Naslov
Identifikacija i prognoza minimalnih razina podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika modelima recesijskih krivulja
(Identification and prediction of minimum ground water levels of Zagreb alluvial aquifer using recession curve models)

Autori
Kristijan, Posavec

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Rudarsko-geološko-naftni

Mjesto
Zagreb

Datum
14.12

Godina
2006

Stranica
89

Mentor
Bačani, Andrea

Ključne riječi
Zagrebački aluvijalni vodonosnik; vremenski nizovi razina podzemne vode; recesijska analiza; glavna recesijska krivulja; minimalne razine podzemne vode; prognoze razina podzemne vode
(Zagreb alluvial aquifer; ground water level time series; recession analysis; master recession curve; minimum ground water levels; ground water level predictions)

Sažetak
U disertaciji su analizirani vremenski nizovi razina podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika s ciljem identifikacije i prognoze minimalnih razina podzemne vode, a u svrhu planiranja i upravljanja izvorima podzemne vode zagrebačkog vodonosnika. Recesijska analiza primijenjena na vremenske nizove razina podzemne vode koji su obuhvatile mjerenja izvršena na 278 piezometara u razdoblju od 1994. do 2003. godine, rezultirala je glavnim recesijskim krivuljama na promatranim piezometrima. Za izradu glavnih recesijskih krivulja, a koje predstavljaju najčešću situaciju pražnjenja vodonosnika, napisan je Visual Basic makro koji simulira grafičku metodu namještanja recesijskih segmenata u položaj njihovog preklapanja koristeći prilagođenu “ matching strip” metodu. Ta metoda bazirana je na pet regresijskih modela, tj. linearnom, logaritamskom, polinomnom drugog reda, opće potencije i eksponencijalnom, uz pomoć kojih se vrši namještanje individualnih recesija na najpodesnije mjesto u glavnoj recesijskoj krivulji. Obradom je dobiveno 278 glavnih krivulja recesije te pripadnih regresijskih modela tj. jednadžbi regresije koje su korištene u prognozama minimalnih razina podzemne vode. Minimalne razine podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika identificirane su analizom nivograma zdencima najbližih piezometara u odnosu na kotu gornjeg ruba najpliće smještenog filtra u zdencima. Provedenom analizom identificiran je zdenac u kojem vodna ploha u periodu recesije najprije dosegne kotu gornjeg ruba filtra, a ta vodna ploha, odnosno razina podzemne vode registrirana u tom trenutku definirana je kao minimalna razina podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika. Analizom je utvrđeno da se minimalne razine podzemne vode u periodu recesije najprije postižu na crpilištu Mala Mlaka i to na zdencu B-29, zatim na crpilištu Zapruđe te na crpilištu Sašnjak. Na crpilištima Petruševec, Velika Gorica i Žitnjak minimalne razine podzemne vode do 2003. godine nisu postignute, a kote gornjeg ruba filtra na zdencima tih crpilišta, koje su u prosjeku nekoliko metara niže od najniže zabilježene razine podzemne vode, osiguravaju nesmetano crpljenje u narednih 15 do 20 godina uz uvjet zadržavanja postojećeg trenda snižavanja razine podzemne vode. Uspoređene su crpne količine zagrebačkih crpilišta u sušnoj 2003. godini s identificiranim minimalnim razinama podzemne vode na crpilištima, pri čemu je utvrđeno da se crpne količine u sušnim razdobljima smanjuju upravo na onim crpilištima na kojima su minimalne razine podzemne vode već postignute, tj. na Maloj Mlaci, Sašnjaku i Zapruđu, dok na crpilištima na kojima minimalne razine podzemne vode do kraja 2003. godine nisu postignute, tj. Petruševcu i Velikoj Gorici dolazi do povećanja crpnih količina za vrijeme sušnih razdoblja. Na crpilištu Žitnjak, koje u malom postotku sudjeluje u ukupnoj crpnoj količini zagrebačkih crpilišta, ne dolazi do značajnijih promjena crpnih količina u sušnim razdobljima. Prognoze razina podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika izvršene su uz pomoć dva računalna modela koji prognoze vrše automatizirano koristeći rezultate recesijske analize tj. glavne recesijske krivulje: (1) modela prognoze razina podzemne vode koji koristeći početne izmjerene razine podzemne vode i dobivene glavne recesijske krivulje tj. jednadžbe regresije za svaki pojedini piezometar, prognozira razinu podzemne vode na odnosnim piezometrima za definirani vremenski period i rezultira prognoznom kartom ekvipotencijala te (2) modela prognoze vremena postizanja minimalnih razina podzemne vode koji koristeći početne izmjerene razine podzemne vode, identificirane minimalne razine podzemne vode i dobivene glavne recesijske krivulje tj. jednadžbe regresije za svaki pojedini piezometar, prognozira vrijeme postizanja minimalne razine podzemne vode na odnosnim piezometrima. Oba modela testirana su u sušnoj 2003. godini pri čemu je zaključeno da pouzdanost prognoza razina podzemne vode modelima recesijskih krivulja ovisi o stohastičkoj ili determinističkoj prirodi procesa koji se odvijaju u vodonosniku i o karakteru recesije. S obzirom da visoki koeficijenti determinacije glavnih recesijskih krivulja potvrđuju temeljnu znanstvenu hipotezu u kojoj se navodi da su vremenski nizovi razina podzemne vode zagrebačkoga aluvijalnog vodonosnika jednolični, a što ukazuje na determinističku prirodu procesa u vodonosniku, zaključeno je da pouzdanost prognoza razina podzemne vode modelima recesijskih krivulja najvećim dijelom ovisi o karakteru recesije. Pretpostavka prema kojoj se razina podzemne vode snižava kontinuirano mora biti zadovoljena da bi prognoze razina podzemne vode bile pouzdane. U suprotnom dolazi do pogrešaka u prognozama razina podzemne vode kao i prognozama vremena postizanja minimalne razine podzemne vode, no te pogreške idu na stranu sigurnosti kod optimalnog upravljanja izvorima podzemne vode. Prognoziranje najgorih scenarija odnosno vremena postizanja minimalnih razina podzemne vode u slučaju kontinuirane recesije, također predstavlja i drugačiji pristup prognoziranju razina podzemne vode u realnom vremenu te dodatni način optimalnog upravljanja izvorima podzemne vode naročito otvorenih aluvijalnih vodonosnika. Modelima recesijskih krivulja predstavljenim u disertaciji, razine podzemne vode mogu se s pouzdanošću prognozirati u cijelim rasponima mjerenja razina na piezometrima tj. od perioda najviših do najnižih zabilježenih razina podzemne vode, a što u nekim slučajevima može iznositi i do šest mjeseci, uz zadovoljavanje pretpostavke da je recesija kontinuirana.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Rudarstvo, nafta i geološko inženjerstvo

POVEZANOST RADA