuje poljoprivredno i/ili urbano područje od poplava.<br />
Razlikuje se nekoliko vrsta obrambenih nasipa, među kojima je najrašireniji glavni<br />
regulacijski nasip koji se gradi uzduž temeljnih vodotoka područja.<br />
25
Slika 29. Shematski presjek vodotoka i regulacijskog obrambenog nasipa za zaštitu od<br />
poplava<br />
Regulacijski nasip je u pravilu uvijek efikasan hidrotehnički objekt od velikih<br />
<strong>voda</strong> (VV) glavnih recipijenata područja. Njihovom izgradnjom znatno se povećava<br />
protjecajni profil vodotoka da provede velike vode koje se mogu pojaviti u kraćem ili<br />
dužem vremenskom razdoblju (5, 10, 50, 100, 500 godina). Da bi se izgradnjom nasipa<br />
omogućilo protjecanje ekstremno velikih <strong>voda</strong> (EVV) koje se mogu pojaviti u dužem<br />
višegodišnjem razdoblju (100-500 god. raz.), između nasipa i korita vodotoka treba<br />
ostaviti dovoljan razmak. Područje između korita vodotoka i nasipa naziva se<br />
inundacijsko područje ili inundacija (sl. 30).<br />
Slika 30. Shema izvedenog obrambenog nasipa<br />
Poprečni presjek obrambenog nasipa u osnovi je trapez (slika 31) ili više trapeza<br />
koji čine složeni lik. Nasipi se izvode od različitih zemljanih materijala koji se nalaze u<br />
blizini vodotoka (inundacijskog područja). Organske materijale (humus, korijenje, drvo)<br />
pri gradnji nasipa valja odstraniti (opasnost od procjeđivanja vode kroz nasip i proboja<br />
nasipa).<br />
Najbolji materijali za gradnju nasipa su teže ilovače i gline s manjom količinom<br />
pijeska zbog sprečavanja prodora vode kroz nasip, obavezno se u nasipu gradi<br />
nepropusna jezgra (slika 32). Pokos nasipa obavezno se oblaže busenjem i sjetvom<br />
26
specijalnih travnih vrsta čvrstog korijena. Iz istih razloga nije isključeno niti oblaganje<br />
vanjskog pokosa nasipa kamenim taracom ili betonskim pločama. Obrana od<br />
procurivanja vode kroz nasip kao i od podvirnih <strong>voda</strong> vrši se dogradnjom tzv.<br />
obuhvatnog nasipa ili dodatnog sekundarnog nasipa s odvodnim jarkom.<br />
Slika 31. Shematski prikaz poprečnog presjeka obrambenog nasipa<br />
Slika 32. Shematski prikaz obrambenog nasipa s nepropusnom jezgrom<br />
Treba istaći da je u Hrvatskoj od ukupno 3.935 km državnih vodotoka, u<br />
potpunosti uređeno 37 %, oko 42 % je djelomično uređeno, a oko 21 % ih nije uređeno<br />
(Biondić, et al, 2003). Uz navedene vodotoke izgrađeno je 2.415 km obrambenih nasipa.<br />
Većina nasipa izgrađena je duž tokova velikih rijeka Dunava, Save i Drave (slika 33).<br />
27
Slika 33. Glavni obrambeni (regulacijski) nasip na Dunavu (Baranja)<br />
4.2. Lateralni (obodni) kanali<br />
Lateralni kanal je hidrotehnička građevina s temeljnom zadaćom zaštite<br />
poljoprivrednih površina u dolinskom dijelu melioracijskog područja od <strong>suvišnih</strong> brdskih<br />
slivnih <strong>voda</strong>. Najčešće, suvišne brdske vode ugrožavaju nizinski dio melioracijskog<br />
područja putem brdskih bujica i potoka.<br />
Temeljna značajka ovih vodotoka je da imaju bujični vodni režim, koji<br />
karakteriziraju nagli nadolasci velikih <strong>voda</strong>. Obično ove pojave nastupaju neposredno<br />
poslije jakih kiša ili ubrzanog topljenja snijega u brdskom dijelu sliva. Pored naglog<br />
višestrukog povećanja protjecanja (protoka), brdski vodotoci nose i velike količine<br />
nanosa kao posljedice erozije tla.<br />
Da bi lateralni kanal dobro ispunio temeljnu zadaću, vrlo je važno njegovo<br />
ispravno lociranje u prostoru. Najveći učinak kanala dobiva se kada je on lociran na<br />
brdskim padinama (slika 34), prije nego one prijeđu u ravnicu, pri čemu se njegova trasa<br />
pruža u smjeru pružanja generalnog pada doline.<br />
28
Slika 34. Shematski prikaz lateralnog (obodnog) kanala<br />
Dakle, lateralni ili obodni kanal približno je usporedan s glavnim<br />
vodoprijemnikom (recipijentom) u dolini, ali poprečan prema brdskim bujicama i<br />
potocima. Temeljna zadaća lateralnog kanala ostvaruje se na način da se velike vode<br />
brdskih potoka prihvate (presjeku) kanalom i odvedu u glavni vodoprijemnik, (rijeka)<br />
nizvodno od branjenog nizinskog melioracijskog područja. Poprečni presjek lateralnog<br />
kanala (slika 35) u pravilu je dvostruki trapez, s tim da je prema povišenom dijelu sliva<br />
otvoren, a prema nizinskom melioracijskom području završen nasipom. Poprečni presjek<br />
kanala određuje se dimenzioniranjem na temelju velikih <strong>voda</strong>. Budući da se količina vode<br />
u kanalu stalno povećava idući od njegovog početka do ušća u vodoprijemnik, i<br />
dimenzije kanala trebaju slijediti ovo povećanje. U pravilu se dimenzije kanala (poprečni<br />
presjek) mijenjaju pri svakom uljevu brdskog potoka. Poželjno je da uzdužni presjek<br />
kanala (slika 36) bude takav da količine iskopa budu približno jednake količinama zemlje<br />
potrebne za izgradnju nasipa.<br />
Slika 35. Shematski prikaz poprečnog presjeka lateralnog kanala<br />
29
Slika 36. Shematski prikaz uzdužnog profila lateralnog kanala<br />
Najbolje je rješenje kada se brdski potoci priključuju na lateralni kanal tangencijalno pod<br />
kutom do najviše 45° (slika 37).<br />
Praksa je da se pritok i obodni kanal na mjestu spoja (utoka) zaštite kamenim<br />
taracom ili betonskim pločama. Nije isključena niti gradnja stepenica kod velikih padova<br />
dna. Vrlo je bitan i detalj izljeva lateralnog kanala u glavni vodotok (recipijent). Izljev<br />
treba u pravilu projektirati odnosno urediti tako da se u kanalu izbjegnu izraženi uspori<br />
i/ili depresije kod velikih odnosno malih <strong>voda</strong>.<br />
Slika 37. Prikaz ušća brdskog potoka i lateralnog kanala<br />
4.3. Odteretni kanal<br />
Odteretni kanal je umjetni vodotok s namjerom da se od poplave zaštite gradovi<br />
ili ruralna gospodarska područja. Odteretnim kanalima rasterećuje se glavni vodotok od<br />
30
jednog dijela velike vode, na način da se ona odvede u niže ležeće dijelove istog<br />
vodotoka ili se prevede u drugi vodotok koji je može primiti. S navedenog aspekta mogu<br />
se razlikovati paralelni i poprečni odteretni kanali. Češći slučaj je primjena paralelnog<br />
odteretnog kanala koji izlazi iz matičnog vodotoka ispred poteza ugroženog od poplave, i<br />
ponovno se uvodi u isti vodotok iza ugroženog dijela poteza (slika 39). U nizinskim<br />
područjima često se gradnja oteretnih kanala kombinira s izgradnjom nizinskih retencija.<br />
Poznata su rješenja obrane od poplava u dolini rijeke Save koja se temelje na odteretnim<br />
kanalima Kupa-Kupa (slika 38) , Sava-Odra i Lonja-Strug, ukupne dužine 114,8 km.<br />
Slika 38. Odteretni kanal Kupa – Kupa (početak kanala kod Mahičnog)<br />
Slika 39. Shematski prikaz paralelnog oteretnog kanala i nizinske retencije<br />
4.4. Brdske retencije i/ili akumulacije<br />
Grade se na vodotocima u brdskom dijelu sliva. Mogu biti izgrađeni kao jednonamjenski<br />
(retencije) i višenamjenski (akumulacije) hidrotehnički objekti. Tako se retencije<br />
31
isključivo grade sa zadaćom obrane nizinskih melioracijskih područja (urbanih i/ili<br />
ruralnih) od slivnih brdskih <strong>voda</strong> (brdski potoci i bujice).<br />
Za razliku od retencija, brdske akumulacije se grade kao višenamjenski objekti:<br />
obrana od poplava nizinskih područja, korištenje akumulirane vode za potrebe ljudi i<br />
životinja (piće), korištenje vode za potrebe navodnjavanja, ili u rekreacijske svrhe. Dakle,<br />
akumulacijski i/ili retencijski prostor, je prirodno ili umjetno oblikovan prostor u<br />
brdskom vodotoku ili oko njega, a služi za trajno ili za privremeno zadržavanje vode, da<br />
bi se ostvarile projektne namjere akumulacije-retencije. Dakle, prostor se može oblikovati<br />
unutar protjecajnog profila vodotoka ili na širem prostoru brdske doline, a određen je<br />
maksimalnom razinom vode u retenciji-akumulaciji (slika 40).<br />
Slika 40. Shematski prikaz brdske retencije ili akumulacije<br />
Povremeno retenciranje ili dugotrajnije akumuliranje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> koje dotječu<br />
vodotokom iz brdskog dijela sliva postiže se dakle, na taj način da se vodotok-dolina<br />
pregradi odgovarajućom branom. U pravilu se izvode tzv. nasute brane. Brana je trajna ili<br />
privremena građevina koja pregrađuje vodotok radi akumuliranja ili retenciranja vode.<br />
Nasuta brana je izgrađena od zemljanog ili kamenog materijala koji je na<br />
primjeren način raspoređen unutar poprečnog presjeka i primjerno zbijen prilikom<br />
građenja. Svaka akumulacija, što ne mora biti pravilo i kod svih brdskih retencija, ima i<br />
evakuacijske građevine, kao što su preljev i temeljni ispust.<br />
Preljev je građevina na brani ili uz branu ili građena na prikladnom mjestu uz rub<br />
akumulacije/retencije, a služi za prelijevanje visokih <strong>voda</strong> iz akumulacije ili retencije u<br />
nizvodno područje. Temeljni ispust je građevina u temeljima brane ili u neposrednoj<br />
blizini, a služi za pražnjenje akumulacije ili retencije.<br />
Na slici 41 je prikazana situacija retencije odnosno nasute brane Jazbina, koja je<br />
izgrađena na potoku Bliznec, a služi u sklopu cjelovitog sustava za obranu grada Zagreba<br />
od brdskih <strong>voda</strong> s područja Medvednice.<br />
32
Sustav zaštite grada Zagreba od bujičnih <strong>voda</strong> s južnih i jugoistočnih obronaka<br />
Medvednice, temelji se na izgradnji od ukupno 52 retencije, ukupnog volumena od 2,8<br />
milijuna m 3 retencijskog prostora (Husarić, 1997). Retencija Jazbina je najveća, s<br />
volumenom retencijskog prostora od 481 300 m 3 (slika 42).<br />
Slika 41. Shematski prikaz nasute brane i retencije „Jazbina“<br />
Slika 42. Pogled na važnije retencije u brdskom dijelu grada Zagreba (crveno Jazbina)<br />
33
4.5. Nizinske retencije i/ili akumulacije<br />
Grade se u nizinskom dijelu melioracijskog područja. Locirane su u neposrednoj<br />
blizini glavnih vodotoka-rijeka. Zauzimaju prostore velikih terenskih (prirodnih)<br />
depresija, koje su se uslijed dugotrajnog zamočvarivanja ionako slabo iskorištavale u<br />
gospodarske, posebice poljoprivredne svrhe. Najčešće su ovo prostori šumskih površina,<br />
ekstenzivnih livada i pašnjaka.<br />
Po svom obimu za razliku od brdskih akumulacija i retencija obuhvaćaju znatno<br />
veće prostore, u koje se može retencirati odnosno trajnije akumulirati i nekoliko milijuna<br />
km 3 <strong>suvišnih</strong> (poplavnih) <strong>voda</strong> (slika 43).<br />
Temeljna im je zadaća obrana od poplava velikih urbanih i/ili ruralnih prostora.<br />
Izgradnja i funkcioniranje nizinskih retencija i/ili akumulacija u pravilu je povezano s<br />
nizom drugih hidrotehničkih objekata i građevina kao što su oteretni kanali, ustave, crpne<br />
postaje, nasipi, preljevi, sifoni i dr.<br />
Školski primjer funkcionalnog povezivanja navedenih objekata i građevina<br />
prisutan je u vodoprivrednom rješenju obrane od poplava Srednje Posavine (slika 44).<br />
Dovoljno je za primjer samo naglasiti, da je u sklopu navedenog sustava<br />
izgrađeno ukupno 5 velikih nizinskih retencija; Lonjsko polje, Mokro polje, Kupčina,<br />
Zelenik i Jantak ukupnog volumena od 1.590 hm 3 (Biondić et. al, 2003).<br />
Slika 43. Pogled na dio nizinske retencije Lonjsko polje<br />
34
Slika 44. Pregledna situacija rješenja obrane od poplave Srednjeg Posavlja<br />
(Braun, 1985)<br />
35
5. TEMELJNI KRITERIJI HIDROMELIORACIJSKIH SUSTAVA ODVODNJE<br />
Temeljna zadaća hidromelioracijskog sustava odvodnje je da određenu količinu<br />
<strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, posebice kod hidromorfnih tala uspješno odvede s proizvodnih<br />
poljoprivrednih površina u određenom (tolerantnom) vremenu. Da bi se to ostvarilo,<br />
hidromelioracijski sustavi odvodnje trebaju ispunjavati određene temeljne kriterije, među<br />
koje se najčešće ubrajaju slijedeći:<br />
� potrebno vrijeme odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong><br />
� hidromodul odvodnje<br />
� norma odvodnje<br />
5.1. Potrebno vrijeme odvodnje<br />
Potrebno vrijeme odvodnje se uglavnom smatra racionalnim vremenom za<br />
evakuaciju utvrđene količine <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> (viška vode) s određenog melioracijskog<br />
područja i/ili proizvodne poljoprivredne površine. Često se ovaj kriterij odvodnje<br />
poistovjećuje s dozvoljenim vremenom plavljenja uzgajanih kultura, a ovisnan je od<br />
uzgajane kulture, njene fenofaze razvoja u tijeku plavljenja i fizikalno-kemijskih značajki<br />
<strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> koje uzrokuju plavljenje. Tako prema poznatom izrazu Kostjakova<br />
(citirano po Matkoviću, 1971), prinosi žitarica se smanjuju adekvatno dužini plavljenja.<br />
Y = (10 – T) 2<br />
Y = prinos žitarica u %<br />
T = trajanje plavljenja usjeva u danima<br />
Temeljem navedenog izraza proizlazi, ako su žitarice plavljene vodom tijekom 48<br />
sati (dva dana), valja očekivati njihovo smanjenje prinosa za oko 40%. Višednevna<br />
plavljenja (8 do 10 dana) praktično dovode do potpunog uginuća biljaka, a ostvareni<br />
prinosi se približavaju nuli (graf 2).<br />
Prinos %<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.<br />
Dani (Plavljenje)<br />
Grafikon 2. Utjecaj vremena plavljenja na smanjivanje prinosa žitarica<br />
36
Pri određivanju potrebnog vremena odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s poljoprivrednih<br />
površina, koje se može smatrati i granično dozvoljenim trajanjem plavljenja uzgajane<br />
kulture, treba uzeti u obzir i različitosti u toleranciji uzgajanih kultura na uvjete<br />
plavljenja, kao i razdoblje vegetacije u kojem je plavljenje bilo prisutno (L.<br />
Avakumović, 2005), tablica 7.<br />
Tablica 7. Potrebno vrijeme odvodnje suvišne vode u danima<br />
Razdoblje Ljetno-jesensko<br />
Lokacija S površine tla<br />
Iz sloja tla dubine<br />
0-25 cm<br />
Iz sloja tla dubine<br />
0-50 cm<br />
Žitarice 0,5 1,2 2-3<br />
Povrće i korjenasto<br />
bilje<br />
0,8 1,5 2-3<br />
Višegodišnje trave 1-1,5 2-3 4-5<br />
Temeljem navedenih pokazatelja može se zaključiti da se potrebno vrijeme<br />
odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s proizvodnih poljoprivrednih površina za većinu uzgajanih<br />
kultura kreće u rasponu vrijednosti od 0,5 do 1,5 dana, odnosno 12 do 36 sati.<br />
5.2. Hidromodul odvodnje<br />
Hidromodul odvodnje predstavlja jediničnu količinu suvišne vode koju treba<br />
odvesti (evakuirati) s površine od jednog, odnosno tzv. „posljednjeg“ hektara svake<br />
proizvodne jedinice. Najčešća oznaka za hidromodul odvodnje je q (l/s/ha, mm/dan).<br />
Hidromodul odvodnje (q) ovisi od većeg niza čimbenika, a najbitniji su:<br />
fizikalno-hidrauličke značajke tla, osjetljivost uzgajanih kultura na prisutnost <strong>suvišnih</strong><br />
<strong>voda</strong>, količina i intenzitet oborina, pad terena, oblik i veličina sliva, visina podzemne<br />
vode.<br />
Poznavajući vrijednost izračunatog viška vode, hidromodul odvodnje može se<br />
također izračunati (Rudić i Đurović, 2006), iz izraza:<br />
10<br />
86400<br />
4<br />
vv �<br />
q �<br />
T �<br />
gdje je: q – hidromodul odvodnje (l/s/ha); vv – višak vode (mm); T – vrijeme odvodnje<br />
(dan)<br />
Tako primjerice, hidromodul odvodnje (q) za višak vode od 50 mm i vrijeme<br />
odvodnje od 48 sati, prema navedenom izrazu, iznosi 2,90 l/s/ha.<br />
Treba istaći da u melioracijskoj praksi odvođenja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> treba razlikovati<br />
hidromodul koji se rabi kod hidromelioracijskih sustava površinske, u odnosu na<br />
podzemnu (drenažnu) odvodnju.<br />
U melioracijskoj praksi Hrvatske pri odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s proizvodnih<br />
poljoprivrednih površina putem hidromelioracijskih sustava površinske odvodnje, ili<br />
37
konkretno, pri određivanju razmaka otvorenih kanala III i IV reda na slivnim područjima<br />
Dunava, Save i Drave, koji su karakteristični po manjim padovima terena (
Po navedenoj formuli svojevremeno se je određivao mjerodavni hidromodul<br />
površinske odvodnje na melioracijskim površinama slivnih područja Drave, Dunava i<br />
Save (Marušić, 1998).<br />
U dolini Save-Posavine, za područje Črnec-polja, korištene su dobrim dijelom i<br />
empirijske formule Srebrenovića (Čović i Bagić, 1987), koje za praktičnu upotrebu<br />
imaju oblik:<br />
gdje su<br />
q<br />
q<br />
5<br />
25<br />
�<br />
3,<br />
165<br />
0,<br />
316 �<br />
2,<br />
78 � ��<br />
V � � �<br />
� �28,<br />
37�<br />
H ��<br />
� ��<br />
� �V<br />
�<br />
� � �<br />
�<br />
� ��<br />
28,<br />
37�<br />
H � � �<br />
�<br />
�<br />
4,<br />
15<br />
0,<br />
240 �<br />
2,<br />
78 � ��<br />
V � � �<br />
� �52,<br />
42�<br />
H ��<br />
� ��<br />
� �V<br />
�<br />
� � �<br />
�<br />
� ��<br />
52,<br />
42�<br />
H � � �<br />
�<br />
1 / 3<br />
3 � F �<br />
� 1 � � b ; � 2 � 2,<br />
6�<br />
� ; � � � 1 � � 2<br />
4 � J �<br />
gdje je: q – hidromodul površinske odvodnje (l/s/ha)<br />
H – srednja godišnja oborina (m)<br />
τ – ukupno vrijeme koncentracije vode (sati)<br />
V – retencijska sposobnost tla za vodu (mm)<br />
5,25 – povratna razdoblja (godina)<br />
F – površina sliva (km 2 )<br />
J – pad terena (m/km, ‰)<br />
l/s/ha<br />
l/s/ha<br />
Hidromodul kod podzemne odvodnje (cijevne drenaže) obično se poistovjećuje<br />
s pojmom specifičnog drenažnog isteka (q). Ova vrijednost predstavlja količinu vode<br />
koja se odvodi s proizvodnih poljoprivrednih površina putem drenažnog sustava u l/s/ha,<br />
ili mm/dan (Tomić, 1987). Pri čemu je 1 mm/dan = 0,116 l/s · ha, odnosno 1 l/s/ha = 8,64<br />
mm/dan.<br />
Određivanje drenažnog hidromodula također, je ovisno od više čimbenika, pri<br />
čemu su najbitniji: fizikalno-hidrauličke značajke tla, količina i intenzitet oborina, nagib<br />
terena, uzgajana kultura, visina podzemne vode, agrotehničke mjere. Najtočnije<br />
vrijednosti ovog parametra ostvarive su putem eksperimentalnih polja. U širokoj<br />
melioracijskoj praksi podzemne odvodnje (cijevne drenaže) u Hrvatskoj, ovisno od tipa<br />
tla i lokaliteta eksperimentalnog polja, dodatnih agromelioracijskih mjera, potvrđene su<br />
vrijednosti drenažnog hidromodula u rasponu od 0,4 do 5,51 l/s/ha (Petošić, 1993).<br />
Za praktične svrhe drenažni hidromodul, može se orijentacijski odrediti na<br />
temelju teksturnog sastava tla (Marjanov, 1964), tablica 8.<br />
39
Tablica 8. Vrijednosti drenažnog hidromodula odvodnje<br />
Sadržaj čestica tla<br />
60%<br />
60-40%<br />
40-30%<br />
30-20%<br />
U nedostatku hrvatskih normativa, iznosi se mišljenje Srebrenovića (1981) o<br />
mjerodavnim vrijednostima drenažnog hidromodula pri projektiranju drenažnih sustava<br />
za naše prilike (tablica 12).<br />
Tablica 12. Vrijednosti drenažnog hidromodula po Srebrenoviću (1981)<br />
Tlo<br />
Ratarske kulture<br />
q u mm/dan<br />
Povrtlarske kulture<br />
Mineralno 10-15 15-20<br />
Organsko 15-20 20-40<br />
Treba međutim, naglasiti da se iznijete vrijednosti drenažnog hidromodula<br />
prvenstveno odnose u slučaju primjene klasičnog sustava cijevne drenaže i reguliranja<br />
plitkih razina podzemnih <strong>voda</strong> u tlu (melioracijska jedinica III).<br />
5.3. Norma odvodnje<br />
Norma odvodnje predstavlja dubinu na kojoj treba održavati razinu podzemne<br />
vode pri uzgoju poljoprivrednih kultura. Ona odgovara dubini u kojoj biljke razvijaju<br />
glavninu korijenovog sustava. Norma odvodnje, u velikoj mjeri ovisi o vrsti uzgajane<br />
kulture. Osim toga, ovisi i o vrsti tla. Navode se iskustva i normativi Njemačke i<br />
Nizozemske koji se primjenjuju za određivanje norme odvodnje pri reguliranju razine<br />
podzemne vode cijevnom drenažom (Vidaček et al., 1979), tablice 13 i 14.<br />
Tablica 13. Potrebno održavanje dubine podzemne vode u cm prema njemačkim<br />
normativima<br />
Vrsta tla Travnjaci Pašnjaci Livade<br />
Laka mineralna tla 50-70 70-90 80-120<br />
Teška tla 60-80 80-100 100-120<br />
Tablica 14. Optimalna dubina podzemne vode u m pri dreniranju tla u Nizozemskoj<br />
Tekstura tla Travnjaci Oranice<br />
Gruba 0,4-0,6 0,6-0,9<br />
Srednja 0,6-0,9 0,9-1,2<br />
Fina 0,6-0,9 1,2-1,5<br />
Norma odvodnje još je uvijek neiscrpna tema istraživanja. Stalno održavanje<br />
razine podzemne vode u tlu na većoj dubini, zahtijeva duboki sustav odvodnje (duboke<br />
kanale i/ili duboku cijevnu drenažu). Međutim, duboki sustav odvodnje često je upitan,<br />
zbog nemogućnosti osiguranja efikasnog otjecanja (oplavi) kao i ekonomske<br />
opravdanosti. Zbog toga, pri određivanju norme odvodnje u drenažnom i/ili kanalskom<br />
sustavu, treba uskladiti potrebnu razinu podzemne vode (uzimajući u obzir uzgajanu<br />
kulturu) s ekonomskim pokazateljima, odnosno s dubinom drenažnih cijevi i/ili otvorenih<br />
kanala. Na temelju navedenog, daju se preporuke za normu odvodnje u drenažnom<br />
41
sustavu (dubina podzemne vode na sredini između dviju drenažnih cijevi), kao što je<br />
navedeno u tablici 15.<br />
Tablica 15. Preporuke za mjerodavnu normu odvodnje pri reguliranju razine podzemne<br />
vode cijevnom drenažom (Tomić, 1987)<br />
Kultura<br />
Dubina razine podzemne vode na sredini<br />
između drenažnih cijevi u cm<br />
Livade 30-40<br />
Pašnjaci 40-50<br />
Oranica (ratarske i povrtlarske kulture) 50-60<br />
Voćnjaci 70-90<br />
Norma odvodnje (a) je dakle, u izravnoj vezi s dubinom drenažnih cijevi (t) i/ili<br />
otvorenih kanala i visinom podzemne vode iznad cijevi (h) na sredini između dviju<br />
drenažnih cijevi, odnosno kanala (slika 45).<br />
a = t – h<br />
a = norma odvodnje u sistemu cijevne drenaže, u m<br />
t = dubina cijevi, u m<br />
h = visina podzemne vode iznad cijevi na sredini njihovog razmaka (L/2), u m.<br />
Slika 45. Prikaz norme odvodnje kod podzemnog sustava cijevne drenaže<br />
Prikazana norma odvodnje na slici 45 odnosi se na reguliranje plitke razine<br />
podzemne vode kod hidromorfnih tala putem klasičnog sustava cijevne drenaže i u<br />
uvjetima kada se radi o podzemnoj vodi koja nije jače zaslanjena niti alkalizirana.<br />
Međutim, u uvjetima kada se radi o zaslanjenim i alkaliziranim <strong>voda</strong>ma, norma odvodnje<br />
je znatno veća i ovisna je od tzv. kritične dubine podzemne vode (slika 46).<br />
42
Hkr = Hk + ha<br />
Gdje je:<br />
Hkr – kritična dubina podzemne vode<br />
Hk – visina kapilarnog podizanja podzemne vode (kapilarni potencijal)<br />
ha – dubina aktivnog sloja tla<br />
Slika 46. Shematski prikaz kritične dubine podzemne vode (L. Avakumović, 2005)<br />
Kovda (1968) je na temelju temperature zraka dao formulu za grubo<br />
izračunavanje kritične dubine slane podzemne vode:<br />
V = 170 + 8 · t ± 15<br />
Gdje je: V – kritična dubina podzemne vode u cm<br />
t – srednja godišnja temperatura zraka u o C<br />
Dakle, prema navedenom, gdje su srednje godišnje temperature zraka oko 10 o C<br />
(kao što je u većem dijelu Hrvatske), kritična dubina podzemne vode iznosi od 235 do<br />
265 cm (Tomić, 1988).<br />
U tablici 16. prikazane su vrijednosti za kritičnu dubinu podzemne vode s<br />
obzirom na teksturne značajke tala i sadržaj soli u podzemnoj vodi (L. Avakumović,<br />
2005).<br />
Tablica 16. Vrijednosti kritične dubine u pjeskovito-glinastim tlima pri različitom<br />
sadržaju soli u podzemnoj vodi<br />
Sadržaj soli u podzemnoj vodi<br />
Vrijednosti kritične dubine<br />
g/l<br />
m<br />
15 >2,5<br />
Norma odvodnje dakle, kod odvodnje zaslanjenih hidromorfnih tala ima znatno<br />
veće vrijednosti, jer je u ovom slučaju potrebno sniziti razinu podzemne vode u tlu ispod<br />
granice mogućeg kapilarnog podizanja (Hk) u rizosferni sloj tla.<br />
43
6. TEMELJNE ZNAČAJKE USPOSTAVE OPLAVI I VODOPRIJEMNIKA<br />
SUVIŠNIH VODA<br />
Uvažavajući topografska, hidrološka, pedološka i klimatska obilježja u Hrvatskoj<br />
se može izdvojiti oko 1.673.792 ha melioracijskog područja, na kojem je potrebno izvršiti<br />
odvodnju <strong>suvišnih</strong> površinskih i/ili podzemnih <strong>voda</strong>. Od ukupno 471.730 ha poplavnih<br />
površina u Hrvatskoj je postojećim hidrotehničkim objektima zaštićeno oko 263.730 ha<br />
melioracijskog područja, dok se potreba za dogradnjom i izgradnjom novih građevina za<br />
zaštitu od štetnog djelovanja vanjskih <strong>voda</strong> računa na oko 208.000 ha melioracijskih<br />
površina (Marušić, 2005). Temeljem navedenih pokazatelja, valja računati da bi u<br />
Hrvatskoj u nepovoljnim hidrološkim uvjetima uz hidromodul odvodnje od 2,0 l/s/ha,<br />
trebalo osigurati uvjete za uspješnu odvodnju (evakuaciju), kao i prijem <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u<br />
količini od oko 3,5 milijuna litara u sekundi. Dakle, osiguranje uvjeta za uspješno<br />
otjecanje (oplav) kao i prijem <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> na određenom melioracijskom području od<br />
krucijalne je važnosti u cjelokupnom sustavu njihove odvodnje.<br />
Osiguranje mehanizma mogućeg pravovremenog otjecanja (evakuacije)<br />
sakupljenih <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s određenog melioracijskog područja, poznatog u našoj starijoj<br />
literaturi pod pojmom oplavi, preduvjet je za uspješnu funkcionalnost svakog<br />
hidromelioracijskog sustava odvodnje. U svojoj knjizi „Melioracija tla“ (Bella, 1935)<br />
razlikuje tri vrste oplavi: prirodnu, umjetnu i mješovitu.<br />
Pod prirodnom oplavi podrazumijeva se prirodno odnosno gravitacijsko otjecanje<br />
sakupljenih <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s nekog melioracijskog područja, u pravcu glavnog<br />
vodoprijemnika, odnosno recipijenta (sl. 47). Da bi se ostvario temeljni uvjet za<br />
prirodnu oplav, razina vode u glavnom vodoprijemniku (recipijentu) mora, dakle, biti<br />
uvijek niža od razine vode u glavnom odvodnom umjetnom ili prirodnom vodotoku.<br />
Valja, međutim, naglasiti da je u odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u velikim dolinama naših rijeka<br />
(Dunava, Save, Drave, Mure i dr) navedeni uvjet prirodno teško ostvariv, pri čemu se<br />
odvođenje sakupljene suvišne vode s manjih melioracijskih cjelina, poznatih kao<br />
„kazeta“, odvodi putem umjetne oplavi (sl. 48). Dakle, kod umjetne ili mehaničke<br />
oplavi, razina vode u vodoprijemniku ili recipijentu područja (rijeci, jezeru, moru) je<br />
uvijek geodetski viša od razine vode u glavnom odvodnom kanalu i/ili vodotoku<br />
melioracijskog područja. U ovom slučaju evakuacija <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s melioracijskog<br />
područja, u glavni recipijent, moguća je jedino umjetnim mehaničkim načinom u obliku<br />
njihovog dizanja putem uporabe crpnih stanica. Mješovita oplav je kombinacija prirodne<br />
i umjetne oplavi.<br />
Slika 47. Shematski prikaz prirodne (gravitacijske) oplavi<br />
44
Slika 48. Shematski prikaz umjetne (mehaničke) oplavi<br />
Treba naglasiti da je u širokoj melioracijskoj praksi odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s<br />
proizvodnih poljoprivrednih površina u dolinama spomenutih rijeka, a posebice u dolini<br />
Save (Posavini), uvelike korištena mehanička oplav (evakuacija), pomoću crpnog<br />
pogona (crpnih postaja). U tu svrhu, do 1990. godine u Hrvatskoj su izgrađene ukupno 82<br />
crpne postaje, za potrebe melioracijske odvodnje. U 2004. godini u funkciji je bila 71<br />
crpna postaja, ukupnog kapaciteta 316,5 m 3 /s i snage 22.744 kW. Od navedenih crpnih<br />
postaja, ukupno je 12 crpnih postrojenja kapaciteta manjeg od 1,0 m 3 /s, a 34 crpna<br />
postrojenja su kapaciteta 2,0 do 8,0 m 3 /s. Putem 70 crpnih postaja na području Hrvatske,<br />
odvodnjava se ukupna površina od 186.798 ha (Marušić, 2005).<br />
Crpna postaja (slike 49 i 50) je građevina koja se izvodi uz nasip na najnižem<br />
dijelu odvodnjene površine, odnosno na nizvodnom kraju glavnog odvodnog kanala<br />
(GOK). Namijenjena je održavanju prihvatljive razine vode u branjenom melioracijskom<br />
području, podizanjem unutarnjih <strong>voda</strong> na višu razinu vode u vodoprijemniku, u vrijeme<br />
kad nije moguća gravitacijska odvodnja.<br />
Slika 49. Crpna postaja „Davor“, kapacitet 15 m 3 /s<br />
45
Slika 50. Shematski prikaz crpne postaje s prijelazom tlačnog cjevo<strong>voda</strong> preko<br />
obrambenog nasipa (Bićanić, 1985)<br />
Glavni dijelovi crpne postaje su: 1. kompenzacijski bazen, 2. strojarnica,<br />
3. crpka, 4. usisni bazen, 5. gravitacijski kanal, 6. tlačni cjevovod, 7. zatvaračnica,<br />
izljevna glava i nasip (slika 51).<br />
Dimenzioniranje crpnih postaja vrši se na temelju mjerodavnih hidromodula (q) i<br />
količine vode koja se može očekivati u jedinici vremena s određene površine sliva (l/s/ha,<br />
l/s/km 2 ).<br />
Slika 51. Shematski prikaz glavnih dijelova crpne postaje<br />
Crpke se redovito dimenzioniraju na manju protoku od one koja se smatra<br />
mjerodavnom za hidrauličko dimenzioniranje gravitacijske odvodnje. Ekonomski se nije<br />
pokazalo opravdanim ako se crpni agregati dimenzioniraju na maksimalnu protoku<br />
(Qmax), odnosno na vršni dio hidrograma unutarnjih <strong>voda</strong>. Obično se pri<br />
dimenzioniranju crpnih postaja uzima u obzir tzv. stupanj redukcije (η), kao odnos<br />
kapaciteta crpke (Qc) i maksimalne protoke (Qmax).<br />
46
Treba svakako istaknuti da su crpke glavni strojarski dijelovi crpnih postaja.<br />
Prema Marušiću, 2005., većina crpki koje su ugrađene u crpna postrojenja u razdoblju<br />
od početka mehaničke evakuacije <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> (1900. god.) do 1945. godine, bile su<br />
centrifugalnog tipa u horizontalnoj izvedbi. U vremenu do 1990. godine obično su<br />
ugrađivane propelerne crpke u vertikalnoj izvedbi (slika 52), a od 1990. godine ugrađeno<br />
je u Hrvatskoj i nekoliko potopljenih propelernih crpki izvedenih u bloku s<br />
elektromotorom.<br />
Slika 52. Crpna stanica, u obliku šahta s odvojrnim postrojenjima<br />
Kao glavni vodoprijemnici ili recipijenti <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s manjih ili većih<br />
melioracijskih cjelina, u kontinentalnom dijelu Hrvatske najčešće su korišteni prirodni<br />
vodotoci - rijeke. Međutim, posebice je to upečatljivo u dolini Save, suvišna <strong>voda</strong> iz<br />
glavnih odvodnih kanala, preko pumpnih postrojenja nije direktno upuštana u samu<br />
rijeku, nego u područje nizinskih retencija, a potom se preko oteretnih kanala i ustava<br />
uvodila u samu rijeku Savu. Primjer je, svakako, sustav obrane od poplava u Srednjoj<br />
Posavini, gdje se suvišne vode iz retencije Lonjskog polja, preko odteretnog kanala<br />
Lonja-Strug i ustave Trebež I upuštaju u rijeku Savu (slika 53).<br />
Slika 53. Ustava Trebež I, kapaciteta 500 m 3 /s<br />
47
7. METODE I NAČINI ODVODNJE<br />
7.1. Razvoj i primjena odvodnje<br />
Podataka o primjeni prvih sustava za odvodnju <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> ima veoma malo.<br />
Pretpostavlja se da su oni građeni istovremeno sa sustavima za navodnjavanje. Budući da<br />
su građeni isključivo od zemljanih jaraka i kanala, postojala je mala mogućnost da se veći<br />
dio ovih sustava sačuva do današnjih dana. Postoje zapisi (Herodot, 400. g. pr.n.e.) o<br />
primjeni odvodnjavanja već u starom vijeku na području Egipta i Mezopotamije.<br />
Pouzdano je utvrđeno da su prvi podzemni sustavi odvodnje (drenaže) građeni oko 1900.<br />
god. pr.n.e. u području gornjeg Egipta i Babilona, te oko 100. god. pr.n.e. u nekim<br />
dijelovima Kine. Smatra se da su u Europu znanja iz šireg područja melioracija prenijeli<br />
Feničani, dok su najstariji sustavi za odvodnju bili izgrađeni u Grčkoj (1000. g. pr.n.e.),<br />
kada je isušeno i Korajsko jezero površine oko 25.000 ha. Na Apeninskom poluotoku<br />
prvi sustavi odvodnje vezani su za isušivanje jezera Albano (397. g. pr.n.e.). Za<br />
vladavine Julija Cezara sačinjen je projekt za isušivanje jezera Celano. Prvi detaljni opis<br />
drenaže i načina njene izrade potječe iz 396. g. pr.n.e. od Columella, koji u knjizi De re<br />
rustica piše i o odvodnji pontinijskih močvara južno od Rima. Poznato je da su u vrijeme<br />
rimskog carstava hidrotehnički zahvati odvodnje bili korišteni na području današnje<br />
Njemačke, Nizozemske i Španjolske. U srednjem vijeku najintenzivnije mjere odvodnje<br />
primjenjuju se u Nizozemskoj pri formiranju poldera, te u Francuskoj na isušivanju<br />
velikih površina močvarnih tala na sjeveru Francuske (Flandriji). Intenzivniji razvoj<br />
odvodnjavanja putem drenažnih sustava započinje tek krajem XVIII stoljeća. Godine<br />
1810. počela je proizvodnja prvih suvremenih glinenih cijevi, okruglog presjeka (J.<br />
Read), a iz godine 1932. datiraju prve upute za izradu drenažnih sustava. Prva drenaža od<br />
plastičnih cijevi primijenjena je 1948. g. u SAD. Prema podacima Benetina, et al.,<br />
koncem prošlog stoljeća mjere odvodnje u svijetu bile su primjenjivane na oko 160<br />
milijuna ha (tablica 17).<br />
Tablica 17. Primjena odvodnje u svijetu (Benetin, et al., 1987)<br />
Područje<br />
Ukupna<br />
površina<br />
područja<br />
U 1.000 ha<br />
Obradive<br />
poljoprivredne<br />
površine<br />
Odvodnjena površina<br />
Potrebna Provedeno<br />
Europa (bez SSSR) 472.809 229.986 41.064 37.668<br />
Azija (bez SSSR) 2.676.621 1.019.565 38.254 31.994<br />
Afrika 2.264.613 1.009.812 4.960 2.398<br />
Sjeverna i Srednja Amerika 2.140.488 618.277 66.664 67.654<br />
Južna Amerika 1.753.691 545.902 10.979 7.801<br />
Australija i Oceanija 842.906 516.885 2.396 904<br />
SSSR 2.227.200 605.706 55.270 12.161<br />
UKUPNO 12.378.328 4.546.133 219.587 160.580<br />
Vjerojatno najstariji opsežni radovi planirani u cilju odvodnje na našim prostorima s<br />
težištem na dolinu Save, potječu iz trećeg stoljeća naše ere, M.A. Probus (232-282.<br />
god.). Prvi poznati prijedlog opsežnih radova u cilju obnove plovnosti rijekom Savom<br />
vezan je za 1770. god., a prvi cjeloviti projekt uređenja korita Save i odvodnje doline od<br />
48
Rugvice do Stare Gradiške sačinjen je 1793. god. U razdoblju od 1870-1890. god.<br />
izveden je velik dio radova na gradnji savskih nasipa u Slavoniji. U istom razdoblju<br />
primjetni su značajniji hidrotehnički zahvati na obrani od poplava i odvodnji <strong>suvišnih</strong><br />
<strong>voda</strong> i na ostalim vodnim područjima u Hrvatskoj: vodno područje slivova Drave i<br />
Dunava, Primorja i Istre, te Dalmacije.<br />
Prvi počeci primjene cijevne drenaže u Hrvatskoj, javljaju se na kraju XIX i<br />
početku XX stoljeća. U tom vremenu bilježimo prvu organiziranu izvedbu cijevne<br />
drenaže u Brezovici (D. Miholjac). Prvo drenažno polje u Brezovici izgrađeno je (Prof.<br />
Bella) u razdoblju 1903-1906. god. (slika 54). U kasnijem razdoblju slijedila su i ostala<br />
polja, tako da je već 1911. godine cijevna drenaža od glinenih cijevi bila ugrađena na oko<br />
7.500 katastarskih jutara (k.j.) ili oko 4.300 ha.<br />
Slika 54. Drenaža u Brezovici (D. Miholjac), Hvatala su dana: dužinom, padom i<br />
kalibrom. Oznake: SISALA 1, 2, 3, 4…,DRENSKI SISTEM I, I, III, …XI; DRENSKA<br />
GRUPA D, E (Izvor: Bella)<br />
49
U razdoblju između dva svjetska rata izvode se pojedini zahvati na uređenju vodotoka,<br />
obrani od poplava i odvodnji u cijeloj dolini Save (Biđ-Bosutsko polje, Jelas-polje,<br />
Crnac-polje, te Mokro i Lonjsko polje). Poplave grada Zagreba 1964. godine, a potom<br />
Siska i Karlovca 1965. godine, utjecale su na urgentno rješavanje ovih problema. U ovom<br />
razdoblju ističe se izrada temeljnog projekta s rješenjem obrane od poplava gradova<br />
Zagreba, Siska i Karlovca te uređenjem Save i Kupe i rješenjem melioracijskih područja s<br />
lijeve i desne obale Save od Zagreba do Stare Gradiške (slika 55).<br />
Slika 55. Rješenje obrane od poplave gradova Zagreba, Siska i Karlovca prof.<br />
Srebrenovića iz 1968. godine (Izvor: Hrvatske vode, Tehnički arhiv)<br />
U razdoblju koje će uslijediti dolazi do revolucionarne primjene hidromelioracijskih<br />
zahvata odvodnje kako u dolini Save, isto tako u drugim slivnim područjima Hrvatske.<br />
Težište zahvata usmjereno je na odvodnju <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> na proizvodnim poljoprivrednim<br />
površinama tadašnjeg društvenog sektora (tzv. kombinata). Najveći dio<br />
hidromelioracijskih sustava površinske i podzemne odvodnje u Hrvatskoj izvedeno je u<br />
razdoblju od 1968-1988. godine (tablica 18). Prednjači dolina rijeke Save u kojoj su<br />
površinski sustavi odvodnje u potpunosti izgrađeni na oko 350.000 ha, a podzemni<br />
(drenaža) na oko 71.200 ha poljoprivrednih površina (Marušić, 2003). Razdoblje<br />
Domovinskog rata i nakon njega sve do današnjih dana obilježeno je ozbiljnom<br />
stagnacijom u primjeni hidromelioracijskog zahvata odvodnje u Hrvatskoj, kao i<br />
nedopustivim stanjem oko održavanja izvedenih sustava.<br />
50
Red.<br />
broj<br />
Tablica 18. Primjena odvodnje u Hrvatskoj (Marušić, 2003)<br />
Slivno i vodno<br />
područje<br />
Ukupna<br />
površina<br />
(ha)<br />
Meliorac.<br />
površina<br />
(ha)<br />
Stupanj izgrađenosti hidromelioracijskog sustava za<br />
odvodnju<br />
Površinska odvodnja Podzem. odvod.<br />
potpuno dijelom. neizgrađ. potpuno djelom.<br />
1. Biđ-Bosut 227 950 169 810 137 931 31 879 0 24 775 0<br />
2. Brodska Posavina 104 200 73 802 71 900 1 902 0 13 215 0<br />
3. Orljava-Londža 131 380 50 450 5 311 14 689 30 450 720 280<br />
4. Šumetlica-Crnac 99 800 52 520 26 709 8 444 17 367 7 171 0<br />
5. Subocka-Strug 58 850 25 950 0 17 000 8 950 0 5 000<br />
6. Ilova-Pakra 155 450 61 100 3 015 0 58 085 2 046 0<br />
7. Česma-Glogovnica 233 800 123 170 19 668 0 103 502 2 008 0<br />
8. Lonja-Trebež 107 050 48 450 38 757 0 9 693 11 035 0<br />
9. Zelina-Lonja 65 790 33 100 7 877 150 25 073 2 161 0<br />
10. Banovina 317 457 138 955 6 400 15 500 17 055 2 500 2 000<br />
11. Kupa 443 150 71 050 8 018 0 63 032 2008 0<br />
12. Zagreb 188 460 89 877 22 777 12 200 54 900 3 574 0<br />
13. Krapina-Sutla 123 000 17 100 0 5 400 11 700 0 0<br />
I. Ukupno v.p. SAVA 2 256 337 955 334 348 363 107 164 499 807 71 213 7 280<br />
14. Vuka 179 300 156 000 130 000 26 000 0 8 000 2 000<br />
15. Baranja 105 025 75 092 66 392 8 700 0 0 0<br />
16. Karašica-Vučica 234 723 173 89 103 024 70 845 0 30 110 4 709<br />
17. Županijski kanal 87 328 64 870 49 635 9 735 5 500 6 700 3 000<br />
18. Bistra 136 425 68 640 4 415 53 225 11 000 1 200 0<br />
19. Plitvica-Bednja 103 733 34 850 5 732 25 071 4 047 205 0<br />
20. Međimurje 73 500 53 118 3 042 11 120 38 956 1 982 10 180<br />
II. Ukupno<br />
DRAVA DUNAV<br />
920 034 626 439 362 240 204 696 59 503 48 197 19 889<br />
21. Mirna-Dragonja 12 770 12 770 1 020 1 180 10 570 1 020 0<br />
22. Raša-Boljunčica 7 850 7 850 740 1 790 5 320 740 0<br />
23. Kvarnersko primorje i<br />
otoci<br />
530 530 0 65 465 0 0<br />
24. Gorski kotar 1 200 1 200 0 0 1 200 0 0<br />
25. Podvelebitsko primorje<br />
i otoci<br />
600 600 0 0 600 0 0<br />
26. Lika<br />
Ukupno<br />
20 070 20 070 0 0 20 070 0 0<br />
III Primorje, Istra,<br />
Gorski kotar i Lika<br />
43 020 1 760 3 035 38 225 1 760 0<br />
27. Zrmanja-Zadarsko pr. 15 630 15 630 2 451 3 080 10 099 314 0<br />
28. Krka-Šibensko prim. 5 380 5 380 200 1 290 3 890 0 0<br />
29. Cetina 7 456 7 456 4 046 0 3 410 0 0<br />
30. Srednjedalmatinsko<br />
primorje i otoci<br />
530 530 0 0 530 0 0<br />
31. Vrljika 4 520 4 520 0 1 100 3 420 0 0<br />
32. Matica 3 330 3 330 0 1 320 2 010 0 0<br />
33. Neretva-Korčula 10 459 10 459 5 605 1 867 2 987 0 0<br />
34. Dubrovačko primorje i<br />
otoci<br />
1 694 1 694 84 1 110 500 0 0<br />
IV. Ukupno Dalmacija 48 999 12 386 9 767 26 846 314 0<br />
Sveukupno Hrvatska 1 673 792 724 749 324 662 624 381 121 484 27 169<br />
51
7.2. Površinska odvodnja<br />
Odvodnja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s određenog melioracijskog područja površinskim putem<br />
u obliku otvorenih prirodnih vodotoka i/ili umjetnih kanala zasigurno spada u najstarije<br />
metode odnosno sustave odvodnje. Osnovna zadaća ove metode odvodnje u biljnoj<br />
proizvodnji je da suvišnu unutrašnju vodu pretežito površinskog podrijetla s određenih<br />
proizvodnih poljoprivrednih površina najkraćim putem, i u potrebnom vremenskom<br />
razdoblju, odvede do temeljnog vodoprijemnika (recipijenta) područja.<br />
S aspekta šire melioracijske prakse i hdirotehničkih melioracija u Hrvatskoj,<br />
opravdana je podjela površinske odvodnje na osnovnu i detaljnu.<br />
7.2.1. Osnovna površinska odvodnja<br />
Osnovnu površinsku odvodnju čine prirodni i/ili umjetni melioracijski vodotoci,<br />
najčešće kanali tzv. prvog i drugog reda (u nastavku kanali I. i II. reda), te adekvatne<br />
hidrotehničke građevine (najčešće crpne postaje i ustave), koje omogućuju efikasno<br />
odvođenje sakupljene vode sa cijelog melioracijskog područja, do glavnog<br />
vodoprijemnika odnosno recipijenta. Dakle, navedeni melioracijski vodotoci odnosno<br />
kanali imaju isključivo tranzitnu ulogu u evakuaciji sakupljenih <strong>voda</strong> s užeg ili šireg<br />
melioracijskog područja. U tom pogledu melioracijski vodotok I. reda (slika 56) je<br />
najčešće regulirani prirodni vodotok, koji u određenim prilikama može ujedno poslužiti i<br />
kao glavni recipijent područja. S obzirom na vrijednosti maksimalnih vodostaja i protoka<br />
koje se mogu pojaviti u određenom povratnom razdoblju (5, 10, 50 godina), često je na<br />
ovim vodotocima predviđena izgradnja obrambenih nasipa za zaštitu od poplava i<br />
vanjskih <strong>voda</strong>, kao i odgovarajućih crpnih postrojenja i ustava. Hidrauličke dimenzije<br />
(dubina, širina vodnog lica, širina dna) melioracijskog vodotoka I. reda ovisne su o<br />
veličini slivne površine i mjerodavnom hidromodulu površinske odvodnje, odnosno<br />
maksimalnim protokama. Na temelju navedenih pokazatelja vrši se obvezatno<br />
hidrauličko dimenzioniranje poprečnog presjeka, odnosno „korita“ ovog<br />
melioracijskog vodotoka.<br />
Slika 56. Prikaz melioracijskog vodotoka I. reda<br />
52
U domenu osnovne površinske odvodnje ubrajaju se i melioracijski kanali II.<br />
reda (slika 57). Ovi kanali predstavljaju u stvari glavne odvodne kanale (GOK), koji<br />
odvode suvišnu površinsku vodu s manjih hidromelioracijskih cjelina tzv. „kazeta“, koje<br />
čine cjelovite dijelove melioracijskog šireg područja. Važno je naglasiti da se i ovi kanali<br />
hidraulički dimenzioniraju na mjerodavne protoke određenog povratnog razdoblja.<br />
Logično je zaključiti da se sakupljena <strong>voda</strong> iz kanala II. reda odvodi gravitacijski i/ili<br />
mehanički putem crpnih postaja u meliorcijski vodotok I. reda. Orijentacijske, odnosno<br />
prosječne vrijednosti osnovnih hidrauličkih dimenzija kanala II. reda su slijedeće<br />
(Marušić, 1985): širina dna od 3,0 do 10,0 m, dubina kanala 3,0-3,5-5,0 m, pokos<br />
nagnutih stranica m = 1,5-2,0-2,5-3,0. Budući da su kanali II. reda isključivo umjetni<br />
melioracijski vodotoci, koji se grade (kopaju) u zemljanim uvjetima, poprečni presjek im<br />
je uvijek trapez, odgovarajućih hidrauličkih dimenzija (sl. 58).<br />
Slika 57. Prikaz melioracijskog kanala II. reda<br />
Slika 58. Shematski prikaz i hidrauličke dimenzije otvorenih kanala osnovne odvodnje(I i<br />
II reda)<br />
53
7.2.2. Detaljna površinska odvodnja<br />
Najstarija je metoda odnosno način reguliranja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s proizvodnih<br />
poljoprivrednih površina. Temeljna zadaća ove odvodnje je da višak vode s proizvodnih<br />
površina u toku mjerodavnog vremena odvede u kanale osnovne odvodnje (I. i II. reda).<br />
Sam naziv upućuje na činjenicu da se ovdje radi o takvoj odvodnji, koja je direktno<br />
povezana sa samim detaljem kao proizvodnom jedinicom, odnosno parcelom ili tablom.<br />
7.2.2.1. Sustav srednje dubokih kanala<br />
Detaljna površinska odvodnja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> na području Hrvatske temeljena je na<br />
izgradnji otvorenih melioracijskih kanala III. i IV. reda, koji po svojim hidrauličkim<br />
elementima odgovaraju tzv. srednje dubokim kanalima.<br />
Melioracijski kanali III. reda (slika 59), često se u praksi nazivaju i sabirni<br />
odvodni kanali (SOK), koji sabiru suvišne vode iz većeg broja melioracijskih kanala IV.<br />
reda i odvode je u kanale II. reda. Pored terenskih elemenata, njihova trasa uvjetovana je<br />
zahtjevima oblikovanja suvremenih poljoprivrednih proizvodnih površina (tabli). Tako je<br />
u našoj melioracijskoj praksi odvodnje, dužina ovih kanala najčešće varirala od 1.500-<br />
2.000 m. Prosječne hidrauličke dimenzije kanala bile su slijedeće: širina dna od 1,0 do<br />
3,0 m, dubina od 2,0-3,0-3,5, pokos stranica m = 1,5-2,0-2,5. Hidrauličke dimenzije<br />
kanala često puta nisu određivane na temelju potrebnih parametara, kao što su<br />
maksimalna protoka i povratno razdoblje, što je uvjetovano relativno manjim količinama<br />
vode, koju su ovi kanali odvodili.Treba naglasiti da su u okviru cjelokupne organizacije<br />
melioracijskog područja, uz ove kao i kanale II. reda, obično projektirani i adekvatni<br />
poljski putovi.<br />
Slika 59. Prikaz melioracijskog kanala III reda<br />
Melioracijski kanali IV. reda (slika 60), to su u stvari paralelni ili detaljni<br />
odvodni kanali (DOK), jer direktno utječu na sam oblik i veličinu proizvodne parcele<br />
odnosno table. Imaju možda i najbitniju ulogu u cjelokupnom sustavu površinske<br />
odvodnje, jer im je osnovna zadaća u pravovremenoj evakuaciji <strong>suvišnih</strong> uglavnom<br />
površinskih <strong>voda</strong> sa same proizvodne jedinice. Sakupljenu vodu odvode u melioracijske<br />
kanale III. reda. Ovi su kanali najmanjih hidrauličkih dimenzija: širine dna od 0,50-0,60-<br />
54
0,80 m, dubine od 1,50-2,0-2,5 m, pokosa stranica m = 1,25-1,50-1,75-2,00, dužine<br />
kanala od 500-800-1.000 m, minimalnog pada od 0,4‰, razmaka kanala od 180 do 350<br />
m (slika 61).<br />
Kako navodi Marušić, 1985. za određivanje mjerodavnog razmaka ovih kanala na<br />
melioracijskim područjima s malim padovima terena (I = 0,5-2,0‰), kakvi prevladavaju<br />
unutar slivnih područja Save, Drave i Dunava, potvrdila se opravdanom primjena formule<br />
A.N. Kostjakova:<br />
0,<br />
5<br />
D �<br />
� c � t<br />
2<br />
o<br />
0.<br />
75 ����i� � 4K<br />
�<br />
� � i<br />
1<br />
2<br />
(m)<br />
D-razmak kanala IV. reda (m)<br />
c=α√J – karakterizira prilike otjecanja<br />
to=mjerodavno vrijeme otjecanja suvišne vode s parcele (sati)<br />
J=pad parcele-terena, (‰), pad slivne površine<br />
Α = 87/γ – koeficijent karakterizira terenske uvjete otjecanja<br />
� Mjerodavne vrijednosti koeficijenta površinske hrapavosti za<br />
- obrađene površine, brazde u smjeru pada γ = 2<br />
- oranice, bez brazda γ = 3,5<br />
- pašnjaci γ = 4<br />
- prirodne livade γ = 6 do 8<br />
- neravne površine γ = 8 do 15<br />
σ = koeficijent površinskog otjecanja<br />
i = intenzitet oborine (mm/sat), i = h/tk<br />
tk = vrijeme trajanja mjerodavne oborine (1-2 dana)<br />
K1= poniranje vode u tlo (mm/sat)<br />
H = visina oborine (mm)<br />
Slika 60. Prikaz melioracijskog kanala IV. reda<br />
55
Slika 61. Shematski prikaz i hidrauličke dimenzije otvorenih kanala detaljne odvodnje<br />
(III i IV reda)<br />
U primjeni suvremene poljoprivredne mehanizacije koja je u Hrvatskoj nastupila<br />
početkom sedamdesetih godina prošlog stoljeća, reljefne razlike na dispoziciju kanalske i<br />
putne mreže nisu smjele kočiti intenzifikaciju i mehanizaciju poljoprivredne proizvodnje<br />
na melioracijskim područjima. Stoga je u nizinskim melioracijskim područjima<br />
prevladavalo načelo paralelnog postavljanja sabirnih i detaljnih kanala. Sabirni kanali (III<br />
reda) redovno su projektirani u pravcu generalnog pada terena na individualnom sektoru<br />
vlasništva, a obrnuto na društvenom. Detaljni ili tzv. „suhi kanali“ (IV reda) na<br />
društvenim površinama najčešće imaju smjer generalnog pada terena radi obrade po<br />
dužoj strani table, a na individualnom posjedu obrnuto (slika 62).<br />
Slika 62. Prikaz površinske odvodnje otvorenim kanalima u srednjoj Posavini<br />
56
Na slici 63 prema Marušiću, 1985., prikazan je plan kanalske mreže površinske<br />
odvodnje, s vrstom neophodnih pratećih objekata.<br />
Slika 63. Situacija kanalske mreže površinske odvodnje s pratećim objektima<br />
(Marušić, 1985)<br />
Općenito, kao i svaki drugi sustav, tako i prikazani sustav površinske odvodnje<br />
otvorenim kanalima (I, II, III i IV. reda), koji je korišten u širokoj melioracijskoj<br />
praksi odvodnje u Hrvatskoj, ima svojih prednosti i nedostataka, među kojima valja<br />
izdvojiti slijedeće:<br />
Prednosti:<br />
� mogućnost odvođenja velikih količina <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u kratkom vremenskom<br />
intervalu<br />
� velika mogućnost retencije <strong>suvišnih</strong> površinskih <strong>voda</strong> u samoj mreži otvorenih<br />
kanala (I, II, III i IV reda)<br />
� djelotvornost otvorenih kanala i kod malih relativnih padova terena (0,15-<br />
0,50‰)<br />
� relativno jeftinija cijena izgradnje sustava<br />
57
Nedostaci:<br />
� gubitak na proizvodnim površinama, koji se može kretati i do 15%<br />
� prepreke pri obavljanju agrotehničkih operacija (sjetva, žetva, zaštita)<br />
� pospješuju rast hidrofilne (zeljaste i drvenaste) vegetacije i korova<br />
� povećavaju rizik u pravcu mogućeg onečišćenja tla, površinskih i podzemnih<br />
<strong>voda</strong><br />
Izvođenje i održavanje hidromelioracijskih sustava površinske odvodnje otvorenim<br />
kanalima<br />
U današnjim uvjetima, izvođenje i održavanje detaljnih sustava za površinsku<br />
odvodnju vrši se u potpunosti automatski, putem specijalnih strojeva – mehanizacije, kao<br />
što su: bageri, kanalokopači, buldozeri, ravnjači, razni tipovi kosilica i mlatilica (sl. 64).<br />
Slika 64. Izvedba otvorenih kanala IV. reda hidrauličkim bagerom s profiliranom<br />
kašikom<br />
Održavanje hidromelioracijskih sustava površinske odvodnje je vrlo<br />
zahtjevno. Tako otvoreni kanali III i IV reda zahtijevaju redovitu košnju, koju treba<br />
obavljati kontinuirano svake godine. Izmuljivanje i čišćenje dna kanala, trebalo bi<br />
obavljati minimalno svakih 3 do 4 godine. U protivnom, u kanalima dolazi do<br />
intenzivnog rasta, u početku raznih vrsta hidrofilnog zeljastog bilja (šaševi), a potom i<br />
drvenastih hidrofila (vrba, joha, topola).<br />
Zbog neredovitog održavanja postojeće kanalske mreže, posebice kanala III i IV<br />
reda, situacija u Hrvatskoj na površini od gotovo 1.000.000 ha, na kojoj su ovi sustavi u<br />
potpunosti i/ili djelomično izvedeni, je u vrlo lošem stanju, što znatno utječe na njihovu<br />
efikasnost u odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> (slika 65).<br />
58
Slika 65. Prikaz lošeg održavanja otvorenih melioracijskih kanala u Hrvatskoj<br />
7.2.2.2. Sustav srednje dubokih kanala i baulacije tla<br />
Sedamdesetih godina prošlog stoljeća ovaj sustav detaljne odvodnje primjenjivao<br />
se je za reguliranje <strong>suvišnih</strong> površinskih <strong>voda</strong> posebice u dolini Save (Posavini).<br />
Uglavnom je primjenjivan na tlima težeg i teškog teksturnog sastava i uvjetima kada je<br />
prirodni nagib površine bio nedovoljan za uspješno otjecanje suvišne oborinske<br />
(površinske) vode. Bauliranje tla je, u stvari, „napinjanje zemljišne površine“ ili<br />
izvođenje slogova na proizvodnoj površini, s pomoću načina obrade, pri čemu se stalno<br />
primjenjuje „naoravanje“. Ovaj sustav ima više varijanti, od kojih valja istaći dvije:<br />
� dvosmjernu baulaciju sa stalnim plitkim kanalima;<br />
� dvosmjernu baulaciju s privremeno plitkim kanalima.<br />
7.2.2.2.1. Dvosmjerna baulacija tla sa trajnim plitkim kanalima<br />
To je, u stvari, talijanska varijanta u rješavanju <strong>suvišnih</strong> oborinskih ili<br />
površinskih stagnirajućih <strong>voda</strong> na proizvodnim površinama. Toliko je metoda stara da joj<br />
Olliva (cit. po Matkoviću, 1971) pripisuje rimsko podrijetlo. Pri izvođenju baula<br />
(slogova) treba ostvariti jednoličan nagib od minimalno 1% od sredine sloga do stalnih<br />
plitkih kanala na obje strane. Širina baula ili slogova je najčešće 25-40 m, a ovisi, u<br />
stvari, o propusnosti tla za vodu. Prema Ollivi (cit. po Matkoviću, 1968), za tla koja<br />
imaju vrlo malu propusnost širina slogova iznosi 12,5-25,0 m, pri maloj propusnosti 25,0-<br />
59
37,5 m, a za tla s umjerenom propusnosti tla za vodu, širina sloga može iznositi 37,5-50,0<br />
m. Kako je propusnost naših teških tala (npr. pseudoglejna tla) u granicama vrlo malih i<br />
malih vrijednosti, u nas se je primjenjivala širina slogova od 25 do 37,5 m. Dužina<br />
slogova obično je iznosila 150-300 m. Stalni plitki kanali duboki su 0,8-1,0 m, a dugi<br />
kao što je dužina sloga. Na jednom ili oba kraja ovih plitkih kanala ugrađivani su<br />
podzemni propusti (cijevi) kroz koje je <strong>voda</strong> ispod navratine odlazila u kanale IV reda<br />
(slike 66).<br />
Slika 66. Sustav dvosmjerne baulacije sa stalnim plitkim kanalima<br />
(Sevenhuijsen, 1994)<br />
Stalni plitki kanali izvode se kanalokopačem, a planiranje i napinjanje slogova s<br />
pomoću buldozera, skrepera i ostalih strojeva za uređenje površina. Budući da su se u<br />
našoj dosadašnjoj praksi ostvarivale manje dužine slogova, odnosno linije obrade tla 150-<br />
300 m, da je dosta skupo održavanje ovog sustava, da se gubi dosta obradive površine i<br />
da se dobiva neujednačen usjev (slabiji je usjev što je bliži plitkim kanalima), ovaj sustav<br />
je pokazao veći broj nedostataka, pa je već petnaestak godina nakon početka njegove<br />
primjene, došlo do postepenog napuštanja, pogotovo na površinama bivšeg društvenog<br />
sektora.<br />
7.2.2.2.2. Dvosmjerna baulacija tla s privremeno plitkim kanalima je ustvari<br />
naša varijanta, a, u biti, je modifikacija talijanske metode dvosmjerne baulacije.<br />
Osnovna razlika ove varijante u odnosu na dvosmjernu baulaciju sa stalnim plitkim<br />
60
kanalima, sastoji se u dubini kanala. Naime, ovdje su kanali plići (0,6-0,8 m) i<br />
predstavljaju produbljene i proširene odvodne komore (razorne jarke), koji se formiraju<br />
u sustavu naoravanja slogova u više navrata. Zbog toga su za domaću varijantu bile<br />
potrebne manje investicije i bilo je lakše sustav održavati. Svi ostali detalji gotovo su<br />
jednaki talijanskoj varijanti dvosmjerne baulacije. Domaća varijanta se u navedenom<br />
razdoblju dosta primjenjivala u području savske doline, ali je već nakon kraćeg razdoblja,<br />
zbog navedenih razloga, došlo do njene zamjene sa sustavima kombinirane detaljne<br />
odvodnje (slike 67 i 68).<br />
Slika 67. Sustav dvosmjerne baulacije tla s privremeno plitkim kanalima u Posavini<br />
(naša varijanta)<br />
Slika 68. Prikaz dvosmjerne baulacije sa stalnim plitim kanalima (talijanska varijanta)<br />
(Jelaković i Braun, 1961)<br />
61
7.3. Podzemna odvodnja<br />
U melioracijskoj praksi Hrvatske, pod pojmom podzemne odvodnje,<br />
podrazumijeva se odvođenje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s poljoprivrednih proizvodnih površina,<br />
odnosno tla putem podzemnih ukopanih (drenažnih) cijevi. Naime, podzemna se<br />
odvodnja danas u poljoprivredi praktično poistovjećuje s pojmom cijevne drenaže.<br />
Valja naglasiti da je intenzivniji razvoj odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> putem drenažnih<br />
sustava u Europi tek započeo krajem XVIII stoljeća, nakon što je 1810. godine počela<br />
proizvodnja prvih suvremenih glinenih cijevi okruglog profila. U Hrvatskoj su prve<br />
drenaže s glinenim cijevima izvedene krajem XIX i početkom XX stoljeća. Međutim,<br />
«revolucija» u odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> putem cijevne drenaže s poljoprivrednih površina<br />
nastupila je nakon upotrebe PVC (polivinil klorid) drenažnih cijevi (šezdesete godine<br />
prošlog stoljeća). Zemlje s najvećim udjelom dreniranih površina putem cijevne drenaže<br />
u Europi su Velika Britanija, Finska, Norveška, Nizozemska i Mađarska. U Hrvatskoj,<br />
kao što je već navedeno, intenzivan razvoj cijevne drenaže u odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s<br />
poljoprivrednih površina nastupa tijekom sedamdesetih i traje sve do devedesetih godina<br />
prošlog stoljeća. Prema Marušiću, 2001., u navedenom razdoblju, ukupno je u Hrvatskoj<br />
drenirano oko 150.000 ha (148.653 ha) poljoprivrednih površina, od čega 121.484 (ha) u<br />
potpunosti, a 21.169 (ha) djelomično.<br />
Najveći dio dreniranih poljoprivrednih površina nalazi se u dolini Save (78.493<br />
ha). Izgrađenost sustava podzemne detaljne odvodnje cijevnom drenažom u bazenskom<br />
dijelu Posavine do 1992. godine prikazana je u tablici 19 (Petošić, 1993).<br />
Tablica 19. Izgrađenost sustava cijevne drenaže u bazenskom dijelu Posavine do 1992.<br />
godine<br />
Redni broj Poduzeće<br />
Poljoprivredne površine u ha<br />
ukupne obradive drenirane<br />
1. PPK Županja 17.760 14.925 6.940<br />
2. PPK Jasinje, Sl. Brod 16.450 14.580 13.310<br />
3. PPK Nova Gradiška 15.000 7.148<br />
4. Ratarstvo Novska 4.775 4.775 4.420<br />
5. Moslavka Kutina 7.580 5.502 4.102<br />
6. Posavka Sisak 2.799 1.789<br />
7. Šašina Greda 2.150 1.630<br />
8. Agroposavina Ivanić Grad 6.000 6.000<br />
9. Institut za oplemenjivanje i<br />
proizvodnju bilja<br />
2.608 2.200 2.161<br />
10. Božjakovina 3.030 2.510 2.510<br />
11. Agroposavlje Velika Gorica 2.170 2.170 714<br />
Ukupno 72.611 50.724<br />
62
U tablici 20, dat je prema Dadiću (1990) prikaz ukupnih i dreniranih poljoprivrednih<br />
površina u državnom vlasništvu u slivu Biđa i Bosuta do 1990. godine.<br />
Temeljem pokazatelja iz tablica 18 i 19 razvidno je da je najveći dio (preko 99%) sustava<br />
podzemne odvodnje u obliku cijevne drenaže u Posavini izveden na državnom<br />
poljoprivrednom zemljištu u sklopu bivših poduzeća (tzv. kombinata).<br />
Tablica 20. Prikaz ukupno dreniranih površina u državnom vlasništvu i osnovni<br />
pokazatelji cijevne drenaže u slivu Biđa i Bosuta (Dadić 1990)<br />
Općina<br />
Državne površine Prosječno<br />
ukupno (ha) drenirano (ha)<br />
gustoća<br />
drenaže<br />
(m/ha)<br />
razmak<br />
drenaže (m)<br />
Vinkovci 23.565 12.832 357 28<br />
Županja 17.763 6.939 354 29<br />
Sl. Brod 16.457 9.667 455 22<br />
Đakovo 15.538 2.820 303 33<br />
Vukovar 3.118 1.775 313 32<br />
Ukupno 76.441 34.033 356 29<br />
7.3.1. Sustav horizontalne cijevne drenaže<br />
U literaturi se navode različiti nazivi za ovaj sustav odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>.<br />
Često se rabe nazivi: paralelna ili plošna cijevna drenaža, klasični sustav cijevne drenaže,<br />
dvostrešna paralelna cijevna drenaža i dr. Zajednički naziv im je da se kod ovog sustava<br />
suvišna <strong>voda</strong> iz tla odvodi podzemnim drenažnim cijevima (danas isključivo od PVC-a),<br />
koje se za razliku od vertikalne drenaže postavljaju horizontalno.<br />
Ovaj sustav odvodnje najbolje rezultate ostvaruje kod hidromorfnih tala koja<br />
imaju problem plitkih podzemnih <strong>voda</strong> (III. melioracijska jedinica), gdje je temeljni cilj<br />
sustava spuštanje visoke razine vode u tlu na odgovarajuću dubinu, odnosno normu<br />
odvodnje.<br />
Da bi se to ostvarilo, sustav cijevne drenaže treba pokrivati cijelu melioracijsku<br />
površinu, pri čemu se cijevi postavljaju prema adekvatnim elementima i normativima.<br />
Međutim, treba istaći da ovaj sustav odvodnje često čini temelj i u kombinaciji s<br />
dodatnim agromelioracijskim mjerama (kombiniranoj odvodnji), pri čemu se može<br />
uspješno rješavati problem bilo koje vrste <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u tlu.<br />
Drenažne cijevi prema svojoj funkciji odvođenja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> dijele se na: sisala,<br />
hvatala i kolektore.<br />
Sisala ili sabirači su drenažne cijevi standardnih promjera (50, 65 i 80 mm).<br />
Hvatala su drenažne cijevi većih profila, najčešće 100, 125 i 160 mm promjera. Kolektori<br />
su drenažne i/ili druge cijevi obično promjera većeg od 160 mm. Za lakše razumijevanje<br />
daljnje problematike, koja se opisuje u ovom dijelu udžbenika ukazuje se na temeljne<br />
principe mogućeg postavljanja drenažnih cijevi kod ovog sustava.<br />
63
Tako se u ovisnosti od smjera postavljanja sisala na generalni pad terena mogu<br />
razlikovati tri tipa (načina), sl. 69:<br />
� uzdužna drenaža<br />
� okomita drenaža<br />
� kosa drenaža<br />
Slika 69. Prikaz mogućih tipova (načina) postavljanja drenažnih cijevi (sisala):<br />
a) uzdužni; b) okomiti; c) kosi<br />
Kod uzdužne drenaže sisala se postavljaju uzduž, odnosno niz pad terena, dakle,<br />
okomito na izohipse i približno s pravcem generalnog toka vode. Općenito je mišljenje,<br />
da je ovaj način postavljanja sisala prikladan na nagibu terena oko 5‰. Prednost ovog<br />
načina postavljanja drenažnih cijevi (sisala) je u maksimalnom korištenju nagiba terena<br />
pri otjecanju sakupljene vode. Međutim, negativna strana mu je u maloj širini utjecaja<br />
drenaže, budući da je tok vode paralelan s položajem cijevi, što zahtijeva manje<br />
rastojanje (razmak) između cijevi.<br />
Okomita drenaža – sisala se postavljaju približno okomito na generalni pad terena,<br />
odnosno tok površinske i/ili podzemne vode. Budući da sijeku tokove <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>, ovaj<br />
način je znatno efikasniji u njihovoj odvodnji od uzdužnog. Negativna strana mu je što<br />
pri izgradnji sustava valja osigurati minimalni umjetni pad drenažnim cijevima<br />
(sisalima). Drži se da je ovaj način moguće primjenjivati na nagibima terena ≥10%o.<br />
Kosa drenaža – sisala se polažu koso prema izohipsama, odnosno generalnom padu<br />
terena i tokovima <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>. Ovaj se način obično smatra kao najpovoljniji, budući<br />
64
da dobro sakuplja i odvodi sakupljenu vodu izvan odvodnjenog područja. Izvodi se kod<br />
nagiba terena od 5-10‰.<br />
Sustav cijevne drenaže može biti izgrađen s direktnim upustom (izljevom) sisala u<br />
otvorene kanale IV., u rjeđim slučajevima i III. reda. Valja naglasiti da je u Hrvatskoj<br />
više od 90% izvedene cijevne drenaže upravo s izljevom sisala u otvorene kanale (sl. 70 i<br />
71). Prednost ovakvog sustava je u mogućoj kontroli rada i utvrđivanju efikasnosti svake<br />
drenažne cijevi, odnosno sisala. Kao loša strana, može se smatrati prisutnost otvorenih<br />
kanala koji, pored što otežavaju prijelaz s jedne proizvodne jedinice (tabele) na drugu,<br />
utječu i na određeni gubitak same proizvodne površine (zemljišta).<br />
Međutim, cijevna drenaža može biti izvedena u pravom smislu riječi kao «zatvoreni»<br />
podzemni sustav, pri čemu sisala, hvatala i kolektori čine jednu povezanu funkcionalnu i<br />
jedinstvenu cjelinu (sl. 72 i 73). Loša je strana ovakvog sustava nemogućnost kontrole<br />
efikasnosti pojedinih njegovih segmenata, pa zahtijeva izgradnju dodatnih kontrolnih<br />
šahtova. Budući da kod ovog sustava izostaju otvoreni kanali, nema gubitaka na<br />
proizvodnoj površini, niti zapreka u prijelazima tijekom agrotehničkih operacija s jedne<br />
proizvodne jedinice na drugu, što je i najveća pozitivna strana ovakvog sustava.<br />
Slika 70. Shematski prikaz tzv.<br />
„otvorenog“ drenažnog sustava, s<br />
izljevom sisala u otvorene kanale III reda<br />
Slika 71. Prikaz „otvorenog“ drenažnog<br />
sustava s izljevom sisala u otvorene kanale<br />
IV reda<br />
65
Slika 72. Shematski prikaz „zatvorenog“<br />
drenažnog sustava<br />
7.3.1.1. Princip rada i temeljni elementi cijevne drenaže<br />
Slika 73. Prikaz „zatvorenog“ drenažnog<br />
sustava<br />
Suvremene drenažne cijevi (glinene i/ili plastične od PVC-a) funkcioniraju na način da<br />
suvišna <strong>voda</strong> (površinska i/ili podzemna) ulazi u cijev na spojevima cijevi (glinene) ili<br />
kroz perforirane otvore (plastične), sl. 74.<br />
Slika 74. Shematski prikaz ulaska vode u drenažnu cijev od gline (A) i od PVC-a (B)<br />
66
Da bi se osiguralo uspješno odvođenje suvišne vode iz tla, površina perforacija<br />
kod drenažnih cijevi od PVC-a ne bi smjela biti manja od 4-10 cm 2 /m. Međutim, u SAD i<br />
nekim zemljama preporuka je za primjenom drenažnih cijevi koje imaju površinu<br />
perforacija 50-100 cm 2 /m (Avakumić, 2005). U Njemačkoj se procjenjuje da minimalna<br />
vodoprijemna površina kod drenažnih cijevi treba iznositi 8,0 cm 2 /m. Važno je<br />
napomenuti da cijevna drenaža od plastičnih cijevi (PVC-a) prima suvišnu vodu, dakle<br />
putem perforiranih otvora (rupica), pri čemu njihova ukupna površina za promjer cijevi<br />
od 50 mm iznosi oko 26 cm 2 /m, što je za 2,6-5,2 puta više od ukupne površine tzv.<br />
spojnih zazora kod glinenih cijevi. Temeljem provedenih eksperimenata u<br />
laboratorijskim uvjetima, dokazano je da se drenažna cijev od plastike prema<br />
vodoprijemnom učinku malo razlikuje od idealne cijevi (drena), koji predstavlja<br />
cilindričnu površinu u tlu i prima podzemnu vodu cijelom svojom površinom (sl. 75).<br />
Slika 75. Prikaz usporedbe između proračunatih (crveno) i modelom dobivenih (plavo)<br />
strujnica podzemne vode prema drenažnoj cijevi<br />
Pored neprijeporno potrebnog osiguranja dobrog ulaska suvišne vode u samu<br />
cijev, na efikasno funkcioniranje cijevne drenaže (u daljnjem tekstu misli se na<br />
drenažu od PVC-a), neosporno utječu slijedeći temeljni elementi i normativi: dubina,<br />
razmak, promjer, pad i dužina postavljanja drenažnih cijevi.<br />
Dubina cijevne drenaže je funkcija više značajnih čimbenika, od kojih treba<br />
izdvojiti slijedeće: uzgajanu kulturu, uslojenost odnosno stratigrafiju tla, mogućnost<br />
uspostavljanja dobrog otjecanja sakupljene suvišne vode (oplavi), razmak cijevne drenaže<br />
i potencijalne potrebe za izvođenjem dodatnih agrotehničkih fizikalnih mjera s dubljim<br />
fizikalnim zahvatima u profil tla (rigolanje, vertikalno dubinsko rahlenje i/ili krtičenje).<br />
Općenito se smatra da minimalna dubina postavljanja drenažnih cijevi ne bi trebala biti<br />
manja od 0,6 m, što je povezano s mogućnošću smrzavanja tla u hladnijem<br />
kontinentalnom dijelu Hrvatske. Maksimalna dubina postavljanja drenažnih cijevi<br />
vezana je za tehničke uvjete drenažnog stroja („drenmastera“) i iznosi od 2,0 do 2,2 m<br />
dubine.<br />
67
U literaturi se navode različite vrijednosti o potrebnoj dubini postavljanja<br />
drenažnih cijevi. Tako prema njemačkim inženjerskim normativima, konkretno DIN<br />
1185, daju se slijedeće vrijednosti (tablica 21):<br />
Tablica 21. Preporuke za dubinu cijevne drenaže prema DIN-u 1185<br />
Uvjeti Dubina cijevi (m)<br />
Slabo propusna tla 0,8-1,0<br />
Propusna tla 1,0-1,2<br />
Močvarno-poplavna tla 0,7-1,1<br />
Kulture s dubokim korijenom<br />
1,3-1,5<br />
(lucerna, repica, vinova loza)<br />
Hmelj 1,5-1,8<br />
Zaslanjena tla >1,8<br />
Tablica 22. Mjerodavne vrijednosti za dubinu polaganja drenažnih cijevi kod<br />
mineralnih tala prema Hunkeleru, Grubingeru i Tanneru, 1970<br />
Dubina cijevi (m) Korištenje<br />
0,8-1,0 U ratarstvu kod teških i/ili laganih tala<br />
0,7-1,0 Trajne livade i pašnjaci<br />
1,0-1,2 U ratarstvu kod srednje teških tala općenito<br />
1,2-1,4<br />
U ratarstvu kod srednje teških tala i uzgoju<br />
1,8-2,0<br />
kultura s dubokim korijenom<br />
U ratarstvu kod srednje teških tala i uzgoju<br />
hmelja i repice<br />
U melioracijskoj praksi odvodnje u Hrvatskoj, kako navodi Tomić, 1987., najčešća<br />
prosječna dubina na koju su polagane drenažne cijevi iznosila je od 0,8-1,1 m kod<br />
ratarskih kultura (sl. 76). Za većinu povrtlarskih i neke krmne kulture, dubina je bila<br />
obično manja (0,7-0,8 m), a kod višegodišnjih-drvenastih kultura od 1,2-1,6 (m).<br />
Slika 76. Prikaz drenažne<br />
cijevi na dubini oko 0,90 m<br />
68
7.3.1.1.1. Razmak cijevne drenaže<br />
Razmak na koji je potrebno ugraditi cijevi, je jedan od najvažnijih elemenata u<br />
sustavu detaljne odvodnje cijevnom drenažom. Naime, uspješnost reguliranja previsoke<br />
razine podzemne vode kod hidromorfnih tala najviše ovisi o gustoći postavljenih cijevi,<br />
pa su zbog toga problemi vezani za razmak cijevi uveliko eksperimentalno i teoretski<br />
razmatrani. S obzirom na to da je određivanje razmaka cijevi eksperimentalnim načinom<br />
neekspeditivno i traži puno stručnog angažmana, za praktične svrhe se najčešće koristi<br />
računska metoda, koristeći poznate i dokazane formule i nomograme pojedinih autora.<br />
Svaka od postojećih formula pogodna je za primjenu u određenim uvjetima, što je<br />
značajno poznavati pri određivanju razmaka cijevi. Većina formula i nomograma temelji<br />
se na postavkama Hooghoudta i Ernsta (cit. Po Grootu, 1973, te Srebrenoviću, 1981).<br />
Njihove postavke, odnosno formule odnose se na uvjete stacionarnog tečenja vode, ili<br />
stanje ravnoteže između intenziteta dolaska vode (intenzitet oborina) i intenziteta od<strong>voda</strong><br />
vode (intenzitet protoke) u sustavu odvodnje.<br />
Formule temeljene na stacionarnom tečenju vode u tlu uzimaju u obzir vertikalnu,<br />
horizontalnu i radijalnu komponentu toka vode prema cijevima (slika 77). Vertikalni tok<br />
je obično vrlo mali, tako da na dotok vode prema cijevima uglavnom utječe horizontalna<br />
i radijalna komponenta.<br />
Međutim, položaj nepropusnog sloja tla u odnosu na postavljene cijevi može različito<br />
utjecati na intenzitet horizontalnog i radijalnog toka. Zapravo, karakteristična su tri<br />
slučaja:<br />
- ako su cijevi postavljene na nepropusni sloj tada je horizontalni tok premoćan, a<br />
radijalni tok je toliko malen da ga se može i zanemariti,<br />
- ako je nepropusni sloj na većoj dubini (većoj od ¼ razmaka cijevi) u tom<br />
slučaju radijalni tok prevladava, a horizontalni je zanemariv,<br />
- ako je dubina nepropusnog sloja ispod cijevi manja od ¼ razmaka cijevi, tada<br />
imaju obje komponente utjecaj (iako može biti različit) na dotok vode<br />
prema cijevima, pa se ne smije niti jedna zanemariti.<br />
Slika 77. Shematski prikaz vertikalnog, horizontalnog i radijalnog toka vode prema<br />
drenažnim cijevima<br />
69
Proračun razmaka cijevne drenaže prema formulama Hooghoudta i Ernsta<br />
Tla na proizvodnim poljoprivrednim površinama mogu biti, prije svega, različitih<br />
fizikalno-hidrauličkih svojstava. Za određivanje razmaka drenažnih cijevi navedenim<br />
formulama najvažniji čimbenici su uslojenost tla i propusnost tla za vodu. Što se tiče<br />
uslojenosti tla, mogući su u prirodi različiti slučajevi, pri čemu su Hooghoudt (1940) i<br />
Ernst (1954) sve aproksimirali na četiri tipična slučaja i za njih dali matematička<br />
rješenja razmaka drenažnih cijevi (slika 78). U daljnjem tekstu se razmatraju samo neki<br />
od mogućih načina određivanja (proračuna) razmaka cijevi prema navedenim formulama.<br />
Slika 78. Shematski prikaz mogućih položaja drenažnih cijevi kod homogenog i<br />
dvoslojnog tla prema Hooghoudtu i Ernstu<br />
Na slici (79) dat je shematski prikaz za proračun razmaka cijevne drenaže po<br />
Hooghoudtu i za slučaj homogenog tla (slučaj a).<br />
Slika 79. Shematski prikaz za proračun razmaka cijevne drenaže po Hooghoudtu kod<br />
homogenog tla<br />
70
Iz navedenog shematskog prikaza na slici 79 Hooghoudt je za proračun razmaka cijevne<br />
drenaže izveo konačnu formulu slijedećeg oblika:<br />
gdje je:<br />
L – razmak drenažnih cijevi (sisala) u (m)<br />
k – horizontalna vodopropusnost tla u profilu od površine do nepropusnog sloja (m/dan)<br />
d – ekvivalentna dubina u (m)<br />
D – udaljenost od drenažnih cijevi do nepropusnog horizonta tla (m)<br />
h – maksimalno dozvoljena visina dizanja razine podzemne vode u tlu, na sredini između<br />
dvije drenažne cijevi u (m)<br />
n – visina dizanja razine podzemne vode iznad drenažne cijevi u (m); u pravilu n = 0<br />
f – dopustiva dubina razine podzemne vode mjereno od površine tla, na sredini između<br />
dviju drenažnih cijevi u (m); predstavlja u stvari potrebnu normu odvodnje kod<br />
drenažnog sustava<br />
q – količina oborina u (m/dan) koju treba odvesti putem sustava cijevne drenaže, odnosno<br />
hidromodul drenažne odvodnje ili specifični drenažni istek<br />
r – promjer drenažne cijevi (m)<br />
Hooghoudtova formula za proračun razmaka cijevne drenaže može se primijeniti i za<br />
slučaj dvoslojnih tala, kada se drenažne cijevi polažu na približnu dubinu koja odgovara<br />
granici između dva sloja (slučaj b).<br />
Međutim, u ovom slučaju formula je modificirana u pogledu vrijednosti k (horizontalne<br />
vodopropusnosti tla), koja se dijeli na vrijednosti k1 i k2. Tako da vrijednost k1 predstavlja<br />
navedeni pokazatelj za gornji sloj tla (iznad drenažnih cijevi), a k2 za donji sloj ispod<br />
drenaže. Formula ima dakle oblik:<br />
treba naglasiti da se ovaj oblik formule može primijeniti i za proračun razmaka drenažnih<br />
cijevi kod dvoslojnog tla kada se cijevi polažu unutar prvog sloja (slučaj d). U ovom<br />
slučaju poželjno je da se prvi sloj tla odlikuje većom horizontalnom vodopropusnošću<br />
(k1>k2).<br />
Isto tako, u slučaju da se cijevna drenaža polaže na nepropusni sloj tla, može se<br />
također za razmak cijevi koristiti reducirani oblik Hooghoudtove formule, koji glasi:<br />
71
Navedeni oblici Hooghoudtovih formula najčešće se primjenjuju u proračunu razmaka<br />
drenažnih cijevi (L), ako su poznate vrijednosti navedenih parametara: q, h, D i r. Budući<br />
da razmak cijevi (L) ovisi o ekvivalentnoj dubini (d), tablica 23, koja je funkcija od L,<br />
formulama se ne može eksplicitno izračunati razmak, pa se pribjegava metodi<br />
pokušaja. U ovoj se metodi dakle, interakcijskim koracima vrši postepeno približavanje<br />
izjednačavanju lijeve i desne strane navedenih jednadžbi, odnosno proračunu točne<br />
vrijednosti razmaka (L).<br />
Tablica 23.Vrijednosti ekvivalentnih dubina (d) u formuli Hooghoudta (za r=0,1 m, D i L<br />
u (m)<br />
D<br />
(m)<br />
0<br />
0,5<br />
0,75<br />
1<br />
1,25<br />
1,5<br />
1,75<br />
2<br />
2,5<br />
3<br />
3,5<br />
4<br />
5<br />
∞<br />
5<br />
0<br />
0,47<br />
0,6<br />
0,67<br />
0,7<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
0,71<br />
7,5<br />
0<br />
0,48<br />
0,65<br />
0,75<br />
0,82<br />
0,88<br />
0,91<br />
0,93<br />
0,93<br />
0,93<br />
0,93<br />
0,93<br />
0,93<br />
0,93<br />
10<br />
0<br />
0,49<br />
0,69<br />
0,8<br />
0,89<br />
0,97<br />
1,02<br />
0,08<br />
1,14<br />
1,14<br />
1,14<br />
1,14<br />
1,14<br />
1,14<br />
15<br />
0<br />
0,49<br />
0,71<br />
0,86<br />
1<br />
1,11<br />
1,2<br />
1,28<br />
1,38<br />
1,45<br />
1,5<br />
1,53<br />
1,53<br />
1,53<br />
20<br />
0<br />
0,49<br />
0,73<br />
0,89<br />
1,05<br />
1,19<br />
1,3<br />
1,41<br />
1,57<br />
1,67<br />
1,75<br />
1,81<br />
1,88<br />
1,89<br />
25<br />
0<br />
0,5<br />
0,74<br />
0,91<br />
1,09<br />
1,25<br />
1,39<br />
1,5<br />
1,69<br />
1,83<br />
1,93<br />
2,02<br />
2,15<br />
2,24<br />
30<br />
0<br />
0,5<br />
0,75<br />
0,93<br />
1,12<br />
1,28<br />
1,45<br />
1,57<br />
1,79<br />
1,97<br />
2,11<br />
2,22<br />
2,38<br />
2,58<br />
35<br />
0<br />
0,5<br />
0,75<br />
0,94<br />
1,13<br />
1,31<br />
1,49<br />
1,62<br />
1,87<br />
2,08<br />
2,24<br />
2,37<br />
2,58<br />
2,91<br />
40<br />
0<br />
0,5<br />
0,75<br />
0,96<br />
1,14<br />
1,34<br />
1,52<br />
1,66<br />
1,94<br />
2,16<br />
2,35<br />
2,51<br />
2,75<br />
3,24<br />
45<br />
0<br />
0,5<br />
0,76<br />
0,96<br />
1,14<br />
1,35<br />
1,55<br />
1,7<br />
1,99<br />
2,23<br />
2,45<br />
2,62<br />
2,89<br />
3,56<br />
50<br />
0<br />
0,5<br />
0,76<br />
0,96<br />
1,15<br />
1,36<br />
1,57<br />
1,72<br />
2,02<br />
2,29<br />
2,54<br />
2,71<br />
3,02<br />
3,88<br />
Da bi se olakšao i ubrzao postupak za proračun razmaka drenažnih cijevi (L), izrađeni su<br />
od većeg broja autora prikladni nomogrami. U sklopu sl. 80 prikazan je proračun<br />
razmaka drenažnih cijevi po Hooghoudtu za slučaj b (dvoslojno tlo, cijevi na granici<br />
slojeva), pomoću nomograma po van Bersu, 1969. Na temelju zadanih parametara:<br />
D=0,5 (m), h=0,5 (m), q=7,0 (mm/dan), k1=0,35 (m/dan), k2=1,25 (m/dan), proizlazi da<br />
su vrijednosti:<br />
8�<br />
k2 � h<br />
= 713 i 4 k1<br />
� h<br />
q<br />
q<br />
2<br />
� = 51 (vidi nomogram), odnosno da je razmak drenaže L=20 (m).<br />
72
Slika 80. Proračun razmaka cijevne drenaže (L) po formuli Hooghoudta za slučaj b<br />
(dvoslojno tlo, cijevi na granici slojeva) pomoću nomograma po van Bersu, 1969.<br />
Za proračun razmaka cijevne drenaže (L) u uvjetima stacionarnog tečenja vode u<br />
tlu, pored navedenih formula po Hooghoudtu, u velikoj su mjeri korištene i empirijske<br />
formule po Ernstu. Ernst je naime, razradio metodu za proračun razmaka drenažnih<br />
cijevi za dvoslojnu sredinu, slučajevi b, c i d (sl. 78). Prednost Ernstovih formula je u<br />
tome što granica između uslojenosti tla (slojeva) različite hidrauličke propusnosti za<br />
vodu, može biti iznad i/ili ispod razine postavljanja drenažnih cijevi. Naročito je podesna<br />
odnosno preporučljiva upotreba primjene Ernstove formule za razmak cijevne drenaže i<br />
slučajeve, kada se cijevi nalaze u gornjem i/ili donjem sloju, a gornji sloj tla je znatno<br />
manje hidrauličke vodopropusnosti (k1
gdje je:<br />
h – ukupan hidraulički tlak/visina vode iznad drenažnih cijevi na sredini razmaka (L/2 u<br />
(m)<br />
q – specifičan dotok po jedinici površine u (m/dan)<br />
L – razmak drenažnih cijevi u (m)<br />
Kr – hidraulička provodljivost u sloju radijalnog toka u (m/dan)<br />
Kv – hidraulička provodljivost u sloju vertikalnog toka u (m/dan)<br />
Dv – debljina sloja vertikalnog toka u (m)<br />
Dr – debljina sloja radijalnog toka u (m)<br />
�/KD/h – vodopropusnost sloja tla u domeni horizontalnog toka u (m/dan)<br />
u – omočeni obod drenažne cijevi u (m)<br />
a – faktor kod radijalnog toka ovisan o uvjetima protjecanja vode<br />
Vrijednosti za Dv, �/KD/h, Dr, a i u određuju se prema stratigrafsko-hidrauličkim<br />
značajkama profila tla te položaju i dimenziji drenažnih cijevi. Odgovarajuće vrijednosti<br />
se utvrđuju iz podataka koji definiraju specifične uvjete drenaže:<br />
D1 – prosječna debljina gornjeg sloja ispod razine podzemne vode uz vodopropusnost<br />
tla u gornjem sloju (k1)<br />
D2 – debljina donjeg sloja uz vodopropusnost tla u donjem sloju (k2)<br />
Do – debljina ispod drenažne cijevi do granice uslojenosti (m)<br />
y – dubina vode u drenažnoj cijevi za cijevni dren y=0 (m)<br />
Budući da se u ovom dijelu udžbenika neće detaljnije (za sve moguće slučajeve) ulaziti u<br />
proračune razmaka cijevne drenaže, daje se samo za primjer, proračun razmaka drenažnih<br />
cijevi po formuli Ernsta i za slučaj homogenog tla.<br />
Ernstova formula za proračun razmaka cijevne drenaže kod homogenog tla (sl. 81),<br />
može se napisasti u slijedećem obliku:<br />
h �<br />
q � L<br />
2<br />
8� k � D1<br />
q � L<br />
�<br />
� �k<br />
Do<br />
1n<br />
U<br />
gdje je:<br />
h = visina podzemne vode iznad drenažne cijevi u sredini između dvije cijevi u (m)<br />
q = specifični istek ili drenažno otjecanje u (m/dan)<br />
L = razmak drenažnih cijevi u (m)<br />
k = propusnost tla za vodu u (m/dan)<br />
Do = dubina nepropusnog sloja ispod cijevi u (m)<br />
U = opseg cijevi u m (2r � �)<br />
D1 = Do + 0,5 h<br />
74
Slika 81. Shematski prikaz homogenog tla za proračun razmaka drenaže po Ernstu<br />
Ako za primjer uzmemo slijedeće pokazatelje: q = 0,007 (m/dan), h = 0,5 (m), k = 1,1<br />
(m/dan), Do = D = 2,5 (m), r = 0,05 (m), tada je:<br />
D1 = Do + 0,5 h = 2,5 + 0,25 = 2,75 m<br />
U = 2r � � = 0,1 � 3,14 = 0,314 m<br />
Odnosno, nakon rješenja Ernstove formule po principu kvadratne jednadžbe, razmak<br />
drenažnih cijevi je 34,9 m.<br />
Na temelju Ernstove formule razmak cijevne drenaže može se za homogeno tlo odrediti i<br />
pomoću nomograma (slika 82) i za slučaj kada je Do < ¼ L.<br />
Na slici 83 dat je prikaz formula po Hooghoudtu i Ernstu, koje se mogu koristiti za<br />
proračun razmaka drenažnih cijevi u različitim slučajevima uslojenosti i vodopropusnosti<br />
tla.<br />
75
Slika 82. Nomogram za određivanje razmaka drenažnih cijevi po Ernstu, ako je D < L/4<br />
76
Slika 83. Prikaz formula za proračun razmaka cijevne drenaže po Hooghoudtu i Ernstu<br />
kod različitih slučajeva uslojenosti i vodopropusnosti tla (Ritzema, 1994)<br />
U odvodnji hidromorfnih tala koja su svrstana u III. melioracijsku jedinicu (hipoglejnohumoglejna<br />
tla) na području Hrvatske, razmak cijevne drenaže u praksi je najčešće<br />
određivan na temelju Hooghoudtovih, a manje Ernstovih formula. S obzirom na<br />
stratigrafsko-hidrauličke značajke tla, a ovisno od lokaliteta sredine, najčešće su<br />
vrijednosti razmaka cijevi kolebale u rasponu od 15 do 35 m, s optimalizacijom na 25 m<br />
(sl. 84).<br />
15 m<br />
Slika 84. Prikaz cijevne<br />
drenaže razmaka (L = 15 m)<br />
na otvorenom kanalu IV. reda<br />
u Posavini<br />
77
Na slici 85 prikazan je plan odvodnje otvorenim melioracijskim kanalima (I, II i III reda)<br />
u kombinaciji s podzemnim sustavom detaljne odvodnje – cijevnom drenažom, na<br />
području srednje Posavine.<br />
Slika 85. Prikaz detaljne odvodnje otvorenim kanalima i cijevnom drenažom na području<br />
Srednje Posavine (Petošić, Filipović)<br />
7.3.1.1.2. Promjer drenažnih cijevi<br />
Promjer drenažnih cijevi (d) određuje u prvom redu maksimalna količina vode –<br />
protoka (Qmax), koja u određenom trenutku treba proteći kroz samu cijev (l/s). Budući da<br />
je Q funkcija od nekoliko povezanih parametara, na promjer drenažnih cijevi će, dakle<br />
utjecati: slivna površina (A), hidromodul drenažne odvodnje (q), pad cijevi (I), materijal<br />
od kojeg je cijev sačinjena i dr. Da bi sustav cijevne drenaže dobro funkcionirao, vrlo je<br />
bitno odrediti mjerodavan promjer, odnosno pravilno izvršiti dimenzioniranje<br />
drenažnih cijevi. Budući da u sustavu cijevne drenaže kroz sisala protječu obično male<br />
količine vode (1-5 l/s), ona se rijetko dimenzioniraju, a za promjer cijevi kod sisala<br />
obično se uzimaju vrijednosti 50, 65 ili 80 mm.<br />
78
Međutim, to nije slučaj kod hvatala i kolektora. Zbog znatno većih protoka (Q)<br />
ove se drenažne cijevi obvezatno dimenzioniraju, a promjer (d) im se određuje na temelju<br />
matematičnog proračuna.<br />
Kao temelj za proračun promjera drenažnih PVC cijevi korištena je Prandtl-<br />
Celebrokova formula, koja se u konačnom obliku može napisati kao:<br />
d �<br />
Q � �<br />
2<br />
2 �<br />
�<br />
�<br />
2 � q � Ir � d � log�<br />
�<br />
� d �<br />
2,<br />
51�<br />
v kr �<br />
� �<br />
2 � q � Ir � d 3,<br />
71�<br />
d �<br />
�<br />
gdje je:<br />
Q = protoka (l/s)<br />
v = srednja brzina vode (m/s)<br />
q = akcel. sile teže (9,81 m/s 2 )<br />
d = promjer drenažne cijevi (m)<br />
Ir = pad drenažnih cijevi (m/m)<br />
kr = koeficijent otpora pri tečenju (stupanj hrapavosti, 0,002)<br />
Treba naglasiti da su u širokoj praksi odvodnje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> iz tla u znatno većoj<br />
mjeri za proračun promjera drenažnih cijevi korištene pojednostavljene formule po<br />
Gauckler-Manning-Strickleru, koje glase:<br />
V s �<br />
2 / 3 1 / 2<br />
� k � R I<br />
(m/s)<br />
V = srednja brzina vode u cijevi (m/s)<br />
ks = pokazatelj otpora i hrapavosti cijevi najčešće ks = 75<br />
R = promjer drenažne cijevi (m)<br />
I = pad drenažnih cijevi (m/m)<br />
Ako je ks = 75, formula se može pisati kao: V = 1,38 � d 2/3 � I 1/2 (m/s), pri čemu je<br />
Q = 0,1085 � d 8/3 � I 1/2 (l/s)<br />
Q = protoka u (l/s); d = promjer cijevi (cm)<br />
Na temelju prikazanih formula izrađeni su nomogrami, primjena kojih<br />
omogućava znatno brže proračunavanje promjera drenažnih cijevi (sl. 86).<br />
79
Slika 86. Nomogram za dimenzioniranje drenažnih prstenasto-rebrastih cijevi<br />
(Önorm, 1978)<br />
Temeljem prikazanog primjera na slici (86) je vidljivo da je za slivnu površinu FE<br />
= 5 ha i drenažni hidromodul q = 1,0 (l/s/ha), odnosno protoku od 5,0 (l/s) pri padu cijevi<br />
I = 2%, i brzinu vode od v = 0,82 (m/s), mjerodavan promjer cijevi od NW = d = 100<br />
(mm).<br />
Prema podacima Marušića (1987) u Hrvatskoj je pri dreniranju poljoprivrednog<br />
zemljišta do kraja 1985. godine ukupno ugrađeno oko 36.919.710 (m) drenažnih PVC<br />
cijevi. Od toga, 95,5% su činile drenažne cijevi promjera 50, 65 i 80 mm (sisala), sl. 87, a<br />
samo 4,5% drenažnih cijevi bilo je od 100 do 200 mm (hvatala) sl. 88. Promjer hvatala<br />
određen je dimenzioniranjem na temelju hidrauličkog proračuna.<br />
80
Slika 87. Prikaz drenažne cijevi u tlu<br />
(sisala) promjera 80 mm<br />
7.3.1.1.3. Pad i dužina drenažnih cijevi<br />
Slika 88. Prikaz drenažne cijevi u tlu<br />
(hvatala) promjera 160 mm<br />
U tablicama 24 i 25 prikazane su prema DIN-u 1185 mjerodavne vrijednosti za<br />
pad i dužinu drenažnih cijevi, koje treba uzeti kao temeljna načela kod planiranja i<br />
izgradnje cjelovitog drenažnog sustava.<br />
Tablica 24. Temeljna načela za vrijednosti pada i dužine sisala (prema DIN-u 1185) kod<br />
planiranja i izgradnje drenažnih sustava<br />
Pad i dužina cijevi u različitim<br />
uvjetima drenažnog sustava<br />
Oznaka<br />
Jedinica<br />
mjere<br />
Cijevna drenaža<br />
Mineralno Tresetno<br />
tlo tlo<br />
Minimalni pad I min. % 0,3 0,3<br />
Optimalni pad I opt. % 1 do 3 0,3 do 0,5<br />
Maksimalni pad<br />
Maksimalna dužina cijevi:<br />
I max. % 8,0 1,0<br />
Okomiti tip drenaže L max m 200 150<br />
Uzdužni tip drenaže L max m 150 150<br />
U uvjetima pogodnim za<br />
okerizaciju cijevi<br />
L max m 100 100<br />
81
Tablica 25.Temeljna načela za vrijednosti pada i dužine hvatala (prema (DIN-u, 1185)<br />
kod planiranja i izgradnje drenažnih sustava<br />
Pad i dužina cijevi u različitim<br />
uvjetima drenažnog sustava<br />
Oznaka<br />
Jedinica<br />
mjere<br />
Cijevna drenaža<br />
Mineralno<br />
tlo<br />
Tresetno<br />
tlo<br />
Minimalni pad cijevi:<br />
Pjeskovita i praškasta tla I min. % 0,45 -<br />
Tla bogata željezom I min. % 0,30 0,3<br />
Praškasto ilovasta tla I min. % 0,25 -<br />
Pjeskovito ilovasta tla I min. % 0,20 -<br />
Glinovito ilovasta tla I min. % 0,15 -<br />
Optimalni pad cijevi I opt. % 4,0 0,4<br />
Maksimalni pad cijevi I max. % 8,0 4,0<br />
Maksimalna dužina cijevi bez<br />
ugradnje šahtova<br />
L max. m 500 400<br />
U dreniranju poljoprivrednog zemljišta u Hrvatskoj, koje je bilo najintenzivnije u<br />
razdoblju oko polovice devedesetih (1985. god.) godina prošlog stoljeća, u najvećem<br />
broju slučajeva poštivana su temeljna načela za u tablicama (24 i 25) prikazane<br />
vrijednosti pada i dužine drenažnih cijevi.<br />
Tako je u našoj melioracijskoj praksi općenito prihvaćeno načelo da minimalni<br />
pad sisala kod mineralnog tla ne bi trebao biti manji od 0,3% ili 3,0%o, a hvatala 0,2%,<br />
odnosno 2,0%o. Dužina drenažnih cijevi rijetko je prelazila vrijednosti veće od 200 m.<br />
Najčešća dužina sisala kolebala je u rasponu vrijednosti od 120-150 (m) (slike 89 i 90),<br />
jer je direktno ovisila o vrijednosti razmaka otvorenih kanala IV. reda, a koje su najčešće<br />
kolebale u rasponu od 250-300 m.<br />
Slika 89. Prikaz ugrađene drenažne cijevi<br />
u tlo (sisala) dužine oko 100 m<br />
Slika 90. Prikaz ugrađene drenažne cijevi<br />
u tlo (sisala) dužine oko 150 m<br />
82
7.3.1.1.2. Izvođenje cijevne drenaže<br />
U današnje se vrijeme odvodnja cijevnom drenažom izvodi isključivo putem<br />
primjene plastičnih PVC cijevi. Primjena PVC drenažnih cijevi u zemljama s dužom<br />
tradicijom izvedbe cijevne drenaže prisutna je poslije 1965. godine, a kod nas poslije 70ih<br />
godina prošlog stoljeća. To su cijevi koje se proizvode od polivinilklorida. Osnovni<br />
pokazatelji PVC drenažnih cijevi i odgovarajućih spojnih i ostalih elemenata („fazonski<br />
komadi“) prikazani su u tablicama 26 i na slikama 91 i 92. Bitne karakteristike PVC<br />
drenažnih cijevi su slijedeće:<br />
- mala specifična težina, visoka otpornost prema kemikalijama, dovoljna tvrdoća<br />
na pritisak i zatezanja, elastičnost-savitljivost-fleksibilnost, ravnomjerno izrađeni i<br />
raspoređeni otvori za vodu (0,75-1,5 mm), glatke površine, dugi vijek trajanja.<br />
Dosadašnja iskustva potvrdila su navedena svojstva drenažnih cijevi i naših<br />
proizvođača. Provedbom odgovarajućih ispitivanja potvrđene su karakteristike tih cijevi u<br />
skladu sa zahtjevima standarda DIN-1187, a u skladu s podacima danim na slikama 91 i<br />
92.<br />
Za fleksibilne rebraste drenažne cijevi od replastificiranog polivinil klorida, koje<br />
su najvećim dijelom korištene pri dreniranju hidromorfnih tala u Hrvatskoj, prednacrt<br />
standarda izrađen na osnovi zapadnonjemačkih DIN-1187, francuskih NF U 51-101,<br />
britanskih BS 4962 i međunarodnih ISO/TC 138/WGI (TG 3-2) 184 standarda. Domaći<br />
standard obuhvaća četiri osnovna poglavlja:<br />
- predmet standarda,<br />
- područje primjene,<br />
- uvjeti kvalitete,<br />
- ispitivanja cijevi te spojnih i fazonskih elemenata<br />
Tablica 26. Temeljne značajke prstenasto rebrastih PVC drenažnih cijevi<br />
Promjer<br />
Ø<br />
(mm)<br />
Vanjski<br />
Ø (D)<br />
(mm)<br />
Toleran<br />
Ø<br />
(mm)<br />
Unutar<br />
Ø d<br />
(mm)<br />
Toleran<br />
(mm)<br />
Veličina<br />
Proreza<br />
nxL<br />
(mm)<br />
Broj<br />
redova<br />
Površ.<br />
otvora<br />
za ulaz<br />
vode<br />
cm 2 /m<br />
Dužina<br />
koluta<br />
Dimenzije koluta<br />
Promjer<br />
koluta<br />
unut.m<br />
Promjer<br />
koluta<br />
vanjski m<br />
50 50.5 + 0-1.5 43.9 + 2.0-0 1.2x4 6 26 200 0.55 1.20 50<br />
65 65.5 + 0-1.5 58.0 + 2.0-0 1.2x4 6 28 150 0.55 1.30 50<br />
80 80.5 + 0-1.5 71.5 + 2.0-0 1.2x4 6 30 150 0.55 1.50 70<br />
100 100.5 + 0-1.5 91.0 + 2.0-0 1.2x4 6 28 150 0.55 1.90 85<br />
125 126.0 + 0-2.0 115.0 + 2.5-0 0.9x5 8 61.7 50 0.55 1.90 65<br />
160 160.0 + 0-2.0 148.5 + 2.5-0 1.2x5 8 64.2 50 0.55 1.90 70<br />
200 200.0 + 0-2.0 182.0 + 2.5-0 1.2x5 10 108.8 40 0.55 1.80 75<br />
a) Promjeri i otvori cijevi i dimenzije koluta cijevi<br />
83<br />
Širina
Slika 91. Osnovne značajke prstenasto rebrastih PVC drenažnih cijevi<br />
Slika 92. Spojnice i fazonski elementi «PVC» drenažnih cijevi<br />
Vanjski promjeri PVC drenažnih cijevi su 50, 65, 80, 100, 125, 160 i 200 mm,<br />
a odgovarajući unutarnji promjeri 44, 58, 72, 91, 115, 148 i 182 mm. Perforacije cijevi su<br />
širine 0,75, 1,05 i 1,60 mm, a dužine od 1,0 do 25,0 mm. Broj nepravilnih perforacija ne<br />
smije biti veći od 5% od ukupnog broja (tablica 26).<br />
U novije vrijeme sam postupak izvođenja cijevne drenaže vrši se potpuno<br />
automatizirano, putem specijalnih drenažnih strojeva (tzv. drenmastera), slike 93 i 94. U<br />
praksi su najviše rabljena dva osnovna tipa strojeva koji specijalno služe za postavljanje<br />
cijevne drenaže. Prvi tip (slika 93) kopa, na principu freze, uske jarke (širine do<br />
maksimalno 40 cm, a najčešće 20-25 cm) s potrebnom dubinom (od 60 do 200 cm) i<br />
nagibom do 3%o. Istovremeno polaže i drenažne cijevi svih profila. Uz spomenute radne<br />
operacije može paralelno zatrpavati jarke ili se to vrši naknadno specijalnim „zagrtačima“<br />
84
(slika 97). Ovaj stroj može raditi u svim vremenskim uvjetima (i zimi ako nema snijega<br />
više od 10 cm) i na svim tlima. Naša iskustva to potvrđuju, ali je ipak bolje izbjegavati<br />
rad u močvarnim uvjetima, kako bi se izbjegla mogućnost bržeg zamuljivanja cijevi.<br />
Stoga se preporučuje postavljati drenažu u vrijeme kada uvjeti vlažnosti tla odgovaraju<br />
izvođenju oranja. Norma za ovaj način postavljanja cijevne drenaže iznosi 200-300 m/h.<br />
Drugi tip (slika 94), drenopolagača, postavlja cijevi na principu izvođenja krtične<br />
drenaže. Ovaj stroj samo presijeca tlo i postavlja cijevi na određenu dubinu, u potrebnom<br />
nagibu, bez iskopa i za sobom ne ostavlja vidnijih tragova. U osnovi, stroj je buldozer s<br />
priključenim specijalno konstruiranim plugom kroz koji prolazi drenažna cijev. Brzina<br />
rada ovog stroja je znatno veća, pa je i učinak postavljanja cijevi veći i to 300-500 m/h.<br />
Svaki od ova dva navedena načina postavljanja cijevi ima prednosti i nedostataka. Izbor<br />
načina postavljanja trebao bi ovisiti o tlu. U tlima s jednoličnim profilom, odnosno<br />
jednoličnom propusnošću tla za vodu bila bi efikasna drenaža, bez obzira na način<br />
postavljanja, ali bi ekonomičnije izvođenje bilo upotrebom «drainpfluga», odnosno bez<br />
kopanja drenažnog jarka. Međutim, na „teškim tlima“ koja imaju pojedine horizonte<br />
slabo propusne (kao što je čest slučaj na našim hidromorfnim tlima), svakako prednost<br />
valja dati drenaži, kada se cijevi postavljaju u prethodno iskopane jarke, pa je neophodno<br />
u ovom slučaju primijeniti stroj na principu freze.<br />
Slika 93. Prikaz drenažnog stroja s frezom Slika 94. Prikaz dren pluga<br />
U tehnologiji samog izvođenja drenaže u polju, razlikujemo uglavnom dva<br />
slučaja. Prvi slučaj, kada se sisala direktno upuštaju u otvorene kanale IV. reda. U ovom<br />
slučaju pravac postavljanja drenažne cijevi je suprotan od pravca tečenja vode u cijevi.<br />
Naime, početak postavljanja cijevi je u stvari njen završetak na mjestu izljeva cijevi.<br />
Kreće se dakle iz otvorenog kanala i cijev postavlja u pravcu prema sredini proizvodne<br />
jedinice (table), pri čemu se dubina drenaže smanjuje ovisno od potrebnog pada drenažne<br />
cijevi. Dinamika postavljanja cijevi u ovom slučaju prikazana je na slici 95, a svodi se na<br />
slijedeće radnje: drenažni stroj (freza) se postavlja na kotu izljeva drenažne cijevi (sisala)<br />
u otvorenom kanalu (slika 95 a). Stroj počinje s radom i započinje kopanje (otvaranje)<br />
drenažnog jarka (slika 95 b); stroj polaže cijev na dno jarka i nastavlja s daljnjim<br />
kopanjem jarka i polaganjem drenažne cijevi u pravcu od kanala prema sredini table<br />
(slike 95 c i 95 d).<br />
85
a) b)<br />
c)<br />
Slika 95.(a, b, c, d) Izvođenje cijevne drenaže s direktnim upustom cijevi(sisala) u<br />
otvorene kanale IV. reda (Baranja)<br />
Drugi slučaj, kada se sisala upuštaju u hvatala ili kolektore. Kod ovog slučaja,<br />
najprije se strojem, poštujući također projektne elemente i normative, iskopa drenažni<br />
jarak i postavi hvatalo ili kolektor (slika 96 a).<br />
Potom je dinamika polaganja sisala slijedeća: stroj se postavi iznad hvatala na<br />
kotu dubine izljeva određenog sisala, vrši iskop novog drenažnog jarka u koji polaže<br />
dotično sisalo (slika 96 b); sam spoj sisala i hvatala u ovom se slučaju mora izvesti ručno<br />
(slika 96 c i 96 d).<br />
d)<br />
86
a) b)<br />
c) d)<br />
Slika 96.(a, b, c, d) Izvođenje cijevne drenaže u kombinaciji hvatala i sisala (Baranja)<br />
Na slici 97, prikazana je završna radnja zatrpavanja drenažnog jarka nakon<br />
položene drenažne cijevi, za to izrađenim specijalnim strojevima („zagrtačima“). Na<br />
slici 98 je prikazan detalj, izljeva drenažne cijevi (sisala) na pokosu otvorenog kanala IV<br />
reda.<br />
Slika 97. Prikaz zatrpavanja drenažnog jarka nakon ugradnje drenažnih cijevi<br />
87
Slika 98. Prikaz detalja izljeva drenažne cijevi (sisala) na pokosu otvorenog<br />
kanala IV reda<br />
88
7.4. Kombinirana detaljna odvodnja<br />
Sustav kombinirane detaljne odvodnje pogodan je za reguliranje <strong>suvišnih</strong><br />
površinskih i podpovršinskih <strong>voda</strong> istovremeno. U svijetu je primjena ovog sustava<br />
posebno korištena u odvodnji tzv. teških tala, male do vrlo male vodopropusnosti (
Sustav kombinirane detaljne odvodnje u Hrvatskoj u reguliranju <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong><br />
(površinskih i podzemnih) amfiglejno-pseudoglejnih tala, najčešće je izvođen u sklopu<br />
kombinirane površinske (kanali III. i IV. reda) i podzemne odvodnje-cijevne drenaže.<br />
Cijevnu drenažu su činile cijevi manjeg promjera (sisala) od 50, 65 i 80 mm. Razmak<br />
cijevi najčešće je iznosio od 25-40 m, a njihova dubina je kolebala od 0,8-1,1 m).<br />
U drenažni jarak iznad cijevi predlagana je ugradnja hidrauličkog filter<br />
materijala, najčešće u obliku prirodnog šljunka granulacije 5-25 mm. Visina filtera<br />
(šljunka) u drenažnom jarku trebala je iznositi minimalno 10-15 cm iznad krtične drenaže<br />
i/ili dna rahljača (slika 100).<br />
Slika 100. Shematski prikaz detalja kombinirane odvodnje kod amfiglejnog tla (Filipović)<br />
7.4.1. Filterski materijali u sustavu kombinirane detaljne odvodnje<br />
Temeljna im je zadaća povećanje efikasnosti cjelovitog sustava odvodnje. S<br />
obzirom na svoju ulogu, razlikujemo dvije vrste filterskih materijala, mehaničke i<br />
hidrauličke ili kontaktne (slika 101).<br />
90
Slika 101. Shematski prikaz filter materijala u sustavu kombinirane detaljne odvodnje<br />
(Filipović)<br />
Mehanički fitler materijali ili drenažni filteri koriste se prvenstveno s ciljem<br />
sprečavanja začepljenja drenažnih cijevi. Ovo začepljenje može biti mehaničko i<br />
kemijsko-biološko. Mehanička začepljenja pojavljuju se najčešće u obliku zamuljivanja<br />
drenažnih cijevi (slika 102), a vezana su za teksturni sustav tla. Najveća opasnost<br />
zamuljivanja cijevi prisutna je kod tala koja u teksturnom sastavu imaju veliki udio<br />
čestica sitnog pijeska i krupnog praha (slika 103). Kao mehanički filteri, najčešće se u<br />
praksi koriste razne vrste umjetnih omotača oko drenažnih cijevi. Najraširenije je u<br />
upotrebi kokosovo vlakno (slika 101 - b), te omotači od slame ili raznih vrsta filterskih<br />
plastica (platna).<br />
Slika 102. Prikaz zamuljivanja drenažnih cijevi od gline, sitnim česticama praha i pijeska<br />
91
Slika 103. Prikaz mehaničkog filter materijala (omotači od kokosa i plastike)<br />
Pored navedenih omotača kao mehanički filter, može se koristiti i tanki omotač od<br />
više frakcija granuliranog šljunka, ovisno od teksturnog sastava tla, debljine 10-15 cm<br />
iznad drenažne cijevi (slika 101 - c).<br />
Hidraulički ili kontaktni filter često se u literaturi naziva i filter drenažnog<br />
jarka. Osnovna zadaća ovog filtera je poboljšanje dotjecanja površinske i<br />
potpovršinske slabo procjedne i stagnirajuće vode kroz drenažni jarak prema drenažnim<br />
cijevima. Primjenjuje se kod tala male i vrlo male vodopropusnosti (30%). Naime, ovaj filter treba unutar drenažnog jarka, širine 12-25 cm povećati<br />
hidrauličku provodljivost i uspostaviti direktan kontakt u dotoku vode između dodatnih<br />
agromelioracijskih zahvata (krtičenja i/ili rahljenja tla) kao gornje etaže, s cijevnom<br />
drenažom, odnosno donjom etažom kombiniranog sustava odvodnje.<br />
Kao hidraulički filter mogu se koristiti različiti prirodni ili umjetni materijali<br />
(šljunak, tucani kamen, otpaci crijepa, pilovina, granule stiropora). Treba naglasiti da je<br />
pri drenaži «teških» tala u Hrvatskoj kao hidraulički filter materijal najviše korišten<br />
prirodni šljunak granulacije 5-25 mm (slike 104 i 105).<br />
Slika 104. Prikaz „lagera“ šljunka u<br />
sklopu izvođenja kombinirane detaljne<br />
odvodnje<br />
Slika 105. Prikaz ugradnje hidrauličkog<br />
filtera (šljunka) u drenažni jarak iznad cijevi<br />
92
Slika 106. Dijagram za procjenu opasnosti zamuljivanja drenažnih cijevi i izvođenja<br />
agromelioracijskih zahvata<br />
Slika 107. Prikaz detalja drenažne<br />
cijevi s ugrađenim hidrauličkim<br />
filterom – prirodnim šljunkom<br />
7.4.2. Dodatne agromelioracijske mjere u sustavu kombinirane detaljne odvodnje<br />
Uspješna i efikasna odvodnja <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> u biljnoj proizvodnji, s proizvodnih<br />
površina u domeni amfiglejno-epiglejnih i pseudoglej-glejnih tala, moguća je jedino u<br />
uvjetima pravilne primjene hidro i agrotehničkih melioracijskih mjera. U protivnom,<br />
praksa kao i rezultati provedenih višegodišnjih istraživanja u nas i u svijetu, su potvrdili<br />
nedovoljnu efikasnost izvedenih hidromelioracijskih sustava odvodnje. Iz navedenog<br />
razloga, samo u dolini Save – Posavini u Hrvatskoj, utvrđeno je, da praktično oko 50%<br />
93
izvedenih hidromelioracijskih sustava detaljne odvodnje, posebice cijevne drenaže u<br />
domeni navedenih tala nema zadovoljavajuću funkcionalnost (Petošić, 1993).<br />
Temeljem navedenog, u ovom se dijelu udžbenika u sustavu kombinirane<br />
odvodnje, posebno naglašava važnost primjene agromelioracijskih dodatnih mjera, u<br />
prvom redu krtične drenaže (krtičenja) i vertikalnog dubinskog rahljenja tla.<br />
7.4.2.1. Krtična drenaža<br />
Krtična drenaža ili krtičenje predstavlja u stvari, poseban način dubinskog<br />
rahljenja tla. Valja naglasiti da se krtična drenaža, ovisno o pedološko-melioracijskoj<br />
problematici područja može koristiti kao zasebna agromelioracijska mjera i/ili u<br />
kombinaciji s cijevnom drenažom. Uspješnost krtične drenaže u odvodnji <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong> s<br />
proizvodnih poljoprivrednih površina koje se koriste u biljnoj proizvodnji ovisi o više<br />
faktora, među kojima su najbitniji slijedeći: stratigrafija tla, mehanički sastav tla, vlažnost<br />
tla u trenutku izvođenja, vodozračni odnosi u tlu, stabilnost strukturnih agregata, dubina<br />
smrzavanja tla. Među navedenim, svakako treba ukazati na posebnu važnost mehaničkog<br />
sastava tla. Općenito se smatra da je za uspješnost krtične drenaže minimalni sadržaj<br />
glinastih čestica u tlu oko 30%, pri čemu odnos glina/prah mora biti > 0,5. Što je sadržaj<br />
gline veći od ove vrijednosti, efikasnost krtične drenaže je bolja. Temeljem navedenog,<br />
može se zaključiti da su tla pogodna za izvođenje krtične drenaže ili krtičenja po<br />
mehaničkom sastavu: glinaste ilovače, ilovaste gline i gline. Glinasta homogena tla, s<br />
malim udjelom pijeska, što u našim uvjetima odgovara amfiglejno-epiglejnim tlima<br />
(melioracijska jedinica IV), idealna su za primjenu krtične drenaže.<br />
Izvođenje krtične drenaže vrši se pomoću specijalnog krtičnog pluga. Glavni<br />
dijelovi ovog pluga su: nož, torpedo i čun ili kugla promjera od 5-10 cm (slika 108).<br />
Krtični plugovi mogu biti postavljeni na kotače ili bez kotača, ovješeni direktno na<br />
hidrauliku traktora (slike 109 i 110). Sam postupak izvođenja krtične drenaže , koja se u<br />
literaturi naziva i «bescjevna drenaža» vrši se na način da traktor vuče plug na<br />
određenoj dubini tla, formirajući horizontalne hodnike (krtičnjake) okruglog oblika i<br />
promjera 10-15 cm (slike 111 i 112). Budući da ovi hodnici asociraju na prolaz krtice<br />
kroz tlo, i mjera je poznata pod nazivom kao krtična drenaža ili krtičenje tla.<br />
Slika 108. Shematski prikaz izvođenja krtične drenaže<br />
94
Slika 109. Klasični krtični plug (starijeg<br />
tipa)<br />
Slika 110. Krtični plug novijeg tipa<br />
Dakle, u kombinaciji krtične i cijevne drenaže, krtični plug u radu siječe tlo do<br />
određene dubine vertikalno, pri čemu se pod manjim padom formiraju provizorni<br />
krtičnjaci, odnosno horizontalni hodnici, koji služe za sakupljanje i odvođenje<br />
uglavnom stagnirajućih površinskih <strong>voda</strong> prema drenažnom jarku, odnosno drenažnim<br />
cijevima.<br />
Slika 111. Prikaz krtičnog pluga<br />
«Hog» u radu (Hofbauer, 1975)<br />
Slika 112. Prikaz formiranih „krtičnjaka“ prolazom<br />
krtičnog pluga (Von H. Neuhaus, 1975)<br />
Krtična je drenaža relativno jeftin zahvat u usporedbi s instaliranjem cijevne<br />
drenaže. Iskustva nekih zapadnih zemalja, prvenstveno Engleske, ističu da je ova mjera<br />
kao samostalna, a posebice u kombinaciji s cijevnom drenažom, idealna za poboljšanje<br />
procjednosti teških vertičnih tala, pri čemu vrši efikasno odvođenje sakupljene, uglavnom<br />
površinske i stagnirajuće podpovršinske vode prema drenažnim cijevima (Butorac,<br />
1999).<br />
95
Funkcioniranje krtične drenaže temelji se na procjeđivanju (filtraciji) vode kroz<br />
vertikalne pukotine, također formirane radom krtičnog pluga, u horizontalne krtičnjake<br />
(horizontalne bušotine), odakle sakupljena <strong>voda</strong> otječe prema drenažnim sakupljačima.<br />
Da bi krtična drenaža bila efikasna, ona mora zadovoljavati nekoliko bitnih<br />
elemenata i normativa. Tako smjer krtičenja treba biti u pravcu najvećeg pada terena, ili<br />
koso pod izvjesnim kutom. Poželjno je da minimalni pad krtičenja iznosi 0,5% ili<br />
5,0%o. Dubina krtičenja treba se kretati u rasponu vrijednosti od 50 do 60 cm, a razmak<br />
1-5 m, najčešće 2-3 m (Tomić, 1987). Pri izvođenju krtične drenaže vlažnost tla treba biti<br />
odgovarajuća , kako bi se formirale krtične bušotine. Ako je tlo suviše suho, ono puca, a i<br />
pri većoj vlažnosti ne može se stvoriti krtični hodnik. Tlo (zdravica) treba biti u stanju<br />
vlažnosti koje odgovara krutom do mekom stanju plasticiteta, a površinski sloj toliko suh<br />
da kretanje stroja ne izaziva nikakve štete. Krtičenje je privremena mjera, a obnavlja se<br />
prema potrebi. Trajnost (3-10 godina) ovisna je o vrsti tla, uvjetima i kvaliteti izvođenja.<br />
S obzirom na to da se izvodi kao dodatna mjera cijevnoj drenaži potrebno je:<br />
� prije izvoditi cijevnu drenažu, a potom krtičenje,<br />
� izvodi se okomito ili koso na smjer cijevne drenaže,<br />
� drenažni jarak treba napuniti hidrauličkim filter materijalom do 10 cm iznad<br />
dubine krtičnjaka, kako bi suvišna <strong>voda</strong> nesmetano iz krtičnjaka otjecala u<br />
cijevnu drenažu (sisala), slika 113.<br />
Slika 113. Prikaz osnovnih elemenata cijevne i krtične drenaže (presjek)<br />
Trajnost učinka krtične drenaže također je ovisna o više čimbenika, među kojima<br />
je na prvom mjestu stabilnost „krtičnjaka“. Na stabilnost odnosno nestabilnost<br />
krtičnjaka, najčešće utječe mehanički sastav tla (nedovoljan sadržaj gline), opasnost od<br />
smrzavanja tla, gaženje i zbijanje tla. Navedeni faktori uglavnom negativno utječu na<br />
stabilnost formiranih horizontalnih hodnika, tako da kod njih s vremenom dolazi do<br />
ozbiljnih izmjena u smislu njihovih izgleda (promjera) usred postepenog zarušavanja i<br />
erozije tla (slika 114).<br />
96
Slika 114. Shematski prikaz promjene izgleda krtičnog hodnika (krtičnjaka) uslijed<br />
erozije tla<br />
7.4.2.2.Vertikalno dubinsko rahljenje<br />
Vertikalno dubinsko rahljenje kao agromelioracijski zahvat u tlo, može se<br />
primjenjivati sa i bez kombinacije s cijevnom drenažom. U sustavu kombinirane<br />
odvodnje razmatra se isključivo primjena i zadaća ove mjere u cilju reguliranja vodnog<br />
režima tla u kombinaciji s cijevnom drenažom. Kako navodi Butorac, 1999, razvoj oruđa<br />
za duboko rahljenje tla ima nekoliko faza, i tekao je u pravcu ovjesnih oruđa preko<br />
rahljača s podizanjem i klaćenjem do rahljača s ubodom i podizanjem tla. Najnovije<br />
tehnike dubokog rahljenja tla temelje se na njegovom «lomljenju» bez glavnog<br />
nedostatka pomalo već napuštenih konvencionalnih tehnika, rahljenja u brazde s<br />
«podizanjem» tla.<br />
Dubinsko vertikalno rahljenje tla u sustavu kombinirane odvodnje, za razliku<br />
od krtične drenaže, najviše je našlo svoju primjenu kod pseudoglejnih i pseudoglejglejnih<br />
tala (melioracijska jedinica II.). Dakle, tala koja imaju problem sa suvišnim<br />
površinskim i podpovršinskim <strong>voda</strong>ma, koje kraće ili duže razdoblje stagniraju na slabo<br />
i/ili nepropusnom, uglavnom plitkom (35-55 cm dubine) Btg horizontu. Pored<br />
navedenog, ova tla se odlikuju vrlo nestabilnom praškastom strukturnom građom, kao<br />
posljedice velikog udjela praha u mehaničkom sastavu tla. Sadržaj gline kod ovih tala u<br />
pravilu je manji od 30%.<br />
S dijagrama na slici 106 je vidljivo da su pogodna tla za dubinsko vertikalno<br />
rahljenje po mehaničkom sastavu: praškasto-glinaste ilovače i glinaste ilovače do ilovaste<br />
gline. Kod tipičnih vertičnih tala sa sadržajem gline iznad 40%, svakako treba izbjegavati<br />
primjenu ove mjere.<br />
97
Efikasnost dubinskog rahljenja tla ovisna je također o većem broju faktora, pri<br />
čemu se kod samog izvođenja treba pridržavati određenih elemenata i normativa (sl 117).<br />
Tako dubinsko rahljenje tla treba izvoditi na tlima u kojima postoji zbijeni<br />
podoranični sloj koji sprečava procjeđivanje vode. Rahljenje nije pogodno za vlažnoplastična<br />
tla bogata glinom (više od 40% gline), ali nije pogodno ni za tla bogata muljem,<br />
odnosno ako je sadržaj gline u njima manji od 17%.<br />
Posebno treba voditi brigu o tome da se dubinsko rahljenje izvodi u vrijeme<br />
dovoljno osušenog tla (granica krutosti), jer se samo tada vrši potrebno raspucavanje i<br />
rahljenje tla. Rahli se u ljeti, obično poslije žetve žitarica, repice, graška, te košnje<br />
djetelina i trava.<br />
Poslije dubinskog rahljenja u pravilu treba doći ozima pšenica, jer tako otpada za<br />
cijelu vegetaciju obrada i gaženje površine. Osim pšenice, može doći i ozima repica ili<br />
jarine.<br />
Dubinski rahljači ili podrivači (slike 115 i 116) mogu biti s jednim ili više radnih<br />
organa koji su statični ili vibracijski. Izvodi se u smjeru pada terena, odnosno okomito ili<br />
koso na drenažne cijevi u padu do 5 ‰. Dubina rahljenja ovisi o dubini cijevne drenaže,<br />
(rahljenje treba biti pliće od dren. cijevi, najmanje 20 cm) i dubini zbijenog sloja tla, pa<br />
se najčešće u praksi izvodi na dubini od 60-80 cm. Razmak prolaza rahljača je od 75 do<br />
100 cm (slika 115).<br />
Slika 115. Krilni dubinski podrivač<br />
(Butorac, 1999)<br />
Slika 116. Rahljač sa tri radna organa<br />
(Filipović, 2009)<br />
Međutim, treba ukazati i na neke mjere opreza kada je u pitanju primjena<br />
dubinskog rahljenja tla. Tako, duboko rahljena tla velikim dijelom gube svoju raniju<br />
nosivost i zbog toga su u humidnim godinama, osjetljiva na pritisak. Sva tla koja ispod<br />
duboko rahljenog sloja nisu dovoljno vodopropusna, obavezno moraju biti drenirana<br />
cijevnom drenažom. Posebice se to odnosi na vertična tla s velikim udjelom gline. Zbog<br />
navedenog, dubinsko rahljenje glinastih tala bez odgovarajućeg sustava kombinirane<br />
detaljne odvodnje (cijevne drenaže s ugrađenim hidrauličkim filterom) može prouzročiti<br />
više štete nego koristi.<br />
98
Slika 117. Shematski prikaz s osnovnim elementima i normativima dubinskog rahlenja tla<br />
(Petošić i Filipović)<br />
99
8. POTREBE I MOGUĆNOSTI REVITALIZACIJE IZGRAĐENIH<br />
HIDROMELIORACIJSKIH SUSTAVA ODVODNJE<br />
Veliki potencijali za unapređenje ruralnog prostora Hrvatske nalaze se u<br />
mogućnostima revitalizacije postojećih i izgradnje novih hidromelioracijskih sustava<br />
detaljne odvodnje.Potreba za urgentnom revitalizacijom postojećih hidromelioracijskih<br />
sustava površinske i podzemne odvodnje (drenaže) uvjetovana je, prije svega, njihovom<br />
slabom funkcionalnošću. Neprimjerna funkcionalnost izgrađenih sustava je velikim<br />
dijelom posljedica njihovog lošeg održavanja i upravljanja.<br />
S obzirom na postojeće stanje, revitalizaciju je potrebno provesti na cjelovitom<br />
hidromelioracijskom sustavu Hrvatske, odnosno na oko 1.049.411 ha površinske i oko<br />
148.623 ha podzemne odvodnje – drenaže (Marušić, 2003).<br />
Izgradnjom novih hidromelioracijskih sustava, može se znatno povećati proizvodni<br />
potencijal kod znatnog dijela, prvenstveno hidromorfnih tala. Prema relevantnim<br />
pokazateljima, valja računati s maksimalnom površinom od 953.226 ha hidromorfnih<br />
poljoprivrednih tala (zemljišta), odnosno realnom površinom od oko 780.000 ha<br />
(Husnjak, 2006).<br />
Revitalizaciju postojećih (sl. 118) te izgradnju, upravljanje i gospodarenje novim<br />
hidromelioracijskim sustavima detaljne odvodnje u Hrvatskoj, valja temeljiti na<br />
relevantnim pokazateljima i priznatim načelima struke, a nikako na primjeni<br />
generaliziranih (šabloniziranih) pristupa u rješavanju ove vrlo osjetljive problematike.<br />
W<br />
N<br />
S<br />
E<br />
Slika 118. Prikaz dreniranih tala u Republici Hrvatskoj (Husnjak, 2006.)<br />
100
8.1. Stanje i funkcionalnost sustava<br />
Trenutačno stanje hidromelioracijskih sustava površinske i podzemne detaljne<br />
odvodnje u Hrvatskoj je neodrživo. Posljedice lošeg gospodarenja s hidromelioracijskim<br />
sustavima (održavanje, upravljanje, monitoring) su vidljive na svim slivnim područjima.<br />
Većina sustava je neučinkovita, a njihova funkcionalnost vrlo problematična.<br />
Slaba funkcionalnost sustava naročito je prisutna u segmentu površinske detaljne<br />
odvodnje (kanali III. i IV. reda), te podzemne odvodnje (drenaže).<br />
Tijekom trogodišnjih istraživanja (1989-1991) u užem bazenskom dijelu<br />
Posavine, posebice u domeni vertičnih glejnih tala, potvrđeno je da više od polovine<br />
ukupno izgrađenih (47.000 ha) sustava detaljne podzemne odvodnje-drenaže nema<br />
zadovoljavajuću funkcionalnost (Petošić, 1993).<br />
Procjena se temelji na stacionarnim istraživanjima (ukupno 8 lokacija), odnosno<br />
na kontinuiranom monitoringu, dinamike površinskih i podzemnih <strong>voda</strong>, režima vlažnosti<br />
tla i intenziteta odvodnje (drenažnom isteku), i to kod različitih drenažnih varijanata<br />
odvodnje, i temeljnih predstavnika hidromorfnih tala (pseudoglej, pseudoglej-glej,<br />
hipoglej i amfiglej), (tablica 27).<br />
Temeljem dobivenih rezultata istraživanja držimo da su uzroci slabe<br />
funkcionalnosti posebice kod klasičnog sustava cijevne drenaže pri odvodnji vertičnih<br />
amfiglejnih tala u slijedećem:<br />
� lošoj učinkovitosti drenažnog jarka<br />
� lošem održavanju sustava<br />
� neracionalnom korištenju hidromelioriranih površina (tala)<br />
� neprimjernoj površinskoj sistematizaciji proizvodne jedinice (table)<br />
Loš učinak drenažnog jarka prvenstveno je potvrđen na vertičnom euglejnom<br />
tlu, (Petošić 1994) i prilikama klasičnog drenažnog sustava odvodnje. Dakle, u uvjetima<br />
kada je cijevna drenaža izvedena bez ugradnje kontaktnog hidrauličnog materijala<br />
(najčešće prirodnog šljunka) i bez primjene dodatne agromelioracijske mjere (u ovom<br />
slučaju krtičenja tla).<br />
Fenomen loše učinkovitosti drenažnog jarka s formiranjem «s<strong>voda</strong>», koji<br />
priječi procjeđivanje površinskih <strong>voda</strong> prema drenažnim cijevima, temeljni je problem<br />
hidromelioriranog vertičnog eugleja i uzročnik slabe funkcionalnosti odvodnje posebice<br />
kod klasičnog sustava cijevne drenaže (sl 119).<br />
101
Slika 119. Prikaz „s<strong>voda</strong>“ u<br />
drenažnom jarku, kod dreniranog<br />
vertičnog amfiglejnog tla<br />
Loše održavanje postojećih sustava detaljne odvodnje i neracionalno<br />
korištenje dreniranih površina zaseban je problem u cijeloj Hrvatskoj. Posebno je<br />
zabrinjavajuće stanje lošeg održavanja primjetno na otvorenoj kanalskoj mreži nižeg reda<br />
(sabirni i detaljni kanali). Zbog neredovite košnje pokosa i bankina, kanali su u<br />
potpunosti obrasli, hidrofilnom vegetacijom (raznih šaševa), kao i višegodišnjim<br />
drvenastim vrstama (pretežno vrbom) (sl. 120). Kod većine kanala primjetni su procesi<br />
jakog zamuljivanja, kao posljedica slabog tehničkog čišćenja (izmuljivanja).<br />
Slika 120. Prikaz lošeg održavanja hidromelioracijskih sustava detaljne odvodnje<br />
Poticajni profili kanala znatno su smanjeni, što dovodi do učestalih uspora vode u<br />
cjelovitom sustavu odvodnje. Visoki vodostaji u detaljnoj i sabirnoj kanalskoj mreži, i<br />
učestala potopljenost drenažnih cijevi, negativno utječu na ostvarivanje potrebne norme i<br />
intenziteta odvodnje, a time i smanjenja funkcionalnosti cjelovitog sustava odvodnje (sl.<br />
121).<br />
102
Slika 121. Prikaz „uspora“ s visokim vodostajem u detaljnim otvorenim kanalima IV<br />
reda<br />
Neracionalno korištenje hidromelioriranih tala doprinosi dodatnom smanjenju<br />
funkcionalnosti, posebno drenažnog sustava odvodnje. Od čimbenika neracionalnog<br />
korištenja (gospodarenja) valja istaći slijedeće:<br />
� intenzivnu ratarsku (konvencionalnu) proizvodnju<br />
� uzak plodored i smanjenje organske komponente tla<br />
� «špice» u obavljanju osnovnih agrotehničkih operacija<br />
� obradu i skidanje usjeva nepovoljnim uvjetima vlažnosti tla (sl. 122)<br />
� izraženo gaženje, zbijanje i «uništavanje» obradivog sloja tla i drenažnog<br />
jarka<br />
� primjenu teške mehanizacije<br />
� učestali transport unutar proizvodne jedinice (table)<br />
Slika 122. Obrada tla u nepovoljnim uvjetima vlažnosti tla (Filipović)<br />
103
Red<br />
.<br />
broj<br />
Neprimjerena površinska sistematizacija (ravnanje) proizvodnih jedinica –<br />
tabli, s vidljivim ostacima mikrodepresija na površini terena, u kojima stagnira<br />
površinska <strong>voda</strong>, također dodatno utječe na funkcionalnost detaljnih sustava odvodnje.<br />
Ovaj problem posebice je izražen kod tabli na kojima je primjenjivana dvosmjerna<br />
baulacija tla (sl. 123).<br />
Slika 123. Prikaz loše površinske sistematizacije (ravnanja) proizvodnih površina (tabli),<br />
s ostatkom mikrodepresija od predhodne baulacije tla<br />
Tablica 27. Procjena funkcionalnosti podzemnog sustava detaljne odvodnje-drenaže u<br />
Posavini<br />
Naziv<br />
stacionara<br />
Skraćeni<br />
naziv<br />
hidromel. tla<br />
1. Ravnice Pseudoglej<br />
2. Lug Amfiglej<br />
3. Potok<br />
Pseudoglejglej<br />
Postojeći sustav detaljne<br />
odvodnje<br />
Klasična cijevna drenaža:<br />
t=0,85; L=15 m<br />
-bez hidrauličkog filtera<br />
-bez podrivanja<br />
Kombinirana det.<br />
odvodnja, tzv. plitka<br />
varijanta: -cijevna<br />
drenaža<br />
t=0,65-0,75; L=20 m<br />
-šljunak do obradivog<br />
horizonta<br />
-bez krtičenja<br />
Kombinirana det.<br />
odvodnja, cijevna<br />
drenaža:<br />
t=0,9-1,0 m; L=15 m<br />
-šljunak u svaki dren +<br />
podrivanje<br />
Intenzitet odvodnje sustava Ocjena<br />
funkcionalnos<br />
ti sustava<br />
-Stagniranje vode na površini<br />
tla je rijetko i kratkotrajno<br />
-Odvodnja maksim.intenziteta<br />
oborina u roku od 5 dana<br />
-Propadanje usjeva moguće u<br />
manjoj mjeri<br />
-Bez pojave stagniranja vode<br />
na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od 2 dana<br />
-Bez pojave propadanja usjeva<br />
-Primjetna je kratkotrajna<br />
pojava stagnir. vode na<br />
površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od 5 dana<br />
-Propadanje usjeva moguće u<br />
manjoj mjeri<br />
umjerena<br />
Mogućnost<br />
intenzivnog<br />
gospodarenja u<br />
humid.<br />
godinama<br />
104<br />
bez većih<br />
poteškoća<br />
dobra bez poteškoća<br />
umjerena<br />
bez većih<br />
poteškoća
4. Stružec Hipoglej<br />
5. Štivica<br />
6. Oborovo<br />
7.<br />
8.<br />
Ivanić Grad<br />
(lokalitet)<br />
Slavonski<br />
Brod<br />
(lokalitet)<br />
Amfiglej<br />
vertični<br />
Amfiglej<br />
vertični<br />
Amfiglej<br />
vertični<br />
Amfiglej<br />
vertični<br />
Klasična cijevna drenaža:<br />
t=1,0-1,1 m; L=15 m<br />
-bez šljunka (filtera) s<br />
podrivanjem tla<br />
Kombinirana det.<br />
odvodnja, cijevna<br />
drenaža:<br />
t1=0,80; t 2=1,0; L=20 m<br />
-šljunak u svaki drugi dren<br />
-bez krtičenja<br />
Klasična drenaža:<br />
t=0,9; L=15-18 m<br />
-bez filtera (šljunka)<br />
-bez krtičenja<br />
Klasična cijevna drenaža:<br />
t=0,9-1,0 m; L=oko 20 m<br />
-bez filtera<br />
-bez krtičenja<br />
Klasična cijevna drenaža:<br />
t=0,9 m; L=21-25 m<br />
-bez filtera (šljunka)<br />
-bez krtičenja<br />
8.2. Potreba za revitalizacijom sustava<br />
-Bez pojave stagniranja vode<br />
na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. oborina u<br />
roku od 2 dana<br />
-Bez pojave propadanja usjeva<br />
-Primjetno je češće stagniranje<br />
vode na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od 10 dana<br />
-Mogućnost osjetnog<br />
propadanja usjeva<br />
-Primjetno je često stagniranje<br />
vode na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od >10 dana<br />
-Mogućnost pojave znatnog<br />
propadanja usjeva<br />
-Primjetno je često stagniranje<br />
vode na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od >10 dana<br />
-Mogućnost pojave znatnog<br />
propadanja usjeva<br />
-Primjetno je često stagniranje<br />
vode na površini tla<br />
-Odvodnja maksim. intenziteta<br />
obor. u roku od >10 dana<br />
-Mogućnost znatnog<br />
propadanja usjeva<br />
dobra bez poteškoća<br />
slaba<br />
vrlo slaba<br />
vrlo slaba<br />
vrlo slaba<br />
U cilju daljnjeg unapređenja ruralnog prostora Hrvatske, neophodna je<br />
revitalizacija većine hidromelioracijskih sustava površinske i podzemne odvodnje<br />
(Petošić i Šimunić, 2007). Revitalizacijskim mjerama utjecalo bi se na bolju<br />
funkcionalnost i učinkovitost postojećih sustava odvodnje, odnosno poboljšanje<br />
proizvodnih uvjeta i povećanje poljoprivredne proizvodnje na velikom potencijalu<br />
hidromelioriranih površina (tala).<br />
Da bi se ovo ostvarilo, neophodno je razvijati integralni pristup u rješavanju<br />
složenog problema revitalizacije hidromelioracijskih sustava.<br />
Valja izraditi zakonske propise, s aktualnim programom neophodnih radova, po<br />
slivnim i/ili županijskim područjima Hrvatske. Programom trebaju biti obuhvaćeni svi<br />
radovi vezani za sanaciju, rekonstrukciju, održavanje, upravljanje i financiranje<br />
hidromelioracijskih sustava. Program cjelovitih radova na sanaciji i revitalizaciji<br />
hidromelioracijskih sustava detaljne odvodnje treba biti usklađen s Nacionalnim<br />
projektom navodnjavanja i gospodarenja poljoprivrednim zemljištem i <strong>voda</strong>ma u<br />
Republici Hrvatskoj (NAPNAV-om).<br />
U tablici 28. dat je načelno prikaz osnovnih radova i mjera potrebnih za<br />
revitalizaciju hidromelioracijskih sustava, s težištem na sustav podzemne odvodnje –<br />
drenaže.<br />
105<br />
uz znatne<br />
poteškoće<br />
praktično<br />
nemoguće<br />
praktično<br />
nemoguće<br />
praktično<br />
nemoguće
Tablica 28. Prikaz radova i mjera za revitalizaciju hidromelioracijskih sustava odvodnje<br />
Redni Vrsta radova i<br />
Površinska odvodnja Podzemna odvodnja<br />
broj mjera Otvoreni kanali III + IV reda<br />
� uklanjanje urušenih objekata i<br />
Cijevna drenaža<br />
saniranje pokosa kanala<br />
� lociranje, čišćenje, popravak i zamjena<br />
� krčenje i uklanjanje drvenaste<br />
izljevnih cijevi i štitnika<br />
1. Sanacijski<br />
vegetacije (raslinja)<br />
� uklanjanje-izmuljivanje nanosa<br />
� izmuljivanje drenažnih cijevi (prema<br />
potrebi)<br />
� popravak mostova i cijevastih<br />
� saniranje nastalih mikrodepresija na<br />
propusta<br />
� uređenje putne mreže duž kanala<br />
proizvodnim površinama (tablama)<br />
� dogradnja drenažnih cijeviinterpolacija<br />
(prema potrebi)<br />
2.<br />
Rekonstrukcije i<br />
dogradnje<br />
� povećanje proticajnog profila kanala<br />
(prema potrebi)<br />
� izgradnja novih kanala (prema potrebi<br />
� izgradnja novih mostova i propusta<br />
� dogradnja interceptičkih drenova<br />
(prema potrebi)<br />
� izvođenje dodatnih agromelioracijskih<br />
radova (duboka obrada, dubinsko<br />
vertikalno rahlenje tla i/ili krtičenje)<br />
� provođenje kemisjkih meliorativnih<br />
zahvata (prema potrebi)<br />
� kontrola i čišćenje izljevnih cijevi (1 x<br />
u tri godine)<br />
� izmuljivanje drenskih cijevi (po<br />
3.<br />
Redovitog<br />
održavanja<br />
� jednokratna košnja pokosa, bankina i<br />
dna kanala (1,5 x godišnje)<br />
� izmuljivanje-čišćenje dna kanala (1 x<br />
u četiri godine)<br />
� izmuljivanje-čišćenje cjevastih<br />
propusta (1 x u četiri godine)<br />
potrebi)<br />
� izvođenje dopunskih agromelioracijskih<br />
zahvata:<br />
- dubinsko rahlenje (1 x u 2-3 godine)<br />
- krtičenje tla (1 x u 3-5 godina)<br />
� izvođenje agrarnih operacija (obrada,<br />
sjetva, žetva) u8 optimalnim uvjetima<br />
vlažnosti tla<br />
� održavanje šireg plodoreda kod<br />
uzgajanih kultura<br />
� povremeno praćenje drenažnog<br />
istjecanja<br />
� praćenje vodnog režima u kanalima: � praćenje stagniranja vode na površini<br />
4.<br />
Monitoring<br />
sustava<br />
- protjecanje<br />
- uspori<br />
table<br />
� praćenje formiranja plješina na<br />
- potopi<br />
površini table<br />
� praćenje prinosa uzgajanih kultura<br />
� praćenje onečišćenja tla i <strong>voda</strong><br />
5. Gospodarenja<br />
� izrada projekta detaljne valorizacije (vrednovanja) hidromelioriranog-dreniranog<br />
zemljišta (tala) na temelju ostvarljivih prinosa uzgajanih kultura, odnosno<br />
učinkovitosti sustava<br />
� preporučiti adekvatne sustave biljne proizvodnje, sukladno funkcionalnosti<br />
odnosno učinkovitosti sustava<br />
6.<br />
Upravljanja i<br />
financiranja<br />
� sukladno planu i programu NAPNAV-a<br />
106
9. LITERATURA<br />
1. Averljanov, S., Smirnov, A., 1973. Osušenje, Seljskohozjajstvenaja,<br />
enciklopedija, Knjiga 4:598-609, „ Sovjetskaja enciklopedija“, Moskva.<br />
2. Bašić, F., Bogunović, M., Husnjak, S., 2001. Regionalizacija hrvatske<br />
poljoprivrede, AFZ (VIP projekt)<br />
3. Beers, W. F. J., van 1969. Some nomographs for the calculation of the drain<br />
spacing, International Institute for Land Reclamation and Improvement, Buletin<br />
No 8, Wageningen.<br />
4. Bella, S., 1935. Melioracije tla, Tehnički <strong>fakultet</strong>, Zagreb.<br />
5. Benetin, I., Dvorak, I. Fidler, I., Kabina, P., 1987. Odvodnovanie, Ministerstvo<br />
školstva SSR i Minsterstvo školstva ČSR, Priroda, 1987.<br />
6. Beers, W. F. J., van 1969. Some nomographs for the calculation of the drain<br />
spacing, International Institute for Land Reclamation and Improvement, Buletin<br />
No 8, Wageningen.<br />
7. Bićanić, V., 1985. Odvodne crpne stanice u Hrvatskoj, Priručnik za hidrotehničke<br />
melioracije, I Kolo, Knjiga 3: 259-300. Društvo za odvodnju i navodnjavanje<br />
Hrvatske, Zagreb.<br />
8. Biondić, D., Milović, B., Barbarić, D., 2003., Stanje i razvojne odrednice zaštite<br />
od štetnog djelovanja <strong>voda</strong> u Hrvatskoj. Zbornik radova, 3. Hrvatska konferencija<br />
o <strong>voda</strong>ma: 545-555. Osijek.<br />
9. Braun, M., 1985. Zaštita od poplava. Priručnik za hidrotehničke melioracije, I<br />
Kolo, Knjiga 3:31-62. Društvo za odvodnju i navodnjavanje Hrvatske, Zagreb.<br />
10. Bogunović, M., Vidaček, Ž., Husnjak, S., Sraka, M., 1998. Invetory of Soils in<br />
Croatia. Agriculture Conspectus Scientificus, Vol. 63. No 3: 105-112. Zagreb.<br />
11. Butorac, A., 1999. Opća agronomija, školska knjiga, Zagreb.<br />
12. Čović, M., 1987. Prikaz osnovne i detaljne odvodnje u hidromelioracijskom<br />
sistemu Črnec-polje. Priručnik za hidrotehničke melioracije, I Kolo, Knjiga 4:<br />
255-278, Društvo za odvodnju i navodnjavanje Hrvatske, Zagreb.<br />
13. Dadić, M., 1990. Meliorativno uređenje poljoprivrednog zemljišta u slivu rijeka<br />
Biđa i Bosuta, Magistarski rad, Poljoprivredni <strong>fakultet</strong> Novi Sad.<br />
14. Eggelsmann, R., 1981. Dränanleitung für Landbau, Ingenieurbau und<br />
Lanschaftsbau, Verlag Paul Parey, Hamburg und Berlin.<br />
15. Ernst, L. F., 1954. De berekening van groudwater stroming tussen evenwijdige<br />
open Leidingen, Institute for Land and Water Menagement Research,<br />
Wageningen.<br />
16. Groot, J.M., 1973. Drainage investigations of heavy soils in the upper Sava<br />
Valley, Geodetski <strong>fakultet</strong> Zagreb, Disertacija.<br />
17. Herak, M., Nedela, D., 1963. Geologija zagrebačke regije, elaborat, Geografski<br />
intitut, Zagreb. Str. 115-124.<br />
18. Hofbauer, A., 1975. Erfahrungen mit Maulwurfdränungen in Oberösterreich.<br />
Zeitschrift für Kulturtechnik und Flurbereinigung, Heft 6: 337-344.<br />
19. Hooghoudt, S.B., 1940. Bijdragen hot de kannis van enige naturkundige<br />
grootheden van den grand, no 7., Verslagen van Land bouwkwudige<br />
Onderzoekingen 46.<br />
107
20. Hunkler, K., Grubinger, H., Tanner, E., 1970. Landwirtschaftliches<br />
Meliorationswesen 5te Auff Buchferlag Verbrandruckerci AG Bern.<br />
21. Husarić, I., 1997., Zaštita od štetnog djelovanja <strong>voda</strong>. Hrvatska vodoprivreda br.<br />
60:7-16, Zagreb.<br />
22. Husnjak, S., Vidaček, Ž., Racz, Z. 2005. Stanje i učinak drenskog rova na<br />
dreniranim tlima Karašice – Vučice, Hrvatske vode (2005) 51, 131-143.<br />
23. Husnjak, S., 2007. Poljoprivredna tla Hrvatske i potreba za melioracijskim<br />
mjerama. Zbornik radova s znanstvenog skupa „Melioracijske mjere u svrhu<br />
unapređenja ruralnog prostora, HAZU: 21-37, Zagreb.<br />
24. Jelaković, B., Braun, M., 1961. Odvodnja otvorenim i zatvorenim kanalima<br />
(Izvješće sa specijalizacije u Holandiji), Slavonski Brod.<br />
25. L. Avakumović, D., 2005. Odvodnjavanje, Univerzitet u Beogradu, Građevinski<br />
<strong>fakultet</strong>, Beograd.<br />
26. Kovda, V.A., 1968. Proishvoždenie i režim zasolenih počiv, I i II Moskva.<br />
27. Marušić, J., 2005. Značenje crpnih stanica za vodni režim melioracijskih<br />
područja. Priručnik za hidrotehničke melioracije III kolo, Knjiga 2: 131-168,<br />
Elementi planiranja sustava navodnjavanja, Sveučilište u Rijeci, Građevinski<br />
<strong>fakultet</strong>, Rijeka.<br />
28. Marušić, J., 2003. Stanje i značajke hidromelioracijskih objekata i sustava za<br />
poljoprivrednu proizvodnju u Hrvatskoj. Priručnik za hidrotehničke melioracije<br />
III Kolo, Knjiga 1: 49-95, Sveučilište u Rijeci, Građevinski <strong>fakultet</strong>, Rijeka.<br />
29. Marušić, J., 1985. Objekti hidromelioracijskih sustava odvodnje. Priručnik za<br />
hidrotehničke melioracije, I Kolo, Knjiga 3: 149-217, Društvo za odvodnju i<br />
navodnjavanje Hrvatske, Zagreb.<br />
30. Marušić, J., 1987. Potreba i značenje izvedbe sustava podzemnog odvodnjavanja.<br />
Priručnik za hidrotehničke melioracije, I Kolo, Knjiga 4:101-117, Društvo za<br />
odvodnju i navodnjavanje Hrvatske, Zagreb.<br />
31. Matković, J., 1971. Regulaciona odvodnja, Savjetovanje o Posavini: 83-104,<br />
Poljoprivredni <strong>fakultet</strong>, Zagreb.<br />
32. Matković, J., 1968. Odvodnja i privođenje kulturi teških tala (s osvrtom na<br />
melioracijsko područje doline Save u SRH). Bilten Poljodobra: 31-43, Zagreb.<br />
33. Marijanov, M., 1964. Premer i melioracije zemljišta, Univerzitet u Novom Sadu,<br />
Građevinska knjiga, Beograd.<br />
34. Marušić, I., 2001. Hidromelioracijski objekti i sustav površinske odvodnje.<br />
Hrvatska vodoprivreda br. 109: 13-18. Zagreb.<br />
35. Neuhaus, H., Von 1975. Ergebnisse eines 12-jährigen Drän und<br />
Meliorationsdungungsversuchs auf Barchmarsch, Zeitschrift für Kulturtechnik<br />
und Flurbereinigung, Heft 4: 202-2011.<br />
36. Perčec, M., Tadić. 2010. Klimatski atlas Republike Hrvatske<br />
37. Petošić, D., 1993. Funkcionalnost sustava detaljne odvodnje u Posavini.<br />
Doktorska disertacija, <strong>Agronomski</strong> <strong>fakultet</strong>, Zagreb.<br />
38. Petošić, D., 1994. Trajnost učinka drenažnog jarka na vertičnom hidromelioranom<br />
eugleju u Posavini, Hrvatske vode br. 5: 283-291, Zagreb.<br />
39. Petošić, D., Šimunić, I., 2007. Revitalizacija postojećih i koncepcija rješavanja<br />
novih sustava detaljne odvodnje. Zbornik radova s znanstvenog skupa,<br />
108
Melioracijske mjere u svrhu unapređenja ruralnog prostora: 99-115, HAZIU,<br />
Zagreb.<br />
40. Petošić, D., 2003. Funkcionalnost sustava detaljne odvodnje Hrvatske vode br.<br />
45: 515-523. Zagreb.<br />
41. Racz, Z., 1980., Meliorativna pedologija I DIO. Geodetski frakultet Zagreb.<br />
42. Ritzema H.P., 1994. Subsurface Flow to Drains. Drainage principles and<br />
Applications (ILRI Publication 16) 2 te Aufl. Wageningen; Niderlande,<br />
International Instute for Land Reclamation and Improvement. P 263-304.<br />
43. Rudić, D., Đurović, N., 2006. Odvodnjavanje, Univerzitet u Beogradu,<br />
Poljoprivredni <strong>fakultet</strong>, Beograd.<br />
44. Srebrenović, D., Srebrenović, Z., 1981. Podzemno odvodnjavanje, Geodetski<br />
<strong>fakultet</strong>, Zagreb.<br />
45. Stebut, A. 1953. Agropedologija: I, II i III dio, Beograd.<br />
46. Svenhuijsen R.J., 1994. Surface Systems, in Ritzema H.P. (ed). 1994. Drainage<br />
Principles and Applications (ILRI Publication 16). 2 te Aufl. Wageningen,<br />
Niderlande: International Institute for Land Reclamation and Improvement p799-<br />
826.<br />
47. Škorić, A., Filipovski, G., Čirić, M., 1973. Klasifikacija tala Jugoslavije, Zagreb.<br />
48. Škorić., A. 1986. Postanak, razvoj i sistematika tla, FPZ, Zagreb<br />
49. Tomić, F., 1987., Sistemi detaljne odvodnje za reguliranje <strong>suvišnih</strong> <strong>voda</strong>.<br />
Priručnik za hidrotehničke melioracije. I Kolo Odvodnjavanje, Knjiga 4: 169-238.<br />
Društvo za odvodnju i navodnjavanje Hrvatske Zagreb.<br />
50. Tomić, F., 1988. Navodnjavanje, Savez poljoprivrednih inženjera i tehničara<br />
Hrvatske, Fakultet poljoprivrednih znanosti, Zagreb.<br />
51. Tomić, F., Petošić, D., 1989. Dosadašnja iskustva i potrebe detaljnog uređenja<br />
zemljišta u Posavini, Zbornik radova sa savjetovanja JAZU (Rijeka Sava, zaštita i<br />
korištenje <strong>voda</strong>), str. 121 – 132.<br />
52. Tomić, F., Petošić, D., 2003. Rješavanje problema <strong>suvišnih</strong> unutarnjih <strong>voda</strong> u<br />
hidromelioracijskim sustavima. Priručnik za hidrotehničke melioracije, III Kolo,<br />
Knjiga 1: 177-197, Sveučilište u Rijeci, Građevinski <strong>fakultet</strong>, Rijeka.<br />
53. Urumović, K., 2003., Fizikalne osnove dinamike podzemnih <strong>voda</strong>. Rudarskogeološko<br />
naftni <strong>fakultet</strong>, Zagreb.<br />
54. Vidaček, Ž., Pavlić, V., Perković, J., Božičević, I., 1979. Agropedološkomelioracijska<br />
studija idejnog projekta uređenja zemljišta na području općine<br />
Dugo Selo, Savjetovanje o uređenju površina s gledišta hidro i agromelioracija,<br />
Knjiga II; 45-56, Zadar.<br />
55. Visser, W.C.,1958. De Landbauwaternishouding in Nederland, Comm. Onderz.<br />
Landb. Waterhinsk Ned. TNO, Repport br. 1, 231 p.<br />
56. Willamson, R.E., Kriz, G. J., 1970. Response of agricultural crops to flooding,<br />
depth of water table and soil gaseons composition, Amer. Soc. Agr. Eng. Trans.<br />
13: 216-220.<br />
109