Određivanje Vodostaja i Protoka

8/18/2019 Određivanje Vodostaja i Protoka

1/21

UNIVERZITET U ZENICI

Mašinski fakultet u Zenici

Odsjek za inženjersku ekologiju

Inženjering zaštite voda

Lejla MeĎić

ODREĐIVANJE VODOSTAJA I PROTOKA

Seminarski rad

Mentor:

Doc. dr. Nusret Imamović

Zenica, 2015.


2/21

2

SADRŢAJ

1. UVOD ................................................................................................................................. 3

2. MJERENJE HIDROLOŠKIH VELIČINA ......................................................................... 4

2.1. RAZINA VODE .......................................................................................................... 4

2.1.1. Vodomjerna letva ................................................................................................. 5

2.1.2. Limnigraf .............................................................................................................. 6

2.2. PROTOK ..................................................................................................................... 7

2.2.1. Zapreminska metoda ............................................................................................ 8

2.2.2. Metoda površina – brzina ..................................................................................... 9

2.2.3. Mjerni objekti ..................................................................................................... 10

3. PROTOK U OTVORENIM KANALIMA ....................................................................... 12

4. PROTOK U CIJEVIMA POD PRITISKOM .................................................................. 14

5. KRIVA PROTICAJA ....................................................................................................... 16

6. EKOLOŠKI ZNAČAJ ODREĐIVANJA VODOSTAJA I PROTOKA .......................... 17

7. ZAKLJUČAK ................................................................................................................... 20

8. LITERATURA ................................................................................................................. 21


3/21

3

1. UVOD

Svakodnevni porast broja stanovnika na Zemlji i gospodarski razvoj ima za posljedicu sve

veće potrebe za vodom i veću potrošnju vode. Voda je u 21. vijeku postala najznačajniji

strateški prirodni resurs, jer budućnost čovječanstva zavisi od vode. [1]

Upotrebom vode za različite namjene dolazi do promjene njezinih fizikalnih, hemijskih i

bioloških svojstava tako nastaju otpadne vode, koje je potrebno prikupiti te na prikladan

način prečistiti i odvesti u prijemnik bez štetnih posljedica za okoliš.

Brzi na predak vodoprivrede doveo je do ofrmljavanja inženjerske hidrologije, prvenstveno

zbog potrebe za kvantitativnim informacijama o vodnim resursima i vodenim sistemima u

svrhu planiranja, projektovanja, održavanja i korištenja vodoprivrednih objekata i sistema.

Karakteritike vodnog režima zavise od velikog broja faktora, koji su skoro isključivo rezultat

prirodnih procesa u prirodi, ali mogu biti i rezultat ljudske aktivnosti, čiji se krajnji efekti ne

mogu sa sigurnošću predvidjeti [2].

Ispuštanje otpadnih voda u prirodne i umjetne vodne sisteme potpada pod zakonske propise

pri čemu se takoĎer vodi računa o lokalnim uvjetima koji treba da obuhvate [1] .

hidrološke podatke o prijemniku,

podatke o namjeni i intenzitetu korištenja nizvodno od ispusta,

analitičke podatke o sastavu vode prijemnika iznad mjesta ispusta.

Protok i vodostaj predstavljaju dvije od nekoliko hidroloških veličina kojima se bavi

hidrologija, a ujedno i podatke koji su potrebni za definisanje lokalnih uslova pri ispuštanju

otpadnih voda u vodotoke.


4/21

4

2. MJERENJE HIDROLOŠKIH VELIČINA

Iako je proticaj najvažnija veličina kada su u pitanju vodotoci, njegovo direktno mjerenje nije

moguće u većini slučajeva. Na izvorima i na veoma malim vodotocima, proticaj se može

mjeriti volumetrijski, a na većim potocima i rijekama, to je nemoguće, tako da se obavljajumjerenja dubina ili nivoa vode (vodostaj) te se na osnovu njih odreĎuje proticaj [4].

2.1. RAZINA VODE

Pokazatelj nivoa vode je vodostaj, koji zapravo predstavlja vertikalno odstojanje od neke

fiksne ravni do nivoa vode. Fiksna ravan je ustvari zamišljena horizontalna ravan sa poznatom

geodetskom kotom (kota nula). Vodostaj se obično označava sa (h) i izražava u cm. Kada se

(h) pretvori u metre i sabere sa nulom vodomjera, dobije se nadmorska visina nivoa vode H u(m n.m.).

H= ˝kota nule˝+ h (m n.m.)

Slika 1. Grafička ilustracija definicije vodostaja (H) i dubine vode (d)

Dakle, vodostaj je relativna (uslovna) veličina. On ne mora da znači ni kotu, ni dubinu (možeda bude čak i negativno ako je „nula“ postavljena iznad minimalnog nivoa). Ta cifra kojaznači vodostaj, sama po sebi ne mora da znači ništa odreĎeno, ali da je potpuno odreĎen i

jasan uvid za one koji raspolažu podacima o poprečnom presjeku vodotoka i o promjenamavodostaja. U periodu mjerenja kota nule vodomjera ne smije se mijenjati.

Hidrometeorološka služba obavlja svakodnevna mjerenja nivoa vode na utvrĎenim mjernimstanicama i o tome se zadaje zvanični javni izvještaj [2].


5/21

5

2.1.1.

Vodomjerna letva

Vodomjerna letva je najjednostavniji ureĎaj za mjerenje nivoa vode. Način ugraĎivanja letve

zavisi od uslova na terenu. Početak letve treba u principu postaviti ispod najnižeg opaženog

nivoa vode [3]. Na slici 2. je prikazan dio vodomjerne letve.

Slika 2. Izgled dijela prvog metra vodomjerne letve

Na slici 3. dat je prikaz ugraĎivanja letve ukoliko je obala kosa, gdje se po jedan, dva ili više

komada od po jednog metra letve pričvrščuju na vertikalno pobijene štapove. To je tzv.

stepenasti vodomjer [2].

Slika 3. Izgled stepenastog vodomjera


6/21

6

Tačnost očitavanja se kreće 1-4 cm, a ovisi o više faktora [4]:

o savjesti motrioca,

o stanju (vidljivosti) brojčane skale,

o mirnoći vodne površine prilikom očitavanja.

2.1.2. Limnigraf

Mjerenje vodostaja pomoću vodomjerne letve je jednostavno i jeftino ali bi se moralo vršitičesto da bi se zabilježilo opadanje ili porast vodostaja u periodima kada se on izrazito mijenja.Limnigrafi otklanjaju ovu manjkavost. Kod srednjih i malih vodotoka se koriste ureĎaji zakontinualno i automatsko registrovanje vodostaja- limnigrafi. Postoje tri tipa limnigrafa: sa

plovkom, pneumatski i sa senzorom [2].

Limnigraf sa plovkom. Sastoji se od sistema: plovak-uže-koturača-kontrateg. Vertikalno pomijeranje plovka se prenosi na papirnu traku koja se može kasnije obraditi elektronskimčitačima. Papirna traka se namotava na doboš. Klasični limnigrafi se izraĎuju sa vertikalnim ihorizontalnim dobošem. Ako je opremljen standardnim satnim mehanizmom, brzina okretanjadoboša je 2 mm/h, odnosno jedan pun okretaj za 8 dana, poslije čega se mijenja papir saupisanim (ucrtanim) nivogramom1. Limnigraf sa plovkom zahtijeva objekat za smještanjeinstrumenta i bunar, ko ji je putem jedne cijevi spojen sa vodotokom, što je ilustrovano na slici5. Bunar služi da zaštiti plovak instrumenta. Uz limnigraf se obično ugraĎuje i vodomjernaletva. Pisaljka na registratoru se tako postavlja da odgovara trenutnom vodostaju na letvi [2].

Slika 5. Prikaz ugrađivanja limnigrafa sa plovkom

Pneumatski limnigraf. Princip rada pneumatskog limnigrafa (slika 6.) je da su promjene

hidrostatskog pritiska mjerenog na fiksnoj dubini direktno proporcionalne promjenama

1 Nivogram je grafički prikaz promjene vodostaja u vremenu.


7/21

7

vodostaja. Iz boce sa komprimiranim zrakom, preko reduktora pritiska, zrak se potiskuje u

cijev koja je potopljena u vodu. U zavisnosti od dubine vode iznad ulaza cijevi, u cijevi se

proizvodi pritisak čija je veličina jednaka hidrostatičkom pritisku p = h, gdje je specifičnatežina vode. Preko metalnog manometra, ovaj pritisak se pretvara u silu koja djeluje na

polugu vage sa klizajućim tegom. Teg se pokreće pomoću servo motora2, i ovo pokretanje se prenosi na pisač koji ostavlja trag (nivogram) na papirnoj traci. Traka je vezana sa satnimmehanizmom. Iako su ovi limnigrafi znatno skuplji od limnigrafa sa plovkom, troškoviugradnje su manji tako da mogu biti ekonomičniji od klasičnog registrujućeg ureĎaja [2].

Slika 6. Objašnjenje principa rada pneumatskog limnigrafa

Limnigraf sa senzorom. Nivo vode se mjeri kao hidrostatički pritisak sa poluprovodnikom-senzorom (pijezo-sonda), koji se transformiše u električni signal sa integrisanim pojačalom.Senzor je smješten u cilindar od nehrĎajućeg čelika. Senzor je sastavni dio ureĎaja kojikontinualno bilježi (na papiru) promjene vodostaja [2].

Mjerenje nivoa vode se takoĎer može vršiti pomoću tzv. kapacitivne sonde, ultrazvučnogdavača, pokretne igle sa servo-ureĎajem i drugim metodama gdje se kao rezultat mjerenja dobije neka električna veličina [2].

2.2. PROTOK

Protok vode, općenito, predstavlja količinu vode koja protiče kroz poprečni presjek vodotoka

u jedinici vremena. Metode za mjerenje protoka mogu se općenito podijeliti na neposredne i

posredne. Neposredne metode se zasnivaju na volumenskim metodama zasnovanim na

mjerenjima putem mjernih ureĎaja što je u principu primjenjivo za male vodotoke i izvore,

kao što je volumetrijska ili zapreminska metoda. Posredne metode mjerenja protoka se

2 Servo motor je pomoćni motor s elektronskim, pneumatskim ili hidrauličkim pogonom koji se automatski

uključuje u procese upravljanja.


8/21

8

zasnivaju na definisanju na temelju mjerenja nekog drugog elementa vodotoka, a tu se

ubrajaju slijedeće: metoda površina- brzina, korištenje mjernih objekata (kanala), metoda

mješavina, elektromagnetna metoda i približne hidrauličke metode. [5]

Metoda mjerenja protoka se najčešće odabire ovisno o okolnostima u kojima se mjeri protok io zahtjevanoj tačnosti.

2.2.1. Zapreminska metoda

Metoda se odlikuje visokom tačnošću mjerenja i koristi se za mjerenje proticaja malih tokova

ili izvora. Suština metode je u mjerenju vremena (t) da protok (Q) koji protiče kroz neki

sistem napuni posudu tačno poznatih dimenzija odnosno zapremine (V). Protok je pri tome

definisan jednačinom [4]:

Q = ... (1)

Da bi se moglo izvršiti mjerenje proticaja zapreminskom metodom, potrebno je da se ukupan

dotok vode koncentriše u cijev ili žlijeb i usmjeri prema mjernoj posudi. U praksi postoje

različiti tipovi prethodno kalibrisanih mjernih posuda, od kojih su dva tipa često korištenih

posuda Milneova i tzv. Danaida. Milneova posuda djeluje kao automatski registrator, koji se

sastoji od dvije posude jednake zapremine i oblika. U trenutku kada je jedna od posuda

napunjena, ona se prevrće zbog položaja svog težišta i prazni te počinje punjenje druge

posude. Danaida je posuda sa jednim ili više otvora na dnu, kroz koje ističe voda. Svaki otvor

je normiran i oblikovan kao sapnica. Voda se u posudu ulijeva preko posebnog sistema za

smirenje valova u posudi. Ako u Danaidu dotiče konstantan protok, nivo će se u posudi

stabilizirati na odreĎenoj visini kada je postignuta jednakost dotoka i isticanja kroz otvore.

Budući da je isticanje moguće regulisati zatvaranjem odreĎenog broja sapnica, protok se

odreĎuje iz jednačine isticanja [2]:

Q = nf √ ... (2)

gdje su:

– koeficijent isticanja,

n – broj otvora kroz koje ističe voda,

f – površina otvora sapnice,


9/21

9

h – visina vode u posudi,

g – ubrzanje sile teže.

2.2.2.

Metoda površina – brzina

Osnovni zadatak kod mjerenja protoka metodom površina-brzina nalazi se u pravilnom izboru

položaja tačaka na vertikali u kojima se vrši mjerenje brzina te u izboru broja i položaja

mjerenih vertikala u hidrometrijskom profilu. Broj tačaka na vertikali u kojima se mjeri

brzina, fukncija je prije svega dubine i vertikale, ali i karakteristika tečenja. U praksi treba

poštovati princip da razmak meĎu tačkama mjerenja ne bude manji od dva promjera elise

hidrometrijskog krila (slika 7.). Iskustvo je pokazalo da zbog relativno visoke pravilnosti

raspodjele brzine duž vertikale otvorenog vodotoka, nije potrebno mjeriti brzine više od 5 -6tačaka. Samo u slučajevima velikih dubina (većih od 7 m) odstupa se od ovog pravila [2].

Slika 7. Hidrometrijsko krilo

Bitni element hidrometrijskog krila je okretni dio (elisa), koji kada se krilo unese u vodu,

ok reće pod utjecajem vodene struje. Upotreba hidrometrijskog krila zasniva se na pretpostavci

da izmeĎu brzine vodene struje i brzine okretanja ovog okretnog dijela krila postoji odreĎena

konstantna ovisnost. Razlikuju se Prajsovo i propelerno hidrometrijsko krilo, s tim da je

propelerno u upotrebi na našim prostorima [4].

U idealnoj tekućini jednačina idealne elise imala bi oblik:

, gdje je


10/21

10

v- brzina vodene struje (m/s),

n- broj okretaja elise (s),

K- vrijednost geometrijskog koraka elise, kod elise sa površinama izvedenim u obliku vijka, a

kod elise sa drugačije izvedenim površinama, jedan odgovarajući srednji korak.

MeĎutim, kako se za okretanje elise troši izvjesna energija koja se dobiva na račun kinetičke

energije vode, elisa će u odnosu na vodenu struju ponešto zaostajati, odnosno imati manji broj

okretaja u odnosu na jednačinu za idealnu tekućinu. Sila kojom vodena struja djeluje na elisu

proporcionalna je produktu v i (v-Kn). Ako se sa A označi faktor proporcionalnosti koji ovisi

od veličine i oblika elisei specifične težine tekućine, onda se okretni moment kojim tekućina

djeluje na elisu može izraziti na slijedeći način [4]:

.

Faktori koji utiču na tačnost pri mjerenju hidrometrijskim krilom su [4]:

a) Načini pričvršćavanja elise

Prilikom upotrebe hidrometrijskog krila, ono se uvijek mora pričvrstiti na neki držač čiji oblik

i dimenzije zavise od uvjeta u kojima se obavljaju mjerenja. Potrebno je poznavati utjecaj

sistema za pričvršćenje na rad hidrometrijskog krila, odnosno na vrijednost njegovih

konstanti.

b)

Koso strujanje u odnosu na osovinu krila.

2.2.3. Mjerni objekti

Mjerni objekti su takvi ureĎaji za mjerenje protoka vode kod kojih postoji funkcionalna veza

izmeĎu protoka vode i jedne ili dvije hidrauličke visine. Mjerni objekti se mogu podijeliti natri grupe [2]:

preljeve,

mjerne kanale,

kontrolne (ureĎene) profile.

Kriterijumi za izbor tipa mjernog objekta su [2]:

-

raspon proticaja koji se mjeri,


11/21

11

-

pronos nanosa,

- željena tačnost,

- gubitak hidrauličke visine zbog prisustva mjernog objekta (denivelacija),

- koštanje objekta.

Preljevi su relativno jednostavni i tačni za mjerenje protoka. Mogu biti pravougaoni sa i bez

bočne kontrakcije, trougaoni i trapezni (slika 8.). Preljevi se široko koriste za mjerenje

protoka vode u hidrauličkim laboratorijama.

Slika 8. Različiti tipovi preljeva kao mjerni objekti

Mjerni kanali predstavljaju vrlo pogodne mjerne objekte. Najčešće se koriste kanali sa

suženjem, Venturi kanal i Paršalov kanal. Stvar je suštinski ista kao i za prelive, mora se

poznavnati veza izmeĎu proticaja i mjerenje dubine pa se mjerenjem dubine zna i proticaj.

Veza izmeĎu proticaja i dubine poznata je za tipizirane mjerne objekte [2].

Kontrolni (ureĎeni) profili predstavljaju hidrotehnički objekat (prag, pregrada), koji je tako

oblikovan da omogućava precizno definisanje veze izmeĎu protoka i vodostaja, u rasponu od

najmanjeg do najvećeg očekivanog proticaja. On se u osnovi sastoji u izgradnji jedne

pregrade u riječnom koritu sa kućištem za limnigraf [2].


12/21

12

3. PROTOK U OTVORENIM KANALIMA

Protok vode u otvorenim kanalima je protok u bilo kojem kanalu u kojem tečnost (voda) teče

slobodnom površinom. Primjeri istih su rijeke i kanali za navodnjavanje. OdreĎeni zatvoreni

kanali kao što su kanalizacije, kada teku djelimično pune i kada nisu pod pritiskom, takoĎer semogu klasifikovati kao otvoreni kanali. Tri su metode za automatsko mjerenje protoka u

otvorenim kanalima i to [6]:

- Mjerni objekti,

-

Brzina - površina,

- Kontrolni profili.

Otpadne vode zbog svoje prirode (nečistoće,talog) mogu uzrokovati znatne smetnje kod

klasičnih postupaka mjerenja protoka. Zbog toga se najčešče koristi konkretno Parshallov

kanal, koji omogućava pouzdana mjerenja u najtežim uslovima i jedan je od najpouzdanijih

načina mjerenja protoka otpadnih voda. Mjerenje protoka otpadnih voda redovno je na

mjestima sa teškim uslovima rada. Otpadne vode zbog svoje prirode otežavaju postupke

mjerenja zbog sedimenata, mehaničkog onečišćenja itd. Mjerenje protoka na otvorenim

kanalima ima prednost zbog toga što se eventualna onečišćenja mogu jednostavno ukloniti, a

montaža i održavanje mjernog sistema znatno su jednostavniji nego kod mjerenja na

zatvorenim cjevovodima.

Parshallov kanal je najčešći način mjerenja protoka na otvorenim kanalima. Na slici 9. dat je

shematski prikaz Parshallovog kanala, a na slici 10. je dat prikaz ugraĎenog Parshallovog

kanala u starnosti.

Parshallovi kanali se široko koriste za mjerenje protoka u otvorenim kanalima, posebno za

tokove koji sadrže suspendovane materije, kao što je npr. tok otpadne vode. Parshallov kanal

se sastoji od konvergirajućeg dijela, grla i divergirajućeg dijela. On ima propisane varijacije

padine na dnu kanala. Jednačine Parshallovog kanala su dostupne za protok izračunate prema

mjernog glavi, za Parshallove kanale konstruisane prema propisanim dimenzijama, kako je

prikazano na slici. Veličina Parshallovog kanala je dizajnirana na osnovu širine njegovor grla.


13/21

13

Slika 9. Shematski prikaz Parshallov-og kanala

Slika 10. Parshallov kanal


14/21

14

4. PROTOK U CIJEVIMA POD PRITISKOM

Postoji mnoštvo različitih metoda za mjerenje pražnjenja i brzine u cijevima, ili zatvorenim

cjevovodima. Mnoge od tih metoda omogućavaju veoma tačna mjerenja, a neke daju grube

procjene. Općenito je lakše postići datu mjernu tačnost u cijevima, nego u otvorenimkanalima.

Za mjerenje brzine toka u zatvorenim cjevovodima, može se koristiti Pitototva cijev. Pitototva

statička cijev, prikazana na slici 11., pripada mjeračima protoka diferencijalnog pritiska,

zajedno sa Dallovom i Venturijevom cijevi. Pitotva cijev mjeri brzinu protoka u odreĎenoj

tački. Mjeri se statički pritisak fluida i pritisak fluida. Fluid ulaskom u cijev koja vodi do

manometra, gubi na brzini, odnosno stagnira uz porast pritiska fluida. [8].

Venturijevi mjerači, mlaznice i otvori se takoĎer koriste za mjerenje protoka. Princip rada

Venturijevih mjerača je u tome da se pritisak pretvara u brzinu kada površina poprečnog

presjeka protoka opada. Mlaznice rade na istom principu kao i Venturi mjerači. Otvori su

ureĎaji koji imaju tanku ploču sa otvorom, manjim od prečnika cijevi kako bi se napravila

razlika pritisaka. Otvori su obično kružni, ali mogu biti i drugih oblika ( kvadrati, trougaoni i

sl.).

Slika 11. Pitotova cijev

Za mjerenje protoka vode u kanalizacionim sistemima najčešće se koriste ultrazvučni dopler

mjerači protoka. Ti ureĎaji su, pored niza dobrih osobina, osjetljivi na male brzine, talog i

nanos koji su česti u kanalizaciji. Pored ultrazvučnih senzora, za mjerenje protoka je moguće

koristiti i elektromagnetne senzore koji u segmentu prljavih, upotrebljenih voda imaju

odreĎene prednosti u odnosu na ultrazvučne senzore [8].


15/21

15

Ultrazvučni dopler mjerači protoka su zbog načina funkcionisanja najprimjenjiviji u tokovima

srednje ili veće brzine i u mutnim vodama. Problem predstavljaju talog i nanos, koji se često

javljaju u kanalizaciji, kao i veći plutajući objekti, razni otpaci i sl. TakoĎer, na tačnost

mjerenja utiče i često neravnomjerno i asimetrično strujanje po širini presjeka. U tim

situacijama se dobijaju pogrešni rezultati bez obzira na specificiranu osnovnu klasu tačnosti

instrumenata. Ultrazvučni mjerači protoka se zasnivaju na mjerenju utjecaja brzine toka fluida

na brzinu rasprostiranja ultrazvuka ili na njegovu frekfenciju. Mjerenja zasnovana na primjeni

brzine zvuka su na principu ugradnje dvije mjerne sonde u cjevovod (slika 11.), postavljene

jedna nasuprot druge. Razmak meĎu sondama predstavlja put kojim se kreće ultrazvuk. Sonde

šalju ultrazvučne signale u oba smjera, naizmjenično. Signal protiv smjera strujanja je

negativan, a onaj u smjeru strujanja pozitivan. Prvi se strujanjem usporava, a drugi ubrzava.

Javlja se razlika u brzini ultrazvuka koja je proporcionalna brzini strujanja. Razlika brzina

ultrazvuka direktno je proporcionalna brzini strujanja i time volumnom protoku.

Slika 11. Princip mjerenja protoka pomoću ultrazvuka

Pored ultrazvučnih senzora, sve više se koriste i elektromagnetni senzori za mjerenje brzine.

Elektromagnetni ureĎaji se češće koriste u čistoj vodi, ali se razvojem savremenih rješenja u

konstrukciji, njihov opseg rada proširio i na segment prljavih, upotrebljenih voda, gdje imaju

odreĎene prednosti u odnosu na ultrazvučne senzore.

Mjerenje se zasniva na zakonu indukcije. Cjevovod kroz koji protiče mjerna tekućina

presjecaju poprečno linije magnetnog polja. Mjerna tekućina mora biti električni vodljiva, a

zbog boljeg razumijevanja, zamislimo da je i podijeljena na niz tankih diskova (slika 12.), čija

je ravnina okomita na osu cjevovoda. Na taj način protok tekućine kroz cjevovod možemo posmatrati kao poprečno kretanje niza elektrovodljivih diskova, koji pri svom kretanju sijeku


16/21

16

silnice magnetnog polja, prema zakonu indukcije, u vodiču koji se kreće kroz magnetno polje

inducirat će se električna struja. Inducirani napon proporcionalan je brzini kretanja tekućine, a

samim tim i zapreminskoj količini protoka. Turbulentnost strujanja mjernog fluida ne utječe

značajnije na tačnost mjerenja. To je za praksu veoma važno, jer nam omogućava da mjernu

cijev ugradimo bilo gdje u cjevovod, bez obzira na različite armature i konfiguraciju

cjevovoda. Greška mjerenja iznosi 0,2 do 0,5 %. Elektromagnetski mjerač protoka se može

ugraditi i na sifon koji se izvodi na postojećoj kanalizacijskoj cijevi tako da se dobiva cijev

čiji je profil stalno ispunjen jer elektromagnetski mjerni instrument ne može precizno mjeriti

brzinu (protok) u profilu koji nije čitav ispunjen vodom [4].

Shema rada elektromagnetnog mjerača protoka

Zajedničko za sve ureĎaje je mjerenje brzine i dubine, kao i računski model preslikavanja te

dvije mjerene veličine u protok. U kanalizaciji su radni uslovi teški te je neophodno analizirati

kada i kako primijeniti koji način mjerenja, kako će se obavljati kalibisanje i održavanje

ureĎaja, kao i kako utvrditi vjerodostojnost dobijenih rezultata.

5. KRIVA PROTICAJA

Uspostavljanje pouzdane veze izmeĎu osmotrenih vodostaja i odgovarajućih proticaja je odsuštinskog značaja za hidrološke analize. Zavisnost izmeĎu vodostaja i proticaja za neku

hidrološku stanicu, naziva se kriva proticaja. Ona se formira na osnovu rezultata mjerenja

brzina i proračuna proticaja u poprečnom profilu stanice pri trenutnom vodostaju. Kako bi se

pokrio cijeli dijapazon mogućih proticaja i vodostaja, hidrometrijska mjerenja treba sprovoditi

pri različitim vodostajima [3].

Kada se parovi vrijednosti osmotrenih vodostaja i sračunatih proticaja nanesu na dijagram Q-

H (slika 11.), oni će se grupisati oko neke krive linije, ali će se neizbježno pojaviti rasipanjetačaka usljed grešaka u mjerenjima i nepreciznosti u proračunu proticaja. Provlačenje krive


17/21

17

linije kroz tačke, može se obaviti matematički uz pomoć regresione analize, mada se u praksi

često radi i ručno jer ovaj postupak zahtjeva iskustvo. Kriva koja se provuče kroz tačke može

se onda definisati na slijedeće načine [3]:

a)

Grafički, na dijagramu Q-H;

b) Tabelarno, sa parovima odgovarajućih vrijednosti vodostaja i proticaja;

c) Analitički, u obliku Q=Q(H);

Najčešći analitički oblici krive proticaja su stepene funkcije oblika Q = ili Q=.

Slika 11. Kriva proticaja za vodomjernu stanicu Borač na Boračkoj rijeci

6. EKOLOŠKI ZNAČAJ ODREĐIVANJA VODOSTAJA I PROTOKA

Za ispuštanje otpadne vode u vodotoke sa pretežno niskim vodostajem, ispust se produžava

po dnu vodotoka, ispod nivoa najniže vode i pruža sve do matice. Za ispuštanje otpadne vode

u vodotoke sa pretežno visokim vodostajem, dio kanala na ispustu treba postaviti tako da se

ne poremeti normalni tok kanalskog sadržaja, zbog hidrauličkog pritiska vodostaja. Uslovi za


18/21

18

kombinovane vodotoke su da kolektor ima dva ispusta na različitim visinama i postavljanje

difuzora sa odreĎenim brojem otvora.

Kvalitet otpadnih voda mora zadovoljiti dva kriterijuma:

1.

Lista propisanih dozvoljenih vrijednosti parametara,

2. Kvalitet vode prijemnog vodotoka tj. izračunate koncentracije u vodotoku za sve

parametre koji se ispuštaju sa otpadnom vodom poslije potpunog miješanja pri

mjerodavnom protoku vodotoka moraju biti niže od vrijednosti propisanu za klasu

vodotoka Uredbe o klasifikaciji voda i kategorizaciji vodotoka.

Koncentracija parametra (g/) nakon potpunog miješanja otpadnih voda u vodotoku prema

protoku prijemnika i otpadne vode se dobije iz slijedećeg obrasca:

=

– koncentracija parametra nakon potpunog miješanja otpadnih voda u vodotoku,

– koncentracija parametra u vodotoku uzvodno od mjesta ispuštanja,

– dozvoljena koncentracija parametra u efluentu koji se ispušta u vodotok,

– mjerodavni protok u vodotoku ( srednji mjesečni protok malih voda 95% ),

– protok otpadne vode.

Prema važećem Zakonu o vodama, član 62. :

(1) Ekološki prihvatiljiv protok predstavlja minimalni protok koji osigurava očuvanje

prirodne ravnoteže i ekosistema vezanih za vodu.

(2) Ekološki prihvatljiv protok utvrĎuje se na osnovu provedenih istražnih radova i u skladu

sa metodologijom za njegovo odreĎivanje utvrĎenih propisom iz stava 4. ovog člana.

(3) Do donošenja propisa iz stava 4. ovog člana ekološki prihvatljiv protok utvrĎuje se na

osnovu hidroloških osobina vodnog tijela za karakteristične sezone kao minimalni srednji

mjesečni protok 95% od vjerovatnoće pojave.

(4) Federalni ministar, uz saglasnost sa federalnim ministrom nadležnim za okoliš, donosi propis o načinu odreĎivanja ekološki prihvatljivog protoka. Ovaj propis naročito sadrži


19/21

19

metodologiju i potrebna istraživanja, uzimajući u obzir specifičnosti lokalnog ekosistema i

sezonske varijacije protoka i procedure odreĎivanja ovog protoka.

(5) Troškove potrebnih istraživanja snosi investitor, odnosno korisnik.

Uzorkovanje i mjerenje protoka se vrši prema „Pravilniku o načinu obračunavanja, postupku i

rokovima za obračunavanje i plaćanje i kontroli izmirivanja obaveza na osnovu opće vodne

naknade i posebnih vodnih naknada“ , objavljenog u Službenim novinama Fedracije BiH, broj

92, 2007. godine, kao i meĎunarodnog standarda BAS ISO 5667 i ISO 748.


20/21

20

7. ZAKLJUČAK

Iako je proticaj najvažnija veličina kada su u pitanju vodotoci, njegovo direktno mjerenje nije

moguće u većini slučajeva. Na izvorima i na veoma malim vodotocima, proticaj se može

mjeriti volumetrijski, a na većim potocima i rijekama, to je nemoguće, tako da se obavljajumjerenja dubina ili nivoa vode (vodostaj) te se na osnovu njih odreĎuje proticaj.

Uspostavljanje pouzdane veze izmeĎu osmotrenih vodostaja i odgovarajućih proticaja je od

suštinskog značaja za hidrološke analize. Zavisnost izmeĎu vodostaja i proticaja za neku

hidrološku stanicu, naziva se kriva proticaja. Ona se formira na osnovu rezultata mjerenja

brzina i proračuna proticaja u poprečnom profilu stanice pri trenutnom vodostaju. Kako bi se

pokrio cijeli dijapazon mogućih proticaja i vodostaja, hidrometrijska mjerenja treba sprovoditi

pri različitim vodostajima.

Koliko stvarno opterećenje zagaĎenjem može "podnijeti" neki vodotok, može se znati samo

ako se poznaju iznosi protoka vode na tom vodotoku. I konačno, na kraju, ali ne i manje

važno, odbrana od poplava, regulacija vodotoka, izgradnja nasipa i kanala, izgradnja

hidrotehničkih graĎevina, mostova, brana, propusta ili preljeva, nezamisliva je bez

poznavanja podataka o protocima ili brzinama strujanja vode na rijekama.


21/21

21

8. LITERATURA

[1] Goletić Š., Imamović N., Nurudin A.: Obrada otpadnih voda, Univerzitet u Zenci, Zenica,

2014.

[2] Hrelja H.: Inženjerska hidrologija, Univerzitet u Sarajevu, Sarajevo, 2007.

[3] Petrović J.: Uvod u hidrologiju- skripta, GraĎevinski fakultet u Beogradu

[4] Eksperimentalna hidraulika, Mjerna tehnika: https://www.grad.unizg.hr/predmet/ekshid

(pristupljeno: oktobar 2015)

[5] Hidrometrija: http://www.gfmo.ba/Hidrologija%20predavanja%204.pdf. (pristupljeno:

oktobar, 2015.)

[6] Open Channel Flowmeters: www.isco.com (pristupljeno: oktobar, 2015)

[7] Gertrudys B. Adkins: Flow Measurement Devices, Devision of Water Rights, 2006.

[8] Flow Measurement in Pipes:

http://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control

_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdf (pristupljeno: oktobar, 2015)

http://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control

_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdf (pristupljeno: novembar, 2015)

[9] Prodanović D., Branisavljević N., Rukavina J., Đačić A.: Ispitivanje pouzdanosti merila

protoka predviĎenih za rad u kanalizacionim sistemima, 2012.:

http://hikom.grf.bg.ac.rs/web_stranice/SDHI/SDHI16/CD/pdf/4_A_6_Prodanovic-

IspitivanjePouzdanostiMerilaProtokaZaKanalizaciju.pdf (pristupljeno: oktobar, 2015)

[10] Pravilnik o kvalitetu otpadnih voda i načinu njihovog ispuštanja u javnu kanalizaciju u

prirodni recipijent: www.vodacom.co.me (pristupljeno: novembar, 2015)
https://www.grad.unizg.hr/predmet/ekshidhttp://www.gfmo.ba/Hidrologija%20predavanja%204.pdfhttp://www.isco.com/http://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://hikom.grf.bg.ac.rs/web_stranice/SDHI/SDHI16/CD/pdf/4_A_6_Prodanovic-IspitivanjePouzdanostiMerilaProtokaZaKanalizaciju.pdfhttp://hikom.grf.bg.ac.rs/web_stranice/SDHI/SDHI16/CD/pdf/4_A_6_Prodanovic-IspitivanjePouzdanostiMerilaProtokaZaKanalizaciju.pdfhttp://www.vodacom.co.me/http://www.vodacom.co.me/http://hikom.grf.bg.ac.rs/web_stranice/SDHI/SDHI16/CD/pdf/4_A_6_Prodanovic-IspitivanjePouzdanostiMerilaProtokaZaKanalizaciju.pdfhttp://hikom.grf.bg.ac.rs/web_stranice/SDHI/SDHI16/CD/pdf/4_A_6_Prodanovic-IspitivanjePouzdanostiMerilaProtokaZaKanalizaciju.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://ocw.usu.edu/Biological_and_Irrigation_Engineering/Irrigation___Conveyance_Control_Systems/6300__L13_FlowMeasurementinPipes.pdfhttp://www.isco.com/http://www.gfmo.ba/Hidrologija%20predavanja%204.pdfhttps://www.grad.unizg.hr/predmet/ekshid

Određivanje Vodostaja i Protoka

Documents

Transcript of Određivanje Vodostaja i Protoka