УНИВЕРЗИТЕТ У БЕОГРАДУ ШУМАРСКИ ФАКУЛТЕТ Ана М. Петровић ФАКТОРИ НАСТАНКА БУЈИЧНИХ ПОПЛАВА У СРБИЈИ докторска дисертација Београд, 2014. UNIVERSITY OF BELGRADE FACULTY OF FORESTRY Ana M. Petrović FACTORS OF GENESIS OF THE TORRENTIAL FLOODS IN SERBIA Doctoral Dissertation Belgrade, 2014 Ментор: Др Станимир Костадинов, редовни професор Универзитета у Београду, Шумарски факултет Чланови комисије: Др Ратко Ристић, редовни професор Универзитета у Београду, Шумарски факултет Др Миодраг Златић, редовни професор Универзитета у Београду, Шумарски факултет Др Славољуб Драгићевић, ванредни професор Универзитета у Београду, Географски факултет Др Весна Ђукић, доцент Универзитета у Београду, Шумарски факултет Овај рад је посвећен свим жртвама бујичних поплава у Србији. Аутор ПРЕДГОВОР Ова докторска дисертација настала је као резултат обимних усавршавања, консултација и истраживања на тему бујичних поплава које представљају најчешћи вид природних непогода и катастрофа у Србији. Стога, најпре желим да изразим велику захвалност на подршци и помоћи ментору, проф. др. Станимиру Костадинову, чији су савети и смернице значајно допринели квалитету рада. Срдачно се захваљујем члановима комисије са Шумарског факултета Универзитета у Београду - проф. др Ратку Ристићу, проф. др Миодрагу Златићу и доц. др Весни Ђукић, на стручним консултацијама и корисним сугестијама. Посебно се захваљујем на несебичној подршци и корисним саветима члану комисије са Географског факултета Универзитета у Београду, проф. др Славољубу Драгићевићу. Велико хвала колеги Борису Радићу на помоћи у раду са ГИС технологијама, проф. др Снежани Белановић на консултацијама из области педологије и проф. др Зорану Никићу на консултацијама из области геологије. Захваљујем се проф. др Југославу Николићу, Александру Пешићу и Самиру Ћатовићу из Републичког хидрометеоролошког завода на фонду хидролошких и метеоролошких података коришћених у раду. На фонду педолошких података захваљујем се Институту за земљиште у Београду. На пуној подршци захваљујем се директору и колегама Географског института „Јован Цвијић“ Српске академија наука и уметности. Највећу захвалност дугујем својој породици на љубави, вери и подршци. КЉУЧНА ДОКУМЕНТАЦИОНА ИНФОРМАЦИЈА Редни број (РБ) Идентификациони број (ИБР) Тип документа (ТД): Монографска публикација Тип записа (ТЗ): Текстуални штампани документ Врста рада (ВР): Докторска дисертација Аутор (АУ): мср Ана М. Петровић, дипломирани географ Ментор / Ко-ментор (МН): Др Станимир Костадинов, редовни професор Наслов рада (НР): Фактори настанка бујичних поплава у Србији Језик публикације (ЈЗ): Српски / ћирилица Језик извода (ЈИ): Српски / енглески Земља публиковања (ЗП): Србија Географско подручје (УГП): Србија Година (ГО): 2014. Издавач (ИЗ): Ауторски репринт Место и адреса (МА): 11 030 Београд, Кнеза Вишеслава 1 Физички опис рада: 9 поглавља, 206 страницa, 126 литературна навода, 59 табела, 102 слике, 1 прилог Научна област (НО): Еколошки инжењеринг у заштити земљишних и водних ресурса Ужа научна област: Ерозија и конзервација земљишта и вода Научна дисциплина (НД) Хидрологија бујичних токова УДК: 556.161(497.11)(043.3) Чува се (ЧУ): Библиотека Шумарског факултета, Кнеза Вишеслава 1, 11030 Београд, Србија Важна напомена (ВН): Нема РЕЗИМЕ Бујичне поплаве припадају групи природних хидролошких непогода које се карактеришу изненадном појавом максималних протицаја вода и проноса наноса на бујичним токовима. Бујични поплавни талас представља концентрисани ток воде огромне разорне снаге чија је појава условљена интеракцијом интезивних падавина и специфичних карактеристика слива. Њихова појава је нагла, трајање кратко, а дејство изузетно деструктивно, па управљање ризицима од бујичних поплава представља прави изазов. Просторно - временска представа овог феномена дата је за територију Србије, јужно од Саве и Дунава, узимајући у обзир бујичне токове на Вршачким брдима и Фрушкој гори у Војводини. Израђен је први инвентар бујичних поплава у Србији у коме је, за период 1915.-2013. године, регистровано 848 догађаја бујичних поплава са преко 133 људске жртве и огромним материјалним штетама. Дефинисана је учесталост појаве бујичних поплава у току године и у току истаживаног периода, дат је предлог извештаја о догађајима бујичних поплава и дати су критеријуми за категоризацију догађаја бујичних поплава према материјалним штетама, и предложен даљи развој инвентара. На основу доступних података о екстремних догађајима бујичних поплава изведена је статистичка анализа зависности специфичног максималног протицаја од више фактора у сливу и нађене су значајне повезаности испитиваних варијабли. Специфичне и варијабилне карактеристике климе и рељефа, геолошке основе, педолошког и вегетационог покривача и начина коришћења земљишта представљају јединствену комбинацију фактора и услова појаве бујичних поплава у сваком сливу. На тај начин, хидрограми поплавних таласа одражавају карактеристике слива и кишних падавина. У овом раду су детаљно анализирани фактори појаве бујичних поплава и разрађени физички базирани, просторно дистрибутивни хидролошки модели отицаја, употребом програмског пакета Shetran, за репрезентативне сливове – слив Топчидерске реке до профила Раковица и слив Топлице до профила Магово. Први експериментални слив налази се у брдској, а други у планинској зони. Репрезентативни сливови ових подручја одликују се различитим обликом и величином слива, густином хидрографског система и геометријом слива, као и различитим климатско-метеоролошким, геолошким, педолошким и условима начина коришћења земљишта. У хидролошким прорачунима, слив је посматран као хидролошки систем са свим својим физичко-географским специфичностима и јединственом комбинацијом фактора појаве поплавних таласа, a узете су у обзир све компоненте хидролошког циклуса - интерцепција и евапотранспирација, површински отицај и отицај кроз хидрографску мрежу, отицај у засићеној средини и отицај у незасићеној средини. Кључне речи: инвентар бујичних поплава, учесталост појаве, фактори појаве, отицај у сливу, максимални протицај, моделирање отицаја. KEY WORD DOCUMENTATION Accession number (ANO): Identification number (INO): Document type (DT): Monograph documentation Type of record (TR): Textual printed document Contens code (CC): Doctoral dissertation Author (AU): M. Sc. Ana M. Petrović Menthor (MN): Ph. D. Stanimir Kostadinov, full professor Title (TI): Factors of genesis of the torrential floods in Serbia Language of text (LT): Serbian/ Cyrillic alphabet Language of abstract (LA): Serbian / English Country of publication (ЗП): Serbia Locality of publication (LP): Belgrade Publication year (PY): 2014 Publisher (PU): The author’s reprint Publication place (PP): 11 030 Belgrade, Kneza Višeslava 1 Physical description (PD): 9 chapters, 206 pages, 126 references, 59 tables, 102 figures, 1 appendix Scientific field (SF): Еcological engineering of soil and water resources protection Scientific discipline (SD): Hydrology of torrents UC: 556.161(497.11)(043.3) Holding data (HD): Library of Faculty of Forestry, Kneza Višeslava 1, 11030 Belgrade Note (N): - SUMMARY Torrential floods (flash floods) belong to the natural hydrological hazards which are characterized by sudden occurrence of maximal discharge and sediment transport in torrents. Torrential flood wave is a concentrated water flow of severe ruinous power which is a result of interaction of intensive rainfalls and specific characteristics of watershed. Their appearance is sudden, duration is short and concequenes are destructive, so that torrential flood risk management performs a real challenge. Spatial and temporal review of this phenomenon is given for the territory of Serbia, south of the Sava River and the Danube River, considering torrents on Vrsacka hills and Fruska hills in Vojvodina. In this work, the first inventory of torrential flood in Serbia for the period 1915-2013, numbers 848 torrential flood events with over 133 casualties and severe material damages. Torrential flood frequency within a year and a research period is defined, proposal of report of torrential flood event and criteria for categorization of torrential flood events according to material damages are given, and further development and upgrading of inventory is proposed. On the base of available data on extreme torrential flood events from inventory, statistic analysis of relationship between specific maximal discharge and several factors of their occuerence in the watersheds shows significant dependency. Specific and variable characteristic of microclimate and relief, geological terrain, pedological and vegetation cover and land use, perform a unique combination of factors and conditions of torrential flood occurrence in each watershed. Therefore, hydrographs of flood waves represents characteristics of watershed and rainfalls. In this work, factors of torrential flood occurrence are analized in detail and physically based spatially distributed hydological models of flow, by using program Shetran, are developed. For this purpose, two representative torrential watersheds are chosen, watershed of Topciderska river (profile Rakovica) which is periurban and situated in hilly region, and watershed of Toplica (profile Magovo) which is rural and situated in mountainous region. These watersheds are characterized by the distinctive watershed shape and area, hydrographic system and geometry, as well as climate-meteorological, geological, pedological and land use properties. In hydrological modelling, watershed is taken as a hydrological system with its physical-geographic properties and unique combination of factors of torrential flood occurence, and hydrological components – interception and evapotranspiration, overland and chanel flow and flow in saturated and flow in unsaturated zone, are calculated. Key words: torrential flood inventory, frequency of occurrence, factors of occurrence, flow in watershed, maximal discharge, hydrological flow modelling. „Кад је јутро освануло, Подиже се облачје као црни гавранови, Беснели су сви зли дуси Светлост се претворила у таму. Јужни ветар је тутњао, Воде су бучећи хујале, И већ достигле планине, Срушиле се на све људе.“ из Епа о Гилгамешу, 11 плоча САДРЖАЈ 1. УВОД ........................................................................................................................... 1 1.1. Предмет, циљ и значај истраживања .................................................................... 3 1.2. Основне хипотезе ................................................................................................... 6 2. ПРЕГЛЕД ДОСАДАШЊИХ ИСТРАЖИВАЊА ................................................... 8 2.1. Природни процеси на бујичним сливовима .......................................................... 8 2.2. Природни услови и фактори појаве бујичних поплава ...................................... 11 2.3. Основне методе у анализи бујичних поплава ..................................................... 18 3. МЕТОДОЛОГИЈА ИСТРАЖИВАЊА ................................................................. 23 3.1. Општи приступ .................................................................................................... 23 3.2. Инвентаризација догађаја бујичних поплава ...................................................... 25 3.3. Идентификација програмског система за моделирање бујичних поплава ........ 32 3.4. Интеграција ГИС технологије и хидролошког модела ...................................... 39 3.5. Концепт хидролошког модела отицаја у сливу - структура и теоријске основе .......................................................................................................................... 41 3.5.1. Контролни модул .......................................................................................... 42 3.5.2. Модул интерцепције и евапотранспирације ................................................ 46 3.5.3. Модул површинског отицаја и отицаја кроз хидрографску мрежу ............ 48 3.5.4. Модул отицаја у засићеној и незасићеној средини ..................................... 50 3.6. Статистичке анализе ............................................................................................ 52 4. ИНВЕНТАР БУЈИЧНИХ ПОПЛАВА У СРБИЈИ .............................................. 54 4.1. Бујичне поплаве као природне непогоде ............................................................ 54 4.2. Просторна дистрибуција догађаја бујичних поплава ......................................... 60 4.3. Учесталост догађаја бујичних поплава ............................................................... 64 4.4. Последице догађаја бујичних поплава ................................................................ 71 4.6. Неки описи догађаја бујичних поплава............................................................... 74 5. ФАКТОРИ ПОЈАВЕ ЕКСТРЕМНИХ БУЈИЧНИХ ПОПЛАВА ....................... 76 5.1. Екстремне епизоде киша ..................................................................................... 76 5.2. Индиректни фактори ........................................................................................... 83 6. РЕЗУЛТАТИ АНАЛИЗЕ ФАКТОРА ПОЈАВЕ ПОПЛАВА У ЕКСПЕРИМЕНАЛНИМ СЛИВОВИМА ............................................................. 96 6.1. Слив Топчидерске реке - профил Раковица ........................................................ 97 6.1.1. Географски положај ...................................................................................... 97 6.1.2. Хидрографске и хидролошке карактеристике слива ................................... 98 6.1.3. Климатске карактеристике слива ............................................................... 103 6.1.4. Геолошке карактеристике слива ................................................................ 105 6.1.5. Педолошке карактеристике ........................................................................ 107 6.1.6. Начин коришћења и вегетационе карактеристике .................................... 110 6.1.7. Ерозија у сливу ........................................................................................... 112 6.1.8. Припрема релевантних података за развој хидролошког модела отицаја 116 6.1.9. Анализа осетљивости модела отицаја ....................................................... 129 6.1.10. Калибрација модела отицаја ..................................................................... 134 6.1.11. Валидација модела отицаја ....................................................................... 139 6.2. Слив Топлице - профил Магово ........................................................................ 144 6.2.1. Географски положај .................................................................................... 145 6.2.2. Хидрографске и хидролошке карактеристике ........................................... 145 6.2.3. Климатске карактеристике ......................................................................... 150 6.2.4. Геолошке карактеристике слива ................................................................ 152 6.2.5. Педолошке карактеристике ........................................................................ 155 6.2.6. Начин коришћења и вегетационе карактеристике .................................... 158 6.2.7. Ерозија у сливу ........................................................................................... 161 6.2.8. Припрема релевантних података за развој хидролошког модела отицаја 163 6.2.9. Анализа осетљивости модела отицаја ....................................................... 172 6.2.10. Калибрација модела отицаја ..................................................................... 176 6.2.11. Валидација модела отицаја за слив Топлице – профил Магово .............. 181 7. ДИСКУСИЈА.......................................................................................................... 184 8. ЗАКЉУЧЦИ ........................................................................................................... 192 9. ЛИТЕРАТУРА ....................................................................................................... 196 ПРИЛОГ A: Основни подаци о пописаним бујичним поплавама у Инвентару 1 „Људи воле да живе близу река. Оне обезбеђују храну и воду, посао и саобраћај, пољопривредно земљиште и наводњавање, енергију и леп предео. Међутим, живети поред река такође подразумева ризик од поплава.“ Abbott, 2008 1. УВОД Поплаве су природне хидролошке непогоде које покривају водом подручја која иначе нису покривена водом, при чему последице варирају и могу бити катастрофалне по економски развој друштва, животну средину, људске животе и здравље, као и културно наслеђе (European Parliament & Council, 2007a). Услед деструктивности овог природног феномена, чине се значајни напори у предвиђању, прогнози и заштити од поплава, чији ефекти нарочито долазе до изражаја ако постоји подршка и разумевање овог проблема од стране свих угрожених. Међутим, постоје и неки корисни ефекти поплава, који су с обзиром на значајно већи обим негативних ефеката, ретко препознати (на пример, прочишћавање речних корита, побољшана влажност земљишта или таложење финих плодних наноса на пољопривредним земљиштима) (Wang et al., 1996). Појава поплава може бити изазвана атмосферским (обилне падавине, топљење снежног покривача, ледене бране), геоморфолошким (клизишта и одрони), технолошким (оштећења на бранама) као и узроцима тектонског порекла (цунами) (Гавриловић, 1981). У Директиви о процени и управљању ризицима од поплава Европске Уније (2007/60/ЕК, члан 2.), дата је подела поплава које се дешавају у границама Европске Уније, и то су поплаве великих река, поплаве планинских бујица, поплаве повремених медитеранских токова и поплаве у приобалним зонама које долазе са мора. 2 За наше услове релевантна су прва два типа поплава, тј. у нашој земљи важи следећа генетска класификација поплава: поплаве изазване кишом и отапањем снега, ледене поплаве, поплаве услед коинциденције високих вода, поплаве изазване клижењем земљишта и бујичне поплаве (Гавриловић, 1981). У ранијој домаћој стручној литератури бујичне поплаве су дефинисане као поплаве у којима се јавља и до 30 kg ерозионог наноса у 1 m3 воде која протиче, и чији поплавни талас траје мање од 7 часова (Гавриловић, 1972). Према ауторима Ристић & Малошевић (2011), бујичне поплаве се јављају након кишних падавина кратког трајања (Тk < 24h) а јаког интензитета (i > 0.5 mm/min). Бујични токови се дефинишу као природни токови екстремних осцилација протицаја воде (са изразитим скоковима након јаких киша и наглог топљења снега) и проноса наноса. Између 80 и 90 % укупног годишњег проноса наноса оствари се током бујичних поплавних таласа (Petković et al., 1989; Ђукић, 2012). Дакле, бујичне поплаве везују се за водотоке чија је основна карактеристика специфичан хидролошки и псамолошки режим (Kostadinov et al., 2012). Феномен бујичних поплава је карактеристичан за брдско-планинске сливове у Србији који су угрожени водном ерозијом различитих категорија разорности (Лазаревић, 2000). Процес ерозије земљишта присутан је на целој територији Србији, а годишња продукција наноса износи 37.25.106 m3, што је четири пута више у односу на нормалну геолошку ерозију (Kostadinov, 2008). Најизразитији бујични сливови у Србији су сливови притока Јужне, Западне и Велике Мораве, код којих је однос малих и великих вода у значајнијем дисбалансу (1:1000 и више), што указује и на интензивне процесе ерозије у сливовима (Kоstadinov, 2008). На територији Србије регистровано је преко 12.000 бујичних токова. 3 1.1. Предмет, циљ и значај истраживања Бујичне поплаве припадају групи природних хидролошких непогода које се карактеришу изненадном појавом максималних протицаја на бујичним токовима са великом концентрацијом чврсте фазе (Norbiato et al., 2008; Rocca et al., 2009; Kostadinov et al., 2012; Ristić et al., 2012). Поплаве бујичног карактера су локализовани хидролошки феномен који се везује за сливове стрмих нагиба (1- 15% и више), релативно мале површине, од неколико хектара до неколико стотина квадратних километара, који одговарају на јаке пљускове у року од неколико часова или краће (Camarasa et al., 2001; Borga et al., 2007; Borga et al., 2011). Бујични поплавни талас представља концентрисани ток воде огромне разорне снаге чија је појава условљена интеракцијом интензивних падавина и специфичних карактеристика слива. Предмет истраживања докторске дисертације су бујичне поплаве као хидролошки феномен и као природне непогоде у Србији. Јединствене комбинације природних услова и фактора у сливовима уз појаву интензивних киша одређују критични праг појаве бујичних поплава. Према томе, хидрограми поплавних таласа одражавају карактеристике слива и кишних падавина. Њихова појава је нагла, трајање кратко, а дејство изузетно деструктивно, па управљање ризицима од бујичних поплава представља прави изазов. Основни циљеви истраживања у оквиру ове докторске дисертације су:  употпунити просторно-временску представу природног феномена бујичних поплава у Србији кроз израду Инвентара бујичних поплава,  разрадити физички базиране и просторно дистрибутивне моделе отицаја за репрезентативне сливове. Из наведеног следи да су постављена два веома значајна циља и задатка па се и докторска дисертација, условно речено, састоји из два дела: Инвентара бујичних поплава у Србији, и анализе фактора појаве бујичних поплава и разраде 4 хидролошких модела за репрезентативне бујичне сливове, слив Топчидерске реке до профила Раковица и слив Топлице до профила Магово. У имплементацији Директивe 2007/60/EC полази се од прелиминарне процене ризика која омогућава реализацију следећег корака, тј. картирање угрожености и ризика од поплава, на чему ће се коначно заснивати план управљања ризиком од поплава. Прве активности на имплементацији ове Директиве су прикупљање информација и података о поплавама које су се догодиле у прошлости, нарочито о оним догађајима са катастрофалним последицама. У складу са опредељењем надлежних о имплементацији Директиве о управљању ризицима од поплава 2007/60/ЕК, прелиминарна процена ризика од поплава је израђена за поплаве великих алувијалних река, док је прелиминарна процена ризика од поплава бујичних токова планирана за 2017. годину. У том смислу, Инвентар бујичних поплава као резултат овог рада треба да представља допринос имплементацији Директиве у Србији. Потребно је израдити конструктивни модел извештаја за даље ажурирање Инвентара и поставити добру основу за његов даљи развој. Потом, потребно је омогућити следећи степен развоја у вишенаменску базу података за више типова корисника. Такође је неопходно предложити категоризацију догађаја бујичних поплава, према којој сваком догађају треба да буде додељена одређена категорија интензитета. Инвентар бујичних поплава у Србији такође представља значајан допринос будућој националној бази података о природним непогодама и катастрофама. Потом, предвиђена је интеграција Инвентара бујичних поплава у Србији у европске базе података о природним хазардима (нпр. EMDAT - Emergency Event Database или NATHAN - Natural Hazards Assessment Network) (Petrović et al., 2013). Овај корак је од велике важности с обзиром да је до сада на европским картама ризика од непогода и посебно поплава Србија била изостављана као и у међународним пројектима из ове области (Dragićević et al., 2011). Резултати овог рада дају значајан основ за даља истраживања у области утврђивања учесталости појаве бујичних поплава. 5 Резултати рада имају значаја за следеће установе и организације у одређеним секторима: Републички хидрометеоролошки завод Србије (РХМЗС-е), Републичка дирекција за воде (Служба за одбрану од поплава), ЈВП „Србија Воде“, Министарство унутрашњих послова (Сектор за ванредне ситуације) као и локалне самоуправе и осигуравајуће компаније. Проучавање и научно објашњење појаве бујичних поплава и њихове учесталости је изузетно важно и са гледишта водопривреде, дела заштите и одбране од вода, као и локалне економије и одрживог развоја (Prohaska et al., 2009; Dragićević et al, 2013). Хидролошки модели омогућавају сагледавање реакције природних услова и фактора у сливу у односу на падавине које доводе до појаве бујичне поплаве. Примена ваљаног модела генезе отицаја у речним сливовима бујичног карактера омогућава његов вишеструки значај. Уз помоћ модела могуће је симулирати одговор слива у односу на планиране промене у сливу, рецимо промене у начину коришћења земљишта. Значај модела се огледа и у смислу прогнозе и благовремене најаве бујичне поплаве у случају када се располаже подацима о прогнозираним падавинама. Хидролошки модели могу бити од користи и осигуравајућим компанијама за формирање премија осигурања за заинтересоване кориснике који поседују имовину која се налази у зонама угроженим од ове врсте природних непогода. На тај начин, хидролошко моделирање је такође један од елемената подршке имплементацији Директиве и управљању ризицима од поплава. 6 1.2. Основне хипотезе У првом делу рада који се односи на Инвентар бујичних поплава у Србији, бујичне поплаве се третирају као хидролошке непогоде, а подаци о забележеним догађајима бујичних поплава односе се и на сферу угрожености и ризика од ове врсте природних непогода. Претпоставља се да је, на основу података о датуму појаве и геопросторних информација догађаја бујичних поплава, могућа временска (учесталост појаве бујичних поплавних таласа унутар године као и у посматраном временском периоду) и просторна карактеризација овог феномена у Србији. Такође се полази од претпоставке, на основу прегледа релевантне литературе, да је могућа највећа учесталост и интензитет појаве бујичних поплава у Србији током маја и јуна и да се број регистрованих бујичних поплава повећава у истраживаном периоду. У другом делу рада, у истраживању процеса отицаја у сливу полази се од претпоставке да је овај процес условљен пре свега екстремним кишним епизодама које изазивају брзу реакцију на сливовима обично мање величине и великог нагиба падина. Под утицајем јаких пљускова у сливовима брдско-планинских предела долази до наглог формирања поплавних таласа, односно појаве максималних протицаја воде. У овом раду, поплаве у бујичним сливовима третиране су искључиво као хидролошки феномен, тј. у смислу појаве максималних протицаја. Први експериментални слив налази се у брдској, а други у планинској зони. Репрезентативни сливови ових подручја одликују се различитим обликом и величином слива, густином хидрографског система и геометријом слива, као и различитим климатско-метеоролошким, геолошким и педолошким условима и карактеритикама начина коришћења земљишта. Полази се од претпоставке да је сплет фактора појаве бујичних поплава и процес генезе отицаја у сливу могуће представити разрадом хидролошког модела за репрезентатовне сливове који се базира на примени математичких једначина за процесе у сливу и принципу хомогених физичко-географских својстава гридних ћелија. Простор слива је представљен гридним ћелијама тако да је за потребе хидролошког модела на самом почетку формиран растерски модел података, 7 односно континуалних поља. Претпоставља се да ће се процес генезе отицаја у свакој гридној ћелији реално одразити на процес генезе отицаја у целом сливу, односно да ће допринети реалном резултату на излазном профилу. Развој Инвентара бујичних поплава у Србији и хидролошки модели отицаја треба да допринесу бољем разумевању и квантитативном опису појаве бујичних поплава у простору и времену. 8 2. ПРЕГЛЕД ДОСАДАШЊИХ ИСТРАЖИВАЊА 2.1. Природни процеси на бујичним сливовима Генеза бујичних поплавних таласа је резултат више природних процеса на бујичним сливовима који представљају компоненте хидролошког циклуса (Bewen, 2001; DeBarry, 2004). Тако, процес отицаја на једном бујичном сливу представља део глобалног хидролошког циклуса. Када се анализира процес отицаја, морају се анализирати и процеси интерцепције, евапотранспирације и инфилтрације. Појава задржавања дела кишнице на вегетационом покривачу која не учествује у формирању отицаја назива се интерцепција (Ристић & Мацан, 2002). Интерцептивна кишница се највећим делом враћа у атмосферу испаравањем, а део апсорбује вегетација. Под појмом евапотранспирација подразумева се губитак воде путем испаравања са земљишта и водених површина као и вегетационог прекривача. Интензитет евапотранспирације је у вези са температуром ваздуха и воде, влажности ваздуха, инсолацијом, брзином ветра али и особинама земљишта и вегетације (Đukić, 2012d). Прегледом литературе, може се уочити да се у неким хидролошким прорачунима отицаја, процеси евапорације и транспирације биљака обично третирају заједно. Инфилтрација воде у земљиште је веома важан процес вертикалног кретања воде кроз земљиште, с обзиром да утиче на смањење површинског отицаја, а одвија се под дејством гравитационих и капиларних сила (Rawls et al., 1996). Међутим, процес инфилтрације битно зависи од степена сатурисаности земљишта. Када је земљиште засићено претходним падавинама, моћ инфилтрације је мала и обрнуто. На почетку кише инфилтрација је највећа, а током трајања кише интензитет инфилтрације опада. Кретање воде у земљишту је процес који се одвија под утицајем енергетских потенцијала воде који могу бити позитивни и негативни (Đorović, 2001). У 9 зависности од типа енергетског потенцијала, одвијају се процеси кретања воде у незасићеној зони под утицајем негативних (матриксних) потенцијала и процеси кретања воде у засићеној зони под утицајем позитивних (хидрауличких) потенцијала. У теорији се слободни ниво подземне воде, односно граница сатурисаности сматра границом између засићене и незасићене зоне (обично се одређује бушењем опсервационог бунара при чему се задире у зону сатурисаности) (Đorović, 2001). Међутим, код готово свих земљишта, непосредно изнад нивоа подземних вода постоји зона блиска сатурисаном стању у којој ипак влада негативни енергетски потенцијал и она се назива капиларни појас. Када интензитет кише превазиђе инфилтрациони капацитет земљишта долази до формирања површинског отицаја. Ефективне или нето падавине су онај део укупних бруто падавина који чини отицај. Укупан отицај у бујичном сливу се састоји из три компоненте: површински отицај, подповршински отицај и подземни отицај. Површински отицај се односи на отицај по површини падина и хидрографском мрежом, подповршински на отицај који се креће површинским слојем земљишта и са кашњењем доспева у хидрографску мрежу, а подземни отицај на део кишних падавина који се инфилтрира у земљиште, понире и доспева до вододржљивих стенских маса а онда путем извора доспева на површину терена и у хидрографску мрежу (Chow, 1964; Prakash et al., 1996; DeBarry, 2004; Bewen, 2008; Ристић & Малошевић, 2011). Екстремне кишне епизоде су главни покретач процеса генезе површинског отицаја и ерозије земљишта који су директно и блиско повезани. Они се одвијају готово симултано и њихови продукти, огромна количина воде и наноса, улазе у хидрографску мрежу и настављају своје кретање као двофазни флуид (Bathurst, 2007). Снага воде у оваквим процесима чини да протицај воде и пронос наноса током бујичних поплавних таласа представљају највећи удео у укупном годишњем протицају воде и транспорту наноса. Ерозија земљишта, тј. процес генезе наноса представља одношење површинског слоја земљишта под утицајем 10 површинског отицаја воде и значајан је фактор деградације земљишних ресурса неког подручја (Гавриловић, 1975; Костадинов, 2008). Последњих неколико деценија се и у хидрологији поставља актуелно питање о утицају климатских промена на хидролошке процесе и циклусе. Ако се тренд пораста температуре ваздуха настави у будућности да ли ће последично доћи до интензивирања глобалног хидролошког циклуса и какву ће динамику имати овај процес, да ли ће доћи до промена у доступности водних ресурса, као и у учесталости и интензитету климатско-хидролошких екстрема (Huntington, 2006; de Vries, 2010)? Према аутору Barredo (2007), од педесетих до деведесетих година прошлог века, посматрајући по декадама, број поплава у сливовима европских река је значајно порастао. У првих 5 година текућег века догодиле су се 104 поплаве на простору Европске Уније, док је број великих поплава, са преко 70 људских жртава и/или укупном штетом већом од 0.005% ЕУ бруто националног дохотка (0.005% ЕУ ГДП еквивалентно је са 541 милиона еура према прорачуну из 2005. године), такође у порасту. На основу досадашњих трендова закључује се да се број хидролошких и метеоролошких непогода и катастрофа готово удвостручио након осамдесетих и деведесетих година прошлог века (Barredo, 2007; Munich Re, 2009). Слика 2.1. Број природних катастрофа у свету за период 1980.-2008. године Извор: Munich Re, 2009. Геофизичке катастрофе Метеоролошке катастрофе Хидролошке катастрофе Климатолошке катастрофе Тренд 11 Дакле, запажена је повећана учесталост климатских екстрема и последично временских непогода и природних катастрофа (Слика 2.1.). Запажено је смањење влаге у земљишту током вегетационог периода у брдско-планинским подручјима, што је фактор угрожавања вегетационог покривача, која је главни чинилац заштите од наглог формирања отицаја и ерозије. Истовремено, запажен је тренд прерасподеле унутаргодишње количине падавина са више падавина у виду јаких пљускова (Commission of the European Communities, 2004). Поред тога, на процесе у бујичним сливовима битно утиче начин коришћења земљишта и све интензивнија урбанизација и то, смањењем водопропусних површина и тиме повећањем површинског отицаја. У опису природних услова и фактора који следи намеће се логичан закључак о њиховом међусобном преплитању чиме се ствара специфично локално окружење за појаву бујичних поплава након интензивних киша. Сплет природних и антропогених чиниоца условили су перцепцију бујичних поплава као природних непогода повећане учесталости. 2.2. Природни услови и фактори појаве бујичних поплава Специфичне и варијабилне карактеристике климе и рељефа, геологије терена, педолошког и вегетационог покривача, али и промене социоекономских прилика, као што су миграције становништва или начин коришћења земљишта, представљају широк спектар услова и фактора појаве бујичних поплава у Србији. Честина појаве бујичних поплава, тј. учесталост и ризици појаве бујичних поплава зависе од сплета ових фактора, односно услова за њихово формирање. За сливове веће површине карактеристичне су поплаве дужег трајања, као и мање варијације протицаја воде у односу на сливове мање површине. Велика енергија рељефа омогућава наглу концентрацију поплавних вода у водотоку. Нагиб рељефа је важан природни чинилац с обзиром да одређује брзину кретања воде по терену (Dragićević et al., 2007). Сливови са већим нагибом падина имају стрмије гране пораста и већу вршну ординату хидрограма у односу на оне са мањим 12 нагибом падина. Тачније, са већим нагибом повећава се кинетичка енергија воде и удео директног отицаја, а смањује се износ инфилтрације и базног отицаја. Међутим, велика покривеност вегетацијом може ублажити утицај нагиба на величину отицаја (Живковић, 1995; Николић et al., 2007). Морфологија падина и дужина пада имају утицаја на концентрацију и брзину кретања воде, с обзиром да дуже падине са израженим континуалним нагибом омогућавају веома брз отицај и обрнуто. Експозиција рељефа утиче на температуру ваздуха и тла и вегетацију, односно утиче на локалне услове у сливу као и процес евапотранспирације. Како планински врхови представљају препреку влажним ваздушним фронтовима из којих се излучују обилне падавине, велика надморска висина у нашим условима гарантује повећање количине падавина и тиме отицаја. Наветрене стране планинских пречага изложене су већој количини падавина од заветрених. Изражена вертикална рашчлањеност, односно дисекција рељефа, обично подразумева и гушћу речну мрежу. Облик, величина, геометрија слива и хидрографски систем спадају у групу хидрографских карактеристика од значаја за формирање отицаја. За бујичне сливове мале површине карактеристична је веома брза реакција на јаке кише. Под претпоставком да су природни услови условно речено идентични, за сливове лепезастог облика карактеристични су нагла концентрација површинских вода и хидрограми са стрмијом граном пораста у односу на сливове издужене форме. Познавање параметара густине и неравномерности речне мреже слива може допринети објашњењу динамике појаве бујичних поплава. Од уравнатог пада речног корита, средњег нагиба терена, дужине слива по главном току, одстојања од излазног профила до тачке у кориту главног тока која је најближа тежишту слива, зависи време концентрације слива, односно време потребно елементарној запремини отицајне воде да из тачке на вододелници од које почиње главни ток доспе до излазног профила (Ристић, 2006b). 13 Разумевање метеоролошких и хидролошких карактеристика и процеса у сливу који имају контролу над феноменом бујичних поплава је важно и са научног и са социјалног аспекта (Borga, 2010). Годишња количина падавина, унутаргодишња расподела падавина и интензитети јаких киша су есенцијални чиниоци од којих зависи режим вода. Појава бујичних поплава је условљена пре свега интензивним „бујичним кишама“ које изазивају брзу реакцију на сливима обично мале величине, великог нагиба падина (1-15%) и јаког интензитета ерозије земљишта - (Gavrilović, 1975; Kostadinov, 2008). Јаке бујичне кише обухватају подручја мале површине с обзиром да се излучују из облака типа кумулонимбуса (Cb), услед развоја конвективне облачности. Брзина ветрова, температура ваздуха, инсолација и влажност ваздуха су такође важни климатски параметри који одређују величину евапотранспирације. Евапорација са земљишта и водених површина и транспирација са вегетације су главни процеси примарне компоненте хидролошког циклуса, које је неопходно узети у обзир у циљу свеобухватног посматрања процеса у сливу (Николић, 2010), мада они не могу значајније утицати на појаву бујичног поплавног таласа. Јаки пљускови су несумњиво најзначајнији метеоролошки фактор појаве бујичних поплава од чијег интензитета зависи облик хидрограма. При анализи отицаја у сливу посебан акценат се ставља на податке о падавинама с обзиром да представљају важан улаз у хидролошким прорачунима. Падавине су у директној и непосредној вези са отицајем и његова су најважнија детерминанта (Bewen, 2008; Garambois et al., 2014). Дневне падавине региструје Републички хидрометеоролошки завод Србије у оквиру своје мреже кишомерних и падавинских станица од педесетих и шездесетих година прошлог века. Када је реч о обичним кишомерима, мерење падавина се врши по принципу пражњења кишомера сваког дана у исто време (7 h, према препоруци WMO) за последња 24 часа, па тако није познато трајање и интензитет кише. За поједине кишомерне станице постоје плувиографске траке, а у скорије време шири се мрежа аутоматских кишомера који могу регистровати интензитет и трајање пљускова. Стога, детаљнија резолуција података о 14 интензитету пљускова доприноси прецизности анализе и моделирања отицаја у сливу. Слика 2.2. а) Савремени мониторинг падавина и брзине ветра у сливу Топчидерске реке (подслив потока Рипе) б) Мерни профил са лимниграфом и водомерном летвом на потоку Рипе в) Водомерна станица „Рипањ рампа“ на Топчидерској реци (Фото: С. Костадинов) Међутим, треба нагласити да код многих кишомерних станица не постоји континуитет мерења падавина и њихових интензитета услед квара апарата или гашења станица и настајања нових. Каткад су се измерени подаци показали као нетачни услед рецимо оштећења мерних инструмената у налету поплавног таласа. За прецизније анализе отицаја у бујичним сливовима потребна је гушћа мрежа кишомерних станица, нарочито имајући у виду карактер кумулонимбуса. Ако је 15 познато да се највећи део водног потенцијала формира у планинским и брдским подручјима онда би требало очекивати и адекватну мрежу кишомерних и хидролошких станица у овим пределима (Живковић, 1995). На тачност регистрованих података утиче и одговорност локалних становника задужених за мерење. Осим стандардних мерења РХМЗС-е, постоје мерења падавина појединих истраживачких и пројектантских организација која се врше најчешће у сврху одређених пројеката. Тако на пример, у оквиру пројекта MONITOR II и пројекта „Учесталост бујичних поплава, деградација земљишта и вода као последица глобалних промена“, у сливовима Топчидерске реке (Слика 2.2.) и Врањско- бањске реке инсталирана је опрема Eikelkamp - е+ Rain logger за мерење интензитета кише и укупне количине кишних падавина и е+ Water L сензор нивоа површинских вода, који се алармира приликом преласка дефинисаних прагова. Бујичне поплаве могу бити инициране коинциденцијом јаких киша и наглог отапања снега почетком пролећа услед продора топлих ваздушних маса, као што је био случај са поплавом реке Власине и њених притока децембра 1962. године (Стефановић, 2010). Литолошки састав терена се сматра важним модификатором природних процеса у сливу. Геолошка основа при датим климатским условима битно утиче на формирање педолошког слоја и његових карактеристика. Истраживање Живковића (1992) доказује да густина хидрографског система, поред карактеристика падавинског режима, рељефа и удела површина под шумама у сливу, битно зависи и од геолошке подлоге. У сливу Тимока, који је подељен у 7 секција према врсти геолошке подлоге, највећа густина хидрографског система сталних и периодичних токова (1293 m/km2) заступљена је на терену чија је геолошка подлога представљена магматским стенама, а најмања (248 m/km2) је на теренима са кречњачком подлогом. Аналогно томе, може се говорити и о утицају геолошке подлоге на величину отицаја. 16 Битан моменат код геолошких карактеристика слива односи се водопропустљиве и водонепропустљиве слојеве и њихов контакт, односно дубину нивоа прве издани. Тако на пример, терени изграђени од дијабаз-рожначке формације се одликују слабом водопропусношћу, а с обзиром да се ове стене јављају у подручјима великих углова нагиба, може се очекивати и нагло формирање отицаја (Костадинов, 2008). Са друге стране, изломљене и јако поремећене стенске масе омогућавају знатну инфилтрацију кишнице чиме се површински отицај смањује. Стога је за различите стене широк распон вредности хидрогеолошких параметара, пре свега хидрауличког кондуктивитета и специфичне издашности. На формирање отицаја највише утичу гранулометријски, минералошки и органогени састав и водно-ваздушни режим земљишта. На тлу са већим учешћем глиновитих честица, услед снажне кохезије и збијености земљишта, отицај ће бити брже формиран него на тлу са мање глиновитих фракција. Супротан је случај са земљиштем са већим учешћем песковитих честица с обзиром на знатно већу водопропустљивост и тиме, смањен површински отицај. Уколико земљиште садржи већу количину органске материје, структура му је порознија а моћ инфилтрације већа, што коначно умањује нагли отицај по површини терена услед јаких киша (Antić, 2007). Од инфилтрационих услова земљишта зависи брзина формирања површинског отицаја. Када велики прилив падавина презасити земљиште и дође до испуњења свих земљишних шупљина и пора водом, повећава се специфична тежина земљишта. Инфилтрациони капацитет земљишта зависи од врсте земљишта, претходног садржаја влаге у земљишту и интензитета падавина. Зато је, рецимо у примени SCS методе (Soil Conservation Service, 1972) битно детерминисати хидролошке класе земљишта на основу минималног износа инфилтрације за један час (A, B, C, D). О утицају вегетације на величину отицаја постоје бројне студије указујући на позитиван ефекат шума с обзиром да побољшавају водни режим земљишта, поспешују интерцепцију и евапотранспирацију, умањују површински отицај. У 17 случају постојања шумског покривача битно је анализирати његов квалитет и састав, с обзиром да деградиране шуме имају мање позитивног утицаја на режим отицаја у односу на шуме доброг склопа (Kostadinov, 2013). Већа покривеност вегетацијом подразумева и већу рапавост терена, што условљава смањење брзине кретања воде (Đukić, 2010). Међутим, површине под шумом изазивају слабија асцедентна струјања чиме повећавају количину падавина за чак 10% у односу на околни терен (Живковић, 1995). Супротно томе, голети и подручја са оскудном вегетацијом, нарочито када су на већим нагибима терена, стварају најповљније услове за брз површински отицај и формирање бујичног поплавног таласа. Правилно газдовање шумама представља значајан допринос уравнотеженом режиму отицаја у сливу без појаве честих и катастрофалних бујичних поплава (Kostadinov 2013а). Природни услови и процеси у сливу су најчешће модификовани дејством човека и то урбанизацијом у нижим, а пољопривредном делатношћу или нелегалном сечом шума у вишим деловима слива (Kostadinov & Marković, 1996). Док се повећањем урбаних површина смањују пропусне површине, нерационалном експлоатацијом шума и неадекватном техником обраде земљишта значајно се погоршава природна структура земљишта и стварају повољни услови за интензивне процесе ерозије земљишта. Овако измењени услови доводе до наглог формирања отицаја на падинама и максималних протицаја у речном кориту. Као важан антропогени фактор повећања деструктивности бујичних поплава све чешће се наводи запуштеност и затрпаност смећем и другим материјалом речних корита на појединим деоницама. Стога локалне самоуправе морају преузети већу одговорност у решавању проблема депонија у рекама. С обзиром да налети бујичних поплавних таласа могу бити фатални по локално становништво, неопходне су акције информисања становништва о мерама превенције и понашања у време налета поплавног таласа. Осим најчешће негативних, постоје позитивни антропогени утицаји на формирање отицаја и бујичних поплавних таласа који се огледају у реализацији 18 радова на регулацији бујичних корита и противерозионим радовима у сливу. Систем уређења бујичних сливова подразумева примену техничких мера (подужни и попречни објекти у коритима бујичних водотока) и биолошких мера (пошумљавање, затрављивање, подизање воћњака, заштитних појасева, плетера, тераса) (Костадинов & Борисављевић, 2012). Тако на пример, изградња брана и микроакумулација омогућава прихватање поплавног таласа и доприноси смањењу врха поплавног таласа низводно, или, промена обраде земљишта по нагибу у контурну, појасну обраду земљишта по изохипси у комбинацији са дренажним браздама омогућава смањење величине отицаја. Осим позитивног утицаја на отицај, пошумљавање деградираних површина се увек показало економски ефикасним (Zlatić et al, 2000). 2.3. Основне методе у анализи бујичних поплава У највећем броју случајева, бујични сливови су хидролошки неизучени или недовољно изучени, односно мерења падавина, водостаја и протицаја воде врше се краће од 15 година или немају континуитет. За прецизне хидролошке анализе потребан је низ од најмање 25 до 30 година континуираног мерења. Док се за изучене бујичне токове користе статистичке методе стохастичке хидрологије пошто мерни подаци постоје, на неизученим сливовима примењују се прорачуни параметарске хидрологије засновани на принципу трансформације рачунске кише у рачунски протицај (Ристић et al., 2009). Анализа плувиометријског режима у случају неизучених бујичних сливова представља приступни корак у прорачуну максималних протицаја воде и уопште у хидролошким истраживањима процеса и појава у сливу. У опсервацији јаких пљускова, нарочито је важно одредити интензитет падавина на основу висине и трајања падавина. За одређивање учесталости појаве јаких киша користе се теоријске расподеле вероватноћа. У хидролошким студијама бујичних сливова код нас, широку примену имају Gumbel и Log Pearson III расподела, а за поуздане резултате користе се подаци о падавинама за низ мерења најмање 25 година. 19 У бујичарској пракси Србије прорачун максималног протицаја Qmax одређене вероватноће појаве (најчешће 1%) на неизученим сливовима обавља се комплексним и комбинованим поступком који се састоји од примене теорије синтетичког јединичног хидрограма за израчунавање максималног јединичног отицаја, qmax и примене SCS методологије за одређивање ефективне нето кише од укупне бруто кише, Pe. Служба за конзервацију земљишта (Soil Conservation Service), данас Служба за конзервацију природних ресурса (USDA Natural Resources Conservation Service), творац је SCS методологије за раздвајање ефективних од укупних падавина. Сврха SCS методе састоји се у трансформацији укупних, бруто киша (Pb) у ефективну, нето кишу (Pe) на основу израза: Ре = 𝑃−0.2·d 𝑃+0.8·d 2 (1) где је d – потенцијално могућа инфилтрација (mm), која се израчунава као: d = 25.4 ( 1000 𝐶𝑁 -10). (2) CN (Curve Number) представља број криве отицаја чија се вредност детерминише на основу хидролошке класе земљишта (A, B, C, D), начина коришћења земљишта и хидролошких услова. Као подлоге за одређивање овог параметра користе се топографске, педолошке и геолошке карте и карте начина коришћења земљишта. На основу топографских карата или дигиталног модела висина (DEM) коришћењем ГИС технологије одређују се основне морфометријске карактеристике слива (површина и обим слива, кота на вододелници по правцу хидраулички најдужег тока, најнижа тачка на сливу, средња надморска висина, дужина слива по главном току, одстојање од тачке у речном кориту која је најближа тежишту слива до излазног профила, апсолутни нагиб речног корита, уравнати пад речног корита и средњи нагиб терена). Ови параметри су неопходни за прорачун времена кашњења слива (tp) које уз податак о трајању кише даје време пораста хидрограма (Tp). Време опадања хидрограма (Tr) израчунава се као функција површине слива (A). Временска база хидрограма (Tb), представљена збиром времена пораста и опадања хидрограма, омогућава израчунавање вршне 20 ординате синтетичког јединичног хидрограма, односно максималног протицаја према изразу (Ристић & Малошевић, 2011): Qmax = 0.56∗𝐴∗1.0 𝑇𝑏 (m 3. s -1. mm -1 ) (3) а применом израза 𝑄max ⁡(%) = 𝑞𝑚𝑎𝑥 Pe , добија се податак о максималном протицају одређене вероватноће појаве. Време кашњења слива, tp (h) према аутору Huggins, представља интервал од центра хијетограма ефективне кише до врха хидрограма поплавног таласа и кроз емпиријске формуле више страних аутора израчунава се као функција трајања ефективне кише (Tk), времена концентрације (Tc), уравнатог пада корита(Iu), средњег нагиба терена (Isr), дужине слива по главном току (L), одстојања од излазног профила до тачке у кориту главног тока која је најближа тежишту слива (Lc). Према истраживању Ристића (2003), којим је обухваћено 93 контролна профила на територији Србије, применом регресионе анализе, добијена је висока зависност времена кашњења од параметара приказаним у следећим изразима: tp = 0.751 ( 𝐿 · 𝐿𝑐 𝐼𝑢 ) 0.336 (4) tp = 1.399 ( 𝐿 · 𝐿𝑐 𝐼𝑢 ·𝐼𝑠𝑟 ) 0.315 (5) tp = 0,693· Tc (6) Време концентрације (Tc), у скорашњем истраживању (Ристић, 2006b) којим је обухваћено 93 контролна профила на територији Србије, третира се као време од завршетка ефективне кише до прве превојне тачке на регресионој грани хидрограма. Применом регресионе анализе утврђено је да Tc показује висок степен зависности у односу на основне физичко-географске карактеристике слива: површину (A), дужину слива по главном току (L), одстојања од излазног профила до тачке у кориту главног тока која је најближа тежишту слива (Lc), уравнати пад корита (Iu) и средњи нагиб терена (Isr). Ове зависности приказане су следећим изразима помоћу којих је на основу познатих физичко-географских карактеристика слива могуће израчунати време концентрације, Tc (h): 21 Tc = 0,316·L 0,933 (7) Tc = 0,502·А0,506 (8) Tc = 0.819 ( 𝐿 · 𝐿𝑐 𝐼𝑢 ) 0.376 (9) Tc = 0,47·L 0,826 ·Iu –0,127 (10) Tc = 0,609·L 0,898 ·Isr –0,17 (11) Tc = 0,56·L 0,846 ·Iu –0,084 ·Isr –0,08 (12) Време опадања хидрограма, Тr (h) је временски интервал од тренутка појаве максималног протицаја до тренутка у ком престаје директан отицај, а израчунава се као функција површине слива и дужине слива по главном току према следећим изразима (Ристић, 2011): Тr = 1.145 ·А 0,446 (13) Тr = L 0,743 (14) На основу претходних израза, треба истаћи да су хидрографски параметри слива важни чиниоци облика хидрограма и његовог изгледа, односно нагиба гране пораста и гране опадања, као и вршне ординате хидрограма. Топографско- хидрографске карактеристике слива су значајни фактори појаве бујичних поплава. Стога, времена кашњења, концентрације и опадања хидрограма одражавају особине слива у комбинацији са својствима падавина. У анализи догађаја бујичних поплава користе се и алтернативне, односно комплементарне методе као што је метода хидрауличких трагова великих вода или денрогеоморфолошка метода чија је примена значајно допринела утврђивању учесталости појаве бујичних поплава (Ruiz-Villanueva et al., 2013). Тако је 22 истраживање Ruiz-Villanueva et al. (2010) на основу детаљних геоморфолошких опсервација сливова у којима нема мерења у медитеранском региону, анализе броја и дебљине годова дрвећа, детектовања аномалија раста дрвећа у непосредној близини или самом речном кориту, омогућило реконструкцију седам догађаја бујичних поплава и њихово временско одређење. Zielonka et al. (2008) је у сливу тока Waksmundzka који је смештен на западним Карпатима, реконструисао догађаје бујичних поплава у периоду 1928. – 2005. године и то на основу 58 ожиљака које је нанос нанео стаблима дрвећа које се налази на обалама корита. У нашој пракси се за прорачун максималног протицаја користи метода хидрауличких трагова великих вода која подразумева излазак на терен, најбоље непосредно након проласка поплавног таласа, и геодетско снимање улазног и излазног протицајног профила, тј. површине попречног пресека и оквашеног обима оба профила, коте трагова велике воде, на основу којих се дефинишу параметри као што су средња вредност површине попречног пресека протицајног профила (Аsr), средња вредност хидрауличког радијуса (Rsr) и нагиб воденог огледала (I). Применом Шези-Манингове једначине за једнолико течење, која уводи Manning коефицијент рапавости (n), долази се до податка о максималном протицају (m3/s): Qmax = 1 𝑛 ·Аsr · Rsr 2 3 · 𝐼 1 2 (15) Тако је за поплавни талас Равне реке у сливу Власине 26. јуна 1988. године (А=5.93 km2), израчунат максимални протицај воде Qmax = 49.09 m3s-1, са повратним периодом T = 800 година (Kostadinov et al., 1992). 23 3. МЕТОДОЛОГИЈА ИСТРАЖИВАЊА 3.1. Општи приступ Методолошки приступ осмишљен са циљем временске и просторне карактеризације бујичних поплава у Србији и разраде хидролошких модела увођењем фактора појаве бујичних поплава у репрезентативним сливовима, прилагођен је решавању постављених научних проблема и, уопштено говорећи, обухвата следеће побројане ставке.  Детаљна анализа домаће и иностране стручне литературе и систематизција знања из области управљања ризицима од бујичних поплава и моделирања хидролошких система.  Инвентар бујичних поплава у Србији израђен је на основу података из архивске новинске документације и стручних радова за период 1915. - 2013. године. Методологија за израду и развој Инвентара објашњена је у поглављу 3.2.  Опсервација плувиометријског и хидролошког режима експерименталних сливова извршена је на основу података из фонда Републичког хидрометеоролошког завода о средње дневним и карактеристичним, односно минималним и максималним годишњим вредностима протицаја и падавина измерених на хидролошким и метеоролошким станицама у сливовима. За моделирање бујичних поплава одабрани су они догађаји у којима је до поплаве дошло услед јаких киша (не и комбинације јаких киша и наглог топљења снега или само наглог топљења снега) а да пет до десет дана пре појаве поплавног таласа није било поплавних таласа. Коришћени су часовни подаци о падавинама и протицају и евапотранспирацији. 24  Анализирани су природни услови и физичко-географске карактеристике (геолошке, педолошке, вегетацијске, климатске) као и морфометријски параметри експерименталних сливова (обим и површина слива, густина речне мреже, апсолутни нагиб дна речног корита, уравнати пад дна речног корита, средња надморска висина слива, средња висинска разлика слива, средњи пад слива) који представљају, појединачно и узајамно, битне факторе односно сплет фактора појаве бујичних поплава.  Анализа фактора појаве бујичних поплава извршена је за два репрезентативна бујична слива и коришћењем софтвера за хидролошко моделирање SHETRAN разрађени су хидролошки модели отицаја.  У прорачуну процеса отицаја у сливу, коришћене су физички базиране методе за прорачун процеса инфилтрације и евапотранспирације, кретања воде по површини терена и кроз хидрографску мрежу, кретања воде у засићеној и незасићеној средини, које су интегрисане у софтвер SHETRAN, а објашњене су у поглављу о структури и теоријским поставкама модела.  Моделирање поплавних таласа у овом раду подразумева симулацију хидролошког понашања слива (не и псамолошког), па се у наставку текста говори о хидролошком моделу. Један поплавни талас коришћен је за калибрацију модела (било који од четири одабрана поплавна таласа може послужити за калибрацију модела), док су три карактеристична хидрограма коришћена за верификацију, односно валидацију модела.  У раду је коришћена ГИС технологија, односно програм ArcGIS (верзија 9.2) за одређивање параметара сливова и припрему података за моделе отицаја. Коришћена је статистичка метода просте и вишеструке регресије у програму Statgraphics. 25 3.2. Инвентаризација догађаја бујичних поплава Добра основа и камен темељац за решавање одређеног проблема су базе података и инвентари, и обратно, проналазак адекватних решења је обично онемогућен недостатком информација. У развоју инвентара и база података наилази се на проблеме доступности, квалитета, организације, анализе и даљег коришћења и дисеминације података (European Parliament & Council, 2007b; Gaume, 2009). Упркос чињеници да природне непогоде и катастрофе имају изузетно деструктивно дејство на друштво и економију, у многим државама ови феномени су оскудно документовани и недовљно схваћени. Међутим, историјска документација о природним непогодама и катастрофама у неким развијеним земљама је изузетно богата и бележи те појаве за последњих чак неколико столећа. У том смислу, треба издвојити швајцарску базу података са преко 20.000 догађаја природних непогода (Ruf & Loat, 2012). Аустрија располаже са базом података од око 28.000 догађаја природних непогода, од чега појаве бујичних поплава и појаве камено-блатних токова чине 20.100. Просечан годишњи број догађаја бујичних поплава у Аустрији износи 37, док је највећа учесталост појаве забележених бујичних поплава уочена у периоду 1950.-1970. године (Hübl et al., 2011). Структурна база података о природним непогодама у Аустрији састоји се из информација које су прикупљене на основу документације Аустријске службе за уређење бујица и заштите од лавина, Strelе извештаја из 1893. године, као и геоморфолошких, стратиграфских и дендрохронолошких студија и процена. Постављен је 3W Standard (What happened, When and Where) који захтева минимум информација о врсти природне непогоде, локацији и датуму догађаја. Поред тога, део ове базе података су и подаци о штетама и губицима, факторима њихове појаве и њиховој учесталости. База података је послужила за анализе како би се добио просторно-временски преглед бујичних догађаја у овој држави. Најранији забележени догађај датира из 6. века, док се први детаљнији подаци о таквим догађајима јављају у 18. веку. На основу доступних података вршена је 26 процена интензитета догађаја од S до XL и на основу тога њихова класификација, док је у погледу материјалних штета и губитака извршена категоризација (Слика 3.1.) (узимајући у обзир људске жртве, поплављене зграде, пошумљене и пољопривредне површине и поплављену инфраструктуру) и њихова субкатегоризација. На основу временских серија утврђене су магнитуде, односно повратни периоди забележених догађаја као и њихов интензитет. Бујичне поплаве са великим повратним периодом су истовремено и најјачег интензитета (XL). Слика 3.1. Класификација догађаја бујичних поплава за планинска подручја у Аустрији. Извор: Hübl et al., 2011. Инвентаризацијом бујичних поплава у Србији у овом раду обухваћени су догађаји бујичних поплава које су карактеристични за брдско-планинске регионе, односно територију јужно од Саве и Дунава (Слика 3.2.). Поред тога, у Инвентару су пописане поплаве бујичних токова на Фрушкој гори и Вршачким брдима у Војводини. Према аутору Костадинову (2008), најзначајније поплаве бујичних токова јављају се у сливовима притока Јужне и Западне Мораве. Површина бујичних сливова у Србији креће се у опсегу од 0,2 km2 у Грделичкој клисури (Зла долина I, II, III) до 27 преко 1000 km2 (А слив Власине = 1060 km2 или А слив Нишаве = 3970 km2) (ВОС, 2001). Слика 3.2. Најзначајнији речни сливови у Србији са аспекта појаве бујичних поплава Фазе у развоју Инвентара бујичних поплава у Србији (Слика 3.3.) могу се поистоветити са елементима управљања подацима о природним непогодама у Швајцарској према aуторима Ruf & Loat (2012). На самом почетку, дефинисане су потребе за одређеним информацијама и предвиђена је даља употреба Инвентара. Најпре је дефинисано на који начин прикупљати податке, који су подаци неопходни, на који начин ће се вршити обрада и анализа података, дистрибуција и њихово коришћење. Процес анализирања базе података је веома битан из разлога што резултати могу имати стратешки значај и научно усмерење. Коначни 28 резултати су неопходни за комуникацију о ризицима од бујичних поплава са јавности и заинтересованим странама што је коначно од великог значаја за успешност интегрисаног управљања ризицима. Слика 3.3. Фазе развоја Инвентара бујичних поплава у Србији Прве фазе рада на Инвентару зависиле су од доступности података и подразумевале изазов у прикупљању геопросторних, метеоролошких и хидролошких података, података о узроцима појаве као и социоекономских података, података о последицама бујичних поплава, материјалним штетама и броју жртава. Инвентар бујичних поплава у Србији настао је из новинских записа (из архиве новинара а касније и шефа администрације Шумарског факултета у Београду, Бошка Михајловића) објављених у књизи „Бујични токови у СР Србији“ (Gavrilović, 1975) за период 1915.-1970. године и поуздане архивске документације дневног листа „Политика“ за период од 1971.-2013. године. Осим тога, значајни извори који су давали детаљније податке били су стручни радови и студије у којима су анализирани појединачни догађаји бујичних поплава. Неке раније поплаве су реконструисане на основу хидрауличких трагова и података о дневним падавинама узимајући у обзир особине рељефа, педолошке и вегетационе услове као и социоекономске прилике. Тако су ове студије и радови саставни део Инвентара у виду прилога. Како би се употпуниле историјске серије података о бујичним поплавама, званични захтеви и анкете су послати надлежнима у неким општинама које су угрожене појавама бујичних поплава. Поред локалних, и државне институције (Министарство за пољопривреду, шумарство и водопривреду, Републичка Дефинисање потребних параметара Прикупљање података Организовање инвентара Анализа података Дистрибуција података Даље коришћење података 29 дирекција за воде, Републички хидрометеоролошки завод, Јавно предузеће „Србија Воде“, Институт за водопривреду „Јарослав Черни“) биле су позване да дају допринос у изради Инвентара о бујичним поплавама са својим архивама и стручним материјалом. Међутим, одговор и са локалног и са националног нивоа био је слаб услед чињенице да је систематско прикупљање података било веома оскудно. Хидролошки и метеролошки подаци РХМЗС-е могу бити веома вредни у анализи и реконструкцији већине догађаја бујичних поплава, а зависно од почетка рада хидролошких и метеролошких станица. Интензивна сарадња са РХМЗС-е може бити следећи корак у развоју Инвентара ка детаљној бази података. Локални штабови за ванредне ситуације, који однедавно припадају организацији локалних самоуправа, поседују податке о скорашњим поплавама али без препознавања бујичних поплава као посебне врсте поплава, што је последица непрецизне законске регулативе. Пошто је, на основу прегледа извора информација, предвиђен проблем недостатка детаљних података, формиран је минимални захтев у погледу података о појединачним догађајима бујичних поплава који су били неопходни за даљу анализу:  Датум догађаја бујичне поплаве (у формату: 01-06-2000)  Назив слива у коме се догодила забележена бујична поплава, као и макро слива коме овај слив припада  Назив места која су претрпела материјалне штете  Опис узрока и догађаја бујичне поплаве  Број људских жртава/број повређених особа  Материјалне штете (изражене новчано и/или у броју поплављених стамбених објеката и површина различитих врста инфраструктура)  Додатне информације, нпр. максимални протицај, количина падавина и сл.  Извор информација (ради праћења поузданости извора). Међутим, неке бујичне поплаве су регистроване са некомплетним информацијама. На пример, за један догађај бујичне поплаве дати су само месец и година догађаја и име бујичног водотока. Са друге стране, бујичне поплаве које су 30 регистроване са детаљним подацима о максималном протицају, интензитету и трајању кишних падавина, водостају или објашњењем о томе шта је био иницијални фактор појаве бујичне поплаве дају димензију детаљности Инвентара. Треба имати у виду и оне бујичне поплаве које су се догодиле на микро сливовима који нису насељени, односно где није било штетних последица по друштво, тако да оне нису ни примећене ни забележене. Забележени су и случајеви бујичних поплава које су настале услед не само интензивних падавина у бујичним сливовима, већ и услед затрпаних, неочишћених или чак забетонираних речних и поточних корита. Такође се може претпоставити да нису пописане и регистроване све бујичне поплаве које су се реално догодиле у овом временском распону. Обично су извори информација давали назив водотока на коме се бујична поплава догодила као и назив насеља коме је поплава причинила одређену материјалну штету. Међутим, у неким случајевима познат је једино назив насеља, обично села које је претрпело штете у саобраћајној и стамбеној инфраструктури у току налета бујичног поплавног таласа, без индикација о водотоку. За идентификацију водотока на којима су се догодиле бујичне поплаве коришћене су геореференциране топографске карте у размери 1:25.000 за територију Србије које су штампане 1980. године у издању Војногеографског института. Геореференцирање и очитавање мозаика карата вршено је у ГИС програму АrcGIS 9.2. Тако је, на пример, лист „Политика“ 27. августа 1929. године забележила следеће: „Пирот, 26. август: Синоћ око пет часова поподне код вароши се изненада сручио страховит пљусак, праћен силном грмљавином и севањем муља. За непуна пола сата провала облака је обухватила цела два среза – Лужички и Нишавски. Набујала вода уз страховиту тутњаву је немилосрдно чупала дрвеће и усеве, носећи их заједно са огромним стенама, тешким 500 - 1000 kg, које је ваљала преко посејаних њива. Суводолски поточић однео је 20 кућа. У Костуру је било људских жртава, у селу Сопоту непогода је за 20 минута срушила 7 кућа.“ 31 Карта 3.4. Водоток Дубоки дол, слив Нишаве На основу овог описа, на геореференцираној топографској карти пронађено је село Сопот и идентификован водоток Дубоки дол на коме се догодила бујична поплава на шта претходни опис и указује (Карта 3.4.). У неким случајевима је водоток идентификован, али за њега нема назива на карти па је у Инвентару регистрован као безимени бујични водоток. Према истраживањима Владислава Шакоте (1989), најстарији забележени, катастрофални па и историјски догађај бујичне поплаве у Србији води нас у децембар 1282. годину, у време владавине краља Стефана Уроша II Милутина и његовог рата против Византије, када се татарска војска потпила у нагло надошлом Дриму. Следећи познати запис датира из 16. века и односи се на поплаву реке Рашке 15. маја 1518. године. Потом се јављају вредни манастирски записи о катастрофалним поплавама на Фрушкој гори, у Полимљу, Новопазарском крају са људским жртвама из 17., 18. и 19. века. Ови записи дају значајне податке и представљају историјски увод у Инвентар бујичних поплава у Србији. Инвентар бујичних поплава у Србији садржи податке о догађајима бујичних поплава који су се догодиле у 20. веку до данас. Податак са којим Инвентар 32 почиње односи се на бујичну поплаву Тимока која се догодила маја 1915. године и која је однела чак 25 људских живота. Захваљујући различитим релевантним изворима података у Инвентару је пописано и регистровано 848 догађаја бујичних поплава у Србији у периоду 1915.-2013. године. 3.3. Идентификација програмског система за моделирање бујичних поплава Хидролошки процеси у бујичним сливовима су веома комплексни природни процеси који зависе од низа природних услова и фактора а који су у одређеној мери модификовани антропогеним утицајима (Knight, 2006). Модели су корисни алати помоћу којих је могуће симулирати хидролошке процесе у сливу (Авакумовић, 2000; Summer, 2002). Хидролошки модели представљају алтернативни вид процене прага појаве поплавног таласа у датом сливу. Симулацијом је могуће приказати брзину реакције слива на падавине. Како се и којим интензитетом одвија процес формирања отицаја током времена може се приближити употребом физички базираних модела. Процеси кретања воде који се догађају испод површине терена, су такође битан део хидролошких процеса али су и даље само делимично познати (Beven, 2001). Ова чињеница није спречила многе хидрологе у креирању бројних модела с обзиром да постоји потреба за моделирањем хидролошких процеса нарочито када је реч о малим сливовима у којима нема континуираних хидролошких мерења или је реч о недостацима и ограничењима самих техника хидролошких мерења. Слика 3.5. Хидролошки модел Једном установљен модел заснован на реалним подацима о свим неопходним параметрима у сливу може послужити као значајан инструмент за ублажавање Отицај Падавине Слив 33 последица бујичних поплава и то манипулацијом улазних података о падавинама, а пре свега у смислу предвиђања догађаја бујичних поплава чиме модели постају значајан елемент управљања ризицима од поплава и процеса доношења одлука (Beven, 2001; De Barry, 2004). Моделирање може бити важан инструмент у процени понашања и одговора слива у случајевима када се планирају одређене промене у начину коришћења земљишта, а те промене су најчешће у правцу ширења урбанизованих и индустријализованих површина. Корисност система за моделирање огледа се у могућности њиховог интегрисања у савремене системе за управљање природним ризицима и процес доношења одлука (Wicks et al., 2011). На подручју хидролошког моделирања, речни слив се посматра као хидролошки систем са својим карактеристикама. Улазни подаци у моделирању су подаци о висини падавина, а излазни су подаци о моделираном протицају (Слика 3.5.). У случају великих речних сливова некада су и дневне вредности падавина довољне, док је за мале сливове, који имају брзу реакцију на екстремне кише, неопходна детаљнијa временска резолуција овог параметра, часовне или получасовне вредности падавина (Beven, 2001). Моделирање поплавних таласа у сливу у овом раду врши се на основу познатих података о падавинама, а моделирани хидрограм се упоређује са регистрованим. Међутим, некада се моделирање отицаја врши да би се добили једини подаци о протицају који се у сливу не мери. Једном установљен модел за одређени слив садржи подлоге односно податке о топографским, геолошким, педолошким и вегетацијским карактеристикама слива које одређују реакцију слива услед појаве различитих кишних епизода. За потребе хидролошког моделирања, које је део истраживања у оквиру ове докторске дисертације, иницијални задатак постаје одабир најадекватнијег програмског пакета, тј. у развоју модела у овом раду препознате су следеће фазе:  Идентификација модела  Анализа осетљивости модела  Калибрација модела 34  Верификација модела  Анализа резултата У овом поглављу је обрађена идентификација софтвера за моделирање бујичних поплава којом се подразумева следеће:  разматрање карактеристика више софтвера у предметној области, потом  избор најадекватнијег софтвера на основу неколико важних критеријума, расположивих података и потреба, и коначно  прилагођавање структуре модела конкретној намени. Многе емпиријске хидролошке методе су интегрисане у компјутерске моделе како би се омогућило израчунавање протицаја (DeBarry, 2004). У последњих неколико деценија настајали су и усавршавани модели за симулацију генезе отицаја али и генезе и транспорта наноса, као што су АNSWERS (Areal Non-point Source Watershed Environment Response Simulation), који је развијан у САД упоредо са развојем софтвера SHETRAN у Великој Британији (а који су широко коришћени у споменутим државама), потом новији WEPP (United States Department of Agriculture’s Water Erosion Prediction Project), или у Европи - EUROSEM (European Soil Erosion Model), LISEM (Limburg Soil Erosion Model), KINEROS (Kinematic Runoff and Erosion Model) и други. Међутим, идентификација најподеснијег софтвера за хидролошко моделирање може бити тежак задатак с обзиром на специфичност задатка. Већина модела је веома захтевна у погледу потребних података па је и ово често критеријум елиминације у избору најадекватнијег програмског пакета у случају када се располаже скромним фондом података. Структура и теоретске основе ових модела се разликују, а у том смислу треба нагласити да су амерички софтвери за хидролошко моделирање тестирани на екперименталним сливовима у САД. Према Beven-у (2001), основне стратегије моделирања су класификоване, па тако постоји разлика између дистрибутивних и глобалних, односно физички базираних и емпиријских модела. 35 Табела 3.1. Компарација више физички базираних програмских пакета за моделирање отицаја Критеријуми SHETRAN АNSWERS WEPP EUROSEM LISEM HEC-HMS KINEROS Величина слива <2000 km2 <50 km2 <2.6 km 2 мали сливови мали сливови зависи од избора метода мали сливови Просторна дискретизација грид грид грид униформна површина грид зависи од избора метода униформна површина Период симулације: а) континуални б) кишна епизода а), б) б) а), б) б) б) а), б) б) Кретање воде по површини терена: а)Хортонов модел б) подповрш. отицај а), б) а) а) а) а), б) а), б) а) Начин коришћења земљишта широк спектар пољопр. земљ. широк спектар пољопр. земљ. пољопр . земљ. широк спектар више начина Извор: Bathurst, 2002, допуњено На основу критеријума датих у табели 3.1. анализирани су програмски пакети за хидролошко моделирање и њихове карактеристике и на основу тога идентификован је најподеснији програмски пакет за потребе овог рада. Сви представљени модели су физички базирани што значи да, узимајући у обзир физичке законитости и параметре, омогућавају реално описивање хидролошких процеса у сливу и међусобну интеракцију њихових компоненти. За разлику од ових, постоје концептуални модели који третирају предметне процесе на поједностављен начин, и емпиријски модели који не узимају у обзир физичке законитости који владају у сливу (Đukić, 2010). С обзиром да гридна дискретизација у сливу омогућава просторну променљивост физичко-географских параметара слива, у спектру физички базираних модела, дистрибутивни модели су прихватљивији у односу на пример EUROSEM или 36 KINEROS код којих се узима осредњена вредност физичко-географских параметара за цео слив. У контексту даље употребе модела, прихватљивији су и кориснији модели са којима је могуће извести симулацију протицаја не само за одређену кишну епизоду, већ и период од више месеци или годину дана. Међутим, ако се одлучимо за симулације континуалних периода онда се могу појавити проблеми са недостатком података потребних параметара, у случају непостојања систематизованих база података. Програмски пакети који могу укључити више начина коришћења земљишта у сливу су подеснији за примену од оних који укључују само пољопривредна земљишта с обзиром да су такви сливови ређи и обично су мале површине. Осим SHETRAN-а, други програмски пакети су елиминисани услед ограничења у смислу величине слива, с обзиром да су предвиђени експериментални сливови површине преко 100 km2. Једино HEC-HMS подржава већи дијапазон површина али то зависи од избора метода, а исто важи и за просторну дискретизацију (усмена консултација са корисником HEC-HMS-а). Главни разлози за избор програмског пакета SHETRAN као најподеснијег за потребе истраживања у оквиру овог рада били су:  Велики распон површина слива који је предмет моделирања - уз помоћ овог програма могуће је добити добар модел за сливове површине у опсегу испод 1 km 2 до 2000 km2.  Просторна дискретизација слива у виду гридне мреже.  Широк спектар начина коришћења земљишта у сливу.  Свеобухватна перцепција хидролошког система, његових компоненти и међусобних веза у циљу реалног представљања процеса отицаја (Табела 3.2.). Програмски пакет SHETRAN је утемељен на модуларној структури и добро постављеним теоријским основама које су објашњене у наставку поглавља. SHETRAN је физички базиран, просторно дистрибутивни програмски пакет за хидролошко моделирање у речним сливовима који су развили стручњаци на Универзитету у Њукаслу, Одсеку за грађевинарство и геонауке, Лабораторији за 37 системско истраживање водних ресурса (WRSRL). Историја развоја SHETRAN програмског пакета почиње са 1. SHE (Systeme Hydrologique Europeen), физички базираним просторно дистрибутивним системом за моделирање површинског и подповршинског отицаја у сливу, који је развијан 1970-их под утицајем истакунтих хидролога стручњака тог времена, међу којима су Freeze и Harlan; преко 2. SHESED, система за моделирање отицаја и транспорта вученог наноса, и 3. MIKE SHE система којим се могу моделирати и процеси ерозије земљишта, иригације, миграције загађивача (Еwen et al., 2000). Табела 3.2. Процеси који се моделирају помоћу хидролошке компоненте програма SHETRAN (1) Интерцепција кишнице на вегетацијском прекривачу (модел Rutter-а) (2) Евапорација интерцептивне кишнице, са површинских вода и површине земљишта и транспирација са вегетације (Penman-Monteith једначина или однос стварне и потенцијалне евапотранспирације као функција влажности земљишта) (3) Једнодимензионално кретање воде у незасићеној зони (једначина Richards-а) (4) Дводимезионално кретање воде у засићеној средини (једначина Boussinesq-а) (5) Дводимензионално кретање воде по површини; једнодимензионално кретање воде кроз водотоке (Saint Venant једначине) (6) Интеракција засићене зоне и речног корита (7) Интеракција воде из засићене зоне са површинском водом Извор: Еwen et al., 2000; Bathurst, 2002. Данас је SHETRAN 3D систем не само за моделирање генезе отицаја у сливу, већ и процеса транспорта наноса и загађујућих материја (Nasr et al., 2007), па је он моћно средство у области хидрологије и науке о животној средини. Предност овог система одгледа се и у могућности његовог коришћења за предвиђање утицаја начина коришћења земљишта (Birkinshaw еt al., 2010) и климатских промена (Bathurst, 2002). У раду Bovolo еt al. (2010), SHETRAN је одабран као хидролошки модел, модел за ерозију и клизишта и интегрисан у напредној технологији за процену ризика од природних непогода више врста. 38 Табела 3.3. Параметри потребни за развој модела (2013) Назив параметра Ознака Јединица Интерцептивни капацитет биљке (STOR) mm Индекс лисне површине (CLAI) - Индекс површине биљке (PLAI) - Дубина корена биљке m Густина кореновог система (RDF) - Дренажни параметар вегетације (Rk) mm/s Дренажни параметар вегетације (Rb) mm-1 Стварна/потенцијална евапотранспирација (AE/PE) - Дубина слојева земљишта m Влажност засићења земљишта (wr) - Резидуална влажност земљишта (ws) - Хидраулички кондуктивитет за земљишта (Kz) m/day Хидраулички кондуктивитет за стене (Ks) m/day Специфична издашност стена (S) Van genuchten-alpha (α) cm-1 Van genuchten-n (n) - Strickler-ов коефицијент за површински отицај (So) (m 1/3 s -1 ) Strickler-ов коефицијент за речне токове (Sr) (m 1/3 s -1 ) SHETRAN је написан у програму FORTRAN и ради у Microsoft Windows окружењу. Након припреме података за унос, следе следечи кораци у коришћењу овог програма. Први подразумева унос података о ДМВ-а, педологији и начину коришћења, односно вегетацији, часовним висинама падавина, протицаја и евапотранспирације за одређени период симулације у виду текстуалних датотека. Када се покрене GUI верзија програма SHETRAN формира се XML (eXtensible Markup Language) фајл са пратећим улазним и излазним фајловима. Овим кораком помоћу алгоритма уграђеног у GUI верзију програма аутоматски се генерише речна мрежа на основу ДМВ-а. Други ниво подразумева унос потребних података у улазне фајлове из XML фајла, док трећи представља саму симулацију помоћу стандардне апликације. Трајање симулације протицаја на основу датих података у 39 сливу зависи од дужине периода симулације а обично се своди на неколико минута. За покретање GUI верзије програма SHETRAN потребан је „минимум“ података, док су за другу фазу коришћења овог програма потребни подаци многих параметара представљени у табели 3.3. 3.4. Интеграција ГИС технологије и хидролошког модела Географски информациони системи, односно ГИС технологија постала је незаобилазан инструмент у анализама хидролошких процеса у сливу. Према дефиницији аутора Burrough (2006), ГИС представља моћан скуп алата за прикупљање, чување, анализирање, транформацију и приказ просторних података. Многи програмски пакети за хидролошко моделирање подразумевају интеграцију ГИС-а и хидролошког модела. Употреба програмског пакета SHETRAN захтева припрему улазних података о топографским, геолошким, педолошким и вегетационим карактеристикама у сливу у програму ArcGIS. Припрема дигиталног модела висина (DEM) у ArcGIS за потребе SHETRAN-а слична је припреми за друге хидролошке програмске пакете (на пример HEC- HMS) и обухвата следеће кораке (тачке 2. и 3. објашњене су на основу ArcGIS Help 9.2):  Додељивање националне картографске пројекције, односно геореференцирање дигиталног модела висина који је унет као tif фајл. Коришћен је дигитални модел висина типа SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) резолуције 90 m.  Поступком теселације, односно дискретизације простора, слив је подељен у гридне ћелије, чија се величина одређује адекватном резолуцијом узимајући у обзир потребу представљања варијација атрибута (Burrough & McDonnell, 2006). Просторна анализа дигиталног модела висина у оквиру модула „Spatial Analyst“, подмодула „Hydrology“, почиње дефинисањем величине гридне ћелије у модулу „Generalization“. При одређивању величине гридне ћелије треба имати на уму, са једне стране, да је број гридних ћелија по х и y оси, прихватљив за SHETRAN, ограничен, а са друге стране да ће све 40 карактеристике (геолошке, педолошке и вегетационе) на датој површини гридне ћелије бити униформне. Тако на пример, доминантна педолошка карактеристика у гридној ћелији величине 500 х 500 m биће додељена целој гридној ћелији. Стога треба наћи компромис у додељивању одговарајуће величине гридних ћелија узимајући при том у обзир и површину слива.  Потом следи коришћење функције „Fill Sinks“ за попуњавање вештачких депресија, односно кориговање ДМВ-а, „Flow Direction“ за дефинисање праваца кретања воде низ падину, и „Flow Accumulation“ за одређивање нагомилавања отицаја. Најзад се помоћу функције „Pour point“ дефинише излазни профил слива који би уједно требао да представља најнижу коту слива. Последњи корак у просторној анализи ДМВ-а је дефинисање слива функцијом „Watershed“ коришћењем фајлова добијених коришћењем функцијa „Flow Accumulation“ и „Pour point“.  Конверзијом добијеног фајла из растер формата у ASCII фајл, добија се текстуални фајл у коме се може очитати величина гридне ћелије и број гридних ћелија по колонама и редовима (Слика 3.6. и 3.7.). Слика 3.6. Заглавље у DEM ASCII датотеци за слив Топчидерске реке ncols 25 nrows 42 xllcorner 7453447 yllcorner 4936103 cellsize 500 NODATA_value -9999 Слика 3.7. Заглавље у DEM ASCII датотеци за слив Топлице ncols 43 nrows 40 xllcorner 7485237 yllcorner 4777556 cellsize 500 NODATA_value -9999 41 Обрада других података у ArcGIS-у подразумева:  Геореференцирање геолошких карата, топографских карата, педолошких карата и карата начина коришћења, делинеација слива односно дефинисање границе слива и дефинисање речне мреже.  Дигитализација геолошких, педолошких и карата начина коришћења у форми полигона различитих геолошких формација, односно врста земљишта и начина коришћења.  Конвертовање векторских приказа ових података у растерски приказ при чему ће величина гридних ћелија за све три врсте података бити униформна са величином гридних ћелија ДМВ-а. Коначно, конверзија растерских приказа података у ASCII фајлове, потребне за програмски пакет SHETRAN. 3.5. Концепт хидролошког модела отицаја у сливу - структура и теоријске основе Хидролошки модел генезе отицаја у сливу, разрађен у овом раду помоћу програмског пакета SHETRAN (верзија 4.4.1) одликује се модуларном структуром. Хидролошка компонента SHETRAN-а подразумева четири основна модула између којих постоји међусобна комуникација у процесу прорачуна отицај и који представљају различите процесе: 1. Контролни модул (у SHETRAN програму под ознаком FRD) 2. Модул евапотранспирације и интерцепције (у SHETRAN програму под ознаком ЕТD) 3. Модул површинског отицаја и отицаја кроз хидрографску мрежу (у SHETRAN програму под ознаком ОСD) 4. Модул отицаја у засићеној и незасићеној средини (у SHETRAN програму под ознаком VSD). Сваки модул је заснован на адекватним теоријским поставкама које су у наставку представљене и углавном преузете из необјављених упутстава аутора програмског пакета SHETRAN са Универзитета у Њукаслу, Одсек за грађевинарство и геонауке (2013). 42 Програм користи улазне (input) и излазне (output) датотеке за успостављање и контролисање симулације, и за меморисање резултата симулације. У контролној датотеци „rundata” пописани су сви модули и датотеке чији се подаци користе за симулације. 3.5.1. Контролни модул Контролни или оквирни модул има значајну улогу у структури модела с обзиром да обезбеђује потпуну контролу над симулацијама. У контролном модулу смештена је гридна матрица слива чији су основни елементи:  гридне ћелије, које представљају основне рачунске елементе и хомогене области униформних карактерисика слива у моделираној области, и  линијски елементи, који представљају речну мрежу у матрици (Слика 8.), а смештени су дуж ивица гридних елемената, при чему је дужина једног појединачног линка као дела водотока идентична дужини ивице грида. Дакле, претпоставља се да се водотоци налазе на ивицама између два гридна елемента, а дубине и ширине речног корита се израчунавају аутоматски у зависности од узводног сливног подручја (Birkinshaw et al., 2010). Гридни елемент за слив Топчидерске реке до профила Раковица и за слив горње Топлице до профила Магово износи 500 m х 500 m. Фактори који су утицали на одређивање величине гридне ћелије били су:  Реалан приказ различитих параметара  Поузданост прорачуна  Ограничен број колона и редова  Површина и облик слива Просторном дискретизацијом слива на гридне ћелије установљене величине, добијене су гридне матрице са одређеним бројем редова и колона. Међутим, површина гридне матрице је обично нешто већа или мања од стварне површине 43 слива (Табела 3.4.), што је неминовно у случају гридног приказа моделираног слива, али и безначајно ако су у питању мале разлике. Тако, у случају слива Топчидерске реке (профил Раковица), површина гридне матрице је умањена за 0.27 %, у односу на стварну површину моделираног слива. У случају слива Топлице (профил Магово) површина гридне матрице је увећана за 0.60 % у односу на стварну површину моделираног слива. Слика 3.8. Слив Топчидерске реке у виду гридне матрице (оквирни модул, ред 34) 44 Табела 3.4. Површине моделираних сливова Слив А (km2) Број грид. ћелија Агрид.матрица (km 2 ) Разлика (km2) % Топчидерска река 126.87 506 126.50 -0.37 -0.27 Топлица 173.46 698 174.50 +1.04 +0.60 Слика 3.9. Речна мрежа Топчидерске реке у оквирном модулу, ред 35а и 35c Могуће су нехомогености у оквиру дефинисаних гридних елемената, које се занемарују пошто се претпоставља да не могу значајније утицати на коначне прорачуне (Đukić, 2010). Слика 3.8. и 3.10. дају приказ гридне матрице у којој су 45 сви елементи слива Топчидерске реке и Топлице означени кодом 1, а елементи матрице изван слива кодом 0, чиме је дефинисана моделирана област. Слика 3.10. Слив Топлице у виду гридне матрице (контолни модул, ред 34) Сваком елементу грида и линијском елементу (Слика 3.9. и 3.11.) додељен је одређени број, односно код. Везе између елемената су успостављене што омогућава рачунање за цео слив. Када се установи одређена временска резолуција регистрованих података, у овом раду реч је о часовним вредностима регистрованих кишних падавина и протицаја воде, сваки модул користиће исту временску резолуцију моделираних података. 46 Слика 3.11. Речна мрежа у сливу Топлице у оквирном модулу, ред 35а и 35c 3.5.2. Модул интерцепције и евапотранспирације Модул интерцепције и евапотранспирације укључује потенцијалну евапотранспирацију са вегетације, земљишта и слободних водених површина, евапорацију са наквашене вегетације, голети, транспирацију биљака, интерцептивни капацитет, удео воде који биљка узима из земљишта у сфери кореновог система, дренирање са вегетације, количину воде коју коренов систем узима из земљишта, нето падавине које доспевају на тло. Израчунавање интерцепције је базирано на моделу Rutter-а (1971.): 𝜕𝐶 𝜕𝑡 = 𝑃 − 𝑘𝑒𝑏 𝐶−𝑆 (16) 𝐶 – висина слоја воде на вегетацији 𝑡 – време P – део падавина који се задржава на лишћу вегетације k, b; односно Rk, Rb – дренажни параметри вегетације 47 е – ниво потенцијалне евапорације 𝑆 - капацитет интерцепције за одређену биљну врсту Када је висина слоја воде на вегетацији једнака или премашује интерцептивни капацитет биљке, усваја се да почиње процес испаравања воде са биљке (Đukić & Mihailović, 2012d). Дренажни параметар k, представља брзину дренирања воде са вегетације засићене водом, док дренажни параметар b, представља степен смањења брзине којом вода отиче током времена у зависности од количине задржане воде на вегетацији (2013). За израчунавање потенцијалне евапотранспирације, која представља теоријски максимално могућу евапотранспирацију, користи се једначина Penman-а (1948), која се заснива на комбинацији фактора енергетског и аеродинамичког биланса: 𝐸𝑝 = 𝑅𝑛 𝛥− 𝜌𝑐𝑝 𝛿𝑒 𝑟𝑎 𝜆 𝛥+𝛾 (17) при чему је: 𝐸𝑝 - потенцијална евапотранспирација 𝑅𝑛 - нето радијација 𝛥 - градијент криве притиска водене паре при засићењу 𝜌 - густина ваздуха 𝑐𝑝 - специфична топлота ваздуха при константном притиску 𝛿𝑒 - дефицит напона водене паре 𝑟𝑎 - аеродинамички отпор 𝜆 - латентна топлота испаравања 𝛾 - психометријска константа Према овој једначини величина потенцијалне евапотранспирације је у функцији метеоролошких параметара и енергетских и аеродинамичких параметара земљишта и вегетације. 48 За квантификовање параметра стварне евапотранспирације, која представља евапотранспирацију која се реално оствари у реалним условима, користи се једначина Penman-Monteith (1965): 𝐸а = 𝑅𝑛𝛥− 𝜌𝑐𝑝 𝛿𝑒 𝑟𝑎 𝜆 𝛥+𝛾 1+ 𝑟𝑐 𝑟𝑎 (18) где је 𝐸а - стварна евапотранспирација, 𝑟𝑐 – површински отпор вегетације. Monteith је модификовао првобитну једначину Penman-а, умањујући идеалне услове и уводећи фактор површинског отпора вегетације који објашњава физиолошки отпор биљке који утиче на смањење укупне евапотранспирације. 3.5.3. Модул површинског отицаја и отицаја кроз хидрографску мрежу Овај модул квантификује висину отицаја и кретање воде по површини терена и кроз речну мрежу. Обе фазе, површинско кретање воде и кретање воде кроз речну мрежу, у SHETRAN–у базиране су на концепту дифузионог таласа употребом једначина Saint Venant неустаљеног течења. Кретање воде између два елемента у гридној мрежи (грид-грид, грид-линија водотока) може се приказати следећом једначином континуитета: 𝜕ℎ 𝜕𝑡 = 1 А Qi 4 𝑖=1 + QR (19) где је: h – висина отицаја на површини терена t – време A – површина елемента гридне мреже Qi – вертикални доток воде QR – хоризонтални доток воде За сваки правац кретања воде у декартовом координатном систему (x, y) и за линијско кретање воде кроз хидрографску мрежу (l), у моделу се користе следеће једначине изведене из једначине одржања количине кретања: 49 𝑆fx + 𝜕 𝑧𝑔+ℎ 𝜕𝑥 = 0 (за површински отицај, x правац) (20) Sfy + 𝜕 𝑧𝑔+ℎ 𝜕𝑦 = 0 (за површински отицај, y правац) (21) Sf𝑙 + 𝜕 𝑧𝑔+ℎ 𝜕𝑙 = 0 (за кретање воде кроз речну мрежу, било x или y правац) (22) где је: Sfx, Sfy, Sfl – нагиби линије енергије услед трења (Henderson, 1966) за x и y правац кретања воде по површини терена и кроз речну мрежу zg – надморска висина Узимајући у обзир фактор отпора кретању воде по површини терена, односно Манингов закон (Henderson, 1966), за нагибе линије енергије услед трења имамо следеће једначине: 𝑆f𝑥 = ux 2 Кx 2h4/3 (за површински отицај, x правац) (23) Sfy = uy 2 Кy 2 h4/3 (за површински отицај, y правац) (24) Sfl = u l 2 Кl 2h4/3 (за кретање воде кроз речну мрежу, било x или y правац) (25) где је: Sfx, Sfy, Sfl - нагиби линије енергије услед трења Кx Кy, Кl - Strickler коефицијент, инверзан Манинговом коефицијенту u1, u2, u3 – брзина кретања воде Увођењем фактора нагиба линије енергије услед трења важе следеће релације: 𝑞𝑥 = uh = Rx(− 𝛿𝑍 𝛿𝑥 )1/2h5/3 (26) 𝑞𝑦 = uh = Ry(− 𝛿𝑍 𝛿𝑦 )1/2h5/3 (27) 𝑞𝑙 = uh = Rl(− 𝛿𝑍 𝛿𝑙 )1/2h5/3 (28) 𝑞𝑥 , 𝑞𝑦 , 𝑞𝑦 – отицаји по површини терена у правцу x или y координата, односно отицај у речном кориту у правцу x или y координата 50 Стриклеров коефицијент у овим једначинама је веома важан параметар који одређује кретањр воде по површини терена. Стриклеров коефицијент указује на величину рапавости површине терена, односно отпора који се јавља при течењу воде по површини терена. Овај параметар је инверзан Манинговом коефицијенту рапавости, а његова величина зависи од врсте вегетације. То значи, на пример, да ако је површина терена под оскудном вегетацијом, Стриклеров коефицијент површинског отицаја је већи, што се одражава на величину рачунског отицаја и обрнуто. Слично томе, када је рапавост дна речног корита мања, Стриклеров коефицијент за реке већи, отицај је бржи (2013). Пошто је отпор течења воде мањи у речним коритима него по површини терена, онда су и вредности Стриклеровог коефицијента за реке нешто мање у односу на Стриклеров коефицијент за површински отицај (2013). 3.5.4. Модул отицаја у засићеној и незасићеној средини У вертикалном профилу терена може се издвојити незасићена и засићена средина које дели ниво подземне издани где је потенцијал земљишне воде једнак нули. Незасићена зона или зона аерације обухвата зону од површине терена до нивоа подземних вода у којој су поре и пукотине претежно испуњене ваздухом, и повремено воденом паром, капиларним и физички везаном водом и периодично слободном водом (Никић, 2013). У зони засићења или изданској зони, која се од нивоа подземних вода пружа по дубини све до водонепропусних стена у подини, све поре и пукотине су испуњене слободним гравитационим водама. Једнодимензионално кретање воде у вертикалном правцу које је доминантно у незасићеној средини услед инфилтрације представљено је једначином Richards-а (1931): 𝐶 𝐻𝑘 𝜕𝐻𝑘 𝜕𝑡 = 𝜕 𝜕𝑧 𝑘𝑤 𝜕𝐻𝑘 𝜕𝑧 + 𝜕𝑘𝑤 𝜕𝑧 − 𝑆 (29) при чему је: 𝐶 𝐻𝑘 𝜕𝐻𝑘 𝜕𝑡 – капиларни капацитет 𝐻𝑘 – капиларни потенцијал 51 Z – вертикална координата kw – хидрауличка проводљивост земљишта w – влажност земљишта S – потрошња воде на евапотранспирацију Параметри од којих зависи кретање воде у незасићеној зони су Дарсијев коефицијент филтрације (Kf), резидуална влажност земљишта (wr) и влажност засићеног земљишта (ws), и емпиријски параметри Van genuchten-n и Van genuchten-alpha. Величина ових параметара зависи од врсте, текстуре и порозности земљишта. Више вредности Дарсијевог коефицијента филтрације и емпиријских параметара n и α карактеристичне су за земљишта са већим процентом песковите фракције, а ниже за земљишта са већим процентом глиновитих честица (2013). Величина Дарсијевог коефицијента филтрације указује на карактеристику проводљивости и пропусности земљишта за воду која највећим делом зависи од пречника и броја активних пора (Đorović, 2001). Резидуална влажност земљишта представља ону количину воде која због њене јаке адсорпције са чврстом фазом не доприноси кретању течне фазе земљишта, док влажност засићеног земљишта представља максималну запреминску влажност земљишта (Đukić, 2010). Емпиријски параметри n и α заједно са претходним параметрима у потпуности описују водно-физичка својства земљишта (Đukić, 2010; 2013). Дводимензионално кретање воде у засићеној средини представљено је једначином Boussinesq-а: 𝜕 𝜕𝑥 𝐾𝑠𝑥𝐻 𝜕ℎ 𝜕𝑥 + 𝜕 𝜕𝑦 𝐾𝑠𝑦𝐻 𝜕ℎ 𝜕𝑦 + 𝑅 = 𝑆 𝜕ℎ 𝜕𝑡 (30) при чему је: 𝐾𝑠𝑥 ,𝐾𝑠𝑦 - Дарсијев коефицијент филтрације дуж x и y оса 𝐻 – дебљина зоне засићења ℎ - дубина нивоа подземних вода 𝑅 – количина воде која из незасићене средине дотиче у засићену средину и обратно 𝑆 – коефицијент специфичне издашности засићене средине 52 Параметри од којих највише зависи кретање воде у засићеној зони су Дарсијев коефицијент филтрације и коефицијент специфичне издашности стенских маса. Дарсијев коефицијент филтрације има дијапазон вредности од 10-5 m на дан у случају чврстих стена вулканског порекла до 10 m на дан у случају јако испуцалих стена, кречњака, флиша и лапораца (2013). Издашност стена представља способност стенских маса које су засићене водом да одају слободну гравитациону воду при снижењу нивоа воде, а специфична издашност представља количину воде која се може добити из 1 m3 стене (Никић, 2013). И овај параметар зависи од врсте и порозности стена, па је специфична издажност стена најмања код глина, а највећа код шљункова и пескова. Ниво подземних вода, SHETRAN прорачунава за сваки гридни елемент, односно колону, у зависности од потенцијала земљишне воде, која је у функцији особина земљишта и геолошке основе, нагиба падина у сливу. 3.6. Статистичке анализе Коришћена је проста и вишеструка регресиона метода (у програму Excel, модулу за статистичку анализу података и програму Statgraphics) како би се утврдила зависност максималног протицаја, односно специфичног отицаја од једне варијабле, односно више варијабли. За утврђивање зависности вредности регистрованих и моделираних протицаја коришћена је проста регресиона анализа. Проста линеарна зависност изражава се изразом: y = ax + b, при чему су a и b – параметри тражене функције, x – независно променљива и y – емпиријска вредност зависно променљиве. Степени облик изражава се једначином y = a + xb, а експоненцијални y = a +еbx. Вишеструка линеарна зависност изражава се следећим изразом у зависности од броја уведених варијабли: y = a0 +a1x1+ a2x2 + a3x3 +... anxn (Ранковић, 1996). Регресиона анализа омогућава израчунавање коефицијента детерминације (R2) и тест статистичке случајности. Коефицијентом детерминације објашњава се учешће укупних варијација вредности зависно променљиве око њихове средње 53 вредности, а преостали део укупних варијација приписује се факторима чији је утицај укључен у грешку модела (Ранковић, 1996). Интервал вредности овог коефицијента је између 0 и 1, при чему ниже вредности коефицијента указују на утицај оних фактора који нису обухваћени моделом, односно да је модел погрешно постављен. Супротно, више вредности указују на значајност фактора који одређују посматрану појаву. Кориговани коефицијент детерминације (R2cor) обезбеђује прецизнију оцену поузданости функције. Стандардна грешка представља одступање од оцењене средње вредности, а студентовим t – тестом одређујемо статистичку значајност израчунате оцене параметра. Коефицијент корелације (R) израчунава се као квадратни корен коефицијента детерминације и представља степен и квалитет повезаности зависно и независно променљиве, у овом случају, вредности моделираних и регистрованих протицаја. Вредности коефицијента R изнад 0.7 указују на високу повезаност променљивих, док вредности у опсегу 0.4 - 0.7 указују на значајну повезаност варијабли. F- тест омогућава тестирање значајности коефицијента корелације. Регресионом анализом се обезбеђује и једначина регресије која представља закон везе, тј. омогућава да се за одређене вредности независно променљиве нађе вредност зависно променљиве. 54 4. ИНВЕНТАР БУЈИЧНИХ ПОПЛАВА У СРБИЈИ 4.1. Бујичне поплаве као природне непогоде Бујичне поплаве су најчешћи вид природних непогода и катастрофа у Србији (Ristić et al., 2011; Dragićević et al., 2011) које остављају озбиљне последице у социјалној, економској, културној и еколошкој сфери и стога заслужују посебну пажњу са истраживачког аспекта (Rosso et al., 2002; Marchi et al., 2010; Gavrilović et al., 2012; Naulin et al., 2013). Овај хидролошки феномен се у Србији јавља готово сваке године узрокујући значајне материјалне штете пољопривреди и насељима, индустријској, стамбеној и саобраћајној инфраструктури. Поједини догађаји бујичних поплава током историје били су фатални по људске животе и локалну економију и то баш у оним регионима Србије који су најнеразвијенији. Посебан еколошки ефекат појаве бујичних поплава односи се на засипање водних акумулација ерозионим наносом чиме се њихова корисна запремина смањује, а квалитет воде погоршава. Деградација земљишта, механичко и хемијско загађење вода су главни негативни еколошки ефекти готово синхроних процеса ерозије и појаве бујичних поплава (Kostadinov et al., 1992; Đukić & Petković, 2009). Иако су бујичне поплаве природни феномен кога није могуће спречити, могуће је у мањој или већој мери ублажити његове последице. Ризик од поплава у Европској унији дефинисан је као комбинација вероватноће појаве поплаве и потенцијалних негативних ефеката и последица по људске животе и здравље, животну средину, културно наслеђе и економске делатности. Управљање ризицима од бујичних поплава представља један циклус који у свом ланцу обухвата фазе превенције и заштите, припреме, одговора и опоравка у које су интегрисане краткорочне и дугорочне мере и стратегије (Plate, 2002; Commission of the European Communities, 2004). Током последњих деценија у свету значајан удео имала су истраживања из области природних непогода и катастрофа и управљања ризицима од истих. 55 Велики број хидролога у Европи бавио се проблемом ризика од поплава, и то у правцу развоја методологија краткорочних и дугорочних предвиђања и прогноза, система за упозорење, развоја и креирања структурних мера, као и метода анализе хидролошких података и модела хидролошких система (Creutin et al., 2013). Стручњаци из области друштвених наука су им се придружили и то пре свега у сегменту социјалне и економске рањивости, процене и изложености ризику од поплава, анализе материјалних штета и људских губитака (Barredo, 2009). Интензивно истраживање феномена бујичних поплава као подршка управљању ризицима од бујичних поплава и имплементацији Директиве о поплавама у земљама Европске Уније нарочито је интензивирано почетком овог века са пројектима који окупљају међународне експертизу и финансирају се из ЕУ буџета (на пример: FLOODSITE - Integrated flood risk analysis and management methodologies, FLASH - Short term forecasting of flash floods, HYDRATE - Hydrometeorological data resources and technologies for effective flash flood forecasting, IMPRINTS - Preparedness and risk management for flash floods and debris flows). У Србији, међутим, тек у последњих неколико година постоји такав експлицитан приступ у управљању ризицима од бујичних поплава као природних непогода (пројекти - „РИМАДИМА“, Шумарски факултет у Београду; „Истраживање климатских промена и њиховог утицаја на животну средину - праћење утицаја, адаптација и ублажавање“, подпројекат бр. 9 „Учесталост бујичних поплава, деградација земљишта и вода“, Шумарски факултет у Београду; „Елементарне непогоде као фактор трансформације простора и планских докумената у Србији и Словенији“, Географски институт „Јован Цвијић“ у Београду). Међутим, кроз пројекте научних опсервација бујичних феномена у брдско-планинским сливовима и уређења бујичних сливова у пракси (које је као организована делатност започето почетком прошлог века), било је готово континуираног доприноса управљању ризицима од бујичних поплава а у зависности од става надлежних органа према овом проблему који је кроз време врло променљив. У последњим деценијама примећује се немарни однос надлежних органа када је реч 56 о уређењу бујичних сливова које представља један од елеманата одрживог развоја угрожених локалних самоуправа. Слика 4.1. Циклус интегрисаног управљања ризицима од природних непогода у Швајцарској. Извор: Hess & Schmid, 2012. Пример организованог и интегрисаног управљања ризицима од природних непогода и катастрофа, који се састоји од фазе превенције, одговора и опоравка са својим дефинисаним мерама, можемо наћи у Швајцарској (Слика 4.1.). Сви кораци у овом циклусу усмерени су ка два циља: смањење вулнерабилности и смањење штета. Овај пример би требало да постане модел управљања ризицима од природних непогода и, у контексту овог рада, управљања ризицима од бујичних поплава у Србији. Управљање ризицима од бујичних поплава захтева интердисциплинарно знање и тиме комуникацију више организација различитих профила. У адекватном приступу управљања ризицима од бујичних поплава у Србији, потребна је координација научно-истраживачких и оперативних институција (Слика 4.2.) чији је значај у овом процесу подједнако важан. 57 Слика 4.2. Институционални оквир за управљање ризицима од бујичних поплава у Србији У развијеним земљама Европске уније осигуравајуће компаније су важна карика у управљању ризицима од природних непогода и то у погледу давања финансијских потпора осигураницима када дође до штета насталих услед природних непогода. Тако су се својим пословањем у Европској унији издвојиле Munich Re и Swiss Re. Међутим, када у земљама у развоју дође до катастрофалних догађаја, од државе се очекује да издвоји средства из буџета за пружање помоћи и санирање материјалних штета. У Србији бујичне поплаве погађају углавном најсиромашније и најнеразвијеније крајеве чије становништво нема развијену свест о осигурању своје имовине од природних непогода а ни материјалних могућности за то. Стога су у Србији правна лица (индустрије, банке, комерцијалне компаније) најчешћи клијенти осигуравајућих кућа у погледу осигурања од ризика од природних непогода, и конкретно поплава, које се налази на најнижој лествици интересовања њихове клијентеле. Важно је напоменути да се осигурање од поплава у Србији у осигуравајућим компанијама углавном нуди као могућност за осигурање допунских ризика. Уколико је ризик од неке природне непогоде већи, утолико осигуравајућа друштва нуде вишу премију осигурања, а уколико је ризик изузетан, онда се чак и Управљање ризицима од бујичних поплава ЈВП „Србијаводе, „Воде Војводине“, "Београдводе" Сектор за ванредне ситуације МУП Републички хидро- метеоролошки завод Србије Инститит за водопривреду "Јарослав Черни"Универзитети Републичка дирекција за воде Осигуравајуће компаније Медији 58 ограђују од осигуравања таквих подручја. Међутим, у савременом пословању осигуравајућих кућа постоје случајеви када се нуди премија осигурања уз услов примене мера превенције и минимизације штета (Vujović, 2009). При Министарству унутрашњих послова Републике Србије постоји Сектор за ванредне ситуације чији је задатак да развија своје ресурсе у заштити, спасавању и реаговању у ванредним ситуацијама. Овај сектор запошљава 3.000 оперативаца у оквиру ватрогасно-спасилачких јединица и специјалистичких тимова који реагују у случају пожара, поплава, земљотреса, клизишта и хемијских акцидената. Сектор за ванредне ситуације у свом саставу има Управу за управљање ризиком која се састоји од: Републичког центра за обавештавање (112), Одељења за осматрање, обавештавање, узбуњивање и телекомуникације, Одељења за управљање ризиком од технолошких удеса и терористичких напада, Одељења за управљање програмима и пројектима и Одељења противградне заштите. Aутори Zlatić et al. (2008) наводе значај и улогу медија и анкетирања, односно директне комуникације са локалним становништвом. Јавне консултације и расправе су обавезан део савременог циклуса управљања природним непогодама. Јавне дискусије на тему доношења одлука о мерама адаптације и ублажавања последица од штетних догађаја бујичних поплава побољшавају комуникацију између политичара, експерата и локалног угроженог становништва. Анкете или изложбе на тему бујичних поплава у неким општинама у сливу Јужне Мораве, које су у нашој земљи највише угрожене од овог типа хидролошких непогода, представљају добре начине за приближавање локалног становништа овом проблему и њихово укључивање у процес управљања ризицима. Илустрација ризика од бујичних поплава путем карата, приручника и брошура на интерент порталима такође може заинтересовати део јавности за допринос управљању ризицима. У управљању ризицима од бујичних поплава важну улогу, нарочито у погледу адаптације и ублажавања последица, има прогнозирање бујичних поплава, које 59 подразумева прогнозу бујичних поплава у простору, прогнозу бујичних поплава у времену (краткорочну и дугорочну) и прогнозу основних карактеристика бујичних поплава (Kostadinov, 2008). У прогнози бујичних поплава потребно је познавати не само хидрометеоролошке, већ и геолошко-геоморфолошке, педолошке и остале услове у сливу који стварају повољно окружење за појаву бујичних поплавних таласа. Прогноза бујичних поплава има велики значај за привреду и локално становништво, међутим, захтева знатна средства за истраживање и опрему, па је код нас још увек недовољно организована. С обзиром да су бујичне поплаве природне непогоде врло брзе динамике, комбинација слабије перцепције ризика локалног становништва и веома нагла појава бујичних поплава умањују ефикасност контроле догађаја (Naulin et al., 2013). Међутим, перцепција ризика од поплава се мењала кроз време а интензивнија је у последњих неколико деценија нарочито након катастрофалних поплава са већим бројем људских жртава. У јачању перцепције ризика од поплава велику улогу имају медији преношењем вести о оваквим догађајима. Може се са сигурношћу рећи да је на повећану перцепцију ризика утицало и ширење антропогених структура у плавним зонама и самим тим њихово излагање ризику од поплава. Катастрофалне штете од бујичних поплава у најсиромашнијим и најразвијенијим регионима нарочито долазе до изражаја. Са друге стране, поплаве које се догађају у малим ненасељеним сливовима остају нерегистроване и незабележене. Стога, ако се савремени трендови развоја друштва упореде са ранијим фазама, долазимо до закључка да је перцепција ризика од бујичних поплава релативно социјална категорија. Препознавањем значаја проблема бујичних поплава у Моравском сливу, ова проблематика треба да буде третирана као важан сегмент у интегрисаном управљању речним сливом Велике Мораве у складу са Директивом о водама 2000/60/ЕК (Borisavljević, 2011; Борисављевић & Костадинов, 2012). Пракса најбољег и интегрисаног управљања бујичним сливовима огледа се у разради и примени специфичних комбинација биотехничких, техничких и административних мера, као и концепта „природних резервоара“ (Ristić et al., 60 2011; Костадинов & Борисављевић, 2012; Борисављевић & Костадинов, 2012). Према ауторима Ristić et al. (2011) рестаурација сливова, до њиховог оптималног хидролошког стања, би смањила поплавни протицај и побољшала обнављање резерви подземних вода, уз повећање малог и средњег протицаја на изворима и потоцима. 4.2. Просторна дистрибуција догађаја бујичних поплава Већина ових поплава догодило се јужно од Саве и Дунава, док су на територији Војводине, забележени догађаји поплава бујичних токова на Вршачким брдима и Фрушкој гори. Као што се претпостављало, у Инвентару је забележен највећи број догађаја бујичних поплава у сливу Јужне Мораве (195), а потом у сливовима Западне Мораве (157) и Велике Мораве (127) (Табела 4.1.). Табела 4.1. Дистрибуција регистрованих догађаја бујичних поплава и број људских жртава по сливовима Бр. Сливови Број дог. бујичних поплава Број жртава 1. Јужна Морава 195 61 2. Западна Морава 157 11 3. Велика Морава 127 12 4. Колубара 121 1 5. Дрина 62 7 6. Тимок 40 >21 7. Топчидерска река 34 11 8. Дунав 32 >1 9. Млава 24 3 10. Бели Дрим 20 >1 11. Сава 14 >1 12. Лепенац 9 1 13. Пчиња 7 2 14. Пек 6 0 Укупно 848 >133 61 Слика 4.3. Просторни приказ најдеструктивнијих забележених догађаја бујичних поплава у Србији у периоду 1915.-2013. ( - људске жртве & материјалне штете, - материјалне штете) (Petrović et al., 2014) 62 Осим физичко-географских предиспозиција у сливовима притока ових великих река, овај налаз је разумљив и са просторног аспекта, ако се узме у обзир укупна површина Моравског слива (37.320 km2; ВОС, 2001). Треба напоменути да се овде бележи највећи број оних историјских и катастрофалних поплава. Наглашени феномен бујичних поплава у сливу Јужне Мораве објашњава се најинтензивнијим процесима ерозије и, као последица тога, израженим дисбалансом малих, средњих и великих вода. Сплет природних услова али и екцесивна експлоатација шума у Грделичкој клисури и Врањској котлини резултирале су у екстремно интензивним процесима ерозије (Zlatić et al., 2012) и честој појави катастрофалних бујичних поплава које су за последицу имале значајне материјалне штете али и људске губитке. Две најзначајније међународне саобраћајнице које пролазе кроз Србију, железница и аутопут Београд-Скопље-Атина, пролазе и кроз Грделичку клисуру где су прекиди саобраћаја због бујичних поплава, одрона и клизишта трајали и до 15 дана. Грделичка клисура у долини Јужне Мораве је посебно значајна због својих 137 бујичних токова који су регистровани као директне притоке Јужне Мораве на релативно краткој дистанци од 28 km од места Грделица до Владчиног Хана. Грделичка клисура потом прелази у Врањску котлину од Владичиног Хана до границе са Македонијом где је регистровано 80 бујичних токова, директних притока Јужне Мораве (Kostadinov et al., 2012). Међутим, значајан број догађаја бујичних поплава бележе сливови реке Колубаре и Топчидерске реке, који су издвојени од других притока у сливу Саве, с обзиром на значајност феномена бујичних поплава у овим сливовима (Табела 4.). На четвртом месту по броју бујичних поплава (121) налази се слив реке Колубаре (А = 3.641 km 2 ) која има знатно мању површину у односу на слив Јужне Мораве (А = 15.390 km 2; ВОС, 2001) или слив Западне Мораве (А = 14.721 km2; ВОС, 2001). Према слици 4.4., може се закључити да Колубара има највећи коефицијент варијације месечних протицаја, као и веома неуравнотежен однос малих и великих вода, 1:1280 на станици Бели брод (Dragićević et al., 2013). С обзиром на 63 површину слива, забележен је значајан број догађаја бујичних поплава (34) у сливу Топчидерске реке (А = 146.5 km2). Забележене су и значајне бујичне поплаве притока великих река Дрине, Саве и Дунава (нпр. Болечице, Грочице, Поречке реке). У сливу Пчиње и Лепенца регистровано је најмање догађаја, што у овом случају може бити последица ретке насељености и граничног положаја сливова. Слика 4.4. Коефицијент варијације месечних протицаја (1946-1991) Извор: Dragićević et al., 2007 „Свако ко живи близу река треба да разуме учесталост са којом се поплаве појављују.“ Abbott, 2008 4.3. Учесталост догађаја бујичних поплава Учесталост и интензитет појава бујичних поплава варира и временски и просторно. Доминантна методологија за процену учесталости поплава ослања се на теоријску статистичку дистрибуцију доступних мерних података о максималним протицајима (Bewen, 2001). Међутим, овај метод има неколико ограничења и омогућава једино процену учесталости различитих величина догађаја максималних протицаја. За процену учесталости бујичних поплава у хидролошки неизученим сливовима од великог значаја је истраживање учесталости киша јаког интензитета. Тако је 64 Gavrilović (1975) извео анализу просечних годишњих бујичних киша за период 1928. – 1968. године, и то за 312 кишомерних станица – 100 на подручју Војводине, 188 на подручју Централне Србије и 24 на подручју Косова. Дошло се до закључка да је највећа просечна висина бујичне кише у Србији за испитивани период у току једне просечне године - 45 mm, и то на подручју Београда и Обреновца, затим око Кучева, Светозарева, Чачка и Нове Вароши. Највећи број бујичних киша јавља се у Призрену, на подручју Копаоника, Прибоја, Љубовије, Пирота и Текије. Према подацима бившег Одсека за уређење бујица при Министарству шума и рудa Краљевине Југославије, појаве јаких бујичних поплава Велике, Западне и Јужне Мораве, Млаве, Тимока и Дрине дешавале су се просечно сваке треће године и то: 1921., 1924., 1929., 1932., 1937. и 1940. године. Након Другог светског рата, велики и штетни надоласци бујичних токова скоро у свим нашим крајевима јавили су се 1947., 1948., 1951., 1953., 1957., 1961., 1963., 1965., 1967., 1969., 1970. и 1972. године (Gavrilović, 1975). Слика 4.5. Дистрибуција регистрованих догађаја бујичних поплава и људских жртава по месецима у Србији 0 50 100 150 200 250 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. Број догађаја бујичних поплава Број људских жртава 65 У Инвентару бујичних поплава су забележени најдеструктивнији догађаји осамдесетих година прошлог века у сливовима Љештарске долине (1982.), Сејаничке реке (1983.) и Власине (1988.). Смртоносне бујичне поплаве у скоријем периоду догодиле су на Топчидерској реци, 1994. године (1 људска жртва), Топчидерској реци, Лугомиру, Гружу, Јасеници и Лепеници, 1999. године (18 људских жртава), Јужној Морави и Ресави, 2002. године (2), Јабланици, 2009. године (1), Тимоку и Пчињи, 2010 (2). Месечна дистрибуција регистрованих бујичних поплава (Слика 4.5.) указује да се највећи број бујичних поплава дешава у јуну, чак 233 забележених бујичних поплава што чини 27.5% од укупног броја, и мају са 178 догађаја, односно 21%. Потом следе јул (88, односно 10.4%), март (71, тј. 8.4%) и фебруар (67, тј. 7.9%). Добијене податке поткрепљују следећа објашњења:  Примарни максимум појаве бујичних поплава у летњој половини године, јуну и мају, може се објаснити плувиометријским режимом у брдско-планинским деловима Србије који се одликује најинтензивнијим и најобилнијим падавинама у овим месецима. Међутим, јаке бујичне поплаве догађале су се и у јулу и августу, и то излучивањем велике количине кишних падавина након дугих сушних периода. У условима дугих суша структура земљишта је поремећена па оно постаје веома подложно ерозији, а снагом максималних протицаја транспортује се велика количина наноса са учешћем вученог наноса и до 60%. Примери су бујична поплава Калиманске реке, 04.08.1929. године; Љештарске долине, 25.07.1982. године; Сејаничке реке, 02.07.1983. године; Топчидерске реке 10.07.1999. године (документациона основа Инвентара).  Секундарни максимум у зимским месецима, марту и фебруару. Изазван је не само јаким кишним падавинама већ и наглим отапањем снежног покривача (Стефановић et al, 2010). 66  Ови резултати кореспондирају са ранијим анализама учесталости максималних протицаја у бујичним сливовима у Србији. Према Ристићу (2009), анализом унутаргодишње расподеле максималних протицаја, утврђени су критични периоди са израженом фреквенцијом максималних протицаја (Qmax) преко одређеног прага (Qmaxsr), и то су: примарни, крајем пролећа, у мају и првој половини јуна, и секундарни, крајем зиме, у фебруару и првој половини марта. С обзиром да сливови Јужне Мораве и Западне Мораве предњаче у броју регистрованих догађаја бујичних поплава, дата је дистрибуција догађаја и броја људских жртава по месецима (Слика 4.6. и 4.7.) на основу које се такође може препознати примарни максимум у јуну и мају (и потом у јулу у случају Западне Мораве), а секундарни у фебруару. Слика 4.6. Дистрибуција регистрованих догађаја бујичних поплава и људских жртава по месецима у сливу Јужне Мораве 0 10 20 30 40 50 60 70 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. Број догађаја бујичних поплава Број људских жртава 67 Слика 4.7. Дистрибуција регистрованих догађаја бујичних поплава и људских жртава по месецима у сливу Западне Мораве Слика 4.8. Расподела максималних годишњих протицаја Топчидерске реке (профил Раковица) по месецима за период од 42 године (1959.-2012. са прекидима) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. Број догађаја бујичних поплава Број људских жртава 0 2 4 6 8 10 12 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. 68 Постојање примарног и секундарног критичног периода током године на нивоу Инвентара може се осликати и на појединачном примеру расподеле максималних годишњих протицаја по месецима. С обзиром на расположиве податке, узет је пример слива Топчидерске реке (Слика 4.8.). Годишњом дистрибуцијом догађаја бујичних поплава у истраживаном периоду од 99 година (Слика 4.9.) истичу се године са највећим бројем бујичних поплава – 1969. (54), 1999. (51), 2005. (47), 1956. (47) и 1986. (43). Просечан годишњи број догађаја за истраживани период је 8,6. Слика 4.9. Дистрибуција догађаја бујичних поплава и људских жртава у посматраном периоду Плава тренд линија јасно указује на линеарни пораст броја догађаја бујичних поплава са годинама што је у складу и са дистрибуцијом регистрованих бујичних поплава по периодима (1931.-1960., 1961.-1990.) издвојеним у циљу да се омогући компаративна анализа када су у питању промене у температурном и падавинском режиму (Табела 4.2.). Највећи број догађаја бујичних поплава (384) забележен је у периоду 1961.-1990. године, док је највећи број људских жртава забележен у 0 10 20 30 40 50 60 1 9 1 4 1 9 1 7 1 9 2 0 1 9 2 3 1 9 2 6 1 9 2 9 1 9 3 2 1 9 3 5 1 9 3 8 1 9 4 1 1 9 4 4 1 9 4 7 1 9 5 0 1 9 5 3 1 9 5 6 1 9 5 9 1 9 6 2 1 9 6 5 1 9 6 8 1 9 7 1 1 9 7 4 1 9 7 7 1 9 8 0 1 9 8 3 1 9 8 6 1 9 8 9 1 9 9 2 1 9 9 5 1 9 9 8 2 0 0 1 2 0 0 4 2 0 0 7 2 0 1 0 2 0 1 3 Број догађаја бујичних поплава Број људских жртава 69 периоду 1931.-1960. година (>51). Просечан годишњи број појава бујичних поплава по периодима повећан је за готово десет пута од првог (2.06) до последњег периода (19.69). Учесталија појава бујичних поплава може бити објашњена и променама климатских услова. Запажен је њихов неравномеран унутаргодишњи распоред у последњим деценијама и појављивање у виду јаких пљускова (Поповић, 2007) који узрокују наглу концетрацију воде у сливовима мале површине а стрмог терена, изазивајући бујичне поплаве као последицу. Стручњаци широм света се слажу да максимални протицаји са повратним периодом од 100 година постају догађаји са повратним периодом од 20 година (Ristić et al., 2006a). Такође, према подацима из литературе о ризицима природних непогода постоји општа сагласност стручњака о тренду повећања броја непогода по декадама. Међутим, остаје недоумица око опште тврдње о учесталијој појави поплава с обзиром на убрзани развој и ширење инфраструктура и привредних капацитета баш у зонама угроженим од ове врсте непогода у последњих неколико деценија. Табела 4.2. Дистрибуција регистрованих бујичних поплава по периодима Временски период Број догађаја бујичних поплава Год. просек по периоду Број жртава по периоду 1915.-1930. 33 2,06 >22 1931.-1960. 175 5,83 >51 1961.-1990. 384 12,80 36 1991.-2013. 256 19,69 24 Укупно 848 >133 70 „Сваке године, бар по једном или два пута, набуја Дрина и замути се и с великим шумом проноси кроз лукове моста одваљене плотове с њива, изваљене пањеве и мрк талог од лишћа и грања из прибрежних шума.“ Иво Андрић („На Дрини Ћуприја“) 4.4. Последице догађаја бујичних поплава У погледу броја људских жртава и обима материјалних штета као последица катастрофалних природних непогода, бујичне поплаве су у жижи интересовања и спадају у најчешће природне непогоде у Србији. На основу графикона 4. у Инвентару се могу издвојити тзв. „трагичне године“ - 1939. (28 жртава), 1915. (>21), 1975. (12), 1999. (18) и 1956. (10) као и „трагични месеци“ - мај (45 жртава), јун (28), јул (21). Екстремни догађаји бујичних поплава у смислу људских жртава десили су се на Коритничкој реци - октобра 1939. (17 жртава), Корбевачкој реци - маја 1975. (12), Селској реци - јуна 1939. (11), Брестовачкој реци - маја 1915. (11), Сиколској реци - маја 1915. (>10), Топчидерској реци - јула 1999. године (10). Подаци о повређенима услед налета бујичног поплавног таласа су веома ретки. Укупан број људских жртава као последица бујичних поплава је преко 133, а просек је готово 3 жртве по догађају бујичних поплава са смртним епилогом. Било је података о „неколико жртава“ за извесне догађаје који нису сумиране у споменти број па зато говоримо о „више од 133 људске жртве“. Прецизнији подаци о томе како је дошло до смртних исхода – услед дављења у реци, аутомобилу, кући, код преласка моста су спорадично присутни. Може се претпоставити да је број смртних догађаја значајно већи у случају бујичних поплава него у случају поплава великих река које могу бити предвиђене и најављене неколико дана пре самог догађаја. Иако тренд линија црне боје на графикону 4. указује на смањење броја људских жртава и даље је потребно развијати модерни систем за најаву и упозорења о појави бујичних поплава. У том смислу, потребно је да постоји организовано и систематизовано знање о факторима и праговима појаве бујичних поплава у 71 критичним сливовима. Када је систем за мониторинг и упозорење адекватан, онда је велика шанса да не дође до губитка и једног људског живота (French et al., 1983; Gourley et al., 2010). Међутим, питање је да ли локално становништво, пољопривредници и политичари уче из искустава претходних катастрофалних догађаја бујичних поплава, тј. од воље свих заинтересованих страна зависи у којој мери ће овај систем бити развијен. Слика 4.10. После бујичне поплаве у Трговишту маја 2010. године и Новом Пазару фебруара 2013. године (Извор: www.blic.rs, www.novosti.rs) Економска анализа материјалних штета од бујичних поплава пописаних у Инвентару у смислу сумирања и изражавања у данашњој вредности националне валуте или еура није била задатак овог дела рада. Међутим, постоје значајни подаци на ову тему која може бити један од праваца даљег истраживања. Материјалне штете (нпр. Слика 4.10.) су описиване у хектарима поплављених пољопривредних и непољопривредних површина, поплављених стамбених јединица, индустријских објеката, аутомобила, саобраћајница. Повремено су, у овом истраживаном периоду, постојале комисије за процену штета које су сачињавале извештаје о штетама (изражаване у тадашњим динарима). Поплаве бујичног карактера у једном бујичном сливу могу се појавити у широком опсегу интензитета што зависи од низа природних и антропогених услова и околности. На основу анализе и прегледа доступних података о штетама, односно опсегу штетног утицаја бујичних поплава, дефинисани су критеријуми за 72 категоризацију догађаја бујичних поплава према материјалним штетама што представља допринос разумевању ризика од бујичних поплава (Табела 4.3.). Дефинисано је пет категорија интезитета догађаја бујичних поплава аналогно класификацији интезитета ерозије земљишта према Гаврливићу (1972). Taбела 4.3. Предлог категоризације догађаја бујичних поплава према материјалним штетама Поплављене површине Категорија догађаја бујичних поплава >500 ha/ >100 стамбених јединица I (екцесивни интензитет) 100-500 ha/ 50-100 ст. јединица II (веома јак интензитет) 50-100 ha/ 20-50 ст. јединица III (јак интензитет) 20-50 ha/ 5-20 ст. јединица IV (средњи интензитет) <20 ha/ 1-5 ст. јединица V (релативно слаб интензитет) Слика 4.11. Категоризација догађаја бујичних поплава На основу дефинисаних прагова, у даљој инвентаризацији потребно је сваком догађају бујичне поплаве доделити одређену категорију, односно интензитет догађаја. Пошто се материјалне штете и губици у људским животима не могу комбиновати у овој категоризацији, може се узети да се сваки догађај бујичне поплаве са једном или више људских жртава може сматати катастрофалним. На слици 4.11. на којој је дата представа о категоризацији догађаја бујичних поплава 0 1 2 3 4 5 Топчидерска река Корбевачка река Јабланица Кутинска река I II III IV V 73 за четири насумично одабрана слива, примећује се значајан број догађаја екцесивног интензитета, односно I категорије. 4.6. Неки описи догађаја бујичних поплава У наставку текста дати су описи неколико догађаја бујичних поплава, а неки од описаних односе се на поједине поплавне таласе на основу којих су разрађени модели за слив Топлице и Топчидерске реке у другом делу рада. У прилогу А. дат је преглед свих регистрованих бујичних поплава у Инвентару бујичних поплава у Србији са основним подацима. 20. новембар 1979. „Политика“: Највеће штете у крушевачком крају нанела је река Расина која је поплавила око 2.500 хектара плодних ораница и угрозила водовод у Брусу. Снажна бујица је однела мост у селу Вратарица па је саобраћај прекинут на релацији Александровац – Митрово Поље – Врњачка Бања. На путу Александровац – Јошаничка Бања бујица је у селу Јелацки однела 300 метара друма. И друм Трстеник – Велика Дренова је у прекиду због оштећења. Под водом се нашло неколико хиљада хектара плодних ораница у топличкој котлини, многа индустријска постројења у Куршумлији, Прокупљу и Житорађу. Овакве поплаве нису забележене у последњих 20 година. Водостај код Прокупља је био 50 cm виши него приликом катастрофалних поплава 1976. године. Најпре су се излиле Бањска река и Косаница, а потом и Топлица. У Куршумлији су страдали погони шумско – индустријског комплекса „Копаоник“, металског предузећа и делови стамбених насеља. У Прокупљу је водена стихија захватила стотинак кућа у насељу Драгања. У Топлици је више од 8000 ha обрадивих површина под водом, а поплављено је и више од 2.000 кућа од којих је 130 у само Прокупљу. И Сјеница, Рашка, Матарушка бања и Тутин били су поплављени, а путеви ка Новом Пазару и Пријепољу били су у прекиду. На Косову - у Призрену и Косовској Каменици бујице су рушиле куће и оштетиле одоводну, електричну и ПТТ мрежу. Веома критична ситуација била је и у општини Витина, Качанику, ђаковачкој, србичкој и драгашкој општини. У Бујановцу, Биначка Морава нанеле су велике штете у граду 74 и околним селима. Најтежа ситуација је у селима Лучане и Кончуљ, где је под водом 60 кућа. Под водом се налази и 2.500 хиљаде плодних равница, онеспособљени су и путни правци према чак 10 околних села. Усед водене стихије, критично стање у општинама Пријепоље и Прибој – прекинута настава у школама, оштећени путеви и прекинут саобраћај на многим правцима. 18. јул 1986. „Политика“: Тањугови дописници кажу да је у околини Зајечара пало 55 литара воде по квадратном метру. Бујице су продрле у подруме Народне библиотеке и робну кућу у Зајечару. Становништво у Зајечару је остало без воде за пиће. У Сокобањи излила се Моравица и поплавила неколико кућа. Милионске штете су причиниле и на пољима алексиначке општине, а у многе производне погоне и стамбене објекте у Лепосавићу продрла је вода. Велико невреме праћено провалом облака, орканским ветровима и бујицама захватило је десетак села у месној заједници Блажево на Копаонику. Обилне кише направиле су за неколико часова бујице у токовима Луковске реке и Топлице. Снажне бујице носиле су све пред собом, па су многа домаћинства у селима Доње Левиће, Судимљу, Увизле, Витоше, Мерћез и друга данас остала одсечена. Бујице су носиле летње стаје са стоком, а многи домови остали су без кровова. Прекинут је и пут Брус - Куршумлија, јер је бујица однела мост преко Топлице код села Мерћеза. Невреме које је трајало више од 3 сата довело је до бујања реке Штире која пролази кроз Лозницу и која је потопила дечије обданиште, кафану, пијацу, трафо-станицу. У општинама Неготин и Кладово не памти се овакво невреме, а бујице су на неким парцелама сасвим уништиле усеве. Стручњаци процењују да ће уместо 420 хиљада тона пшенице, ратари у Југоисточној Србији након ове непогоде моћи ће да уберу једва 300 хиљада тона. Олуни ветар је причинио штете и воћу и поврћу. Због обилних киша и изливања река у прекиду је био и магистрални пут Титова Митровица – Рашка, код села Кајово. Поплављени су били и путни правци Мешак - Рудник – Бело Брдо, Лепосавић – Рудник – Црнац, Лепосавић – Зрносек и други локални путеви. Ипак, најтеже је мештанима у селима Добрава, Кајково, Мекиниће, Горњи Крнин и у насељима Сланиште и Тврђен, где је вода ушла и у домове. Због обилне кише, мобилно је стање и у општини Рашка, где су привредни и комунални објекти 75 оштећени. У рударском насељу Баљевац поплављено је седам кућа. Велике бујице оштетиле су и сеоске путеве који су на многим местима непроходни. 21. јун 1994. године, „Политика“: Страдали су насеља Рашин, Мајдан и Рипањ-станица. Бујица Паланачки поток носила је аутомобиле, и до два километра, камионе, стоку, 20 кућа је уништено... Погинуо је Слободан Горуновић (41) кога је бујица однела из дворишта са монтажном гаражом, двоја кола и камионом. Угрожени су Барајево и Ресник. 10. јул 1999. године, „Политика“&“Глас“: Проблеми са поплавама присутни су у целој Србији. Нестанак десетак људи у воденим бујицама, потопљене и порушене куће и подруми, колапс градских служби, изливање фекалија и нестанак струје, воде и прекиди у телефонским везама, епилог су ноћашњег незапамћеног невремена са пљусковима, грмљавином и градом који је задесио цео Београд. У Рипњу је бујица зауставила међународни воз (код Пиносаве), железничка станица и многе куће су поплављене, а код избегличких барака „Планум“ вода је за пола сата порасла око четири метра. Припадници војске, полиције и ватрогасци су током ноћи извлачили потопљене и изнемогле особе. Ангажован је и Градски штаб цивилне заштите. Зграда Хитне помоћи опет је потопљена. Фекална вода се изливала из шахтова са којих су се подизали поклопци. У бујицама Топчидерске реке нестало десетак људи и деце. Тог кишног викенда у Београду излучило се преко 100 mm падавина које су последица циклона који је на Балкан стигао из суптропских крајева. 76 5. ФАКТОРИ ПОЈАВЕ ЕКСТРЕМНИХ БУЈИЧНИХ ПОПЛАВА Главни метеоролошки фактор појаве бујичних поплава су екстремне кишне епизоде, односно јак интензитет обилних кишних падавина које се најчешће излучују у топлијим месецима. Екстремне падавине, али и нагло топљење снега или њихова коинциденција представљају директан фактор, док физичко- географски и антропогени фактори представљају индиректне факторе појаве бујичне поплаве (Dragićević, 2007). Њихова узајамна повезаност у бујичним сливовима одређује праг појаве бујичних поплава. 5.1. Екстремне епизоде киша Према анализи падавинског режима (1946.-1991. године) у Водопривредној основи Републике Србије (1996, 2001), просечна годишња количина падавина на територији Србије износи 734 mm, при чему су ове падавине просторно и временски неравномерно распоређене (Слика 5.1.). Према овој анализи, најмање годишње количине падавина су регистроване у долинама Ситнице, Јужне и Велике Мораве и на територији Војводине. Годишња сума падавина повећава са надморском висином. Тако се у централној Србији висина годишњих падавина креће у распону од 600 mm до 1000 mm у планинским пределима. У сливу Белог Дрима забележено и до 1500 mm падавина годишње. Такође високе годишње количине падавина, преко 900 mm, регистроване су у сливовима горњег Ибра, Плавске реке и Лепенца. Унутаргодишња анализа падавина коју је израдио РХМЗС-е (2014) указује да се највећа количина кишних падавина излучи у јуну и мају. У плувиометријском режиму падавина београдског региона, јасно се издваја месец јун са највећом количином падавина, а потом следе мај и јул, што је карактеристика већег дела Србије (Живковић & Драгићевић, 2003). 77 Слика 5.1. Годишња количина падавина у Србији за 2009. годину Извор: РХМЗС-е, 2010. Међутим, забележени су случајеви када се просечна месечна количина падавина излучи за само један дан. Према Драгићевићу (2007), у Обреновцу је излучено 56 mm 30. јула 1999. године, а наредног дана 58 mm. То значи да је 114 mm излучено за два дана, док је просечна месечна сума падавина за јул за вишегодишњи период 59 mm. Исти аутор наводи да је јула 1999. године у Oбреновцу излучено 328 mm, при чему средња годишња количина падавина за ову београдску општину за период 1961.-1990. године износи 647 mm. Падавине оваквог интезитета изазивају појаву поплавних таласа у коритима Колубаре и њених притока као што је забележено 16. августа 1955. (Qmax = 104.5 m3s-1), 16. маја 1965., 19. марта 1981., 78 13. јуна 1996., 10. и 30. јула 1999., 22. јуна 2001. (Qmax = 672 m3s-1) и 23. јуна 2010. године (Qmax = 767 m3s-1). У сливу Пчиње је 15. маја 2010. године излучено између 39 - 110 mm кишних падавина услед циклонске активности нарочито у изворишном делу слива. Количина кишних падавина које су излучене у периоду од 10 дана пре поплаве кретала се између 12.3-156.2 mm. Тада је ниво воде повећан са 0.3 на 3.7 m, а протицај је увећан за невероватних 411 пута, тј. са Q = 0.81 m3s-1 на Qmax = 328.4 m 3 s -1 који је реконструисан на основу методе о хидрауличким траговима и радарских снимака синоптичке ситуације (Слика 5.2.) (Dragićević et al., 2013). Слика 5.2. Реконструисани хидрограм максималног протицаја Пчиње, профил Трговиште, 15.05.2010. године. Извор: Dragićević et al., 2013. Након екстремног пљуска, када се 25. јула 1982. године излучило 105 mm кише у сливу, дошло је до појаве поплавног таласа Љештарске долине са реконструисаним максималним протицајем Qmax = 16.16 m3s-1 и вероватноћом појаве од р = 1 % (Kostadinov, 1988). Коефицијент отицаја износио је 0.6, а висока вредност овог параметра тумачи се као резултат интезитета и висине падавина и конфигурације терена у сливу Љештарске долине (А = 2.64 km2, Isr = 32.07 %). Према Костадинову (1988), време пораста хидрограма Тp = 1.3 h, а укупна запремина отекле воде у таласу износи 170.650 m3s-1. 79 Бујична поплава Сејаничке реке, која се догодила 2. јула 1983. године, последица је интезивних киша (91 mm / 90 min), рушења преграде и велике количине наноса, и због тога смањеног протицајног профила регулације на деоници 1. и 5. сектора регулације и коначно, непотпуне реализације пројектованих противерозионих радова (Kostadinov, 1992а). Реч је о стогодишњој поплави са реконструисаним максималним протицајем, Qmax = 62 m3s-1. Поплава Радаљске реке 1989. године (Slavić et al.,1989) настала је након интезивних падавина које су се излучиле између 21 h, 20. августа и 03 h, 21. августа у распону од 41 mm колико је регистровано на станици Бања Ковиљача, 77.1 mm на станици Лозница до 105.5 mm на станици Планина. Овај поплавни талас је хидрауличком методом реконструисан на неколико контролних профила, а на петом профилу узводно од ушћа у реку Дрину израчунат је максимални протицај, Qmax = 95 m3s-1, и време концентрације Тc = 0.95 h. Чувена поплава Власине из 1988. године (Слика 5.3.) настала је као последица екстремних киша које су 26. јуна захватиле горњи део слива реке Власине и слив њене десне притоке Лужнице. Повратни период вршних протицаја Власине низводно од ушћа Лужнице износио је 400 година, а Власине узводно од Лужнице 300 година (Прохаска 1989). Лимниграфска трака је посведочила да је пораст водостаја нагло порастао са H = 42 cm на H = 500 cm. У изворишном делу Власине, на станици Раков дол за непуна три сата регистровано је 220 mm, на станици Радињинци 220 mm, а на станици Кијевац 130.5 mm. Ради поређења, средња годишња сума падавина у овом сливу је око 835 mm (Kostadinov, 1992б). Према Костадинову, реконструисани вршни протицај Равне реке (слив Власине, А = 5.93 km 2 ) износи 49.09 m3s-1, са повратним периодом од 800 година и вероватноћом појаве од р = 0.125%. 80 Слика 5.3. Јединични хидрограм Власине 26. јуна 1988. године Извор: Ристић et al., 2009. Током 13. јуна 1996. године између 14 и 21 h регистровано је између 85.6 – 173.4 mm кише на територији Ваљева, Лазаревца, Лајковца и Мионице (Ristić et al., 1997). У сливу Манастирице (А = 29.5 km2), на падавинској станици Брежђе регистрована је дневна сума падавина за овај датум од 136.1 mm, а на станици Манастирица 145.5 mm. Максимални ниво воде је достигнут шест и по сати од почетка кише, а три сата од почетка подизања водостаја. На основу методе трагова велике воде, према овим ауторима, реконтруисани максимални протицај износио је Qmax = 154.8 m3s-1, са повратним периодом од 5000 година, односно вероватноћом појаве од р = 0.02 %, а специфични максимални протицај износио је 5.25 m 3 s -1 km -2. Поплавни талас истог датума догодио се после кишне епизоде истог интезитета (0.75mm.min-1 ) и на Рибници (А = 104 km2), са реконструисаним максималним протицајем Qmax = 418.08 m3s-1 и високим специфичним максималним протицајем qmaxsp = 4.02 m 3 s -1 (Ristić et al, 2009). Поплава Калиманске реке из 1929. године (А = 16.04 km2) имала је вршни протицај Qmax = 149 m 3 s -1 и изразито високи специфични максимални протицај, qmaxsp = 9.3 m 3 s - 1 km -² (Ristić et al., 2012). Катастрофална поплава Топлице из јула 1986. године (QmaxМагово = 192 m3s-1) настала је такође након интензивне кишне епизоде. Тада је на падавинској станици Пачарађа забележено чак 100.2 mm, а на станици Блажево 85.4 mm. 81 Поплава у сливу Топчидерске реке 28. августа 1985. године догодила се као последица обилних падавина које су забележене на падавинским станицама Бела река (Тк = 44 h са прекидима, H = 201.8 mm), Клење (Тк = 42 h са прекидима, H = 180.5 mm), Рипањ тунел (Тк = 39 h са прекидима, H =179.7 mm) (Prohaska, et al., 1989). Како наводе аутори рада, после дужег сушног периода, дошло је до продора хладног и влажног ваздуха из правца северозапада и формирања циклона. Тако су максимални водостаји поплавних таласа постали рекордни у односу на дотадашње, а регистровани максимални протицаји износили су на контролном профилу Бела Река, Qmax = 70 m3s-1, профилу Ресник, Qmax = 86 m3s-1, и на профилу Р. Рампа, Qmax = 40 m3s-1. Повратни период падавина максималног интезитета за станицу Бела река износио је 400 година, коефицијент отицаја у сливу Беле реке био је веома висок и износио је 0.6 (Prohaska, et al., 1989). Катастрофална поплава Топчидерске реке (QmaxРаковица = 91.35 m3s-1) и њених притока 1999. године догодила се након обилних падавина, када је на станици Кошутњак 10. јула регистровано 85.8 mm, на станици Церак 81.2 mm, на станици Јајинци 80.9 mm, а на станици Рушањ 89.5 mm. Слика 5.4. Зависност појаве макс. протицаја (m3s-1) Топчидерске реке и висина падавина (mm) (кишомерна станица Кошутњак) за период од 42 године (1959.- 2012. са прекидима) y = 1.208x + 19.87 R² = 0.648 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 Q ( m ³/ s) H (mm) 82 Слика 5.4. указује на значајну зависност величине максималног протицаја од висине падавина, што је приказано на примеру Топчидерске реке узимајући у обзир количину падавина у последњих пет дана пред појаву максималних протицаја у летњем периоду године. Tакође треба споменути катастрофалне последице наведених примера екстремних бујичних поплава у виду губитака људских живота и материјалних штета широких размера. 5.2. Индиректни фактори Из претходних анализа догађаја бујичних поплава намеће се закључак да су екстремне кишне епизоде главни окидач појаве екстремних бујичних поплава, као што се наводи у већини анализа. Међутим, многе анализе догађаја бујичних поплава инсистирају и на другим узроцима, односно факторима појаве бујичних поплава у сливу. Истраживање Николића et al. (2007) указује на утицај геолошке подлоге на процес и величину отицаја у сливу. Билансирањем за расположиве низове, аутори су дошли до резултата да са планинског дела Јабланице у просеку отекне 20.4 % воде која се излучи падавинама, а за Пећку Бистрицу, истом методом водног биланса, добија се отицај од 67.5 %, што је око 3.3 пута више у односу на сливно подручје Јабланице. Према ауторима Николић et al. (2007), на основу компаративне анализе свих фактора који утичу на отицај, добијена разлика првенствено се може приписати утицају водопропустљивости подлоге, узимајући у обзир две крајности геолошких подлога изабраних сливова (водонепропустан и веома водопропустан терен). О утицају шумског покривача на режим отицаја у сливу сведочи истраживање (Kostadinov, 2013а) у три експериментална слива мале величине у западној Србији, у близини Љубовије. Сливови Лоњинског потока, Дубошничког потока и 83 потока Ђуриновац, десних притока реке Дрине, одликују су готово истим топографским, геолошким и педолошким карактеристикама, а једина разлика је у степену пошумљености слива. Уравнотежен режим отицаја доказан је у сливу Лоњинског потока (са 70 % површине под шумама доброг склопа); појава максималних протицаја није била честа, док је у периоду истраживања од 8 година поток два пута пресушио у трајању од пет дана. Супротно томе, неуравнотежен режим отицаја установљен је за слив потока Ђуриновац у коме је под шумама 39.5 % површине. Сваке године у летњем периоду овај поток је пресушивао и просечно шест месеци у току године је остајао без воде, али је истовремено укупан годишњи отицај, готово једнак Лоњинском потоку, показивао да се отицај одвијао у виду поплавних таласа. Такође је важно истакнути да је просечни максимални специфични протицај био за 4.6 пута већи него у Лоњинском потоку. С обзиром на већи проценат шума у сливу Дубошничког потока у односу на Ђуриновац (48.5%), очекиван је и потврђен нешто бољи режим отицаја. Иако је било сушних периода и појаве поплавних таласа, екстреми су били мање изражени, па је тако просечни максимални специфични протицај био за 1.9 пута већи у односу на Лоњински поток, а број дана без воде преполовљен у односу на поток Ђуриновац. Такође је изведено истраживање (Ristić et al., 2005) на Гочу (у сливу Ибра) са четири експерименталне хидролошке станице постављене у микросливовима, од тога три на локалитету Равнине и једна на локалитету Ваоне. Регистрован је највећи број дана са отицајем на површинама под шумским покривачем (где је велика потрошња воде у процесу интерцепције и евапотранспирације), а најмањи број дана са отицајем у микросливу са ливадском и пашњачком вегетацијом. Првобитна голет показала је значајно побољшање хидролошких особина и уравнотеженији режим отицаја, у осмој години након пошумљавања црним бором. На примеру студије случаја слива реке Јелашнице (Ristić et al., 2011c) креиран је сценарио праксе уређења при чему би реализација планираних рестаурационих захвата требало да доведе, осим до смањења годишње продукције ерозионог 84 материјала, и до смањења вредности максималног протицаја са Qmax-AMCIII (1%) = 54.17 m 3 s –1 на Qmax-AMCIII (1%) = 41.22 m 3 s –1 , као резултат побољшања хидролошких услова и промене начина коришћења земљишта. Реализација оваквих сценарија допринела би смањењу угрожености и ризика од бујичних поплава. Утицај антропогеног фактора долази до изражаја при компарацији хидрограма у различитим временским пресецима услед драстично измењеног начина коришћења земљишта. Тако је у раду Ristić et al. (2006a) комбинованим методом синтетичког јединичног хидрограма и SCS методологије израчунат максимални протицај Калуђеричке реке вероватноће појаве од 1% при начину коришћења из 2005. године, Qmax-AMCIII (1%, 2005) = 50.6 m3.s-1 у односу на максимални протицај исте вероватноће при начину коришћења из 1953. године (када је удео урбанизованих површина био мањи за седам пута), Qmax-AMCIII (1%, 1953) = 33.8 m 3 s -1 . Промене у начину коришћења земљишта увек су доводиле до низа ланчаних промена. На пример, конверзија ливадских и шумских површина у обрадиве површине подразумева промене инфилтрационог капацитета земљишта, интензитета интерцепције и евапотранспирације од чега на крају зависи процес отицаја. Према ауторима, Zlatić et al. (1986), висок демографски раст и аграрни притисак на подручју сливова Љештарске долине, Репинске реке и Калиманске реке, анализирајући податке од 1885., достигнут је педесетих година прошлог века, након чега се постепено смањивао. До педесетих су се воћњаци и оранице шириле на рачун шума и сточни фонд повећавао чиме су се интензивирали процеси ерозије и феномен бујичних поплава. За период после педесетих година 20.-ог века бележи се смањени аграрни и демографски притисак услед миграција, смањен број оваца и коза услед забране гајења коза, извођење биолошких и техничких радова, што је резултирало у обнови шумске вегетације и смањеном интензитету ерозије (Zlatić et al., 1986). 85 Dragićević et al. (2013) наводи да поред екстремних кишних епизода, узроци појаве катастрофалних бујичних поплава Колубаре леже и у карактеристикама слива Колубаре – облик готово кружног облика и коефицијент пуноће (0.79) (који је веома редак у природи), орографија и положај слива (који је на удару влажних ваздушних маса са северозапада), значајне обешумљености и бујичарског режима многих притока, литолошких и педолошких особина у доњем делу слива (због слабе ретенционе моћи и доминације површинског отицаја), људске активности (ископавање угља и премештање речних корита), затрпаност корита доњег тока наносом. Из анализа догађаја бујичних поплавних таласа које су саставни део Инвентара узети су доступни подаци (Табела 5.1.) и испитивана је зависност специфичног максималног протицаја и максималног протицаја од површине слива, висине падавина, уравнатог пада речног корита, средњег пада слива, процента пошумљености, коефицијента ерозије земљишта. Нађене су следеће значајније зависности између зависних и независних варијабли простом регресионом анализом. За изражавање зависности максималног протицаја Qmax од површине слива А, утврђена је полиномиjална регресија другог степена, па коефицијент детерминације износи R2 = 0.885 што указује на високу повезаност посматраних величина (Слика 5.5.). Слика 5.5. Зависност максималног протицаја Qmax од површине слива A (према табели 5.1.) y = -0.000x2 + 1.082x + 48.66 R² = 0.885 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 0 500 1000 1500 2000 Q m a x ( m ³/ s ) A (km²) 86 Табела 5.1. Параметри за одабране сливове и њихове екстремне бујичне поплаве Ред. бр. Водоток Профил Датум A (km 2 ) Qmax (m 3 s -1 ) qmaxsp (m 3 s -1 km -2 ) Tk (min) i (mm/min) H (mm) Z % пошум. Iu (%) Isr (%) Ia (%) 1 Рибница Паштрић 13-06-96 104 418.08 4.02 180 0.75 135 - 46.4 - - - 2 Манастирица Брежђе 13-06-96 29.50 154.80 5.25 180 0.78 140.8 0.23 63 3.3 28.5 5.2 3 Равна р. Раков До 26-06-88 5.93 49.09 8.28 240 0.92 220 0.66 39 10.1 31.69 14.62 4 Сејаничка р. Грделица 02-07-83 12.51 62.75 5.02 90 1.01 90.9 0.44 24.38 9.57 26.46 - 5 Љештарска д. Влад. Хан 25-07-82 2.64 16.16 6.12 90 1.17 105 0.52 72.64 13.45 32.07 - 6 Калиманска р. Влад. Хан leto 1929 16.04 149.00 9.30 - - - 1.25 33 7.6 40.86 9.21 7 Обница Ваљево 07-05-87 185.61 145.00 0.78 24 3.75 90 0.36 31.4 2.9 18.26 - 8 Колубара Бели брод 23-06-10 1.896 767.00 0.40 48 4.52 216.8 0.35 43.78 - - - 9 Топчидерска р. Раковица 10-07-99 126.87 91.50 0.72 31 3.85 119.4 0.38 28.8 0.48 11.11 1.08 10 Топлица Магово 18-06-86 173.46 192.00 1.11 420 13.96 97.7 0.48 62.5 1.86 31.27 3.88 11 Пчиња Трговиште 15-05-10 339.1 333.30 0.98 - - 92 0.62 - 2.37 27.48 4.37 12 Власина Власотинце 26-06-88 972 780.00 0.80 240 0.34 103 - - 1.67 22.67 - 13 Камишна Мокра Гора 27-05-07 26.94 76.30 2.83 120 0.83 99.6 0.47 16.33 4.2 29.73 5.04 14 Дубошнички п. Бач. на Дрини - 1.25 0.84 0.67 - - - 0.56 48.52 18.37 47.24 - 15 Лоњински п. Лоњин - 0.77 0.56 0.73 - - - 0.34 70.35 18.94 38.87 - 16 Ђуриновац п. Љубовија - 0.54 1.80 3.33 - - - 0.49 39.5 12.63 43.59 - 87 Слика 5.6. Зависност максималног протицаја Qmax од средњег пада слива Isr (за четрнаест чланова из низа према табели 5.1.) За изражавање зависности максималног протицаја Qmax од средњег пада слива Isr, утврђена је експоненцијална регресија другог степена, па коефицијент детерминације R2 = 0.456 указује на значајну повезаност посматраних величина (Слика 5.6.). Слика 5.7. Зависност специфичног максималног протицаја qmaxsp од уравнатог пада речног корита Iu (за дванаест чланова из низа према табели 5.1.) y = 4892.e-0.15x R² = 0.456 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 10 20 30 40 50 Q m a x (m ³/ s ) Isr (%) y = 0.062x2 - 1.398x + 9.255 R² = 0.510 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 0 5 10 15 q m a x s p ( m ³/ s /k m ²) Iu (%) 88 За изражавање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp од уравнатог пада речног корита Iu, утврђена је полиномиjална регресија другог степена, па коефицијент детерминације R2 = 0.510 указује на значајну повезаност посматраних величина (Слика 5.7.). Расипање тачака око криве може се објаснити чињеницом да поред једног појединачног фактора на појаву бујичних поплава утиче више других фактора тако да је неопходно њихово укључивање. У наредним табелама представљени су резултати вишеструке регресионе анализе за испитивање зависности величине специфичног максималног протицаја најпре од висине падавина Н и површине слива А. У следећим корацима додавана је по једна варијабла и то следећим редом - најпре уравнати пад речног корита Iu, потом средњи пад слива Isr, потом коефицијент ерозије земљишта Z, и најзад проценат пошумљености. Вишеструка регресиона анализа са две независне варијабле, висином падавина и површином слива (Табела 5.2.), даје коефицијент детерминације R2 = 0.664. Додавањем параметра уравнатог пада речног корита, вишеструком анализом са три независно променљиве (Табела 5.3.), значајно се повећава коефицијент детерминације R2 = 0.922. Следећа анализа са четири независно променљиве, додавањем параметра средњег пада слива (Табела 5.4.), даје коефицијент детерминације R2 = 0.963. Додавањем коефицијента ерозије земљишта као пете варијабле (Табела 5.5.), вишеструком регресионом анализом добија се коефицијент R2 = 0.976. Додавањем процента пошумљености слива као шесте независне варијабле (Табела 5.6.), вишеструком регресионом анализом добија се до сада највиши коефицијент детерминације R2 = 0.996. Високе вредности коефицијента детерминације указују на велику и значајну зависност специфичног максималног протицаја од наведених параметара. 89 Табела 5.2. Вишеструка регресиона анализа за испитивање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp (m3s-1/km-2) од висине падавина Н (mm) и површине слива А (km2) (за дванаест чланова из табеле 5.1.) Multiple Regression Analysis Dependent variable: qmaxsp Standard T Parameter Estimate Error Statistic P-Value CONSTANT -0.709632 1.51683 -0.467839 0.6510 A -0.00391835 0.00101136 -3.87433 0.0038 H 0.0397348 0.0123171 3.22598 0.0104 Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Model 51.3183 2 25.6592 8.92 0.0073 Residual 25.878 9 2.87533 Total (Corr.) 77.1963 11 R-squared = 66.4777 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 59.0283 percent Standard Error of Est. = 1.69568 Mean absolute error = 1.13532 Durbin-Watson statistic = 1.4769 The equation of the fitted model is: qmaxsp = -0.709632 - 0.00391835*A + 0.0397348*H Међутим, треба обратити пажњу и на параметар вероватноће грешке (p) према F – тесту, чија је вредност мања од 0.05 и указује на статистичку значајност везе између варијабли на високом нивоу поверења (> 95 %) у свим случајевима осим у последњој вишеструкој анализи са шест независно променљивих. У овом случају је ниво поверења за статистичку значајност везе између варијабли нижа од 90 %, при чему варијабли процента пошумљености припада највећa вредност вероватноће грешке (p). 90 Табела 5.3. Вишеструка регресиона анализа за испитивање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp (m3s-1km-2) од висине падавина Н (mm), површине слива А (km2) и уравнатог пада речног корита Iu (%) (за десет чланова из табеле 5.1.) Multiple Regression Analysis Dependent variable: qmaxsp Standard T Parameter Estimate Error Statistic P-Value CONSTANT -2.25638 1.10306 -2.04557 0.0868 A -0.0012369 0.00121484 -1.01816 0.3479 Iu 0.399297 0.0832278 4.79764 0.0030 H 0.031809 0.00840178 3.78598 0.0091 Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Model 63.7167 3 21.2389 23.91 0.0010 Residual 5.33004 6 0.88834 Total (Corr.) 69.0467 9 R-squared = 92.2805 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 88.4208 percent Standard Error of Est. = 0.942518 Mean absolute error = 0.583121 Durbin-Watson statistic = 1.45902 The equation of the fitted model is qmaxsp = -2.25638 - 0.0012369*A + 0.399297*Iu + 0.031809*H За све изведене вишеструке анализе регресије у табелама дате су једначине модела зависности зависно променљиве, специфичног максималног отицаја, од независно прменљивих. 91 Табела 5.4. Вишеструка регресиона анализа за испитивање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp (m3s-1km-2) од висине падавина Н (mm), површине слива А (km2), уравнатог пада речног корита Iu (%) и средњег пада слива Isr (%) (за десет чланова из табеле 5.1.) Multiple Regression Analysis Dependent variable: qmaxsp Standard T Parameter Estimate Error Statistic P-Value CONSTANT -3.45782 1.56999 -2.20245 0.0789 A -0.00125043 0.0012017 -1.04055 0.3458 H 0.0311011 0.00833702 3.73048 0.0136 Isr 0.0590249 0.0554616 1.06425 0.3359 Iu 0.350362 0.0942937 3.71564 0.0138 Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Model 64.701 4 16.1753 18.61 0.0033 Residual 4.34564 5 0.869128 Total (Corr.) 69.0467 9 R-squared = 93.7062 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 88.6712 percent Standard Error of Est. = 0.932271 Mean absolute error = 0.5251 Durbin-Watson statistic = 1.84559 The equation of the fitted model is qmaxsp = -3.45782 - 0.00125043*A + 0.0311011*H + 0.0590249*Isr +0.350362*Iu 92 Табела 5.5. Вишеструка регресиона анализа за испитивање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp (m3s-1km-2) од висине падавина Н (mm), површине слива А (km2), уравнатог пада речног корита Iu (%), средњег пада слива Isr (%) и коефицијента ерозије Z (за девет чланова из табеле 5.1.). Multiple Regression Analysis Dependent variable: qmaxsp Standard T Parameter Estimate Error Statistic P-Value CONSTANT -2.43284 1.33078 -1.82814 0.1650 A -0.00108047 0.00441822 -0.244548 0.8226 H 0.0340768 0.00775014 4.39693 0.0218 Isr 0.0879627 0.044256 1.98759 0.1410 Iu 0.38902 0.108028 3.6011 0.0367 Z -5.18647 3.23253 -1.60446 0.2070 Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Model 61.2034 5 12.2407 24.45 0.0123 Residual 1.50183 3 0.500611 Total (Corr.) 62.7052 8 R-squared = 97.6049 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 93.6131 percent Standard Error of Est. = 0.707539 Mean absolute error = 0.345421 Durbin-Watson statistic = 2.44055 The equation of the fitted model is qmaxsp = -2.43284 - 0.00108047*A + 0.0340768*H + 0.0879627*Isr + 0.38902*Iu - 5.18647*Z 93 Табела 5.6. Вишеструка регресиона анализа за испитивање зависности специфичног максималног протицаја qmaxsp (m3s-1km-2) од висине падавина Н (mm), површине слива А (km2), уравнатог пада речног корита Iu (%), средњег пада слива Isr (%), коефицијента ерозије Z и процента пошумљености слива (за осам чланова из табеле 5.1.). Multiple Regression Analysis Dependent variable: qmaxsp Standard T Parameter Estimate Error Statistic P-Value CONSTANT -1.08603 1.11216 -0.9765 0.5076 A -0.00570149 0.00528614 -1.07857 0.4759 H 0.0346668 0.00585955 5.91629 0.1066 Isr 0.0850871 0.040721 2.08952 0.2842 Iu 0.377721 0.0912125 4.14111 0.1508 Pošum. -0.00808256 0.0132676 -0.609196 0.6517 Z -6.71414 2. 81272 -2.38706 0.2526 Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Model 55.5939 6 9.26564 41.53 0.1166 Residual 0.223125 1 0.223125 Total (Corr.) 55.817 7 R-squared = 99.6003 percent R-squared (adjusted for d.f.) = 97.2018 percent Standard Error of Est. = 0.472361 Mean absolute error = 0.133777 Durbin-Watson statistic = 2.27322 The equation of the fitted model is qmaxsp = -1.08603 - 0.00570149*A + 0.0346668*H + 0.0850871*Isr + 0.377721*Iu - 0.00808256*Pošum - 6.71414*Z 94 Најзад, треба напоменути да су приказане анализе изведене за издвојене екстремне бујичне поплаве као и да је број чланова у низу релативно мали. Међутим, приказане анализе указују на значајне трендове у погледу зависности величина максималног протицаја и специфичног максималног протицаја у односу на висину кишних падавина Н, физичкогеографске параметре А, Iu, Isr, Z и пошумљеност слива. У смислу даљих анализа, потребно је употпуњавати представљени Инвентар бујичних поплава са подацима о максималним протицајима и кишним падавинама које су изазвале те максималне протицаје. Са друге стране, недостатак података о параметрима бујичних сливова указује на потребу израде Катастра бујичних токова у Србији и у овом тренутку онемогућава увођење већег броја сливова у представљене анализе. 95 6. РЕЗУЛТАТИ АНАЛИЗА ФАКТОРА ПОЈАВЕ ПОПЛАВА У ЕКСПЕРИМЕНАЛНИМ СЛИВОВИМА У овом поглављу изведена је анализа карактеристика и фактора појаве бујичних поплава која се потом наставља на разраду хидролошких модела отицаја у сливу. Одабрани су репрезентативни бујични сливови, и то слив Топчидерске реке и слив Топлице. На избор ових сливова је утицала доступност података пре свега о падавинама детаљне временске резолуције. С обзиром на обим досадашњих студија може се рећи да је први експериментални слив знатно више изучен у односу на други. На избор је такође утицала различитост физичко-географских фактора и карактеристика између ова два слива. Слив Топчидерске реке углавном припада брдској зони и у социо-економском смислу је периурбаног карактера (припада београдској макрорегији), док се слив Топлице налази у вишој, планинској зони (у Централној Србији) и руралног је типа. Бујичне поплаве ових токова заузимају значајно место у Инвентару бујичних поплава у Србији. Већ је споменуто, да с обзиром на то да је слив Топчидерске реке најмањи међу издвојеним у Табели 4., забележен је значајан број догађаја бујичних поплава (34), при чему се у последњих неколико деценија издваја онај из јула 1999. године (QmaxРаковица = 91.35 m 3 s -1 ), док је у сливу Топлице забележено 15 догађаја бујичних поплава, при чему се издваја онај из јула 1986. године (QmaxМагово = 192 m3s-1). Такође, ова два слива су одабрана према програму истраживања у оквиру пројекта „Истраживање климатских промена и њиховог утицаја на животну средину: праћење утицаја, адаптација и ублажавање“, подпројекта бр. 9 „Учесталост бујичних поплава, деградација земљишта и вода као последица глобалних промена.“ 96 6.1. Слив Топчидерске реке - профил Раковица 6.1.1. Географски положај Топчидерска река се као десна притока улива у Саву у централној зони Београда. Слив Топчидерске реке је највећи речни слив на административном подручју града Београда. Укупна површина слива Топчидерске реке до ушћа у Саву износи 146,45 km 2 . За разлику од многобројних руралних бујичних сливова који су смештени у брдско-планинским крајевима Централне Србије, слив Топчидерске реке због значајнијег удела вештачких површина сматра се периурбаним сливом. Слив Топчидерске реке подељен је између три београдске општине – Вождовац, Раковица и Савски венац. Насељава га око 160.000 људи у градским, приградским и насељима сеоског типа (Драговић, 2008.). Нижи делови слива припадају урбаној зони Београда, а виши су рурални и служе за потребе пољопривреде, воћарства и шумарства. Међународни коридор 10, који повезује Средњу Европу са југоистоком, пружа се у непосредној близини слива и упоредо са Топчидерском реком. Од регионалних путева, кроз сливно подручје Топчидерске реке пролази пут Железник–Ресник- Раковица, који ово подручје повезује са аутопутем, и регионални пут који води улицом Војводе Степе преко Авале и спаја се са регионалним путем Мали Пожаревац–Младеновац–Топола–Крагујевац. Кроз сливно подручје Топчидерске реке и његовој непосредној близини пролазе најзначајнији правци у железничком саобраћају (железничка пруга Београд–Ниш, Београд–Ужице-Бар и Батајница– Н.Београд–Пожаревац) који повезују северни са јужним делом Србије. Сливно подручје Топчидерске реке карактеристично је и по геотермалним изворима на локацији Паригуз, остацима рудника сребра из римског доба у горњем делу слива, израженом индустријском загађењу слива у доњем делу који квалитет воде Топчидерске реке доводи до IV, најниже категорије, по честим 97 изливањима на локацијама Патин мајдан и железничка станица у Рипњу (Драговић et al., 2008). 6.1.2. Хидрографске и хидролошке карактеристике слива Топографска граница слива и речна мрежа у сливу Топчидерске реке (Карта 4.) исцртане су на основу четворобојних топографских карата размере 1:25000, а коришћени су листови Барајево, Београд-запад, Сопот, Сремчица и Авала. За одређивање параметара слива (Табела 6.1.) коришћен је дигитални модел висина типа SRTM резолуције 90 m у ArcGIS програму. Досадашња искуства и експериментални тестови показали су да SRTM модел омогућава квалитетне анализе топографске површине за анализу територије веће од 100 km2 (Gigović, 2010). Топчидерска река настаје у близини Парцанског виса спајањем 3 потока - Дубоки, Шупиловац и Ковионски, који се састају испод превоја Ковиона - Парцански вис код Рипањског вијадукта. Леве притоке - Кијевски поток, Кладинац поток, Сикијевац поток, Радушње поток, Бела река, Паланка (Дучевац) - уливају се у Топчидерску реку у средњем и горњем току. У доњем току Топчидерске реке уливају се углавном десне притоке - Раковички поток, Паригуз, Пречица и Смрдански поток (Слика 6.2.). Слив Топчидерске реке одликује се благом заталасаношћу и дисекцијом рељефа, са највећом денивелацијом између врха Авале и главног тока где се на непуних 2,5 km удаљености јавља релативна висинска разлика од 390 m, нагиба 15,6 % (Драгићевић et al., 2008.). Слив је брдског карактера и издуженог облика. Највиша тачка вододелнице је 506 m н.в. (врх Авале), а најнижа кота је 87.5 m н.в. на профилу Раковица. Површина слива који гравитира профилу Раковица (АR) износи 126.87 km 2 . Обим слива или дужина топографске вододелнице Топчидерске реке (О) до профила Раковица износи 60.73 km. Модул развијености вододелнице по Гравелијусу на 98 основу израза E = 0.28 𝑂 𝐴 износи 1.51. Просечна ширина слива, која се добија на основу односа површине слива и дужине слива по главном току (B = 𝐴 𝐿 ), износи 4.51 km. Табела 6.1. Параметри слива Топчидерске реке – профил Раковица Параметар Вредност Јединица А 126.87 km2 О 60.73 km Kv 391.1 m n.v. Ku 87.5 m n.v. Hsr 219.85 m n.v. L 28.14 km Lc 12.60 km Ia 1.08 % Iu 0.48 % Isr 11.11 % D 132.39 m G 1.56 km . km 2 Укупна дужина свих водотока у сливу (∑L) износи 198.37 km. Слив Топчидерске реке се одликује добро развијеном хидрографском мрежом - густина речне мреже (G) износи 1.56. Дужина слива по главном току, од тачке на вододелници до излазног профила (L) износи 28.14 km, а одстојање од излазног профила, мерено по главном току до тачке у кориту која је најближа тежишту слива (Lc) износи 12.60 km. Апсолутни нагиб дна речног корита Топчидерске реке одређује се на основу разлике коте врха слива Кv и коте ушћа Кu према дужини слива по главном току, и износи: Ia = Кv−Кu 𝐿 = 1.08 %. Уравнати пад дна речног корита добија се на основу следећег израза и износи: I𝑢 = Кv ′ −Кu 𝐿 = 0.48 %. Средња надморска висина слива износи 219.85 m n.v., а средња висинска разлика слива која се израчунава као разлика средње надморске висине слива и коте ушћа износи 132.39 m. Средњи пад слива (Isr) износи 11.11 %. 99 Табела 6.2. Време концетрације за слив Топчидерске реке – профил Раковица Време концентрације - Tc h 0,502·А0,506 5.8 0,316·L 0,933 7.1 0.819 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖 ) 𝟎.𝟑𝟕𝟔 8.6 0,47·L 0,826 ·Iu –0,127 8.1 0,609·L 0,898 ·Isr –0,17 8.0 0,56·L 0,846 ·Iu –0,084 ·Isr –0,08 8.1 Као што је у поглављу 2.3. објашњено, време концентрације и време кашњења слива могу се израчунати као функција одређених параметара слива користећи утврђене зависности које важе за бујичне токове у Србији (Ристић, 2003; 2006а; 2011). Време концентрације за слив Топчидерске реке (Табела 6.2.), зависно од израза, креће се у интервалу од 5.8 h до 8.6 h, просечна вредност је 7.6 h. Време кашњења према зависностима у табели 6.3. креће се у интервалу од 5.2 h до 6.1 h, а време опадања хидрограма према зависностима у табели 6.4. креће се у интервалу од 9.9 h до 11.9 h. Табела 6.3. Време кашњења за слив Топчидерске реке – профил Раковица Време кашњења - tp h 0.751 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖 ) 𝟎.𝟑𝟑𝟔 6.1 1.399 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖·𝑰𝒔𝒓 ) 𝟎.𝟑𝟏𝟓 5.2 0,693· Tc 5.3 Табела 6.4. Време опадања хидрограма за слив Топчидерске реке – профил Раковица Време опадања - Тr h 1.145 ·А 0,446 9.9 L 0,743 11.9 100 На основу осмотрених података дефинисани су основни хидролошки параметри за слив Топчидерске реке (Драгићевић et al., 2008): - годишња запремина отекле воде, W0 = 13.500.000,00 m 3 god -1 - средњи годишњи протицај, Qsr = 0,43 m3s-1 - специфични отицај, Qsp = 0,003 m3s-1km-2 - максимални протицај вероватноће појаве p = 1%, Q1% = 136,34 m 3 s -1 - максимални протицај вероватноће појаве p = 2%, Q2% = 111,42 m 3 s -1 - максимални протицај вероватноће појаве p = 5%, Q5% = 83,56 m 3 s -1 Редовно и наменско осматрање РХМЗС-е у сливу Топчидерске реке почиње 1958. године. Године 2010. почело је осматрање водостаја и количине падавина модерним мониторинг системом. Измерене вредности параметара на локацијама постављених апарата шаљу се путем бежичне технологије централном софтверу и SMS-ом надлежнима за заштиту од поплава. Током овог мониторинг периода није дошло до појаве значајнијих максималних протицаја. Подаци након низа година мерења свакако могу имати значај у хидролошким прорачунима. Слика 6.1. Карактеристични годишњи протицаји Топчидерске реке, профил Раковица 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1959 1969 1979 1989 1999 2009 m ³/ s Qmin Qmax 101 Слика 6.2. Речни систем Топчидерске реке На основу слике 6.1. о минималним и максималним годишњим протицајима и видно израженог дисбаланса малих и великих вода (у случају 1999. године тај однос је 1:230.68), може се закључити о бујичном режиму отицаја воде у сливу Топчидерске реке, што је такође одлика и њених притока. 102 6.1.3. Климатске карактеристике слива Клима сливног подручја Топчидерске реке је умерено континенталног типа са средњом годишњом температуром ваздуха од око 12 оС и просечном годишњом количином падавина од око 700 mm (Табела 6.5. и 6.6.). Најтоплији је месец јули, а најхладнији месец је јануар. У последњим годинама ређе су оштре зиме, док се топли период са летњим температурама ваздуха продужава. Тако су пролеће и јесен знатно скраћени, а лето и зима продужени. Доминантан ветар је југоисточни који се популарно назвива кошава. Најчешће се јавља у првом тромесечју године, а најмање у периоду јуни и јули. Западни ветар је други по значају и најчешћи у јулу. Међутим, обично доноси обилне и интензивне кише које условљавају генезу бујичних поплавних таласа у сливу. Табела 6.5. Средње месечне вредности температура ваздуха у oC за метеоролошке станице Станица Период I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Карађ. парк 1982.-2012. 1.5 2.8 7.6 13 18.1 21.2 23.2 23 18.3 12.9 7.2 2.7 Кошутњак 1989.-2012. 1.3 3 7.7 12.6 17.6 20.9 23 22.9 17.9 12.9 7.5 2.3 Извор: Из фонда података РХМЗС-е Табела 6.6. Средње месечне и средње годишње вредности падавина у mm за метеоролошке станице (исти периоди осматрања) Станица I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год. Карађ. парк 43.8 45.6 45.2 55.1 68.8 95.9 65.4 54.1 53 46.9 57.7 58.8 694.7 Кошутњак 46.9 43.2 43.6 50.2 57.2 85.6 68.2 61.1 67.2 51.8 51.6 61.7 688.4 Извор: Из фонда података РХМЗС-е Најкишовитији месеци су јун, мај и јул према подацима регистрованим на станици Карађорђев парк, односно јун, јул и септембар према подацима забележеним на станици Кошутњак. Према слици 6.3., апсолутно максималне дневне висине падавина забележене на обе станице највеће су у јуну месецу, а потом јулу и септембру за станицу Кошутњак, односно септембру и јулу за станицу Карађорђев парк. Претпоставља се да су апсолутно максималне дневне 103 висине падавина, нарочито у летњој половини године, узимајући у обзир висину падавина која се креће у опсегу од преко 15 mm до преко 100 mm која су излучене у року од 24 часа, изазивале појаву поплавних таласа. Тако, на пример, приказане апсолутно максималне дневне количине падавина за месец јул за цео период осматрања представљају јаке пљускови који су условили појаву чувеног поплавног таласа Топчидерске реке (Qmax = 91.35 m3s-1) 10. јула 1999. године. Слика 6.3. Приказ апсолутно максималних дневних висина падавина по месецима забележених на главној метеоролошкој станици Београд (Карађорђев парк) у периоду 1936. – 2012. и на станици кишомерној Кошутњак у периоду 1989.-2012. 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. H ( m m ) Београд Кошутњак 104 6.1.4. Геолошке карактеристике слива За идентификацију геолошких карактеристика слива Топчидерске реке коришћене су основне геолошке карте размере 1:100.000 и тумачи за листове Београд, Обреновац, Смедерево и Панчево у издању Геолошког завода Србије. У литолошком и стратиграфском смислу, слив Топчидерске реке карактеришу веома разноврсне стене (Слика 6.4., Табела 6.6.). Седиментне стене су знатно више заступљене у односу на магматске и метаморфне стене. Најстарије стене у сливном подручју Топчидерске реке су јурске старости. Међутим, стене углавном припадају креди и неогену, а у површинским деловима квартару. Са леве стране Топчидерске реке на тромеђи листова Београд, Обреновац и Смедерево развијена је флишолика серија којој је на основу микрофаунистичких података одређена старост малма-неокома а изграђена је од лапораца, глинаца и пешчара. Турон-сенонски седименти изграђени су од лапоровито–песковитих кречњака, песковитих лапораца и ређе пешчара. Дацити и кварцлатити у воду жица пробијају седименте око Топчидерске реке у средњем делу слива. Лампрофири простиру се у подножју Космаја и у атару села Рипањ где се због квалитета користе као грађевински материјал. Добар део неогених седимената и серпентинита покривен је делувијалним глинама алевритско-глиновитог састава где је садржај глиновите фракције око 25%. Творевине холоцена, које су распрострањене у оквиру алувијалних равни Топчидерске реке, представљене су седиментима флувијалног генетског типа, односно фацијама корита, тj. песковима са примесама глиновите и алевролитичне компоненте, дебљине између 5 и 10 m. Фацију корита чине пескови са примесама глиновите и алевротичне компоненте, код којих је утврђена фина стратификација и правилност у седиментацији и фацијалном распореду. 105 Слика 6.4. Геолошка карта слива Топчидерске реке – профил Раковица 106 Табела 6.6. Геолошки састав у сливу Бр. Геолошка основа A (km2) % 1. Алевролити и лапорци 3.09 2.43 2. Андезити, дацити и кварцлатити 0.19 0.15 3. Банковити кречњаци 0.23 0.18 4. Дацито-андезити и латити 0.16 0.13 5. Делувијалне глине 2.85 2.25 6. Дијабаз-рожначка формација 5.88 4.63 7. Глине, глин. лапорци, лапор. глине, пескови, пешчари и кречњаци 6.20 4.88 8. Гвожђевити пешчари, песковити лапорци и кречњаци 1.52 1.20 9. Конгломерати, пешчари и глинци 0.25 0.20 10. Кречњаци, глине, пескови и песковите глине 7.97 6.28 11. Кречњаци, лапорци и пешчари 7.27 5.73 12. Кварцлатити 0.67 0.53 13. Лампрофири 0.09 0.07 14. Лапорци, глинци и алевролити 2.05 1.62 15. Органогено-детритични кречњаци 0.43 0.34 16. Органогено-оолитски и песковити кречњаци 3.44 2.71 17. Пешчари, алевролити, лапорци, глинци и кречњаци 26.99 21.27 18. Пескови, песковите глине и пешчари 28.24 22.26 19. Песковити лапорци, пешчари и кречњаци 16.52 13.02 20. Серпентинити 5.85 4.61 21. Сивоплавичасте, гвожђевите и лапоровите глине 6.98 5.50 6.1.5. Педолошке карактеристике Типови земљишта и њихове карактеристике, заступљени у сливу Топчидерске реке издвојени су на основу дигитализоване педолошке карте Института за земљиште у Београду (1963) и студије Драговић et al. (2008). У сливу Топчидерске реке до профила Раковица доминантно је заступљена гајњача (са 53,83%), а присутни су и њени варијетети - гајњача у лесивирању, гајњача лесивирана, као делувијални и алувијални наноси (Слика 6.5. и 6.6.), чији су називи дати и према WRB класификацији земљишта (2011). 107 Еутрично смеђе земљиште на глиновитим језерским седиментима (Eutric Cambisol), односно гајњача је у сливном подручју Топчидерске реке углавном било шумско земљиште, тј. дуго је било под заштитом шумске вегетације. Потом је масовно претварано у пољопривредно земљишто, при чему су режими начина коришћења и микроклимата значајно измењени, а само земљиште подвргнуто процесима деградације. Гајњача је тип земљишта који лако подлеже испирању јона из адсорптивног комплекса уласком Н јона и закисељавању средине, а истовремено долази до испирања органских и минералних колоида. У сливу Топчидерске реке заступљени су и њени варијатети - еутрично смеђе земљиште, илимеризовано (Cuntanic Cambisol (Eutric)), односно гајњача у лесивирању и илимеризовано земљиште на глиновитим језерским седиментима, реголитично, глиновито (Albic Luvisol (Endoeutric)), односно лесивирана гајњача. Слика 6.5. Педолошки састав слива Топчидерске реке – профил Раковица Делувијално (колувијално) земљиште, еутрично, глиновито (Colluvic Regosol (Eutric, Clayic)) може се срести у подножју нагиба, а зависно од степена нагиба и климатских услова може бити врло плитак или врло дубок. Колувијални наноси сврставају се у класу неразвијених земљишта типа (А)-С, у реду аутоморфних земљишта и немају изражену структуру. Тамо где су повољни услови за ерозионе процесе, стварају се и проширују површине под коливијалним наносима. 5.0 68.3 6.8 14.8 32.0 3.9 53.8 5.4 11.7 25.2 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 80.0 Haplic Fluvisol Eutric Cambisol Albic Luvisol Cuntanic Cambisol Coluvic Regosol A (km²) % 108 Слика 6.6. Педолошка карта слива Топчидерске реке – профил Раковица Алувијално земљиште (Fluvisol), некарбонатно, глиновито (Haplic Fluvisol (Eutric, Clayic), односно алувијални нанос иловасти јавља се поред главног тока Топчидерске реке. Са уништавањем шума и појачаном ерозијом у сливу, али и Haplic Fluvisol Colluvic Regosol Eutric Cambisol Albic Luvisol Cuntanic Cambisol 109 бочном ерозијом у речном кориту дошло је до затрпавања ранијих хидрогених земљишта плићим или дубљим наносом. 6.1.6. Начин коришћења и вегетационе карактеристике Структура начина коришћења земљишта и карактеристике вегетације у сливу представљене су на основу дигитализоване карте CORINE (2006.) и студије Драговић et al. (2008.). Начини коришћења земљишта су груписани према потребама за ово истраживање, односно развој хидролошког модела (Слика 6.7. и 6.8.). Насеља, индустрија и саобраћајнице и њима припадајуће земљиште, места експлоатација минералних сировина чине готово 16% површине слива. У сливном подручју Топчидерске реке постоје традиционална воћарска и виноградарска подручја. Пољопривредно земљиште обухвата оранице и баште, воћњаке и винограде. Шуме слива Топчидерске реке карактерише средње густа приземна флора и средње густ коров. Надморске висине на којој се простиру шуме су у распону од 110 до 430 метара. Шуме у сливу Топчидерске реке су највећим делом изданачког порекла, претежно друге генерације, а мањи део чине вештачки подигнуте састојине храста лужњака и осталих лишћарских и четинарских врста. У сливном подручју Топчидерске реке заступљене су следеће заједнице (Драговић et al., 2008): заједница лужњака и пољског јасена (Quercо-Fraxinetum angustifoliae Ruski), заједница граба и китњака (Querco-Carpinetum serbicum Rud.), заједница граба и китњака са лужњаком (Robori-Querco-Carpinetumi Job. et Vuk.), заједница претпланинске букве - Fagetum submontanum Job., заједница сладуна и цера (Quercetum-Farnetto-Cerris Rud.), заједница сладуна и цера са грабом (Carpino-Quercetum farnetto-Cerris (Rud.) Gajić), заједница сладуна и цера са црним јасеном (Orno-Quercetum farnetto-Cerris Prov.), заједница цера и ситне границе (Quercetum cerris-virgilianie Jov. et Buk.), заједница цера (Quercetum cerris-virgilianae serpentinicum Jov. et Buk.), заједница 110 црног јасена (Orno-Quercetum virgilianae Gajić.), заједница ситне границе са грабићем (Querco-Carpinetum orientalis), заједница црног бора (Pinetum nigrae). Слика 6.7. Начин коришћења земљишта у сливу Топчидерске реке – профил Раковица 111 Поред наведених шумских асоцијација, у сливу Топчидерске реке налазе се и вештачки подигнуте културе на мањим површинама, као што су: вештачки подигнута састојина багрема, у којима је присутна велика угроженост од човека и инсеката; вештачки подигнута састојина белог и црног бора, слабог здравственог стања; вештачки подигнута састојина четинара (кедар, боровац, црни бор), осредњег здравственог стања, и састојина четинара (дуглазија); вештачки подигнута састојина осталих лишћара (сребрна липа, ситнолисна липа, лужњак) (Драговић et al., 2008). Слика 6.8. Начин коришћења земљишта у сливу Топчидерске реке – профил Раковица 6.1.7. Ерозија у сливу У сливу Топчидерске реке присутан је процес ерозије земљишта врло слабог, слабог, средњег и јаког интензитета (Табела 6.7.; Слика 6.10.), према класификацији С. Гавриловића (Драгићевић, 2002; Драговић, 2008). Друга категорија интензитета, односно јака ерозија најзаступљенија је у горњем делу слива на стрмим падинама без шумског прекривача, а јавља се у виду браздасте, јаружасте и површинске ерозије и на појединим деловима у виду клизишта. 19.8 67.5 2.3 34.3 0.2 2.2 0.7 15.6 53.2 1.8 27.0 0.1 1.7 0.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Вештачке површине Пољопр. земљ. Травнате површине Листопадне шуме Четинарске шуме Мешовите шуме Прел. подр. шуме и макије A (km²) 112 Трећа категорија, односно ерозија средњег интензитета присутна је у готово свим деловима слива, посебно на ораничним површинама и на стрмијим падинама у облику површинске али и браздасте и јаружасте ерозије. Слаба ерозија (IV категорија разорности) захвата највећи део слива, а распрострањена је на обрадивим површинама на падинама блажих нагиба и на површинама под шумом. Врло слаба ерозија јавља се на површинама под шумским покривачем доброг склопа. Средњи коефицијент ерозије у сливу Топчидерске реке (Z) износи 0,38 и указује на слабу ерозију. Табела 6.7. Ерозија у сливу Топчидерске реке Категорија ерозије % I - II 7,78 III 28,80 IV 43,75 V 19,67 Укупно 100 Извор: Костадинов et al., 2008. Процес површинске ерозије представља равномерно одношење површинског слоја земљишта, а најинтензивнији је на стрмим падинама током интензивних падавина или наглог топљења снега. Површинска ерозија у сливу Топчидерске реке заступљена је на локалитетима Јајинаца, Ресника, Раковице и Пиносаве, а браздаста ерозија се јавља у Раковици, Белом Потоку, Реснику, Кијеву, Пиносави, Рипњу, Раљи, Парцану и Зуцу. Јаружаста ерозија распрострањена је у атарима села Кнежевац, Кијево, Парцана, у сливу Кијевског потока и на падинама Хајдучког потока (Драгићевић, 2002; Драговић, 2008). За разлику од браздасте ерозије, појава јаруга и вододерина на споменутим теренима онемогућава коришћење земљишта у сврху пољопривреде. Појава клизишта у сливу Топчидерске реке, у оклини Белог Потока, Зуца и Рипња, указује на присутност најтежег облика дубинске ерозије. Њихова појава углавном је везана за подручје неогених седимената где обично нема заштитне вегетације чиме је омогућено 113 клизање преко наквашене геолошке подлоге, најчешће непропустљиве глине (Драгићевић, 2002; Драговић, 2008). Слика 6.10. Карта ерозије у сливу Топчидерске реке Извор: Институт за водопривреду „Јарослав Черни“, Београд Око 40% речних обала Топчидерске реке регулисано је применом градског типа регулације са призматичним, обложеним коритом и тиме заштићено од меродавних великих вода. Међутим, да би Топчидерска река могла безбедно да прими и спроведе стогодишње велике воде, корито би требало да буде у првобитно пројектованом стању, односно редовно чишћено и одржавано. То, међутим, није случај - корито Топчидерске реке на знатном делу тока кроз 114 општину Савски Венац зарасло је у коров и вегетацију, нанос се у кориту таложи, што неминовно доводи до изливања вода из корита и то много мањих од пројектованих стогодишњих. Слика 6.11. а) Бочни прелив на ретенцији „Бела река“ на Белој реци; б) Ретенција „Бела река“ на Белој реци в) Регулација Раковачког потока код манастира Раковица (Фото: С. Костадинов, А. Петровић) На узводном сектору корито није регулисано тако да је природно речно корито малих димензија и обрасло, док бројне дивље депоније отпада у речном кориту додатно погоршавају стање. У горњем току Беле реке (Слика 6.11.), једне од значајнијих притока Топчидреске реке, изграђена је ретенција са основном наменом задржавања поплавног таласа, а доњи ток водотока регулисан је обложеним коритом. На потоку Паригуз код Ресника изграђена је микроакумулација „Ресник“ чија је намена првенствено рекреативна. Пошто у 115 сливу потока Паригуз нису предузети никакви противерозиони радови, врло брзо после изградње насуте бране микроакумулација „Ресник“ је засута наносом (Драгићевић et al., 2008). 6.1.8. Припрема релевантних података за развој хидролошког модела отицаја Геолошке и педолошке карактеристике и начин коришћења земљишта, односно вегетационе карактеристике у сливу Топчидерске реке приказане су у форми гридних матрица са кодовима за сваки тип геолошке основе, тип земљишта и начин коришћења земљишта, односно тип вегетације, као што је представљено у подпоглављу 3.4. Тако је свакој гридној ћелији додељен одговарајући тип геолошке подлоге, тип земљишта и начин коришћења земљишта. За симулацију отицаја у време поплавних таласа у сливу Топчидерске реке до профила Раковица узети су карактеристични хидрограми (Слика 6.12.-6.15.), који су издвојени на основу серије података о протицају на хидролошком профилу Раковица, и часовне вредности меродавних кишних падавина, које су условиле појаву поплавног таласа. У наставку следи приказ репрезентативних хидрограма код којих се може издвојити узлазна грана великог нагиба, затим врх, односно максимум хидрограма и опадајућа, односно рецесиона грана хидрограма. 116 Слика 6.12. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топчидерске реке из 1994. Слика 6.13. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топчидерске реке из 1996. године 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.00.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 H (mm) Q (m3/s) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.00.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 H (mm) Q (m3/s) 117 Слика 6.14. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топчидерске реке из 1999. године (1) Слика 6.15. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топчидерске реке из 1999. године (2) 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.00.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 H ( m m ) Q ( m ³/ s) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.00.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 H ( m m ) Q ( m ³/ s) 118 За анализу хидрограма поплавних таласа коришћен је програм BFI, аутора Wahl, K. L. и Wahl, T. L., помоћу кога су раздвојени базни отицај и директни отицај (Слика 6.16.-6.19.) од укупног отицаја за наведене поплавне таласе. Овај компјутерски програм се широко користи у хидролошкој пракси широм света и код нас, и замењује дуго коришћени графо-аналитички поступак. Као резултат добија се индекс базног отицаја и величине запремине базног и укупног отицаја. Добијени облици хидрограма директног отицаја су готово идентични хидрограмима укупног отицаја, међутим, њихова запремина је умањена за запремину базног отицаја. На основу хидрограма, може се закључити да у налету појаве поплавног таласа доминантан део хидрограма укупног отицаја представља директан отицај, што је последица јаких, интензивних киша. Супротно томе, у осталим периодима у току године без падавина, тј. рецесионом делу године, доминира базни отицај (Đukić, 2006; Đukić, 2012b; Đukić, 2012c; Никић, 2012). Базни отицај највише је учествовао у укупном отицају поплавног таласа из 1996. године (0.373), а најмање у укупном отицају поплавног таласа 10. јула 1999. године (0.114) (Табела 6.8.). Табела 6.8. Неке карактеристике репрезентативних поплавних таласа Топчидерске реке Период Wd (10 6 m 3 ) Qdmax (m 3. s -1 ) Wb (10 6 m 3 ) Qbmax (m 3. s -1 ) Wt (10 6 m 3 ) BFI (Wb/Wt) Qmax (m 3. s -1 ) qmaxsp (m 3. s -1. km -2 ) 19.-23.06.1994. 22.86 41.042 3.24 0.464 26.10 0.124 41.34 0.33 13.-18.05.1996. 27.78 35.166 16.50 2.975 44.28 0.373 36.63 0.29 08.-12.07.1999. 113.67 89.520 14.60 2.072 128.27 0.114 91.35 0.72 28.7.-2.8.1999. 42.87 40.290 13.44 1.537 56.31 0.239 41.50 0.33 То такође значи да је запремина базног отицаја (Wb) у поплавном таласу из 1996. године имала највећи удео у укупној запремини отицаја (Wt), а у поплавном таласу 10. јула 1999. године највећи удео у укупној запремини отицаја имала је запремина директног отицаја (Wd). Специфични максимални протицај (qmaxsp) 119 највећи је у случају поплавног таласа из јула 1999. године (0.72), а најмањи из 1996. године (0.29). Слика 6.16. Директни и базни отицај током поплавног таласа јуна 1994. године Слика 6.17. Директни и базни отицај током поплавног таласа маја 1996. године 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 120 Слика 6.18. Директни и базни отицај током поплавног таласа маја 1996. године Слика 6.19. Директни и базни отицај током поплавног таласа крајем јула 1999. године 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 121 У циљу добијања података о средњим меродавним висинама падавина за цео слив за моделиране сливове коришћена је метода изохијета примењена у ArcGIS програму која се базира на примени поступка интерполације на основу распореда кишомерних станица тако што се повлаче линије које спајају тачке са једнаком количином падавина, односно изохијете. Методом пондерисања добијена је средња меродавна дневна висина падавина за цело сливно подручје (Pd,sliv), тако што се множе вредности површина делова слива између суседних изохијета и средње вредности изохијета, потом се добијене вредности сумирају, а добијена сума дели се са површином слива. Слика 6.20. Карта изохијета на примеру кишне епизоде из 1994. године, Топчидерска река Чињеницу о недовољној изучености бујичних сливова у Србији потврђује и податак да се часовне вредности падавина мере само на главним метеоролошким станицама и појединим кишомерним станицама, тј. фонд часовних података 122 падавина је оскудан, док подаци о дневним падавинама са падавинских станица доминирају. Такође, у раду ових станица постоје значајни прекиди. У оваквим ситуацијама а при детаљним анализама поплавних таласа примењује се поступак одређивања часовних падавина за цео слив (Ph,sliv) на основу следећег односа (Ристић, 1999): Pd,sliv : Pd,pluv. = Ph,sliv : Ph,pluv., односно (31) Ph,sliv = Ph ,pluv .∙Pd ,sliv Pd ,pluv . узимајући притом у обзир чињеницу да апсолутно равномерна просторна расподела количина кишних падавина и њихових интензитета није могућа у природним бујичним сливовима. За слив Топчидерске реке коришћене су дневне (Pd,pluv.) и часовне (Ph,pluv.) вредности падавина са кишомерне станице Кошутњак са плувиографом и дневне вредности падавина са падавинских станица Барајево, Раља, Рушањ, Врчин и Јајинци (Слика 6.20.). У табели 6.9. дефинисани су периоди симулације са карактеристикама епизода киша, односно трајањем, укупном сумом и средњим интезитетом кишних падавина. Табела 6.9. Периоди симулације и карактеристике епизода киша, слив Топчидерске реке Бр. хидр. Период симулације Епизоде киша Тк (h) ∑P (mm) Isr 1. 19.-23.06.1994. 20.-21.06.1994. 7 35.8 5.1 2. 13.-18.05.1996. 14.-15.05.1996. 17 29.7 1.56 3. 08.-12.07.1999. 08.-10.07.1999. 31 119.4 3.51 4. 28.07.-02.08.1999. 29.-31.07.1999. 25 41.9 1.68 Распон вредности Дарсијевог коефицијента филтрације и специфичне издашности за стене према ауторима Freeze & Cherry (1979) присутне у сливу Топчидерске реке дате су у табели 6.10. 123 Табела 6.10. Распон вредности хидрогеолошких параметара за стене присутне у сливу Врста стене Ks (m/dan) Sy (m -1 ) Чврсте магматске стене 2.74.10-6-2.74.10-2 0.025 Кречњаци 2.74.10-4-10 0.025 Флиш 2.74.10-4-10 0.25 Изломљене стене 2.74.10-2-10 - Лапорци 2.74.10-4-10 0.23 Глине и глинци 2.74.10-5-0.019 0.05 Лес 2.74.10-4-0.274 0.18 Геолошки састав слива Топчидерске реке је веома разноврстан, што се такође може потврдити на нивоу већине полигона дигитализоване геолошке карте слива који имају неколико атрибута, рецимо полигон са ознаком глине, глиновити лапорци, лапоровите глине, пескови, пешчари и кречњаци или полигон са ознаком - пешчари, алевролити, лапорци, глинци и кречњаци. Полигон који има атрибуте - кречњаци, глине, пескови и песковите глине или полигон са атрибутима - кречњаци, лапорци и пешчари, губе реална хидрогеолошка својства чистих кречњака јер су значајно измењени присуством других формација. С обзиром да је вредност Дарсијевог коефицијента за стене најбитнији параметар у модулу отицаја у засићеној зони, а узимајући у обзир распон његове вредности за различите врсте стена, и нарочито шареноликост у оквиру геолошких полигона, калибрација ће се вршити у распону 2.74.10-6 - 10 на нивоу целог слива. Подаци о механичком саставу и текстури различитих типова земљишта заступљених у сливу Топчидерске реке су дати на основу фонда података Института за земљиште у Београду, Шумарског факултета у Београду, као и литературе (Antić, 2007). У табели 6.11. дати су подаци о хоризонтима земљишта заступљених у сливу Топчидерске реке до профила Раковица, тј. њиховој припадности текстурним класама према америчкој класификацији и просечне вредности параметара водно - физичких својстава према аутору Rawls (1982). У моделу слива узете су константне вредности параметара ws, wr, α, n. 124 Табела 6.11. Текстурни састав земљишта и параметри водно - физичких својстава Тип земљишта Дуб. (cm) Текстурнe класе ws wr α n Kz (m/d) Алувијум 0-27 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 27-50 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 50-80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 >80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 Гајњача 0-20 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 20-40 иловача 0.430 0.078 0.012 1.560 0.163 40-60 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 100-120 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 Гајњача у лесивирању 0-30 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 30-60 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 60-80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 80-100 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 Гајњача лесивирана 0-5 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 5-28 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 28-70 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 70-90 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 Делувијум 0-20 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 20-40 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 60-80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 80-160 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 Просечне вредности евапотранспирационо - интерцептивних параметара: интерцептивни капацитет биљке (STOR), индекс лисне површине (CLAI), индекс површине биљке (PLAI), дренажни параметар вегетације (Ck), дренажни параметар вегетације (Cb), дати су у табели 6.12. према ауторима Breuer et al. (2003) и Dunn & Mackay (1995). Интерцептивни капацитет биљке може се дефинисати као максимална количина воде коју може да задрже надземни делови биљке (највећа вредност овог параметра је за шуме); индекс лисне површине 125 представља заступљеност укупне површине под лишћем у односу на укупну површину под вегетацијом; индекс површине биљке представља заступљеност површине без вегетације у односу на површине под вегетацијом (2013). Табела 6.12. Вредности евапотранспирационо - интерцептивних параметара Врста вегетације Rk (mm/s) Rb (mm-1) STOR (mm) PLAI CLAI Листопадне шуме 1.40E-5 5.1 5 1 6 Четинарске шуме 1.40E-5 5.1 5 1 6 Мешовите шуме 1.40E-5 5.1 5 1 6 Прелазна подручја шума и макија 1.40E-5 5.1 1.5 1 3 Травњаци 1.40E-5 5.1 1.5 1 6 Пољопривредно земљиште 1.40E-5 5.1 1.5 1 6 Табела 6.13. Однос стварне и потенцијалне евапотранспирације Тензија земљ. влаге (Sm) Шуме Пољ. површине и травњаци Деградиране шуме, урбана земљ. и голети АЕ/PE -1000 0 0 0 -150 0.05 0.03 0.02 -50 0.2 0.12 0.08 -20 0.5 0.3 0.2 -10 0.8 0.48 0.32 -1 1.0 0.6 0.4 -0.1 1.0 0.6 0.4 Пошто су коришћене часовне вредности потенцијалне евапотранспирације, коришћене су и литературне вредности односа стварне и потенцијалне евапотранспирације за различите врсте вегетације, односно начине коришћења земљишта, у зависности од тензије земљишне влаге према ауторима програма SHETRAN, односно упутству за коришћење софтвера (2013), и аутора Shuttleworth (1993) у табели 6.13. 126 Табела 6.14. Функција кореновог система Дубина корена (m) Пољопр. земљиште Травњаци Листопадне шуме Четинарске шуме Деградиране шуме RDF 0.1 0,31 0.25 0.178 0.13 0.25 0.2 0,228 0.18 0.144 0.12 0.18 0.3 0.17 0.15 0.126 0.11 0.15 0.4 0.1 0.12 0.108 0.1 0.12 0.5 0.072 0.1 0.094 0.09 0.1 0.6 0.06 0.08 0.08 0.08 0.08 0.7 0.04 0.06 0.066 0.07 0.06 0.8 0.02 0.03 0.052 0.06 0.03 0.9 0.02 0.04 0.05 0.02 1.0 0.1 0.027 0.03 0.01 1.2 0.04 0.06 1.4 0.027 0.04 1.6 0.018 0.03 Подаци о функцији густине кореновог система (RDF) која се мења са дубином дата је у табели 6.14. према упутству за коришћење софтвера SHETRAN, и аутору Gregory (1988). Функција густине кореновог система представља укупну дубину корена и заступљеност корења у сваком слоју земљишта (2013). Вредности Стриклеровог коефицијента рапавости за водотоке и Стриклеровог коефицијента рапавости за површински отицај за различите врсте вегетације су инверзне у односу на Манингов коефицијент рапавости за речна корита и типове вегетација. За потребе овог истраживања користиће се интервал Манинговог коефицијента за речна корита од 0.20 – 0.40, односно интервал Стриклеровог коефицијента 20 – 40 који се најчешће користи за квантификовање рапавости речног дна (притом се претпоставља да је јединствена вредност овог параметра за целу речну мрежу) (Đukuć, 2010). Према аутору Engman (1986), у табели 6.15. дате су вредности Манинговог коефицијента за површински отицај. 127 Табела 6.15. Манингов коефицијент рапавости за површински отицај Врста вегетације n мин. сред. макс. Листопадне шуме 0.12 0.18 0.25 Четинарске шуме 0.12 0.18 0.25 Мешовите шуме 0.12 0.18 0.25 Прелазна подручја шуме и макије 0.067 0.04 0.12 Травњаци 0.055 0.098 0.14 Пољопривредно земљиште 0.05 0.085 0.12 Када су сви потребни подаци спремни, може се покренути GUI апликација SHETRAN-а што представља почетни корак у развоју модела отицаја у сливу (Слика 6.21.). Овим поступком, на основу ДМВ-а и маске слива, одабиром доминантог начина коришћења земљишта, односно вегетације са припадајућим вредностима параметара, доминатног типа земљишта са припадајућим вредностима параметара, хидролошких и метеоролошких података за дати поплавни талас, формира се првобитни моделирани хидрограм чија је максимална ордината обично знатно нижа у односу на регистровани хидрограм а њихови облици се такође не подударају. Некада се, међутим, може догодити да се регистровани и првобитни моделирани хидрограми поклапају и да Nash-Sutcliffe коефицијент показује високу вредност, али се не може говорити о релевантном моделу пошто није постављен на реалним подацима о сливу, односно није калибрисан и верификован, тј. такво подударање је случајно. Интегрисањем у модел реалних података о топографским, геолошким, педолошким и вегетационим карактеристикама у сливу, већ се јављају изгледи о подударању забележених и моделираних протицаја. 128 Слика 6.21. Хидрограм добијен покретањем GUI апликације на примеру Топчидерске реке 6.1.9. Анализа осетљивости модела отицаја Најпре је потребно, на основу литературе и знања из области хидрологије, одредити најважније факторе, односно параметре који битно утичу на облик хидрограма, односно нагибе гране пораста и гране рецесије, и његову вршну ординату, потом дефинисати интервале параметара и оценити у којој мери сваки од параметара утичe на формирање отицаја. На тај начин обезбеђује се анализа осетљивости модела. На основу систематизованих знања у поглављу 2, може се закључити да на облик и максималну ординату хидрограма поплавног таласа у условима бујичних сливова највише утичу интензитет и количина падавина, начин коришћења земљишта, хидролошка својства земљишта и хидрогеолошка својства стенских маса. Комбинација споменутих карактеристика слива одређује праг слива за појаву датог поплавног таласа у односу на одређени интензитет и количину излучених кишних падавина. Стога су, на основу препорука из упутства за коришћење софтвера SHETRAN (2013) и искуства ранијих истраживања (Đukić, 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 m ³/ s Qreg Qmod 129 2010), анализом осетљивости обухваћени следећи параметри, као специфични показатељи најважнијих карактеристика у сливу: Дарсијев коефицијент филтрације геолошке основе, Дарсијев коефицијент филтрације земљишта, Strickler-ов коефицијент рапавости за површински отицај и Strickler-ов коефицијент рапавости за речна корита, а њихове литературне доње и горње граничне вредности, за услове слива Топчидерске реке, приказане су у табели 6.16. Табела 6.16. Интервали вредности параметара за анализу остељивости Параметри Мин. Макс. Јединица Kz 0.0126 0.1793 m/d Ks 2.74*10 -6 10 m/d So 4 100 m 1/3 s -1 Sr 20 40 m 1/3 s -1 При испитивању осетљивости модела треба мењати вредност само једног параметра како би се најбоље уочила величина утицаја сваког од њих (Đukić, 2010; 2013). Осетљивост модела треба да буде испитана са горњим и доњим вредностима параметара који утичу на величину отицаја. Слике 6.22.-6.25. дају графичку представу о утицају на отицај, односно хидрограм, сваког од наведена четири параметра. На основу хидрограма, може се закључити да највеће варијације моделираних отицаја условљавају доње и горње граничне вредности Стриклеровог коефицијента рапавости речног корита (ΔQ = 38.52 m3s-1, повећање Qmax за 53.48 %), потом Дарсијевог коефицијента филтрације за геолошку основу (ΔQ = 18.99 m3s-1, умањење Qmax за 18.27 %) и Стриклеровог коефицијента рапавости површинског отицаја (ΔQ = 15.94 m3s-1, повећање Qmax за 18.21%), а најмање Дарсијевог коефицијента филтрације за земљишта (ΔQ = 12.2 m3s-1, смањење Qmax за 12.31 %). Међутим, због нереалног повећања протицаја услед доње граничне вредности Дарсијевог коефицијента филтрације, у процесу калибрације потребно је узети вредност приближнију горњој граничној вредности. 130 Утицаји горњих и доњих граничних вредности параметара на вршну ординату у односу на поплавни талас из 1999. године (Qmax = 91.35 m3s-1) за који се врши калибрација модела, квантификовани су у процентима. Тако се, на пример, при максималној вредности Стриклеровог коефицијента за површински отицај Somax, вршни протицај Qmax увећава за 13.26 %, а при минималној смањује за 4.19 % у односу на регистровани вршни протицај. При максималној вредности Стриклеровог коефицијента за речна корита Srmax, вршни протицај Qmax увећава за 21.01 %, а при минималној Sr min, смањује за 21.16 % у односу на регистровани вршни протицај. При максималној вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за земљишта Kzmax, вршни протицај Qmax, умањује се за 4.87 %, а при минималној увећава се за 8.48 % у односу на регистровани вршни протицај (Q = 91.35 m 3 s -1 ). При максималној вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за стене Ksmax, вршни протицај Qmax, умањује се за 7 %, а при минималној увећава се за 13.79 % у односу на регистровани вршни протицај (Qmax = 91.35 m3s-1). Табела 6.17. Утицај вредности параметара на вршни протицај Параметри min max ΔQ % QKz 99.10 86.90 12.2 -12.31 QKs 103.95 84.96 18.99 -18.27 QSo 87.52 103.46 15.94 +18.21 QSr 72.02 110.54 38.52 +53.48 Дакле, што је виши Стриклеров коефицијент рапавости за површински отицај и речна корита, а мањи коефицијент хидрауличког кондуктивитета за земљишта и за стене, то ће максимална ордината хидрогама бити виша, а могу се очекивати и стрмије гране пораста и рецесије код хидрограма. Супротно томе, када је хидрауличка проводљивост земљишта и стена већа, Стриклеров коефицијент рапавости терена и водотокова мањи, формирају се хидрограми са нижом маскималном ординатом и гранама блажег нагиба. 131 Слика 6.22. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији Стриклеровог коефицијента рапавости речног корита Слика 6.23. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији Стриклеровог коефицијента рапавости за површински отицај 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 m ³/ s Qreg Qmod Sr kalibr. Qmod Sr min Qmod Sr max 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 m ³/ s Qreg Qmod So kalibr. Qmod So min Qmod So max 132 Слика 6.24. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији Дарсијевог коефицијента филтрације за земљишта Слика 6.25. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији Дарсијевог коефицијента филтрације за геолошку основу 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 m ³/ s Qreg Qmod Kz kalibr. Qmod Kz max Qmod Kz min 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 m ³/ s Qmod Ks max Qmod Ks min Qreg Qmod Ks kalibr. 133 6.1.10. Калибрација модела отицаја Калибрација модела је важна фаза у развоју модела отицаја која подразумева процес прилагођавања модела, у смислу вредности одређених параметара, у односу на епизоде киша и регистрован хидрограм поплавног таласа. Оптимални скуп физички реалних вредности параметара модела добија се варирањем вредности одређених параметара модела унутар физички прихватљивих граница све док се не успостави задовољавајуће слагање између моделираних и регистрованих вредности неке посматране величине, у овом случају, отицаја (Авакумовић, 2000; Đukić, 2010). Параметри водно-физичких својстава земљишта одређеног текстурног састава и хидрогеолошких својстава стенских маса су променљиви у различитим деловима слива и њихове вредности се могу одређеним интервалима вредности у зависности од више других физичко-географских услова у сливу. Табела 6.18. Интервали вредности параметара за калибрацију модела, слив Топчидерске реке Параметри Карактеристике Мин. Макс. Јединица Kz глиновита иловача 0.0495 0.0605 m/d иловача 0.1467 0.1793 глинуша 0.0126 0.0154 Ks 2.74*10 -6 10 m/d So шуме 4 8 m 1/3 s -1 прелаз. подручја шума 8 15 пољопр. земљиште 8 20 травнате површине 7 18 урбане површине 90 100 Sr 20 40 m 1/3 s -1 Слике 6.26. – 6.28. представљају осетљивост модела отицаја за Топчидерску реку на доње, средње и горње граничне вредности параметара (Табела 6.18.), односно 134 дају слику о регистрованим и моделираним отицајима при доњим и горњим граничним, и средњим вредностима параметара. Запажено је да je регистрованом хидрограму најприближнији моделирани хидрограм са осредњеним вредностима параметара. Слика 6.26. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са доњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 m ³/ s Qreg(m3/s) Qmod (m3/s) donji interval 135 Слика 6.27. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са средњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала Слика 6.28. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са горњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 Qreg (m3/s) Qmod (m3/s) srednj interval 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 Qreg (m3/s) Qmod (m3/s) gornji interval 136 Калибрација модела за слив Топчидерске реке вршена је на примеру поплавног таласа који се догодио јула 1999. године. Изведен је читав низ симулација са различитим комбинацијама вредности параметара у границама интервала како би се дошло до најоптималнијег решења, односно оне комбинације вредности параметара којом се добија моделирани хидрограм најсличнији регистрованом. Тако је применом најоптималније комбинације параметара из табеле 6.19. добијен хидрограм моделираног отицаја (Слика 6.28.) који према коефицијенту корелације од 0.962 (Слика 6.29., Табела 6.20.), као и према визуелној опсервацији, високо кореспондира регистрованом хидрограму, нарочито када је реч о подударању вршних ордината (Табела 6.21.) и узлазних и силазних грана хидрограма, док се доњи делови грана моделираних и регистрованих хидрограма, пре и после доминације базних отицаја, подударају у мањој мери. Статистичка анализа указује на задовољавајуће резултате, с обзиром на високу вредност коефицијента колерације и детерминације и вероватноћу грешке (p) према F – тесту, која је мања од 0.05. Табела 6.19. Калибрисане вредности параметара за модел Топчидерске реке Параметри Карактеристике Вредност Јединица Kz глиновита иловача 0.054 m/d иловача 0.161 глинуша 0.013 Ks 0.960 m/d So шуме 5 m 1/3 s -1 прелаз. подручја шума 11 пољопр. земљиште 9 травнате површине 10 урбане површине 94 Sr 30 m 1/3 s -1 137 Слика 6.28. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја према калибрисаним вредностима параметара (Табела 25.) Слика 6.29. Корелација регистрованог и моделираног отицаја према моделу отицаја за Топчидерску реку 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 Qreg Qmod R² = 0.925 y = 1.011x - 1.100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 138 Табела 6.20. Статистичка анализа (поплавни талас 10. јула 1999.) Regression Statistics Multiple R 0.961998 R Square 0.92544 Adjusted R Square 0.924647 Standard Error 7.022021 Observations 96 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 57530.08 57530.08 1166.731 8.68E-55 Residual 94 4635.025 49.30878 Total 95 62165.1 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept -1.10013 0.846501 -1.29963 0.196908 -2.78088 0.580613 X Variable 1 1.011644 0.029617 34.15744 8.68E-55 0.952839 1.07045 Табела 6.21. Вредности моделираног и регистрованог максималног протицаја Qmax reg (m 3 s -1 ) Qmax mod (m 3 s -1 ) 91.350 91.771 6.1.11. Валидација модела отицаја Поступком валидације, односно верификације проверава се тачност калибрисаног модела, односно испитује се да ли и у којој мери калибрисани модел одражава стварне услове у сливу при другим епизодама интензивних киша, односно при симулацијама других догађаја карактеристичних поплавних таласа. Валидација модела отицаја врши се уносом калибрисаних вредности параметара за потребе симулације преостала три периода. Калибрисани модел слива Топчидерске реке према поплавном таласу 10. јула 1999. године, најбоље одговара на симулацију поплавног таласа из 1996. године (Слика 6.32.) са високим коефицијентом детерминације регистрованих и моделираних вредности протицаја од 0.966 (Слика 6.33.). На веома добре 139 резултате указује и слика 6.34. где је коефицијент детерминације 0.903 (Слика 6.35.), а нешто слабије резултате модел даје у случају поплавног таласа из 1994. (Слика 6.30.) са коефицијентом детерминације од 0.798 (Слика 6.31.). Статистичке анализе (Табела 6.23. – 6.25.) указују на задољавајуће резултате, с обзиром и на високе вредности коефицијента корелације и вероватноћу грешке према F – тесту, која је мања од 0.05. Регистроване и моделиране вредности вршних ордината (Табела 6.22) се доста добро поклапају, тј. разликују се у првој и другој децимали. Табела 6.22. Вредности регистрованог и моделираног макс. протицаја Поплавни талас Qmax, reg (m 3 s -1 ) Qmax, mod (m 3 s -1 ) 1994. 41.34 41.96 1996. 36.63 36.95 1999. 41.50 41.27 Слика 6.30. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топчидерске реке, јуна 1994., према калибрисаним вредностима параметара (Табела 6.19.) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 m ³/ s Qreg Qmod 140 Слика 6.31. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топчидерске реке из 1994. године Табела 6.23. Статистичка анализа (поплавни талас из 1994. године) Regression Statistics Multiple R 0.89381238 R Square 0.79890057 Adjusted R Square 0.79719633 Standard Error 3.46282574 Observations 120 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 5621.149902 5621.15 468.7744 6.519E-43 Residual 118 1414.957132 11.9912 Total 119 7036.107034 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 1.59141341 0.336481714 4.72957 6.29E-06 0.925088 2.2577388 X Variable 1 0.9915869 0.045798245 21.6512 6.52E-43 0.9008939 1.0822799 R² = 0.799 y = 0.991x + 1.591 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 141 Слика 6.32. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топчидерске реке, маја 1996., према калибрисаним вредностима параметара (Табела 6.19.) Слика 6.33. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топчидерске реке из 1996. године 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 m ³/ s Qreg Qmod y = 0.996x + 0.023 R² = 0.966 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 142 Табела 6.24. Статистичка анализа (поплавни талас из 1996.) Regression Statistics Multiple R 0.982957 R Square 0.966204 Adjusted R Square 0.965966 Standard Error 1.176847 Observations 144 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 5622.546 5622.546 4059.692 2.4E-106 Residual 142 196.6656 1.384969 Total 143 5819.212 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 0.02385 0.112874 0.211295 0.83296 -0.19928 0.246979 X Variable 1 0.996449 0.015639 63.71571 2.4E-106 0.965534 1.027364 Слика 6.34. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топчидерске реке, јула 1999., према калибрисаним вредностима параметара (Табела 6.19.) 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 m ³/ s Qreg Qmod 143 Слика 6.35. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топчидерске реке из 1999. године (2) Табела 6.25. Статистичка анализа (поплавни талас 30. јула 1999.) Regression Statistics Multiple R 0.950474 R Square 0.9034 Adjusted R Square 0.90272 Standard Error 2.553315 Observations 144 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 8657.697 8657.697 1327.986 6.03E-74 Residual 142 925.7576 6.51942 Total 143 9583.455 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept -0.22242 0.245282 -0.90681 0.366043 -0.7073 0.262452 X Variable 1 0.979063 0.026867 36.44154 6.03E-74 0.925953 1.032174 y = 0.979x - 0.222 R² = 0.903 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 144 6.2. Слив Топлице - профил Магово 6.2.1. Географски положај Топлица се као лева притока улива у Јужну Мораву у близини Дољевца, а површина слива (A) реке Топлице износи 2180 km2. За други хидролошки модел отицаја одабран је изворишни део слива реке Топлице до профила Магово. У социо-економском смислу изворишни део слива реке Топлице је руралног типа, слабо насељен и са неразвијеном саобраћајном инфраструктуром. Значајнија сеоска насеља у истраживаном сливном подручју су Магово, Домишевина, Шошиће, Горње Левиће, Доње Левиће, Жарево и Кнежево, док насеља градског типа у експерименталном сливу нема. Главне привредне гране су шумарство и пољопривреда екстензивног типа. Кроз сливно подручје Топлице пролази регионални пут Брзеће-Куршумлија. Слив Топлице до профила Магово је типичан планински са јаком дисекцијом рељефа. Кота профила Магово (Ku) је 540 m, а највиша тачка на топографској вододелници је Панчићев врх (2017 m). 6.2.2. Хидрографске и хидролошке карактеристике Топографска граница слива и речна мрежа у сливу Топлице (Слика 6.36.) је урађена на основу четворобојних топографских карата размере 1:25000, а коришћени су листови Суво Рудиште, Луковска бања, Лепенац, Брзеће, Бело брдо и Блажево. За одређивање параметара слива коришћен је дигитални модел висина типа SRTM резолуције 90 m у ArcGIS програму (Табела 6.26.). Река Топлица настаје саставом Ђерекарске реке и Блажевске реке. Значајније леве притоке Топлице су Качаруша, Мала река, Маговски поток, а од десних притока треба издвојити Бабићку реку и Равни поток. Слив Блажевске реке има веома 145 развијену речну мрежу, а значајне притоке су Бораначки поток, Радуњска река, Домишевска река и Блажевски поток. Табела 6.26. Параметри слива реке Топлице – профил Магово Параметар Вредност Јединица А 173.46 km2 О 69.89 km Kv 1549.80 m n.v. Ku 540.00 m n.v. Hsr 1010.75 m n.v. L 25.98 km Lc 12.05 km Ia 3.88 % Iu 1.86 % Isr 31.27 % D 470.78 m G 2.34 km . km 2 Дужина тока Топлице до профила Магово (L) износи 25.38 km, а укупна дужина свих токова (∑L) 406,62 km, па је густина речне мреже (G) 2,34. Слив Топлице до профила Магово има веома развијену хидрографску мрежу. Међутим, на основу карте 9. може се приметити асиметричност као и троугаона до лепезаста форма слива. Обим слива или дужина топографске вододелнице Топлице (О) до профила Магово износи 69,89 km. Модул развијености вододелнице по Гравелијусу на основу израза E=0.28 𝑂 𝐴 износи 1.48. Просечна ширина слива, која се добија на основу односа површине слива и дужине слива по главном току (B = 𝐴 𝐿 ), износи 6.68 km. Дужина слива по главном току, од тачке на вододелници до излазног профила (L) износи 25.98 km, а одстојање од излазног профила, мерено по главном току до тачке у кориту која је најближа тежишту слива (Lc) износи 12.05 146 km. Апсолутни нагиб дна речног корита Топлице одређује се на основу разлике коте врха слива Кv и коте ушћа Кu према дужини слива по главном току, и износи: Ia = Кv−Кu 𝐿 =3.88 %. Уравнати пад дна речног корита добија се на основу следећег израза и износи: I𝑢 = Кv ′ −Кu 𝐿 = 1.86 %. Средња надморска висина слива износи 1010.75 m, а средња висинска разлика слива која се израчунава као разлика средње надморске висине слива и коте ушћа износи 470.78 m. Средњи пад слива (Isr) износи 31.27%. Време концентрације за слив Топлице (профил Магово), зависно од израза, креће се у интервалу од 6.3 h до 6.8 h, а просек је 6.5 часова (Табела 6.27.). Табела 6.27. Време концетрације за слив Топлице – профил Магово Време концентрације - Tc h 0,502·А0,506 6.8 0,316·L 0,933 6.6 0.819 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖 ) 𝟎.𝟑𝟕𝟔 6.3 0,47·L 0,826 ·Iu –0,127 6.3 0,609·L 0,898 ·Isr –0,17 6.4 0,56·L 0,846 ·Iu –0,084 ·Isr –0,08 6.4 Време кашњења према зависностима у табели 6.28. креће се у интервалу од 4.5 h до 4.7 h, а време опадања хидрограма према зависностима у табели 6.29. креће се у интервалу од 11.2 h до 11.4 h. Табела 6.28. Време кашњења за слив Топлице – профил Магово Време кашњења - tp h 0.751 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖 ) 𝟎.𝟑𝟑𝟔 4.7 1.399 ( 𝑳 · 𝑳𝒄 𝑰𝒖·𝑰𝒔𝒓 ) 𝟎.𝟑𝟏𝟓 4.5 0,693· Tc 4.5 147 Слика 6.36. Хидрографски систем слива Топлице, профил Магово Табела 6.29. Време опадања хидрограма за слив Топлице – профил Магово Време опадања - Тr h 1.145 ·А 0,446 11.4 L 0,743 11.2 148 Слика 6.37. Лимниграф на водомерној станици Магово (Фото: С. Костадинов) Наменско мерење водостаја и протицаја РХМЗС-е на профилу Магово почело је 1951. године и са прекидима траје до данас, с тим што је од 2006. године осавремењено и врши се дигитлним инструментима (Слика 6.37.). На основу слике 6.38. о максималним и минималним годишњим протицајима може се закључити о типично бујичном режиму отицаја воде у сливу Топлице, што је такође одлика и њених притока. Слика 6.38. Карактеристични годишњи протицаји Топлице на профилу Магово 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 1957 1967 1977 1987 1997 2007 m ³/ s Qmin Qmax 149 6.2.3. Климатске карактеристике И поред релативно малог удаљења западног дела слива Топлице од Јадранског мора (220 km у правој линији), висока планинска препрека Копаоник, условљава континенталност климе у сливном подручју реке Топлице. Средња годишња температура на станици Копаоник износи 2.4 С, на станици Пачарађа је 5.8 С (Табела 6.30.), а на станици Куршумлија износи 10.25 С, односно средња годишња температура повећава се са смањењем надморске висине. На станици Копаоник забележене су негативне средње дневне годишње температуре за 5 зимских месеци, а на станици Пачарађа за 3 зимска месеца. Најтоплији месеци су јул, август и јун, а јесењи месеци су топлији од пролећних. На режим отицаја има утицаја и пролећни ветар „југовина“ који нагло отапа снег што условљава пораст протицаја. Годишња сума и унутаргодишња расподела падавина и интензитети јаких пљускова су најважнији фактори од којих зависи режим вода реке Топлице и њених притока. На основу карте изохијета одређена је средња годишња висина падавина Hgod = 891,9 mm (Костадинов еt al., 2001). Табела 6.30. Средње месечне вредности температура ваздуха у oC за метеоролошке станице Станица Период I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Ср. год. Копаоник 1982.-2012. -5.9 -6.4 -3.9 0.6 6.3 9.7 11.8 11.8 7.4 3.3 -0.9 -4.5 2.4 Пачарађа 1989.-2012. -3.5 -2.6 1.1 5.2 10.2 13.7 14.8 14.1 10.2 6.2 1.6 -1.8 5.8 Извор: Из фонда података РХМЗС-е Табела 6.31. Средње месечне и средње годишње вредности падавина у mm за метеоролошке станице (исти периоди осматрања) Станица I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Год. Копаоник 58.0 60.5 68.9 83.0 108.5 111.3 91.4 82.1 81 63 71.3 68.5 947.5 Пачарађа 44.6 40.4 55.2 59.7 75.6 80.1 73.3 53.3 58.7 50.6 60.9 59.9 712.2 Извор: Из фонда података РХМЗС-е 150 Најкишовитији месеци су јун, мај и јул према подацима регистрованим на главној метеоролошкој станици Копаоник, односно јун, мај и јул према подацима забележеним на станици Пачарађа (Табела 6.31.). Према слици 6.39., апсолутно максималне дневне висине падавина забележене на станици Пачарађа највеће су у јулу месецу, а потом новембру, јулу и марту, а за станицу Копаоник, апсолутно максималне дневне висине падавина забележене су у новембру, а потом септембру и јуну. Претпоставља се да су апсолутно максималне дневне висине падавина, нарочито у летњој половини године, узимајући у обзир висину падавина која се креће у опсегу од преко 15 mm до преко 110 mm која су излучене у року од 24 часа, изазивале појаву поплавних таласа. Тако, на пример, приказана апсолутно максимална дневна количина падавина за месец јул (H = 100.2 mm) за цео период осматрања на станици Пачарађа, односи се на јаке кишне пљускове који су условили појаву чувеног поплавног таласа Топлице (Qmax = 192 m3s-1, профил Магово) 17. јула 1986. године. Слика 6.39. Приказ апсолутно максималних висина падавина по месецима за период 1968. – 2012. забележених на главној метеоролошкој станици Копаоник и период 1976.-2012. са прекидима на падавинској станици Пачарађа 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Јан. Феб. Мар. Апр. Мај Јун Јул Авг. Сеп. Окт. Нов. Дец. H ( m m ) Копаоник Пачарађа 151 6.2.4. Геолошке карактеристике слива За идентификацију геолошких карактеристика слива Топлице коришћене су основне геолошке карте размере 1:100.000 и тумачи за листове Куршумлија и Нови Пазар у издању Геолошког завода Србије. У сливу горње Топлице до профила Магово највеће пространство заузимају флишни седименти (Табела 6.32., Слика 6.40.). Основу аренитско-алевролитске јединице, која представља флишну творевину барем-апта, чини алевролитска компонента са ситним зрнима кварца, глиновитом материјом и серицитом, прослојена ламинима ситнозрних пешчара са градационом слојевитошћу. У овом претежно ситнозрном стубу барем-аптске јединице јављају се два хоризонта са повећаним процентом пешчара, доњи је тањи и слабије изражен, а горњи је јаче изражен и издвојен као посебан пакет. Ови седименти су знатне дебљине и до 500 m, а њихова старост утврђена је на основу ретких налазака фауне у флишу у долини Радуњске реке. У сливу су заступљени и флишни седименти сенонске старости која је одређена на основу наласка бројне микрофауне. Сенонски флиш представљен је пешчарима, алевролитима и лапорцима. У оквиру флишне серије разликују се нижи, средњи и виши делови серије. Флишна серија почиње крупнозрним седиментима (калкаренити и калцирудити) који су градационо слојевити. Присуство кварцлатита и латита у сливу Топлице, као и њихова петрохемијска сличност са гранитоидним стенама и њихови међусобни односи указују на субплутонску фазу вулканизма. Кварцлатитске масе су вероватно утиснуте дуж млађих разломних структура у старије дацито-андезите, серпентините, терцијарне и кредне седименте. Кварцлатити и латити леже преко или термички метаморфишу слатководне седименте који су вероватно доњемиоценске старости. Код кварцлатита запажени су крупни кристали санидина величине и до 5 cm, као и андезин, кварц, биотит, хорнбленда, ређе аугит. 152 У ултрамафитском комплексу идентификовани су харцбургити и дунити као и серпентинити. Харцбургити су зрнасте стене формиране од оливина, ромбичних и знатно ређе моноклиничних пироксена, серпентина, хромита и магнетита. Дунитски, односно пироксенитни варијетети, разликују се од харцбургита једино по повлачењу или изостајању пироксена или оливина. Седиментно-вулканогена серија, која се назива и „црвена серија“, јавља се у појасу Боранци - Домишевина - Бело Поље - Ђерекаре. Наласци фауне указују на слатководни карактер ове серије, која је стварана након таложења горњокредних седимената. Структуре седиментно-вулканогене серије уклапају се у тектонски склоп овог подручја што указује да је њен положај највероватније био условљен тектоником, а касније и вулканизмом, који је пратио ове орогене покрете. Табела 6.32. Геолошки састав у сливу Бр. Геолошка подлога А (km2) % 1 Алевролити, пешчари и лапорци 96.69 55.74 2 Андезитбазалти 0.19 0.11 3 Алувијум 3.47 2.00 4 Дијабаз рожначка формација 0.09 0.05 5 Дунити 2.83 1.63 6 Габро дијабази 2.47 1.42 7 Глинци, лапорци, пешчари 5.50 3.17 8 Гранодиорити 1.54 0.89 9 Харцбургити 18.98 10.94 10 Хлоритски шкриљци 7.44 4.29 11 Кристаласти кречњаци, доломити, мермери 2.14 1.23 12 Кварцлатити 15.16 8.74 13 Латити 3.79 2.19 14 Пирокласити дацито андезита 0.40 0.23 15 Седиментно вулканогена серија 12.44 7.17 16 Серпентинити 0.02 0.01 17 Туфови 0.29 0.17 ∑ Укупно 173.46 100.00 153 Слика 6.40. Геолошки састав у сливу Топлице, профил – Магово Делувијум, изграђен од кредних кречњака и мермера, перидотита и андезита, је утврђен на малој површини код села Боранце чија дебљина достиже и до 10 метара. Алувијум је заступљен у долини Бораначке реке и Топлице. Запажена је законитост таложења у вертикалном профилу на више места, у најнижим деловима алувијума су шљункови, а преко њих леже пескови, супескови и суглине. 154 Према еродибилности, најотпорније стене у експерименталном сливу су магматске стене – кварцлатити, гранодиорити, габро дијабази, потом харцбургити, на трећем месту су кристаласти кречњаци, доломити, кречњаци и серпантинити, а нанеотпорнији су флишни седименти. 6.2.5. Педолошке карактеристике Типови земљишта заступљени у сливу Топлице до профила Магово издвојени су на основу дигитализоване педолошке карте (1979) Института за земљиште у Београду, а карактеристике типова земљишта дате су из литературе (Костадинов et al., 2001; Antić et al., 2007). Разноврсност педолошког покривача у овом сливном подручју, с обзиром на заступљеност више типова, подтипова и варијетета земљишта (Слика 6.41. и 6.42.), резултат је разноликости матричног супстрата. Земљишта овог подручја су углавном врло плитка и плитка. Средње дубока су земљишта типа еутрично смеђе, алувијално и колувијално земљиште. Слика 6.41.Педолошки састав слива Топлице – профил Магово 17.6 151.4 3.3 0.8 0.3 10.2 87.3 1.9 0.5 0.2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Haplic Cambisol Eutric Leptosol & Dystric Leptosol Haplic Fluvisol Mollic Leptosol Colluvic Regosol А (km²) 155 Еволуционо-генетичке серије земљишта садрже само прва два или три члана, зависно од матичног суспстрата, док се стадијум псеудоглеја нигде не јавља. Еволуција се због орографског фактора најчешће зауставља у А-С стадијуму. Земљишта у сливу Топлице до профила Магово припадају следећим типовима (Костадинов et al. 2001) (називи су дати према старој и новој WRB класификацији):  Колувијално земљиште дистрично, иловасто (Colluvic Regosol (Dystric, Siltic)) је неразвијено земљиште на делувијалном дацитско-андензитском наносу настало је у подножју падина у изворишном делу Блажевске и Ђерекарске реке. Припада подтипу дистричног силикатног колувијума, варијетету са превагом земљишног материјала. Профил је (А)-C, дубина солума средња, иловаст механички састав, јавља се на средњим нагибима (16-30%). Захвата веома малу површину слива.  Калкомеланосол (Mollic Leptosol) је земљиште А-R стадијума, а због релативно плитког хумусно-акумулативног хоризонта могао би се окарактерисати као А-АR-R. Иловастог је механичког састава.  Хумусно силикатно земљиште (Leptosol) је најраспрострањенији тип земљишта у сливу реке Топлице. Профил је А-С или А-R, зависно од матичног супстрата. Постоји на свим силикатним супстратима, осим на андензиту где је дошло до преласка у следећу еволуциону фазу - смеђе еутрично земљиште. Јавља се са два подтипа: - хумусносиликатно земљиште еутрично (Eutric Leptosol), и - хумусносиликатно земљиште дистрично (Dystric Leptosol).  Еутрично смеђе земљиште (Haplic Cambisol) је настало као следећи еволуциони стадијум хумусносиликатног земљишта на местима са мањим нагибом. Профил је А-(B)-C или А-(B)-R. По механичком саставу је углавном иловача. Дубина солума је средња. Зависно од матичног супстрата јављају се подтипови: - еутрично смеђе земљиште на флишу (Haplic Cambisol (Eutric))и - еутрично смеђе земљиште на неутралним и базичним стенама (Leptic Cambisol (Eutric)).  Алувијално земљиште (Fluvisol), некарбонатно, иловасто (Haplic Fluvisol (Eutric, Siltic)) је неразвијено земљиште са профилом (A) I-II-III-CG из реда 156 хидроморфних земљишта. Настало је на речном наносу Топлице, а затим и Бораначке, Ђерекарске и Блажевске реке. Углавном припада некарбонатном подтипу, a механички састав је иловаст. Солум је средње дубок и дубок. Слика 6.42. Педолошка карта слива Топлице, профил – Магово 157 6.2.6. Начин коришћења и вегетационе карактеристике Структура начина коришћења земљишта у сливу представљене су на основу дигитализоване карте начина коришћења земљишта CORINE (2006), a карактеристике вегетације су дате према ауторима студије Костадинов et al. (2001). Начини коришћења земљишта су груписани према потребама за одређеним параметрима за развој хидролошког модела (Слика 6.43. и 6.44.). У структури начина коришћења земљишта доминирају површине под шумама четинарског, листопадног и мешовитог типа. Шума храста сладуна и цера (Quercetum farnetto cerris) је климатогена шума овог дела Србије и налази се на најнижим деловима слива и на јужним експозицијама. Шума храста китњака (Quercus petraeae slat.) јавља се у виду посебног појаса изнад шуме сладуна и цера. Брдска букова шума (Fagetum montanum Rud.) је највећим делом условљена орографски, тј. јавља се као трајни стадијум на хладнијим и свежијим стаништима региона храстова. Налази се изнад појаса храстова, а могу се јавити и ниже на северним експозицијама и удолинама. Шума букве и јеле (Abieto-Fagetum serbicum Jov.) налази се изнад брдске букове шуме и заузима знатно мању површину. Шума смрче (Piceatum excelsae montanum slat) и субалпска шума смрче (Piceetum excelsae subalpinum slat) заузимају површине на високим врховима у сливу. Слика 6.44. Начин коришћења земљишта у сливу 0.06 9.7 34.5 104.5 3.3 0.7 20.8 0.03 5.6 19.9 60.2 1.9 0.4 12.0 0 20 40 60 80 100 120 Вештачке површине Пашњаци Пољопр. земљ. Листопадне шуме Четинарске шуме Мешовите шуме Прел. подр. шуме и макије А (km²) 158 Слика 6.43. Начин коришћења земљишта у сливу Топлице – профил Магово Од пољопривредних површина заступљене су оранице, пашњаци и ливаде. Нарочито на већим нагибима у изворишним деловима Ђерекарске и Блажевске реке пашњаци су уништени ерозионим процесима па се сврставају у подручја са оскудном деградацијом, односно голети. 159 6.2.7. Ерозија у сливу Стање ерозивних процеса у сливу Топлице представља резултат свеукупних физичкогеографских карактеристика у сливу (конфигурација терена, геолошки састав, педолошки покривач, вегетациони покривач, климатски фактори), односно ерозионе предиспозиције слива. У сливу Топлице заступљени су процеси ерозије свих пет категорија интензитета, односно разорности. У табели 6.33. дата је представа о присутности ерозије различитих категорија у неким сливовима притока Топлице. Највећи средњи коефицијент ерозије израчунат је у сливу Качаруше (Z=0.56, средња ерозија), а нешто ниже вредности коефицијента Z израчунате су за сливове Ђерекарске реке (0.55), Блажевске реке (0.53) и Мале реке (0.52) (Костадинов et al, 2001). Табела 6.33. Ерозија у сливовима неких притока Топлице Слив Екцесивна ерозија Јака ерозија Средња ерозија Слаба ерозија Врло слаба 1.25 1.10 0.95 0.85 0.75 0.65 0.55 0.45 0.35 0.30 0.22 0.10 Маговска р. A=6.38km 2 - - - 0.23 0.19 0.75 1.42 0.09 1.17 2.53 - - Мала р. A=25.26 km 2 - - 1.34 0.79 2.22 4.91 5.01 1.17 3.72 4.72 1.39 - Качаруша A=22.51 km 2 0.08 - 0.09 0.62 4.81 3.06 7.76 1.13 - 4.66 0.29 - Ђерекарска р. A=41.98 km 2 - 1.62 0.09 2.11 2.57 9.08 11.09 4.03 8.77 - 2.61 - Блажевска р. A=59.27 km 2 4.12 - - 1.54 6.22 6.78 12.62 5.10 - 21.92 - 0.97 Извор: Костадинов et al, 2001 160 Сливови Мале реке, Качаруше, Ђерекарске реке и Блажевске реке чине изворишни део слива, тј. сабирну челенку реке Топлице са израженијом конфигурацијом и енергијом рељефа него низводни делови слива у односу на профил Магово. Свака неопрезна деградација вегетације нарочито шумског покривача резултира у повећању интензитета ерозије у сливу. Доминантна је површинска ерозија која резултира у генези велике количине суспендованог наноса који се транспортује низводно у акумулацију „Селова“ чиме се смањује корисна запремина акумулације. Слика 6.45. а) Пошумљавање голети на десној падини Качаруше б) Горњи део слива Топлице в) Преграда на реци Качаруши (Фото: С. Костадинов) 161 6.2.8. Припрема релевантних података за развој хидролошког модела отицаја Геолошке и педолошке карактеристике и начин коришћења земљишта, односно вегетационе карактеристике у сливу Топлице приказане су у форми гридних матрица са кодовима за сваки тип геолошке основе, тип земљишта и начин коришћења земљишта, односно тип вегетације, као што је представљено у подпоглављу 3.4. Тако је свакој гридној ћелији додељен одговарајући тип геолошке подлоге, тип земљишта и начин коришћења земљишта. За симулацију отицаја у време поплавних таласа у сливу Топлице до профила Магово узети су карактеристични хидрограми (Слика 6.46. - 6.49.), који су издвојени на основу серије података о протицају на хидролошком профилу Магово, и часовне вредности меродавних кишних падавина, које су условиле појаву поплавног таласа. Коришћене су часовне вредности потенцијалне евапотранспирације током поплавних таласа. У табели 6.34. дефинисани су периоди симулације са карактеристикама епизода киша, односно трајањем, укупном сумом и средњим интезитетом кишних падавина. Табела 6.34. Периоди симулације и карактеристике епизода киша, слив Топлице Бр. хидр. Период симулације Епизоде киша Тк (h) ∑P (mm) Isr 13. 13.-14.08.1983. 13.-14.08.1983. 8 9.5 1.19 14. 17.-20.06.1986. 17.-19.06.1986. 7 15.6 2.23 15. 16.-18.07.1986. 16.-17.07.1986. 7 97.7 13.96 16. 03.-06.08.2010. 04.08.2010. 6 24.2 4.03 Као и за слив Топчидерске реке, и за слив Топлице коришћена је метода изохијета како би се добили подаци о средњим меродавним количинама падавина за цео слив. За слив Топлице коришћене су часовне вредности падавина са главне метеоролошке стнице Копаоник или кишомерне станице Куршумлија (у зависности од релевантности података) и дневне вредности падавина са 162 падавинских станица Пачарађа, Трећак, Блажево, Штаве, Брзеће, Копаоник (Слика 6.54.). Слика 6.46. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топлице из 1983. Слика 6.47. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топлице из јуна 1986. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 H ( m m ) Q ( m ³/ s) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.00.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 H ( m m ) Q ( m ³/ s) 163 Слика 6.48. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топлице из јула 1986. Слика 6.49. Кишна епизода и хидрограм поплавног таласа Топлице из авг. 2010. 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.00.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00 200.00 H ( m m ) Q ( m ³/ s) 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.00.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 H (m m ) Q ( m ³/ s) 164 Слика 6.50. Директни и базни отицај током поплавног таласа августа 1983. године Слика 6.51. Директни и базни отицај током поплавног таласа јуна 1986. године 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 165 Слика 6.52. Директни и базни отицај током поплавног таласа јула 1986. године Слика 6.53. Директни и базни отицај током поплавног таласа августа 2010. године 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 Q (m³/s) Qb (m³/s) Qd (m³/s) 166 Слика 6.54. Мрежа падавинских станица у сливу Топлице коришћена за методу изохијета Иако се главна метеоролошка станица Копаоник налази близу Панчићевог врха, на наветринској страни планинске пречаге, подаци о кишним падавинама за одабране епизоде киша су задовољавајући па је оцењено да се могу користити у сврху интерполације. За анализу поплавног таласа коришћен је програм BFI, па су тако раздвојени су базни отицај и директни отицај (Слика 6.50. - 6.53.) од укупног отицаја за наведене поплавне таласе. На основу табеле 6.35. може се закључити о уделу базног отицаја у укупном отицају, који је био најмањи у време највећег поплавног таласа из јула 1986. године (BFI = 0.401), а највећи у време поплавног таласа из 1983. године са не тако високим максималним протицајем (BFI = 0.771). То такође значи да је запремина базног отицаја (Wb) у поплавном таласу из 1983. године имала највећи удео у укупној запремини отицаја (Wt), а у поплавном таласу 1986. године највећи удео у укупној запремини отицаја имала је запремина 167 директног отицаја (Wd). Специфични максимални протицај (qmaxsp) највећи је у случају поплавног таласа из јула 1986. године (1.106), а најмањи из 1983. године (0.028). Табела 6.35. Неке карактеристике репрезентативних поплавних таласа Топлице Поплавни талас Wd (10 6 m 3 ) Qdmax (m 3. s -1 ) Wb (10 6 m 3 ) Qbmax (m 3. s -1 ) Wt (10 6 m 3 ) BFI (Wb/Wt) Qmax (m 3. s -1 ) qmaxsp (m 3 /s/km 2 ) 13.-14.08.1983. 1.98 3.908 6.67 1.300 8.65 0.771 4.90 0.028 17.-20.06.1986. 6.91 12.079 15.25 3.800 22.16 0.688 13.9 0.079 16.-18.07.1986. 89.03 187.182 59.52 17.760 148.55 0.401 192.00 1.106 03.-06.08.2010. 9.10 14.513 13.29 3.590 22.39 0.594 16.1 0.093 Подаци о механичком саставу и текстури различитих типова земљишта заступљених у сливу Топлице су дати на основу фонда података Шумарског факултета у Београду, Института за земљиште у Београду, као и литературе (Antić, 2007). У табели 6.36. дати су подаци о хоризонтима земљишта заступљених у сливу Топлице до профила Магово, тј. њихова припадности текстурним класама и просечне вредности параметара водно - физичких својстава према ауторима Rawls (1982). У претходном одељку су у табелама 6.10, 6.12. – 6.15. дате вредности односа стварне и потенцијалне евапотранспирације за различите начине коришћења земљишта, односно врсте вегетације, у зависности од тензије земљишне влаге; подаци о функцији густине кореновог система; просечне вредности евапотранспирационо - интерцептивних параметара; вредности коефицијента рапавости за водотоке и различите врсте вегетације; просечне вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за различита врста земљишта и стенских маса и специфичне издашности за стене. Геолошки састав слива Топлице у ком учествују различите стене из групе магматских метаморфних и седиментних стена је веома разноврстан. Међутим, раседи, који су на основним геолошким картама исцртани испрекиданим дебелим 168 линијама, условили су велику расцепканост речне мреже и еродибилност присутних стена. Најподложније дејству воде су флишне седиментне и вулканогено-седиментне стене (Костаднов et al., 2001). Табела 6.36. Текстурни састав земљишта и параметри водно - физичких својстава Тип земљишта Дубина (cm) Текстурни састав ws wr α n Ks (m/d) Флувисол 0-27 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 27-50 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 50-80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 >80 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 Еутрични камбисол 0-26 глиновита иловача 0.153 0.489 0.0092 1.756 0.055 26-45 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 45-75 глинуша 0.326 0.544 0.0005 1.443 0.014 Колувијум 0-25 песковито глиновита иловача 0.167 0.461 0.0012 2.300 0.103 25-47 песковито глиновита иловача 0.167 0.461 0.0012 2.300 0.103 47-90 песковито глиновита иловача 0.167 0.461 0.0012 2.300 0.103 90-110 иловача 0.078 0.430 0.0120 1.560 0.163 Калкомеланосол 0-35 прахаста иловача 0.144 0.507 0.0072 1.608 0.036 40-70 прахаста иловача 0.144 0.507 0.0072 1.608 0.036 70-90 прахаста иловача 0.144 0.507 0.0072 1.608 0.036 Ранкер 0-24 песковито глиновита иловача 0.167 0.461 0.0012 2.300 0.103 24-40 песковито глиновита иловача 0.167 0.461 0.0012 2.300 0.103 Може се закључити да су првобитне особине чврстих магматских стена знатно измењене што се коначно одражава на њихове особине филтрације. Имајући у виду распоне вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за различите стене 169 (Табела 6.10.), који представља најбитнији параметар у модулу отицаја у засићеној зони, а с обзиром на значајну измењеност првобитних особина чврстих магматских стена, калибрација овог параметра ће се вршити у распону 2.74.10-6- 10 на нивоу слива Топлице. Када су сви потребни подаци спремни, може се покренути GUI апликација SHETRAN-а што представља почетни корак у развоју модела отицаја у сливу (Слика 6.55.). Овим поступком, на основу ДМВ-а и маске слива, одабиром доминантог начина коришћења земљишта, односно вегетације са припадајућим вредностима параметара, доминатног типа земљишта са припадајућим вредностима параметара, хидролошких и метеоролошких података за дати поплавни талас, формира се првобитни моделирани хидрограм чија је максимална ордината обично знатно нижа у односу на регистровани хидрограм а њихови облици се такође не подударају. Слика 6.55. Хидрограм добијен покретањем GUI апликације на примеру Топлице Покретањем GUI апликације аутоматски се фомирају речна мрежа (Слика 3.11.), која је интегрисана у гридну мрежу слива (Слика 3.10.), и инпут фајлови који служе за потхрањивање модела у наредној фази калибрације, чији су резултати видљиви у пратећим излазним фајловима. 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod 170 6.2.9. Анализа осетљивости модела отицаја При испитивању осетљивости модела мењана је вредност само једног параметра како би се најбоље уочила величина утицаја сваког од њих. Осетљивост модела је испитивана са горњим и доњим вредностима параметара (Табела 6.37.) који утичу на величину отицаја (Табела 6.38.). Табела 6.37. Интервали вредности параметара за анализу остељивости Параметри Мин. Макс. Јединица Kz 0.0126 0.1793 m/d Ks 2.74*10 -6 10 m/d So 4 60 m 1/3 s -1 Sr 20 40 m 1/3 s -1 Табела 6.38. Утицај вредности параметара на вршни протицај Параметри min max ΔQ % QKz 219.55 140.48 79.07 -36.01 QKs 231.95 183.83 48.12 -20.75 QSo 170.84 190.91 20.07 +11.75 QSr 178.65 196.72 18.07 +10.11 Слике 6.56. - 6.59. дају графичку представу о утицају на отицај, односно хидрограм, сваког од наведена четири параметра. На основу хидрограма, може се закључити да највеће варијације моделираних отицаја условљавају доње и горње граничне вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за земљишта (ΔQ = 79.07 m 3 s -1 , смањење Qmax за 36.01 %), потом Дарсијевог коефицијента филтрације за геолошку основу (ΔQ = 48.12 m3s-1, умањење Qmax за 20.75 %) и Стриклеровог коефицијента рапавости површинског отицаја (ΔQ = 20.07 m3s-1, повећање Qmax за 11.75 %), а најмање Стриклеровог коефицијента рапавости речног корита (ΔQ = 18.07 m3s-1, повећање Qmax за 10.11 %),. 171 Утицаји горњих и доњих граничних вредности параметара на вршну ординату у односу на поплавни талас из 1986. године (Qmax = 192 m3s-1) за који се врши калибрација модела, квантификовани су у процентима. Тако, на пример, при максималној вредности Стриклеровог коефицијента за површински отицај Somax, вршни протицај Qmax је мањи за 0.57 %, а при минималној мањи за 11.02 % у односу на регистровани вршни протицај. При максималној вредности Стриклеровог коефицијента за речна корита Srmax, вршни протицај Qmax већи је за 2.46 %, а при минималној Srmin, мањи је за 6.95 % у односу на регистровани вршни протицај. При максималној вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за земљишта Kzmax, вршни протицај Qmax, умањује се за 26.83 %, а при минималној увећава се за 14.35 % у односу на регистровани вршни протицај. При максималној вредности Дарсијевог коефицијента филтрације за стене Ksmax, вршни протицај Qmax, умањује се за 4.26 %, а при минималној увећава се за 20.81 % у односу на регистровани вршни протицај (Qmax = 192 m3s-1). Као и у случају модела отицаја за слив Топчидерске реке, може се закључити о следећим релацијама. Што је виши Стриклеров коефицијент рапавости за површински отицај и речна корита, а мањи коефицијент хидрауличког кондуктивитета за земљишта и за стене, то ће максимална ордината хидрогама виша, а могу се очекивати и стрмије гране пораста и рецесије. Супротно томе, када је хидрауличка проводљивост земљишта и стена већа, Стриклеров коефицијент рапавости терена и водотокова мањи, формирају се хидрограми са нижом маскималном ординатом и гранама блажег нагиба. 172 Слика 6.56. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији параметра коефицијента рапавости речног корита Слика 6.57. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији параметра коефицијента рапавости за површински отицај 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 16-07-86 17-07-86 18-07-86 19-07-86 m ³/ s Qmod Sr min Qreg Qmod Sr kalibr. Qmod Sr max 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod So kalibr. Qmod So min Qmod So max 173 Слика 6.58. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији параметра коефицијента хидрауличког кондуктивитета за земљишта Слика 6.59. Хидрограми регистрованог и моделираног отицаја при варијацији параметра коефицијента хидрауличког кондуктивитета за геолошку основу 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod Kz kalibr. Qmod Kz min Qmod Kz max 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 16-07-86 17-07-86 18-07-86 19-07-86 m ³/ s Qreg Qmod Ks kalibr. Qmod Ks max Qmod Ks min 174 6.2.10. Калибрација модела отицаја Анализа осетљивости и калибрација модела за слив Топлице изведена је на примеру поплавног таласа који се догодио јула 1986. године, а интервали вредности параметара за калибрацију модела дати су у табели 6.37. Слике 6.60. - 6.62. представљају осетљивост модела отицаја за Топлицу на доње, средње и горње граничне вредности параметара, односно дају слику о регистрованим и моделираним отицајима при доњим и горњим граничним и средњим вредностима параметара. Код моделираног хидрограма са доњим вредностима параметара наилазимо на, условно речено, највеће поклапање протицаја пре узлазне и после рецесионе гране хидрограма, док можемо рећи да не постоји значајније подударање регистрованих и моделираних (при варијацији вредности параметара) узлазних и рецесионих грана хидрограма у сва три случаја. Слика 6.60. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са доњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod donji interval 175 Слика 6.61. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са средњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала Слика 6.62. Хидрограм регистрованог отицаја и моделираног са горњим вредностима параметара у границама дефинисаних интервала 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod srednji interval 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 m ³/ s Qreg Qmod gornji interval 176 Слике 6.43. – 6.46. дају представу о утицају на отицај, односно хидрограм, сваког од наведена четири параметра појединачно на основу којих ће се вршити калибрација модела. На основу хидрограма, може се закључити да највеће варијације моделираних отицаја условљавају варијације коефицијента хидрауличког кондуктивитета за земљишта, потом коефицијент хидрауличког кондуктивитета за геолошку основу, док варијације коефицијента рапавости речног корита и коефицијента рапавости површинског отицаја условљавају варијације хидрограма у знатно мањем опсегу. Табела 6.39. Калибрисане вредности параметара за модел Топлице Параметри Карактеристике Вредност Јединица Kz глиновита иловача 0.051 m/d иловача 0.159 глинуша 0.0153 песк. глиновита иловача 0.099 прашкаста иловача 0.0327 Ks 0.740 m/d So шуме 4 m 1/3 s -1 прелазна подручја шума 12 пољопр. земљиште 9 травнате површине 10 голети 50 Sr 35 m 1/3 s -1 У циљу калибрације модела за Топлицу такође је изведен читав низ симулација са различитим комбинацијама вредности параметара у границама интервала како би се дошло до најоптималнијег решења, односно оне комбинације вредности параметара којом се добија моделирани хидрограм најсличнији регистрованом. Тако је применом најоптималније комбинације параметара из табеле 6.39. добијен хидрограм моделираног отицаја (Слика 6.63.) који према коефицијенту корелације (Слика 6.64.), као и према визуелној опсервацији, кореспондира регистрованом хидрограму када је реч о подударању вршних ордината (Табела 6.40.) и узлазних 177 грана хидрограма, док је код рецесионих грана хидрограма подударање вредности протицаја мање задовољавајуће. Уопштено, статистичка анализа (Табела 6.41.) указује на добре резултате, с обзиром на коефицијент корелације од 0.924, коефицијент детерминације од 0.853 и вероватноћу грешке према F – тесту, која је мања од 0.05. Табела 6.40. Вредности моделираног и регистрованог максималног протицаја Qmax reg (m 3 s -1 ) Qmax mod (m 3 s -1 ) 192.00 192.32 Слика 6.63. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја према калибрисаним вредностима параметара (Табела 28.) 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 m ³/ s Qreg Qmod 178 Слика 6.64. Корелација регистрованог и моделираног отицаја према моделу отицаја за Топлицу Табела 6.41. Статистичка анализа (поплавни талас из јула 1986.) Regression Statistics Multiple R 0.923578 R Square 0.852996 Adjusted R Square 0.850896 Standard Error 17.03192 Observations 72 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 117826.2 117826.2 406.1763 7.38E-31 Residual 70 20306.04 290.0863 Total 71 138132.2 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept -2.71937 2.470507 -1.10073 0.274783 -7.64664 2.207898 X Variable 1 1.219862 0.060528 20.15382 7.38E-31 1.099143 1.34058 R² = 0.853 y = 1.219x - 2.719 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 179 6.2.11. Валидација модела отицаја за слив Топлице – профил Магово Калибрисани модел слива Топлице према поплавном таласу који се догодио јула 1986. године даје најбоље резултате при симулацији поплавног таласа из 1983. године (Слика 6.65.), где је коефицијент детерминације 0.916 (Слика 6.66.), док хидрограми моделираних и регистрованих отицаја за поплавне таласе из 1986. (Слика 6.67. и 6.68.) и 2010. године (Слика 6.69. и 6.70.) такође дају добре резултате. Статистичке анализе (Табела 6.43. – 6.45.) указују на задољавајуће резултате, с обзиром и на високе вредности коефицијента корелације и вероватноћу грешке према F – тесту, која је мања од 0.05. Табела 6.42. Вредности моделираног максималног протицаја Топлице Поплавни талас Qmax, reg (m 3 s -1 ) Qmax, mod (m 3 s -1 ) 1983. 4.900 4.882 1986. 13.904 13.740 2010. 16.130 16.306 Слика 6.65. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топлице, августа 1983., према калибрисаним вредностима параметара 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 m ³/ s Qreg Qmod 180 Слика 6.66. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топлице, августа 1983. године Табела 6.43. Статистичка анализа (поплавни талас из 1983.) Regression Statistics Multiple R 0.95698 R Square 0.91581 Adjusted R Square 0.914607 Standard Error 0.272903 Observations 72 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 56.71001 56.71001 761.4538 2.4E-39 Residual 70 5.213317 0.074476 Total 71 61.92333 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 0.016643 0.060701 0.27418 0.784754 -0.10442 0.137708 X Variable 1 1.066381 0.038645 27.59445 2.4E-39 0.989307 1.143456 y = 1.066x + 0.016 R² = 0.916 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 181 Слика 6.67. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топлице, јуна 1986., према калибрисаним вредностима параметара (Табела 28.) Слика 6.68. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топлице, јуна 1986. године 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 m ³/ s Qreg Qmod y = 0.908x + 0.362 R² = 0.886 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 182 Табела 6.44. Статистичка анализа (поплавни талас из јуна 1986.) Regression Statistics Multiple R 0.94119 R Square 0.885839 Adjusted R Square 0.884231 Standard Error 0.859703 Observations 73 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 407.1869 407.1869 550.9302 3.48E-35 Residual 71 52.47538 0.73909 Total 72 459.6623 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 0.362805 0.169196 2.144287 0.035434 0.025438 0.700172 X Variable 1 0.908538 0.038707 23.4719 3.48E-35 0.831357 0.985718 Слика 6.69. Регистровани и моделирани хидрограми отицаја за поплавни талас Топлице, августа 2010., према калибрисаним вредностима параметара (Табела 28.) 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 m ³/ s Qreg Qmod 183 Слика 6.70. Корелација регистрованог и моделираног отицаја за поплавни талас Топлице, августа 2010. Табела 6.45. Статистичка анализа (поплавни талас 2010.) Regression Statistics Multiple R 0.910905 R Square 0.829749 Adjusted R Square 0.827672 Standard Error 1.334129 Observations 84 ANOVA df SS MS F Significance F Regression 1 711.3199 711.3199 399.6406 2.87E-33 Residual 82 145.9517 1.779899 Total 83 857.2716 Coefficients Standard Error t Stat P-value Lower 95% Upper 95% Intercept 0.789827 0.202937 3.891986 0.000202 0.386121 1.193532 X Variable 1 0.892844 0.044662 19.99101 2.87E-33 0.803997 0.981692 y = 0.892x + 0.789 R² = 0.829 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 Q ( m ³/ s) Q (m³/s) 184 7. ДИСКУСИЈА С обзиром да је до сада на европским картама ризика од непогода и посебно поплава Србија била изостављана (Dragićević et al., 2011), интеграција Инвентара бујичних поплава у Србији у европске базе података о природним хазардима (какве су EMDAT и NATHAN) чини се неопходном. С обзиром на геопросторни карактер података, овај рад представља допринос имплементацији INSPIRE Директиве о инфраструктури просторних података у Европској заједници 2007/2/ЕК, у оквиру које се инсистира и на теми о зонама природних ризика. Осим тога, Инвентар постаје подстрек за израду јединственог Инвентара природних непогода и катастрофа у Србији (у који би се постојећи Инвентар бујичних поплава у Србији интегрисао), али и Инвентарa односно Катастра бујица и Катастра изведених противерозионих радова у сливовима у Србији. Подаци Инвентара су такође од великог значаја за предузимање будућих корака и унапређење мера превенције и ублажавања последица бујичних поплава. Поред тога што је потребно да се Инвентар континуирано допуњује детаљнијим информацијама, за даљу инвентаризацију догађаја бујичних поплава неопходно је израдити и усвојити добро структуриран и систематичан извештај о догађајима бујичних поплава који по попуњавању треба да постане део Инвентара. Следећи прилог (Табела 7.1.) представља модел извештаја за даљу инвентаризацију догађаја бујичних поплава. Подаци и резултати овог дела истраживања представљају добру основу и указују на потребу за даљим развојем Инвентара бујичних поплава у Србији у вишенаменску базу података отворену за више типова корисника. Овај корак би представљао модернизацију управљања ризицима од бујичних поплава, која, међутим, захтева и значајну подршку надлежних. 185 Табела 7.1. Модел извештаја за даљу инвентаризацију догађаја бујичних поплава Извештај бр. Датум појаве бујичне поплаве: НАЗИВ СЛИВА Макро слив: A km 2 Опис природних услова у сливу (геолошких, педолошких, вегетационих, климатских карактеритика, начина коришћења земљишта, хидрографски параметри) УРЕЂЕЊЕ БУЈИЧНИХ СЛИВОВА (степен остварене противерозионе заштите) Биолошки радови ha Технички радови m3 Ретенције и акумулације да, _______m² не за поплавне воде за нанос Стање изведених радова незадовољавајуће задовољавајуће добро одлично Предлог мера нови радови одржавање изведених радова нема предлога О ДОГАЂАЈУ БУЈИЧНЕ ПОПЛАВЕ Опис појаве бујичне поплаве Висина падавина и трајање mm/min* Површина обухваћена падавинама цео слив део слива, који део слива ____________, површина тог дела слива ______ km 2 . Падавине у последњих 30 дана хијетограм* Падавинска станица назив: X/Y координате: Измерени протицај (Qmax) _______ m 3 /s* 186 хидрограм* Хидролошка станица назив: X/Y координате: Други значајни фактори који су утицали на појаву бујичне поплаве (нпр. нагло отапање снега, засићеност тла) Доминантни процеси у току догађаја бујична поплава блатно-камени ток Доминантни процеси водне ерозије у сливу током формирања поплавног таласа површинска браздаста јаружаста флувијална клизишта одрони Пронос наноса m 3 /s* Други материјали ношени водом дрвеће, _____m3 отпад, _____ m3 друго: ______________. Затрпаност стаблима (пливајући нанос), смећем, ерозиони наносом да, _____ m3 не ШТЕТЕ Опсег утицаја поплавних вода ИНТЕНЗИТЕТ ДОГАЂАЈА >500 ha/>100 стамб. једин. 100-500 ha/50-100 с. ј. 50-100 ha/20-50 с. ј. 20-50 ha/5-20 с. ј. <20 ha/1-5 с. ј. I (екцесивни) II (веома јак) III (јак) IV (средњи) V (слаб) Процена штете € Опис штета Број људских жртава Број повређених Утицај на животиње (опис) Штете нанете екосистему и животној средини (опис) 187 Трошкови санације штета € Упозорење и најава бујичне поплаве да не Пропратна документација Фотографије Графикони Карте Новински чланци Детаљнији предлог мера Аутор извештаја: Радно место и контакт: Организација: *податке обезбедти у сарадњи са РХМЗС-е Из анализа екстремних појава бујичних поплавних таласа које су саставни део Инвентара узети су доступни подаци и испитивана је зависност специфичног максималног протицаја и максималног протицаја од површине слива, висине падавина, уравнатог пада речног корита, средњег пада слива, процента пошумљености, коефицијента ерозије земљишта. Нађене су значајније зависности између зависних и независних варијабли простом и вишеструком регресионом анализом. Високе вредности коефицијента детерминације указују на веома значајну зависност специфичног максималног протицаја од наведених параметара. Треба напоменути да су приказане анализе изведене за издвојене екстремне бујичне поплаве на основу доступних података из Инвентара бујичних поплава и да је број чланова у низу релативно мали. Међутим, приказане анализе указују на значајне трендове у погледу утврђивања зависности величина максималног протицаја Qmax и специфичног максималног протицаја qmaxsp у односу на висину кишних падавина Н, физичкогеографске параметре А, Iu, Isr, Z и пошумљеност слива. У смислу даљих анализа, потребно је употпуњавати представљени Инвентар бујичних поплава са подацима о максималним протицајима и кишним падавинама које су изазвале те максималне протицаје. Са друге стране, велики недостатак података о параметрима бујичних сливова указује на потребу израде Катастра бујичних токова и у овом тренутку онемогућава увођење већег броја сливова у статистичке анализе. 188 Дакле, појава и карактер бујичних поплавних таласа су резултат топографских фактора, фактора начина коришћења земљишта, фактора педолошких и геолошких карактеристика слива, фактора особина хидрографског система уз важан услов појаве екстремних кишних епизода. Фактори појаве поплавних таласа у експерименталним сливовима Топлице и Топчидерске реке, објашњени су у разрађеним моделима кроз карактеристике падавина, топографске карактеристике слива, специфичне показатеље особина земљишта и геолошке основе, као и показатеље карактеристика хидрографског система и вегетације, односно начина коришћења терена на коме се отицај формира. Утицај најзначајнијих услова појаве бујичних поплава у сливу приказан је употребом параметара хидрауличког кондуктивитета земљишта (Kz), хидрауличког кондуктивитета за стене (Ks), коефицијента рапавости за површински отицај (So) преко различитих начина коришћења земљишта и коефицијента рапавости за речна корита (Sr). Анализа утицаја ових параметара на величину отицаја дата је у анализи осетљивости модела. Међутим, недостатак овог модела огледа се у немогућности да се квантификују утицаји сваког фактора појединачно на величину отицаја. У хидролошким прорачунима, слив је посматран као хидролошки систем са свим својим физичко-географским специфичностима и јединственом комбинацијом фактора појаве поплавних таласа, a узете су у обзир све компоненте процеса отицаја у сливу - интерцепција и евапотранспирација, површински отицај и отицај кроз хидрографску мрежу, отицај у засићеној средини и отицај у незасићеној средини. Програмски пакет за хидролошко моделирање SHETRAN се, у погледу тражених података, може се оценити као средње захтеван, што је утицало на елиминацију неких сливова. Детаљност модела је последица тежње твораца овог софтвера кроз његов развој, да се у моделу слив са свим својим карактеристикама прикаже што реалније. Такође, многи подаци о траженим параметрима морају се узети из литературе. Ови подаци су дати на основу тестирања и експерименталних истраживања у одређеним интервалима, од минималних преко средњих до 189 максималних вредности, што даје могућност варирања вредности. Постојећи опсези вредности параметара из литературе у калибрацији модела омогућавају делимично насумично варирање тих вредности, што нас наводи на помисао да је и коначно решење, односно комбинација вредности калибрисаних параметара у одређеној мери случајна (Beven, 2001). Са друге стране, неке емпиријске методе које се користе у неизученим бујичним сливовима такође имају дозу насумичног одабира вредности параметара, када је рецимо, потребно одредити вредност Манинговог коефицијента површинске рапавости која варира у опсегу од 0.30- 0.70 за планинске токове или вредност Манинговог коефицијента површинске рапавости која варира од 0.20-0.40 за пожњевене обрадиве површине или оценити хидролошке услове земљишта као слабе, средње или добре. Такође у случају неизучених бујичних сливова, услед непостојања мерних података није могуће упоредити прорачунате вредности протицаја са реалним протицајима и хидрограмима. Оцена ваљаности модела у овом раду дата је на основу статистичких анализа. Визуелном опсервацијом је могуће утврдити подударање грана пораста, максималне ординате и опадајућих грана хидрограма поплавних таласа, а коефицијент детерминације (R2) и коефицијент корелације (R) су значајни статистички показатељи ваљаности модела. Као што се може приметити на основу хидрограма и графикона коефицијента детерминације вредности моделираних и регистрованих отицаја одабраних поплавних таласа, постигнути су добри резултати с обзиром да се коефицијент детерминације креће у распону од 0.798 до 0.966. Такође су високе вредности коефицијента корелације, а вероватноћа грешке (p) према F – тесту мања је од 0.05. Дакле, није постигнуто апсолутно подударање моделираних часовних вредности са регистрованим, али се ови резултати и постављени модели у хидрологији бујичних токова могу сматрати веома значајним. Модел који је калибрисан према једном догађају карактеристичног отицаја и верификован према неколико других карактеристичних хидрограма, може послужити за прогнозу и предвиђање отицаја при познатим, прогнозираним 190 временским условима. Тада је могуће моделирати хидролошки одговор слива при падавинама различите вероватноће појаве од 1%, 3%, 5%, 10%, 25%, 50% и 100%. Уколико се прогнозира невреме у виду изузетно јаких пљускова, помоћу модела и симулација могуће је дати упозорење, у чему се и огледа значај хидролошког моделирања у пракси управљања ризицима од поплава у бујичним сливовима. Планови управљања сливом у развијеним регионима обавезно подразумевају компоненту поузданог хидролошког и хидрауличког моделирања (DeBarry, 2004). Стога је неопходно развити хидролошке моделе за најугроженије сливове од бујичних поплава у Србији у циљу благовремених најава и упозорења, односно смањења материјалних штета и људских губитака. Међутим, потребно је дискутовати и о факторима који утичу на квалитет и ваљаност хидролошких модела отицаја који су разрађени у овом раду. Најпре, квалитет улазних података је пресудан за квалитет резултата добијених моделом (Bewen, 2001; De Barry, 2004). С обзиром на то да не постоји континуитет у мерењу часовних вредности протицаја и падавина, услед прекида рада станица, непоклапања рада хидролошких и кишомерних станица, избор репрезентативних хидрограма и меродавних киша био је веома ограничен и отежан, нарочито у случају слива Топлице. У овом раду било је покушаја да се изведу континуалне симулације од чега се, након анализе података о протицају и кишним падавинама, морало одустати услед неконзистентности података. Тако на пример, из серије података о протицају могли су се издвојити неки репрезентативни хидрограми поплавних таласа у летњем периоду године, али података за кишне падавине које су их изазвале није било. Или су у датом периоду мерене падавине али падавине нису регистроване јер су падавине биле излучене из облака типа кумулонимбуса који падавинама захватају малу површину. За прецизнију представу о меродавним падавинама које су условиле појаву поплавног таласа потребна је знатно гушћа мрежа кишомерних станица. Још адекватније решење представља коришћење података 191 са кишомерних станица у комбинацији са подацима са радарских и сателитских снимака датих метеоролошких прилика. Осим тога, за прецизније анализе неопходно је имати податке о протицају и падавинама детаљније временске резолуције од часовних, тј. тридесетоминутне, двадесетоминутне, десетоминутне или петоминутне податке како би и подаци о интензитету падавина били тачнији. 192 8. ЗАКЉУЧЦИ  Специфичне и варијабилне карактеристике климе и рељефа, геолошког, педолошког и вегетационог покривача, начина коришћења земљишта, представљају широк спектар услова и фактора појаве бујичних поплава у Србији. Појава бујичних поплава је условљена пре свега интензивним „бујичним кишама“ које изазивају брзу реакцију на сливовима релативно мале површине, великог нагиба терена и јаког интензитета ерозије земљишта. Њихова појава је нагла, трајање кратко, а дејство разорно и деструктивно, тако да се бујичне поплаве сврставају у природне хидролошке непогоде.  У оквиру ове докторске дисертације креиран је Инвентар бујичних поплава у Србији у коме је регистровано 848 догађаја бујичних поплава у периоду 1915.- 2013. године. Највећи број регистрованих бујичних поплава забележен је у сливу Јужне Мораве (195), а потом у сливовима Западне Мораве (157) и Велике Мораве (127).  Месечна дистрибуција регистрованих бујичних поплава указује да се највећи број бујичних поплава дешава у јуну, чак 233 забележених бујичних поплава што чини 27.5% од укупног броја, и мају са 178 догађаја, односно 21%. Потом следе јул (88, односно 10.4%), март (71, односно 8.4%) и фебруар (67, односно 7.9%). Примарни максимум појаве бујичних поплава у летњој половини године, мају и јуну може се објаснити плувиометријским режимом у брдско- планинским деловима Србије који се одликује најинтензивнијим и најобилнијим падавинама у месецима мај и јун. Јаке бујичне поплаве догађале су се и у јулу и августу, и то излучивањем велике количине кишних падавина након дугих сушних периода. У условима дугих суша структура земљишта је поремећена па је оно веома подложно ерозији, а снагом максималних протицаја транспортује се велика количина наноса са учешћем вученог наноса и до 60%. Примери су поплава Калиманске реке, 04.08.1929. године; Љештарске долине, 25.07.1982. године; Сејаничке реке, 02.07.1983. године; 193 Топчидерске реке 10.07.1999. године. Секундарни максимум јавља се у зимским месецима, марту и фебруару.  Годишњом дистрибуцијом догађаја бујичних поплава у истраживаном периоду од 99 година издвојене су године са највећим бројем регистрованих бујичних поплава – 1969. (54), 1999. (51), 2005. (47), 1956. (47) и1986. (43). Тренд линија годишње дистрибуције забележених догађаја бујичних поплава у посматраном периоду јасно указује на значајан пораст броја догађаја бујичних поплава, тј. њихову учесталију појаву у последњим деценијама. Просек броја догађаја бујичних поплава у једној години за период 1961.-1990. је удвостручен у односу на претходни период 1931.-1960., односно тај просек је повећан са 5.83 на 12.80 (док тај просек од почетне године Инвентара 1915. до 1930. године износи 2.06). Просечан број догађаја бујичних поплава у последњем периоду 1991.-2013. такође је увећан у односу на претходни период и износи 19.69.  У смислу губитака људских живота могу се издвојити „трагичне године“ - 1939. (28 жртава), 1915. (>21), 1975. (12), 1999. (18) и 1956. (10) као и „трагични месеци“ - мај (45 жртава), јун (28), јул (21). Екстремни догађаји бујичних поплава у смислу људских жртава десили су се на Коритничкој реци - октобра 1939. (17 жртава), Корбевачкој реци - маја 1975. (12), Селској реци - јуна 1939. (11), Брестовачкој реци - маја 1915. (11), Сиколској реци - маја 1915. (>10), Топчидерској реци - јула 1999. године (10) (документациона основа Инвентара).  На основу анализе и прегледа доступних података о материјалним штетама, односно опсегу штетног утицаја бујичних поплава, дефинисани су критеријуми за категоризацију догађаја бујичних поплава према материјалним штетама. Тако је на основу дефинисаних прагова, издвојено пет нивоа интензитета, од релативно слабог до екцесивног интензитета догађаја бујичних поплава. 194  За даље прикупљање података о догађајима бујичних поплава у раду је дат модел извештаја о појави бујичних поплава који по попуњавању треба да постане део Инвентара. Израђени Инвентар бујичних поплава представља подстрек да се израде јединствени Инвентар природних непогода и катастрофа у Србији као и Катастар бујица и Катастар изведених противерозионих радова у бујичним сливовима Србије.  Из анализа екстремних догађаја бујичних поплавних таласа које су саставни део Инвентара узети су доступни подаци и испитивана је зависност специфичног максималног протицаја и максималног протицаја од површине слива, висине падавина, уравнатог пада речног корита, средњег пада слива, процента пошумљености, коефицијента ерозије земљишта. Нађене су значајније зависности између зависних и независних варијабли простом и вишеструком регресионом анализом. Релативно високе вредности коефицијента детерминације вишеструке регресионе анализе (у распону од 0.66 до 0.99) указују на веома значајну зависност специфичног максималног протицаја од наведених параметара. Простом регресионом анализом добијени су високи коефицијент детерминације у случају зависности максималног протицаја од површине слива (0.885), а нешто нижи у случају зависности специфичног максималног отицаја од уравнатог пада речног корита (0.510) и зависности максималног протицаја од средњег пада слива (0.456).  За репрезентативне сливове извршена је детаљна анализа фактора појаве бујичних поплава и разрађени су физички базирани, просторно дистрибутивни хидролошки модели отицаја, употребом програмског пакета SHETRAN. У моделима се рачунају процеси инфилтрације, евапотранспирације, површинског и базног отицаја и отицаја кроз хидрографску мрежу, путем физички базираних једначина, усвојених у SHETRAN-у. Анализирани су, и у модел отицаја укључени, директни фактори појаве бујичних поплава, односно екстремне кишне падавине, и индиректни фактори, односно сви природни физичкогеографски фактори кроз топографске, геолошке, педолошке и 195 вегетационе карактеристике слива, и антропогени фактори који се највише манифестују кроз начин коришћења земљишта у сливу.  Простор слива је представљен гридним ћелијама па је за потребе хидролошког модела на самом почетку формиран растерски модел података, односно континуалних поља. Употреба софтвера SHETRAN омогућава да се процес генезе отицаја у сваком гридном елементу слива реално одражава на процес генезе отицаја у целом сливу. За слив Топчидерске реке до профила Раковица разрађен је хидролошки модел отицаја на основу калибрације модела на примеру поплавног таласа 1999. године и верификације на примеру три поплавна таласа из 1994., 1996. и 1999. године. За слив Топлице до профила Магово разрађен је хидролошки модел отицаја на основу калибрације модела на основу поплавног таласа из 1986. године и верификације на основу три поплавна таласа из 1983., 1986. и 2010. године. Калибрацијом параметара који имају велики утицај на величину отицаја – Дарсијев коефицијент филтрације за земљишта, Дарсијев коефицијент за стене, Стриклеров коефицијент површинског отицаја и Стриклеров коефицијент за водотоке, добијене су моделиране часовне вредности протицаја које, према регресионим анализама, значајно кореспондирају регистрованим часовним вредностима протицаја.  Инвентар догађаја бујичних поплава у Србији и хидролошки модели за слив Топлице (профил Магово) и слив Топчидерске реке (профил Раковица) представљају, у складу са захтевима ЕУ Директиве о поплавама и савременим трендовима истраживања, значајан допринос управљању ризицима од бујичних поплава у Србији. Такође, овај рад са својим подацима и резултатима представља добру основу и указује на потребу за даљим развојем Инвентара бујичних поплава у Србији у вишенаменску базу података отворену за више типова корисника, и хидролошких модела за друге сливове, нарочито за оне у којима постоји висок ризик од бујичних поплава. 196 9. ЛИТЕРАТУРА 1. Abbot P. L. (2008): Natural Disasters. McGraw-Hill Science/Engineering/Math, 6th edition. 2. Авакумовић В. (2000): Анализа кретања воде на површини и у земљишту. Грађевиски факултет Универзитета у Београду. 3. Antić M., Jović N., Avdalović V. (2007): Pedologija. Univerzitet u Beogradu, Šumarski fakultet. 4. Barredo J. I. (2007): Major Flood Disasters in Europe: 1950–2005. Natural Hazards. 42 (1), 125-148. 5. Barredo J. I. (2009): Normalised flood losses in Europe: 1970–2006. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 9, 97–104. 6. Bathurst J. C. (2002): Physically-based erosion and sediment yield modelling: the SHETRAN concept. In Modelling erosion sediment transport and sediment yield. Vol. 60.; UNESCO: Paris, pp 47–67. 7. Beven K. (2001): Rainfall - Runoff Modelling, The Primer, John Wiley & Sons. 8. Birkinshaw S. J., Bathurst J. C, Iroume A., Palacios H. (2010): The effect of forest cover on peak flow and sediment discharge - an integrated field and modelling study in central-southern Chile. Hydrol. Process. Published online in Wiley Online Library. 9. Birkinshaw S. J., James P., Ewen J. (2010): Graphical user interface for rapid set-up of SHETRAN physically-based river catchment model. Environmental Modelling & Software. 25 (4), 609–610. 10. Blöschl G., Reszler C., Komma J. A (2008): Spatially distributed flash flood forecasting model. Environmental Modelling & Software, 23, 464-478. 11. Breuer L., Eckhardt K., Frede H.-G. (2003): Plant parameter values for models in temperate climates. Ecological Modelling, 169, 273-293. 12. Bovolo C. I., Abele S. J., Bathurst J. C., Caballero D., Ciglan M., Eftichidis G., Simo B. (2009): A distributed framework for multi-risk assessment of natural hazards used to model the effects of forest fire on hydrology and sediment yield. Computers & Geosciences, 35, 924–945. 197 13. Borga, M., Boscolo, P., Zanon, F., Sangati, M., (2007): Hydrometeorological analysis of the August 29, 2003 flash flood in the eastern Italian Alps. Journal of Hydrometeorology 8 (5), 1049–1067. 14. Borga, M. Flash floods (2010): Observations and analysis of hydro-meteorological controls. Preface. Journal of Hydrology 394, 1–3. 15. Borga, M., Anagnostou E.N., Blöschl G., Creutin J.-D. (2011): Flash flood forecasting, warning and risk management: the HYDRATE project. Environ. Sci. Policy. 16. Borisavljević A. (2011): The Danube in Serbia - ecological status and management issues. Transylvanian Review of Systematical and Ecological Research, 12, 91-101. 17. Борисављевић A. & Костадинов С. (2012): Интегрисано управљање речним сливом Јужне Мораве. Гласник Српског географског друштва, 92(1), 135–160. 18. Burrough P. A. & McDonnell R. A. (2006): Principi geografskih informacionih sistema. GraĊevinski fakultet Univerziteta u Beogradu. 19. Водопривредна основа Србије (2001): Министарство за пољопривреду, шумарства и водопривреде, Република Србија, Институт за водопривреду „Јарослав Черни“, Београд. 20. Vujović R. (2009): Upravljanje rizicima i osiguranje, Univerzitet Singidunum, Beograd. 21. Gavrilović, S. (1972): Inţenjering o bujiĉnim poplavama i eroziji. Republiĉki fond za vode SR, Vodoprivredna organizacija “Beograd”, Institut za eroziju, melioracije i vodoprivredu bujiĉnih tokova. 22. Gavrilović, S. (1975): Bujiĉni tokovi u SR Srbiji. Republiĉki fond voda i Institut za vodoprivredu erozionih podruĉja Šumarskog fakulteta. 23. Гавриловић, Љ. (1981): Поплаве у Србији у XX веку. Српско Географско друштво. 24. Garambois P. A., Larnier K., Roux H., Labat D., Dartus D. (2014): Analysis of flash flood-triggering rainfall for a process-oriented hydrological model. Atmospheric Research. 137, 14-24. 25. Gavrilović L., Milanović Pešić A., & Urošev M. (2012): A hydrological analysis of the greatest floods in Serbia in the 1960 – 2010 period. Carpathian Jornal of Earth and Environmental Sciences, 7(4), 107-116. 198 26. Gaume, E., Bain, V., Bernardara, P., Newinger, O., Barbuc, M., Bateman, A., Blaskoviceva, L., et al. (2009): A compilation of data on European flash floods. Journal of Hydrology, 367(1-2), 70-78. 27. Gigović, Lj. (2010): Digitalni modeli visina i njihova primena u vojnoj analizi terena. Vojnotehniĉki glasnik, 2/10, str. 165–178. 28. Gourley J. J., Erlingis J. M., Smith T. M., Ortega K. L., Hong Y. (2010): Remote collection and analysis of witness reports on flash floods. Journal of Hydrology, 394 (1–2), 53. 29. De Barry P. A. (2004): Watersheds Processes, Assessment and Management. John Wiley&Sons. 30. De Vries A. (2010): European territories confronted with climate change: Awaiting the events or timely preparation?. Futures, 42, 825–832. 31. Драгићевић, С. (2002). Биланс наноса у сливу Колубаре. Београд: Географски факултет. 32. Dragićević S., Ţivković N., Ducić V. (2007): Factors of flooding on the territory of the municipality of Obrenovac. Zbornik radova, sv. LV, pp. 39-54. 33. Драгићевић С., Љешевић М., Костадинов С., Игњатовић Љ., Миловановић С., Милановић М, Прица М., Новковић И., Јовановић Б. (2008): Студија - Анализа рецентног стања и степена загађења Топчидерске реке на територији општине Савски венац. Географски факултет, Универзитет у Београду. 34. Dragicević S., Filipović D., Kostadinov S., Ristić R., Novković I., Ţivković N., Djurdjić S. (2011): Natural hazard assessment for land-use planning in Serbia. Int. J. Environ. Res., 5 (2), 371. 35. Dragićević S., Ristić R., Ţivković N., Kostadinov S., Tošić R., Novković I., Borisavljević A., Radić Z. (2013): Floods in Serbia in 2010 – Case Study: The Kolubara and Pĉinja River Basins. In the book: Geomorphological impacts of extreme weather: Case studies from central and eastern Europe, D. Loczy (ed.), Springer Geography, pp. 155-170. 36. Драговић Н. (2008): Студија интегралног уређења слива Топчидерске реке у функцији одрживог управљања природним ресурсима. Шумарски факултет, Грађевински факултет, Београд. 199 37. Dunn, S.M. & Mackay, R. (1995): Spatial variation in evapotranspiration and the influence of land use on catchment hydrology. Jоurnal of Hydrology, 171(1-2), 49- 73. 38. Ђоровић М. (2001): Основе физике земљишта. Унија биолошких научних друштава Југославије. 39. Đukić V. (2006): Modelling of base flow of the basin of Kolubara river in Serbia. Journal of Hydrology, 327, 1– 12. 40. Đukić V., Petković S. (2009): Mogućnosti modeliranja erozionih i transportnih procesa u reĉnim slivovima. Vodoprivreda, 40, 117-125. 41. Đukić V. (2010): Hidrauliĉko-hidrološki model geneze i transporta nanosa u slivu. Doktorska disertacija. Univerzitet u Beogradu, GraĊevinski fakultet. 42. Ђукић В. (2012а): Критичка анализа савремених модела ерозије и транспорта наноса са посебним освртом на примену у бујичним сливовима. Ерозија, 38, 85-101. 43. Đukić, V. (2012b): Analysis of Groundwater Recharge of the Basin of Kolubara River in Serbia, International conference on land conservation- LANDCON 1209, September 17-21, Danube region, Serbia. 44. Đukić V., Mihailović V. (2012c): Modelling of base flows by analysing the streamflow hydrograph. Bulletin of the Faculty of Forestry, 106: 71-86. 45. Đukić V., Mihailović V. (2012d): Critical analysis of the contemporary methods for estimating reference evapotranspiration. Bulletin of the Faculty of Forestry, 106: 57- 70. 46. European Parliament & Council. (2007a). Directive 2007/60/EC on the assessment and management of flood risks. Official Journal of the European Union. 47. European Parliament & Council. (2007b). Directive 2007/2/EC establishing an Infrastructure for Spatial Information in the European Community (INSPIRE). Official Journal of the European Union. 48. Ewen, J., Parkin, G. and O'Connell, P.E. (2000) SHETRAN: Distributed river basin flow and transport modeling system. Journal of hydrologic engineering, 5, 250-258. 49. Живковић, Н. (1992): Утицај геолошког састава на густину речне мреже у сливу Тимока. Гласник Српског географског друштва, 72 (1), 33-44. 200 50. Живковић, Н. (1995): Утицај физичко-географских фактора на висину отицаја у Србији. Географски факултет Универзитетa у Београду. 51. Живковић, Н. и Драгићевић, С. (2003). Режим падавина у региону Београд. Међународни научни скуп „Београд и његов регион“, Београд. 52. Zielonka T., Holeksa J, Ciapala S. (2008): A reconstruction of flood events using scarred trees in the Tatra Mountains, Poland. Dendrochronologia, 26, 173–183. 53. Zlatić M. (1986): Ekonomika poljoprivrednih gazdinstava u kontekstu erozionih procesa na podruĉju Grdeliĉke klisure i Vranjske kotline. Erozija, 14, 153-158. 54. Zlatić M., Ranković N., Vuĉković M. (2000): Case study: Ecological and economic efficiency of forest reclamation of coal-spoil banks in the Kolubara Basin, Serbia. Land Reconstruction and Management, 1, 369-377. 55. Zlatić M., Dragović N., Todosijević M., Tomićević J. (2008): Stakeholder participation in soil management for susainability in mountainous regions of Serbia. Advances in Geoecology, Catena Verlag, 39, 149-159. 56. Zlatić M., Lakicevic M., Tomicevic J. (2012): Influence of human activities and demographic trends on the environment of Grdelicka gorge (south Serbia). Proceedings of the International Balwois Conference, Ohrid. 57. Институт за водопривреду „Јарослав Черни“ (1996): Водопривредна основа Републике Србије, Београд. 58. Knight D. W. (2006): River Basin Modelling for Flood Risk Mitigation. Taylor & Francais Group, London. 59. Kostadinov S. (1988): Hidrološke karakteristike jednog bujiĉnog poplavnog talasa. Glasnik Šumarskog fakulteta, 70, 37-49. 60. Kostadinov, S. (1989) Hidrološka analiza jedne bujiĉne poplave u izvorišnom delu sliva Vlasine. Zbornik radova JUSOP ’89 pp. 363-371. Jugoslovensko društvo za hidrologju, Jugoslovenski komitet za meĊunarodni hidrološki program, Kopaonik. 61. Kostadinov S., Popović M., Zlatić M., Marković S. (1992а): Factors of erosion processes and effects of erosion control works in the torrential watershed of Sejaniĉka reka. In Proceedings of the Symposium on Environmental regeneration in headwaters, 231-236 (Eds.: Krecek J., Haigh M.). 201 62. Kostadinov S., Popović M., Marković S. (1992b): Analysis of the conditions of flood formation in te torrent Ravna reka in June 1988. INTERPRAEVENT 1992, Proceedings, pg. 241-252, Bern. 63. Kostadinov S., Marković S. (1996): Soil erosion and effects of erosion control works in the torrential drainage basins of southeast Serbia. In Proceedings of the Exeter Symposium (IAHS publ. no. 236): Eroson and sediment yield – global and regional perspectives. 64. Костадинов С., Прохаска С., Обратов-Петковић Д., Златић М., Драговић Н. (2001): Студија водопривредне проблематике брдско-планинских подручја у Србији, Шумарски факултет, Универзитет у Београду. 65. Kostadinov S. (2008): Bujiĉni tokovi i erozija. Univerzitet u Beogradu, Šumarski fakultet. Str. 1-505. 66. Kostadinov S., Borisavljević A., & MlaĊan D. (2012a): Torrents and Torrential Floods in Serbia: Characteristics and Possibilities of its Control; In Conference abstracts. Presented at the International Conference on Land Conservation: Sustainable Land Management and Climate Changes, Donji Milanovac: University of Belgrade, Faculty of Forestry. 67. Костадинов С., Борисављевић А. (2012b): Заштита од ерозије и конзервација земљишта и вода у свету, Ерозија, 38 (4), 1- 25. 68. Kostadinov S., Petrović A. (2013a): Forests in Serbia as the Factor of Global Climate Changes Mitigation, Proceeding of the International Conference on Climate and Global Change Impacts on Water Resources, pp. 81-86. WSDAC, UNESCO, Institute “Jaroslav Ĉerni”: Belgrade. ISBN 978–86–82565–41–3. 69. Kostadinov, S., Ristić, R. (2013b): Erosion and Torrent Control Works in Serbia, Journal of Torrent, Avalanche, Landslide and Rock Fall Engineering (Zeitschrift fur Wildbach-, Lawinen-, Erosions- und Steinschlagschutz, ISBN: 978-3-9503089-5-2), No. 171, pg. 246-254. 70. Kostadinov S., Zlatić M., Dragićević, S., Novković I., Košanin O., Borisavljević A., Lakićević M., MlaĊan D. (2014): Antropogenic Influence on Erosion Intensity Changes in Rasina River Watershed Area upstream from “Ćelije” Water Reservoir- Central Serbia, Fresenius Environmental Bulletin, 23 (1), 254-263. 202 71. Лазаревић Р. (2000). Геоморфологија. Природно математички факултет, Бања Лука. 72. Marchi, L., Borga, M., Preciso, E., & Gaume, E. (2010). Characterisation of selected extreme flash floods in Europe and implications for flood risk management. Journal of Hydrology, 394(1-2), 118-133. 73. Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft (2009): Geo Natural Catastrophes 2008: Analyses, Assessments, Positions. 74. Nasr A., Bruen M., Jordan P., Moles R., Kiely G., Byrne P. (2007) A comparison of SWAT, HSPF and SHETRAN/GOPC for modelling phosphorus export from three catchments in Ireland. Wat er Research 41, 1065 – 1073. 75. Naulin J. - P., Payrastre O., Gaume E. (2013) Spatially distributed flood forecasting in flash flood prone areas: Application to road network supervision in Southern France. Journal of Hydrology. 486, 88–99. 76. Никић, З. (2012): Хидрогеологија са геоморфологијом. Универзитет у Београду, Шумарски факултет. Београд. 77. Николић Ј., Никић З. Дуцић В. (2007): Утицај геолошке подлоге на отицај. Шумарство, 1-2, стр.39-48. 78. Николић Ј. (2010): Верификација модела евапотранспирације. Географски институт „Јован Цвијић“ САНУ, посебна издања - књига 78. 79. Norbiato D., Borga M., Esposti S. D., Gaume E. Anquetin S. (2008): Flash flood warning based on rainfall thresholds and soil moisture conditions: An assessment for gauged and ungauged basins. Journal of Hydrology, 362, 274– 290. 80. Petković S. Varga S., Mišić B. (1989): Hidrauliĉke karakteristike reke Vlasine u poplavnom talasu juna 1988. godine. JUSOP ’89, Nagle poplave – uzroci i posledice. Zbornik radova, 274-282. Kopaonik, Srbija. 81. Petrović A., Kostadinov S. (2013): Phenomenon of torrential floods as natural hazards in Serbia: Preliminary results of torrential floods data collection, Book of Abstracts of the International Conference on Natural Hazards - Links between Science and Practice, p. 11. Serbian Academy of Sciences and Arts, Geographical Institute "Jovan Cvijic": Belgrade. 203 82. Petrović A., Kostadinov S., Dragićević S. (2014): The Inventory and Characterization of Torrential Flood Phenomenon in Serbia, Polish Journal of Environmental Studies. 23, 3, 823-830. 83. Plate E. (2002): Flood risk and flood management. Journal of Hydrology. 267, 2– 11. 84. Поповић Т. (2007): Тренд промене температуре ваздуха и колочине падавина на подручју Републике Србије. Зборник радова: Шуме и промене климе. Уредници: Кадовић Р. и Медаревић М. Шумарски факултет, Београд. 85. Prakash A., Heggen R. J., Ponce V. M., Replogle J. A., Riggs H. C. (1996): Runoff, stream flow, reservir yield, water quality. In Hydrology Handbook no. 28, 2nd. edt. American Society of Civil Engineers. 86. Prohaska S., Matović Ţ., Spasova D. (1989): Hidrometeorološki uslovi I rekonstrukcija poplave Topĉiderske reke iz avgusta 1985. godine. JUSOP ’89, Nagle poplave – uzroci i posledice. Zbornik radova, 274-282. Kopaonik, Srbija. 87. Prohaska S., Ilić A., Miloradović B., Petković T. (2009): Identification and classification of Serbia's historic floods. Bulletin of the Serbian Geographical Society, 4, 191-199. 88. Ранковић, Н. (1996): Економика шумарства, Шумарски факултет, Београд. 89. Rawls J. W., Goldman D., Van Mullen J. A., Ward T. J. (1996): Infiltration. In Hydrology Handbook no. 28, 2nd. edt. American Society of Civil Engineers. 90. Републички хидрометеоролошки завод Србије (2010): Метеоролошки годишњак 1. за 2009. годину. 91. Републички хидрометеоролошки завод Србије (2014): http://www.hidmet.gov.rs/ciril/meteorologija/klimatologija_godisnjaci.php. (accessed/приступљено 15.04.2014.) 92. Ristić R., Đeković V., Nikić N., Barbaroša Z. (1997): Reconstruction of torrential flood river Manastirica. International Conference on the Development of Forestry and Wood Science/Technology. Proceedings, pp. 236-242, Belgrade. 93. Ристић Р. (1999): Режим појаве и карактеристике великих вода на бујичним сливовима у Србији. Докторска дисертација. Универзитет у Београду, Шумарски факултет. 204 94. Ристић Р., Мацан Г. (2002): Истраживање процеса интерцепције у буково- јеловој састојини на планини Гоч. Гласник Шумарског факултета, 86, 181-188. 95. Ристић Р. (2003): Време кашњења отицаја на бујичним сливовима у Србији. Гласник Шумарског факултета, 87, 51-65. 96. Ristić R., Macan G., Malušević, I. (2005): Influence of forest ecosystems on runoff process on micro-catchments, International Conference on Forest Impact on Hydrological Processes and Soil Erosion, Proceedings, pp. 30-35, Yundola, Bulgaria. 97. Ristić, R., Gavrilović, Z., Stefanović, M., Malusević, I., & Milovanović, I. (2006a): Effects of Urbanization On Appearance of Torrential Floods. Proceedings of the BALWOIS Conference. Presented at the BALWOIS Conference, Ohrid. 98. Ристић Р. (2006b): Време концентрације на бујичним сливовима у Србији. Гласник Шумарског факултета, 93, 7-21. 99. Ristić, R., Radić, B., & Vasiljević, N. (2009): Characteristics of maximal discharges on torrential watersheds in Serbia. Bulletin of Serbian Geographical Society, 89, 161–189. 100. Ristić R., Radić B., Nikić Z., Trivan G., Vasiljević N., Dragićević S., Ţivković N., Radosavljević Z. (2011a): Erosion control and protection from torrential floods in Serbia - spatial aspects. Spatium, 25, 1-6. 101. Ристић Р., Малошевић, Д. (2011b) Хидрологија бујичних токова. Универзитет у Београду, Шумарски факултет. 102. Ristić R., Radić B., Vasiljević N., Nikić Z. (2011c): Promene naĉina korišćenja zemljišta i odbrana od poplava - primer sliva reke Jelašnice, Glasnik Šumarskog fakulteta, 103, 115-130. 103. Ristić R., Kostadinov S., Abolmasov B., Dragićević S., Trivan G., Radić B., Trifunović M., Radosavljević Z. (2012): Torrential floods and town and country planning in Serbia. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12, 23. 104. Ristić R., Kostadinov S., Radić B., Trivan G., Nikić Z. (2012): Torrential floods in Serbia – man made and natural hazards. Conference proceedengs of the 12th Congress INTERPRAEVENT 2012, Grenoble - France, pp. 771-779. 205 105. Rosso R., Rulli M. C. (2002): An integrated simulation method for flash-flood risk assessment: Effects of changes in land-use under a historical perspective Hydrology and Earth System Sciences, 6(3), 285-294. 106. Roca M., Martín-Vide J. P., Moreta P. J. M.. (2009): Modelling a torrential event in a river confluence. Journal of Hydrology, 364, 207–215. 107. Ruiz-Villanueva V., Díez-Herrero A., Stoffel M., Bollschweiler M., Bodoque J. M., Ballesteros J. A. (2010): Dendrogeomorphic analysis of flash floods in a small ungauged mountain catchment (Central Spain). Geomorphology, 118, 383–392. 108. Ruiz-Villanueva V., Díez-Herrero A., Bodoque J. M., Ballesteros Cánovas J. A., Stoffel M., (2013): Characterisation of flash floods in small ungauged mountain basins of Central Spain using an integrated approach. Catena, 110, 32–43. 109. Ruf W., & Loat R. (2012): Natural hazards in Switzerland: data acquisition, administration, distribution and use. 12th Congress INTERPRAEVENT 2012, Proceedings (Vol. 2, pp. 1067–1078), Grenoble, France. 110. School of Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University: SHETRAN water flow component, equations and algorithms. Based on WRSRU/TR9510/61.0 and G. Parkin PhD Thesis (1995) - http://research.ncl.ac.uk/shetran/Documentation.htm (accessed/приступљено 19.12.2013.) 111. School of Civil Engineering and Geosciences, Newcastle University: SHETRAN Version 4 – Data requirements, data processing and parameter values. Based on WRSRU/TR9510/61.0 and G. Parkin PhD Thesis (1995) - http://research.ncl.ac.uk/shetran/Documentation.htm (accessed/приступљено 19.12.2013.) 112. Slavić M., Huseinspahić Z., Zeljić M. (1989): Rekonstrukcija katastrofalne poplave Radaljske reke avgusta 1989. godine. Zbornik radova JUSOP ’89 pp. 363- 371. Jugoslovensko društvo za hidrologju, Jugoslovenski komitet za meĊunarodni hidrološki program, Kopaonik. 113. Стефановић М., Гавриловић З., Миловановић И., Милојевић М., Јуришић С. (2010): Поплаве на рекама Власини и Нишави. Ерозија, 35, стр. 45-53. 206 114. Summer W. (2002): Developments in physically-based overland flow modelling In Modelling erosion sediment transport and sediment yield. Vol. 60.; UNESCO: Paris, pp 87–100. 115. French, J., Ing, R., Von Allmen, S., & Wood, R. (1983): Mortality from flash floods: a review of national weather service reports, 1969-81. Public Health Reports, 98(6), 584-588. 116. Freeze, R.A. and Cherry, J.A. (1979). Groundwater. Prentice-Hall, Inc. Englewood Cliff, New Jersey. 117. Hess J., Schmid F. (2012): Towards optimised early warning developments in Switzerland. 12th Congress INTERPRAEVENT 2012, Proceedings (Vol. 2, pp. 909–916), Grenoble, France. 118. Huntington T. (2006): Evidence for intensification of the global water cycle: Review and synthesis. Journal of Hydrology, 319, 83-95. 119. Hübl J., Fuchs S., Sitter F., Totschnig R. (2011): Towards a frequency-magnitude relationship for torrent events in Austria. 5th International conference on debris- flow hazards mitigation: mechanics, prediction and assessment, In Proceedings, R. Genevois, D. Hamilton, & A. Prestininzi (Eds.), pp. 895–902. Rome, Italy. 120. Camarasa Belmonte A. M., Segura Beltran F. (2001): Flood events in Mediterranean ephemeral streams (ramblas) in Valencia region, Spain. Catena, 45, 229–249. 121. Commission of the European Communities. (2004): Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. Flood risk management. Flood prevention, protection and mitigation. 122. Creutin J. D., Borga M., Gruntfest E., Lutoff C., Zoccatelli D., Ruin I. (2013): A space and time framework for analyzing human anticipation of flash floods. Journal of Hydrology, 482, 14–24. 123. Chow V. T. (1964): Handbook of Applied Hydrology. A compendium of water- resources technology. Mc Graw-Hill, New York. 124. Šakota V. (1989): Tragom zapisa o poplavama prema srpskim pisanim izvorima od XIII do XIX veka. JUSOP ’89, Nagle poplave – uzroci i posledice. Zbornik radova, 274-282. Kopaonik, Srbija. 207 125. Wang B. H., Anderson M. L., Dyhouse G. R., Hagen V. K., Jawed K., Riedel J. T., Stedinger J. R. (1996): Chapter 8 - Floods in Hydrology Handbook no. 28, 2nd. edt. American Society of Civil Engineers. 126. Wicks J, Lovell L. & Tarrant O. (2011): Flood Modelling in the Thames Estruary. In: Flood Risk Science and Management. Ed. Pender G. & Faulkner H.,Willey- Blackwell. ПРИЛОГ: ОСНОВНИ ПОДАЦИ О ПОПИСАНИМ БУЈИЧНИМ ПОПЛАВАМА У ИНВЕНТАРУ Ред. бр. Датум Слив на коме се бујична поплава догодила Макро слив Место које је претрпело материјалне штете Број жртава 1. 20-05-1915 Злотска река Тимок Злот, Сумраковац неколико 2. 20-05-1915 Брестовачка река Тимок Брестовачка бања, Метовница >11 3. 20-05-1915 Црни Тимок Тимок Валакоње, Савинац, Сумраковац - 4. 20-05-1915 Бели Тимок Тимок околина Књажевца - 5. 20-05-1915 Сиколска река Тимок Мокрање, Речка >10 6. 20-05-1915 Јасеничка река Дунав Кобишница - 7. Мај 1926 Скрапеж Западна Морава Пожега - 8. 13-07-1926 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ неколико 9. 04-08-1929 Калиманска река Јужна Морава Владичин Хан - 10. 18-04-1929 Љубостиња Колубара - - 11. 18-04-1929 Градац Колубара - - 12. 18-04-1929 Кривошија Колубара - - 13. 18-04-1929 Колубара Колубара Ваљево - 14. 03-05-1929 Пећка Бистрица Бели Дрим - - 15. 16-05-1929 Лепеница Велика Морава Баточина - 16. 16-05-1929 Кубршница Велика Морава - - 17. 16-05-1929 Јасеница Велика Морава окол. Смед. Паланке - 18. 16-05-1929 Деспотовица Западна Морава Горњи Милановац - 19. 17-05-1929 Враћевшн. река Западна Морава - - 20. 17-05-1929 Гружа Западна Морава - - 21. 17-05-1929 Ибар Западна Морава - - 22. 17-05-1929 Расина Западна Морава Крушевац - 23. 17-05-1929 Пепељуша Западна Морава Читлук - 24. 19-05-1929 Лугомир Велика Морава Јагодина - 25. 19-05-1929 Нишава Јужна Морава Бела Паланка - 26. 19-05-1929 Чемерница Западна Морава Прељина - 27. 19-05-1929 Белица Велика Морава околина Јагодине - 28. 15-06-1929 Гргурска река Јужна Морава Гргуре - 29. 15-06-1929 Барбатовачка река Јужна Морава Барбатовац - 30. 15-06-1929 Бачка река Јужна Морава Калудра 1 31. 26-08-1929 Суводолски поток Јужна Морава Суводол - 32. 26-08-1929 Балван Јужна Морава Костур неколико 33. 26-08-1929 Дубоки Дол Јужна Морава Сопот - 34. 14-03-1931 Ресава Велика Морава Деспотовац - 35. 14-03-1931 Црница Велика Морава Параћин - 36. 12-05-1931 Постењска река Дрина Постење - 37. 12-05-1931 Раковица Дрина Цикот 1 38. 12-05-1931 Симанин поток Дрина Бања Ковиљача - 39. 12-05-1931 Гучевски поток Дрина Бања Ковиљача - 40. 10-12-1931 Нишава Јужна Морава Ниш - 41. 10-12-1931 Ибар Западна Морава Матарушка бања - 42. 10-12-1931 Расина Западна Морава пут Копаоник- Крушевац - 43. 10-12-1931 Црнишавска река Западна Морава Пут Крушевац- Трстеник - 44. 10-12-1931 Лопашка река Западна Морава Пут Крушевац- Трстеник - 45. 10-12-1931 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ - 46. 10-12-1931 Лаб Западна Морава - - 47. 10-12-1931 Ситница Западна Морава - - 48. 10-12-1931 Судимски поток Западна Морава - - 49. 10-12-1931 Раваница Велика Морава Ћуприја - 50. 10-12-1931 Црница Велика Морава Параћин - 51. 10-12-1931 Сврљишки Тимок Тимок Пут Ргоште- Књажевац - 52. 10-12-1931 Омашничка река Западна Морава Пут Крушевац- Трстеник - 53. 06-12-1937 Ситница Западна Морава Косовска Митровица - 54. 06-12-1937 Пуста река Јужна Морава Сливник 5 55. 06-12-1937 Љушта Западна Морава - - 56. 12-05-1938 Приштевка Западна Морава Приштина - 57. 12-05-1938 Белуша Западна Морава Приштина - 58. 12-05-1938 Ситница Западна Морава К.Митровица, Радево 2 59. 12-05-1938 Лаб Западна Морава - - 60. 12-05-1938 Грачанка Западна Морава Грачаница - 61. 12-05-1938 Неродимка Западна Морава - - 62. 12-05-1938 Безимени буј. вод. Западна Морава Штимље - 63. 12-05-1938 Грачанка Западна Морава Лапље - 64. 25-05-1938 Јасеница Велика Морава околина См. Паланке - 65. 25-05-1938 Гружа Западна Морава Љуљак - 66. 25-05-1938 Штира Дрина Лозница, Зајача 1 67. 25-05-1938 Лешница Дрина Јошева, Милина, Јадранска Лешница - 68. 25-05-1938 Јадар Дрина - - 69. 25-05-1938 Каменица Дрина - - 70. 25-05-1938 Рабас Колубара - - 71. 25-05-1938 Љубостиња Колубара - - 72. 25-05-1938 Колубара Колубара Дивци-Словац - 73. 25-05-1938 Обница Колубара Ваљево - 74. 25-05-1938 Јабланица Колубара Ваљево - 75. 25-05-1938 Уб Колубара Трњаци - 76. 25-05-1938 Језава Колубара Совљак - 77. 25-05-1938 Кленовица Колубара Новаци, Врело, Брезовица - 78. 25-05-1938 Река Колубара Таково - 79. 25-05-1938 Тамнава Колубара Лисо поље - 80. 25-05-1938 Качер Колубара Белановица, Љиг - 81. 26-05-1938 Добрињска река Западна Морава Пут Пожега-Ваљево - 82. 26-05-1938 Скрапеж Западна Морава Пожега - 83. 28-06-1939 Селски поток Јужна Морава Суботинац 11 84. 28-06-1939 Пусти поток Јужна Морава Суботинац - 85. 28-06-1939 Сокоб. Моравица Јужна Морава Суботинац - 86. 09-05-1939 Дејановачка река Тимок Дејановац - 87. 09-05-1939 Алдиначка река Тимок Жуковац - 88. 09-05-1939 Лешчански поток Тимок Доња Каменица - 89. 09-05-1939 Папратска река Тимок Горња Каменица - 90. 09-05-1939 Репушничка река Тимок Папратна - 91. 09-05-1939 Видовачка река Тимок Трговиште - 92. 09-05-1939 Трговишки Тимок Тимок Штрбац, Трговиште, Књажевац - 93. 12-05-1939 Река Тимок Мали извор - 94. 12-05-1939 Мањиначка река Тимок Дебелица - 95. 12-05-1939 Селачка река Тимок Селачка - 96. 27-10-1939 Коритничка река Јужна Морава Бела Паланка 17 97. 22-03-1940 Колубара Колубара Ваљево, Обреновац - 98. 22-03-1940 Пештан Колубара - - 99. 22-03-1940 Тамнава Колубара - - 100. 22-03-1940 Турија Колубара - - 101. 22-03-1940 Сиња река Тимок Г. Жуниче - 102. 22-03-1940 Загорска река Тимок Вратарница - 103. 22-03-1940 Река Тимок Мали извор - 104. 27-03-1940 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 105. 27-03-1940 Лим Дрина Пријепоље - 106. 23-06-1948 Калиманска река Јужна Морава Владичин Хан - 107. 23-06-1948 Џепска река Јужна Морава Џеп - 108. 23-06-1948 Предејанска река Јужна Морава Предејане - 109. 23-06-1948 Безимени буј. вод. Јужна Морава Копитарце - 110. 23-06-1948 Аишки поток Јужна Морава - - 111. 23-06-1948 Нишава Јужна Морава Ниш - 112. 23-06-1948 Буј. в. у Грд. кл. Јужна Морава - - 113. 23-06-1948 Јабланица Јужна Морава Лесковачка котлина - 114. 23-06-1948 Јерма Јужна Морава - - 115. 23-06-1948 Ветерница Јужна Морава Лесковачка котлина - 116. 23-06-1948 Јужна Морава Јужна Морава - - 117. 05-09-1951 Кумодрашки поток Сава Кумодраж неколико 118. 05-09-1951 Мокролушки поток Сава Мокри луг - 119. 05-09-1951 Бањички поток Топчидерска река Бањица - 120. 05-09-1951 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 121. 15-07-1952 Долина Јужна Морава Трнски Одоровци, Махала Село 1 122. 15-07-1952 Јерма Јужна Морава Трнски Одоровци - 123. 19-02-1955 Расина Западна Морава околина Крушевца - 124. 19-02-1955 Брзанска река Јужна Морава пут Вучје - Мирошевце - 125. 19-02-1955 Горинска река Јужна Морава пут Вучје - Мирошевце - 126. 19-02-1955 Рогоз Јужна Морава Пирот - 127. 19-02-1955 Расиначка река Јужна Морава Пирот - 128. 19-02-1955 Јабланица Јужна Морава околина Лесковца - 129. 19-02-1955 Ветерница Јужна Морава околина Лесковца - 130. 19-02-1955 Бујични в. у Грделичкој кл. Јужна Морава - - 131. 19-02-1955 Шаиновачки поток Јужна Морава - - 132. 21-02-1955 Нишава Јужна Морава Пирот, Трупале, Поповац - 133. 21-02-1955 Топоничка река Јужна Морава Мезграја - 134. 21-02-1955 Раваница Велика Морава Ћуприја - 135. 21-02-1955 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 136. 23-05-1955 Габровачка река Јужна Морава Ниш - 137. 23-05-1955 Коритничка река Јужна Морава Бела Паланка - 138. 23-05-1955 Нишава Јужна Морава Ниш - 139. 23-05-1955 Бруснички поток Јужна Морава Медвеђа - 140. 23-05-1955 Јабланица Јужна Морава Лебане, Медвеђа - 141. 23-05-1955 Седлар Јужна Морава Чифлук - 142. 23-05-1955 Темштица Јужна Морава Станичење - 143. 16-08-1955 Царевац Колубара Пироман - 144. 16-08-1955 Трстенчица Колубара Пироман - 145. 16-08-1955 Колубара Колубара Обреновац - 146. 08-10-1955 Сушица Бели Дрим Брестовик, Сига, Витомирица - 147. 08-10-1955 Дечанска Бистрица Бели Дрим пут Пећ-Ђаковица - 148. 08-10-1955 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ, пут Пећ- - Андрејевица 149. 06-03-1956 Расина Западна Морава Крусевац - 150. 19-06-1956 Безимени буј. вод. Јужна Морава пруга Пирот- Димитровград - 151. 19-06-1956 Безимени буј. вод. Јужна Морава пруга Грделица- Ристовац - 152. 19-06-1956 Гушевац Јужна Морава В. Крчимир - 153. 19-06-1956 Дубравска река Јужна Морава Равна Дубрава - 154. 19-06-1956 Безимени буј. вод. Јужна Морава Ћелије - 155. 19-06-1956 Безимени буј. вод. Јужна Морава Миљковац - 156. 19-06-1956 Шебетовачка река Јужна Морава Шебет - 157. 19-06-1956 Безимени буј. вод. Јужна Морава Горњи Душник - 158. 19-06-1956 Баре Јужна Морава Сопотница - 159. 19-06-1956 Кутинска река Јужна Морава Ниш, Краставче, Доњи Душник 5 160. 22-06-1956 Павлишки поток Дунав околина Вршца - 161. 22-06-1956 Токај Дунав Три бунара - 162. 22-06-1956 Месић поток Дунав Месић, Вршац - 163. 23-06-1956 Куси поток Колубара Лајковац - 164. 23-06-1956 Колубара Колубара Дивци - 165. 23-07-1956 Месић поток Дунав Павлиш >1 166. 23-07-1956 Безимени буј. вод. Дунав Велико Средиште - 167. 23-07-1956 Безимени буј. вод. Дунав Велико Средиште - 168. 23-07-1956 Безимени буј. вод. Дунав Велико Средиште - 169. 24-07-1956 Неродимка Лепенац Качаник - 170. 24-07-1956 Лепенац Лепенац Качаник 1 171. 24-07-1956 Ветерница Јужна Морава Лесковац и села дуж тока - 172. 24-07-1956 Вучјанска река Јужна Морава Жабљане, Бунушки Чифлук - 173. 17-08-1956 Безимени буј. вод. Колубара Медошевац - 174. 17-08-1956 Дубоки поток Колубара Медошевац - 175. 17-08-1956 Турија Колубара Венчане - 176. 17-08-1956 Придворица Колубара Венчане - 177. 17-08-1956 Јокинац Колубара Барошевац - 178. 17-08-1956 Широковац Колубара Рудовци - 179. 17-08-1956 Даросавица Колубара Рудовци - 180. 17-08-1956 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 181. 17-08-1956 Болечица Дунав Винча - 182. 17-08-1956 Млакачки поток Дунав Винча - 183. 17-08-1956 Рашка Западна Морава Нови Пазар 3 184. 17-08-1956 Трнавска река Западна Морава Нови Пазар - 185. 17-08-1956 Јошаница Западна Морава Нови Пазар - 186. 17-08-1956 Топчидерска река Топчидерска река Пиносава, Раковица - 187. 17-08-1956 Раља Дунав Раља - 188. 17-08-1956 Пештан Колубара Рудовци, Зеоке - 189. 21-12-1956 Тимок Тимок Трнавац, Чокоњар - 190. 21-12-1956 Топлица Јужна Морава - - 191. 21-12-1956 Нишава Јужна Морава - - 192. 21-12-1956 Бели Тимок Тимок Књажевац-Зајечар - 193. 21-12-1956 Сврљишки Тимок Тимок Подвис, Књажевац - 194. 21-12-1956 Лаб Западна Морава Подујево - 195. 21-12-1956 Ибар Западна Морава Косовска Митровица, Краљево - 196. 25-05-1957 Јасеница Велика Морава Доња Шаторња - 197. 25-05-1957 Каменица Велика Морава Топола - 198. 25-05-1957 Сребреница Велика Морава - - 199. 25-05-1957 Десановац Велика Морава - - 200. 25-05-1957 Козја река Велика Морава - - 201. 25-05-1957 Јаворски поток Велика Морава - - 202. 25-05-1957 Бањски поток Велика Морава - - 203. 25-05-1957 Кубришница Велика Морава - - 204. 17-02-1960 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ и околина - 205. 23-07-1960 Клисура Велика Морава Страгари - 206. 23-07-1960 Сребреница Велика Морава Љубичевац - 207. 02-12-1960 Ереник Бели Дрим пут Дечани-Јуник- Ђаковица - 208. 02-12-1960 Пећка Бистрица Бели Дрим путеви - 209. 21-05-1961 Лаб Западна Морава - 1 210. 21-05-1961 Лепенац Лепенац Качаник - 211. 21-05-1961 Ливочка река Јужна Морава пут Бујановац- Гњилане-Урошевац - 212. 21-05-1961 Грачанка Западна Морава Грачаница - 213. 21-05-1961 Безимени буј. вод. Лепенац Главица код Урошевца - 214. 21-05-1961 Неродимка Лепенац Качаник - 215. 21-05-1961 Трстеничка река Лепенац Качаник - 216. 21-05-1961 Јошевка Јужна Морава - - 217. 21-05-1961 Биначка Морава Јужна Морава Понош, Гњилане 1 218. 21-05-1961 Нечаја Сава Прњавор 1 219. 21-05-1961 Камичак Сава Шабац - 220. 21-05-1961 Шуманска река Јужна Морава Шумане, Горње Врановце - 221. 21-05-1961 Врелска река Јужна Морава Велепоље 1 222. 21-05-1961 Безимени буј. вод. Западна Морава Пут Урошевац- Гњилане - 223. 21-05-1961 Лепаштица Јужна Морава Медвеђа - 224. 21-05-1961 Батлава Западна Морава - - 225. 21-05-1961 Ситница Западна Морава Вучитрн-К. Митровица - 226. 21-05-1961 Јабланица Јужна Морава Живково, Ждеглово, Коњино, Винарце - 227. 21-05-1961 Уб Колубара Уб - 228. 21-05-1961 Џепска река Јужна Морава Џеп - 229. 21-05-1961 Карањевац Јужна Морава Власе - 230. 21-05-1961 Ибар Западна Морава Косовска Митровица - 231. 21-05-1961 Предејанска река Јужна Морава Предејане - 232. 21-05-1961 Ветерница Јужна Морава околина Лесковца - 233. 21-05-1961 Шараница Јужна Морава Печењевце - 234. 22-05-1961 Јасеница Велика Морава Смедеревска Пал.- Велика Плана - 235. 22-05-1961 Јужна Морава Јужна Морава пут Прешево- Владичин Хан - 236. 22-05-1961 Сребреница Велика Морава Страгари - 237. 25-05-1961 Јабланица Јужна Морава Доње Врановце, Велико Војловце - 238. 01-04-1962 Добродол Дунав - - 239. 01-04-1962 Шеловренац Дунав - - 240. 01-04-1962 Колубара Колубара Ваљево, Обреновац - 241. 01-04-1962 Тамнава Колубара - - 242. 01-04-1962 Камичак Сава - - 243. 16-04-1962 Ситница Западна Морава Вучитрн - 244. 17-04-1962 Буј. в. у Грд. кл. Јужна Морава Грделица-Предејане - 245. 17-04-1962 Језава Дунав Смедерево - 246. 01-12-1962 Власина Јужна Морава - - 247. 08-02-1963 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 248. 08-02-1963 Јужна Морава Јужна Морава Пут Прешево-Врање - 249. 08-02-1963 Ситница Западна Морава - - 250. 08-02-1963 Лаб Западна Морава - - 251. 08-02-1963 Приштевка Западна Морава - - 252. 18-02-1963 Нишава Јужна Морава Пирот - 253. 18-02-1963 Јужна Морава Јужна Морава околина Бујановца - 254. 18-02-1963 Власина Јужна Морава Власотинце - 255. 18-02-1963 Јабланица Јужна Морава Шилово, Лебане - 256. 18-02-1963 Топлица Јужна Морава Дољевац - 257. 18-02-1963 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 258. 16-05-1965 Лим Дрина Прибој - 259. 16-05-1965 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 260. 16-05-1965 Лукавица Колубара Лазаревац - 261. 16-05-1965 Западна Морава Западна Морава околина Чачка - 262. 16-05-1965 Градац Колубара Ваљево - 263. 16-05-1965 Јабланица Колубара Ваљево - 264. 16-05-1965 Обница Колубара Ваљево - 265. 16-05-1965 Ђетиња Западна Морава Ужице - 266. 04-06-1966 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 267. 18-06-1966 Буј. в. у Руг кл. Бели Дрим пут Пећ-Андријевица - 268. 24-05-1967 Јадар Дрина - - 269. 24-05-1967 Лешница Дрина - - 270. 24-05-1967 Штира Дрина - - 271. 24-05-1967 Тамнава Колубара - - 272. 24-05-1967 Уб Колубара - - 273. 24-05-1967 Кладница Колубара - - 274. 24-05-1967 Турија Колубара - - 275. 24-05-1967 Рабас Колубара - - 276. 24-05-1967 Обница Колубара - - 277. 24-05-1967 Јабланица Колубара - - 278. 24-05-1967 Градац Колубара - - 279. 24-05-1967 Љиг Колубара - - 280. 24-05-1967 Качер Колубара - - 281. 09-09-1967 Топчидерска река Топчидерска река Рипањ, Раковица - 282. 09-09-1967 Бели Поток Топчидерска река - - 283. 09-09-1967 Кијевски поток Топчидерска река - - 284. 09-09-1967 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 285. 09-09-1967 Бањички поток Топчидерска река - - 286. 09-09-1967 Јелезовац Топчидерска река - - 287. 09-06-1969 Ресава Велика Морава Свилајнац, Стрмостен, Стењевац 1 288. 09-06-1969 Ресавица Велика Морава - - 289. 09-06-1969 Лекин поток Велика Морава - - 290. 09-06-1969 Добрич Велика Морава - - 291. 09-06-1969 В. Честобродица Велика Морава - - 292. 09-06-1969 Врли поток Велика Морава - - 293. 09-06-1969 Топлик Велика Морава - - 294. 09-06-1969 Виљевац Велика Морава - - 295. 09-06-1969 М. Честобродица Велика Морава - - 296. 09-06-1969 Грза Велика Морава Лешје, Мутница - 297. 09-06-1969 Сувара Велика Морава - - 298. 09-06-1969 Јаз Велика Морава - - 299. 09-06-1969 Петрушински пот. Велика Морава - - 300. 09-06-1969 Раваница Велика Морава Сењски рудник - 301. 09-06-1969 Предејанска река Јужна Морава Предејане - 302. 09-06-1969 Брајкова долина Јужна Морава - - 303. 09-06-1969 Власина Јужна Морава Конопница - 304. 09-06-1969 Пуста река Јужна Морава Камењари - 305. 09-06-1969 Црница Велика Морава Параћин, Давидовац - 306. 14-06-1969 Кривељска река Тимок Кривељ - 307. 14-06-1969 Бук Велика Морава пут Свилајнац- Пожаревац - 308. 14-06-1969 Горњи поток Велика Морава Мириловац - 309. 14-06-1969 Петрушински п. Велика Морава Доња Мутница - 310. 14-06-1969 Топлик Велика Морава Поповац - 311. 14-06-1969 Сувара Велика Морава Горња Мутница - 312. 14-06-1969 Ресава Велика Морава Свилајнац, Седларе, Луковица, Суботица - 313. 14-06-1969 Бељево Велика Морава Кушиљево - 314. 14-06-1969 Црница Велика Морава Давидовац, Параћин - 315. 14-06-1969 Грза Велика Морава Лешје, Мутница - 316. 15-06-1969 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 317. 15-06-1969 Кијевски поток Топчидерска река Кијево - 318. 15-06-1969 Каменица Велика Морава Топола - 319. 15-06-1969 Вукосавачка река Колубара Вукосавци 1 320. 15-06-1969 Качер Колубара Белановица - 321. 15-06-1969 Љиг Колубара Љиг - 322. 15-06-1969 Пештан Колубара Партизани - 323. 15-06-1969 Млава Млава Пут Пожаревац- Петровац - 324. 15-06-1969 Каленићка река Велика Морава Опарић - 325. 15-06-1969 Риљачка река Западна Морава Риљац, М. Сугубина, М. Дренова - 326. 15-06-1969 Орловачки поток Западна Морава Орловац - 327. 15-06-1969 Сребрница Западна Морава Риђевштица - 328. 15-06-1969 Тресава Западна Морава Пољна - 329. 15-06-1969 Кубршница Велика Морава Аранђеловац 2 330. 15-06-1969 Дубочка река Пек Дубока - 331. 15-06-1969 Безимени буј. вод. Пек Мајданпек - 332. 15-06-1969 Мали Пек Дунав Мајданпек - 333. 15-06-1969 Грочица Дунав Гроцка - 334. 15-06-1969 Бранковића поток Дунав Бегаљица - 335. 15-06-1969 Бегаљичка река Дунав Бегаљица - 336. 18-06-1969 Власина Јужна Морава Власотинце - 337. 18-06-1969 Црнобарски поток Јужна Морава - - 338. 18-06-1969 Безимени буј. вод. Пек Рашанац - 339. 18-06-1969 Млава Млава Мало Црниће, Петровац - 340. 18-06-1969 Врвине Пек Раброво - 341. 10-01-1970 Дрина Дрина Лозница, Бања Ковиљача - 342. 10-01-1970 Штира Дрина Лозница - 343. 10-01-1970 Јадар Дрина Пут Лозница-Лешн. - 344. 18-02-1970 Босут Сава - - 345. 25-02-1970 Убача Колубара - - 346. 25-02-1970 Грачица Колубара Совљак, Уб - 347. 25-02-1970 Уб Колубара Чучуге - 348. 25-02-1970 Буковица Колубара Памбуковица, Чучуге - 349. 24-05-1970 Јасеница Велика Морава Крушево - 350. 24-05-1970 Кобиљска река Западна Морава Кобиље - 351. 24-05-1970 Рибарска река Јужна Морава Ђунис - 352. 27-05-1970 Раваница Велика Морава - - 353. 27-05-1970 Ресавица Велика Морава - - 354. 27-05-1970 Ресава Велика Морава Свилајнац - 355. 27-05-1970 Булињак Велика Морава Кушиљево - 356. 27-05-1970 Црница Велика Морава - - 357. 30-05-1970 Ресава Велика Морава Свилајнац, Седларе, Луковица, Суботица - 358. 01-06-1970 Бресница Велика Морава Крагујевац - 359. 01-06-1970 Лепеница Велика Морава Пут Крагујевац- Лапово - 360. 02-06-1970 Јасеница Велика Морава Велика Плана - 361. 02-06-1970 Кубршница Велика Морава Смедеревска Паланка - 362. 25-08-1972 Борска река Тимок Бор - 363. 07-04-1973 Кошијски поток Западна Морава околина Кушевца - 364. 10-04-1973 Јабланица Дрина Сјеница - 365. 10-04-1973 Увац Дрина Сјеница - 366. 10-04-1973 Грабовица Дрина Сјеница - 367. 10-04-1973 Вапа Дрина Сјеница - 368. 10-04-1973 Рибница Западна Морава - - 369. 10-04-1973 Ибар Западна Морава - - 370. 10-04-1973 Лим Дрина Бродарево, Пријепоље - 371. 15-05-1975 Корбевачка река Јужна Морава железничка пруга код Врањске бање 12 372. 19-06-1975 Мусина река Западна Морава Адрани - 373. 19-06-1975 Рибарнички поток Западна Морава околина Краљева - 374. 19-06-1975 Расина Западна Морава - - 375. 19-06-1975 Скрапеж Западна Морава Пожега - 376. 26-06-1975 Врдилска река Западна Морава Врдила - 377. 26-06-1975 Рочевачка река Западна Морава Роћевићи - 378. 26-06-1975 Мусина река Западна Морава Дракчићи, Адрани - 379. 26-06-1975 Моравац Западна Морава Грдица - 380. 26-06-1975 Мрсаћка река Западна Морава Мрсаћ - 381. 26-06-1975 Рибница Западна Морава Рибница - 382. 26-06-1975 Крушевачки поток Западна Морава Крушевица - 383. 26-06-1975 Безимени буј. вод. Западна Морава Матаруге - 384. 26-06-1975 Кобиљска река Западна Морава Кобиље, В. Головоде - 385. 26-06-1975 Станачки поток Западна Морава Станци - 386. 26-06-1975 Рибарска река Јужна Морава пут Рибарска Бања- Крушевац - 387. 26-06-1975 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 388. 26-06-1975 Винка Јужна Морава Мирошевце - 389. 26-06-1975 Туловска река Јужна Морава Бадинце, Буниброд, Губеревац - 390. 26-06-1975 Вучјанска река Јужна Морава Вучје - 391. 26-06-1975 Копашничка река Јужна Морава В. Копашница - 392. 26-06-1975 Грабовничка река Јужна Морава Грабовница - 393. 26-06-1975 Скрапеж Западна Морава Пожега - 394. 26-06-1975 Ражанска река Западна Морава Ражана - 395. 26-06-1975 Кладороба Западна Морава Косјерић - 396. 26-06-1975 Мионичка река Западна Морава Поточањи - 397. 26-09-1975 Грошничка река Велика Морава Крагујевац - 398. 26-09-1975 Бресница Велика Морава Крагујевац - 399. 26-09-1975 Ждраљица Велика Морава Крагујевац - 400. 26-09-1975 Лепеница Велика Морава Крагујевац - 401. 20-11-1975 Ђетиња Западна Морава Пожега, Злакуса - 402. 20-11-1975 Скрапеж Западна Морава Пожега, Косјерић - 403. 06-06-1976 Туларска река Јужна Морава Лебане - 404. 06-06-1976 Лецка река Јужна Морава Леце - 405. 06-06-1976 Газдарска река Јужна Морава Газдаре - 406. 06-06-1976 Јабланица Јужна Морава Лесковац, Прибој, Залужње, Печењевце 3 407. 06-06-1976 Мијајловачка река Западна Морава Медвеђа - 408. 06-06-1976 Карањевац Јужна Морава Власе - 409. 06-06-1976 Лужница Јужна Морава Бабушница - 410. 06-06-1976 Биначка Морава Јужна Морава Бујановац - 411. 06-06-1976 Топлица Јужна Морава Прокупље - 412. 06-06-1976 Каленићка река Велика Морава Варварин - 413. 06-06-1976 Жупањевачка река Велика Морава Беочић, Драгово - 414. 06-06-1976 Дуленска река Велика Морава Лоћика - 415. 06-06-1976 Петровачка река Велика Морава Крагујевац - 416. 06-06-1976 Козујевачки поток Велика Морава Крагујевац - 417. 06-06-1976 Безимени буј. вод. Велика Морава Крагујевац, Станово - 418. 06-06-1976 Грошничка река Велика Морава Крагујевац - 419. 06-06-1976 Бресница Велика Морава Крагујевац - 420. 06-06-1976 Белица Велика Морава Јагодина - 421. 06-06-1976 Лугомир Велика Морава Јагодина - 422. 06-06-1976 Бистрица Западна Морава Модрица - 423. 06-06-1976 Расина Јужна Морава Крушевац - 424. 06-06-1976 Кобиљска река Западна Морава В. Головоде - 425. 06-06-1976 Риљачка река Западна Морава В. Дренова, Селиште - 426. 06-06-1976 Мијајловачка река Западна Морава Медвеђа - 427. 07-06-1976 Стубљанска река Јужна Морава Стубла - 428. 07-06-1976 Лепенац Лепенац Качаник - 429. 07-06-1976 Ситница Јужна Морава Липљан-Вучитрн - 430. 07-06-1976 Биначка Морава Јужна Морава Бујановац - 431. 07-06-1976 Дубничка река Западна Морава Светље код Подујева 1 432. 16-02-1977 Обршки поток Млава Мало Црниће - 433. 16-02-1977 Љушта Западна Морава Косовска Митровица - 434. 16-02-1977 Јасеница Велика Морава Велико Орашје - 435. 16-02-1977 Губерашка Велика Морава - - 436. 17-04-1977 Топчидерска река Топчидерска река Ресник, Кнежевац - 437. 17-04-1977 Кијевски поток Топчидерска река Кијево - 438. 17-04-1977 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 439. 18-04-1977 Кубршница Велика Морава Смедеревска Паланка - 440. 18-04-1977 Млава Млава Петровац - 441. 18-04-1977 Бусур Млава Петровац - 442. 18-04-1977 Обршки поток Млава Мало Црниће - 443. 18-04-1977 Јасеница Велика Морава Смедеревска Паланка - 444. 14-02-1978 Топчидерска река Топчидерска река Кнежевац - 445. 14-02-1978 Кијевски поток Топчидерска река Кијево - 446. 14-02-1978 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 447. 05-05-1978 Нера Дунав Кусић, Бела Црква - 448. 05-05-1978 Караш Дунав Јасеново, Банатска Суботица, Добричево - 449. 28-06-1978 Пештан Колубара Лазаревац, Вреоци - 450. 28-06-1978 Бељаница Колубара - - 451. 28-06-1978 Турија Колубара - - 452. 30-06-1978 Млава Млава Петровац - 453. 30-06-1978 Витовница Млава - - 454. 30-06-1978 Тисница Млава Жагубица - 455. 18-11-1979 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ 1 456. 18-11-1979 Трава Бели Дрим Ораховац - 457. 18-11-1979 Ереник Бели Дрим Ђаковица - 458. 18-11-1979 Чоколица Бели Дрим - - 459. 18-11-1979 Дечанска Бистрица Бели Дрим - - 460. 18-11-1979 Лочанска Бистрица Бели Дрим - - 461. 18-11-1979 Дрина Дрина Љубовија - 462. 18-11-1979 Лим Дрина пут Бијело Поље- Пријепоље, Прибој 2 463. 18-11-1979 Рашка Западна Морава Рашка, Нови Пазар 3 464. 18-11-1979 Дежевска река Западна Морава Дежева - 465. 18-11-1979 Ибар Западна Морава Косовска Митровица, Краљево - 466. 18-11-1979 Расина Западна Морава Крушевац - 467. 18-11-1979 Призр. Бистрица Бели Дрим Призрен - 468. 18-11-1979 Биначка Морава Јужна Морава Витина, Мугила - 469. 18-11-1979 Лепенац Лепенац Качаник - 470. 18-11-1979 Неродимка Лепенац Качаник - 471. 20-11-1979 Милешевка Дрина Пријепоље - 472. 20-11-1979 Сељашница Дрина - - 473. 20-11-1979 Видрењак Западна Морава Тутин - 474. 20-11-1979 Грабовица Дрина Сјеница - 475. 20-11-1979 Бањска коса Јужна Морава Куршумлија - 476. 20-11-1979 Топлица Јужна Морава Прокупље, Житорађа - 477. 20-11-1979 Косаница Јужна Морава Куршумлија - 478. 30-05-1980 Лепеница Велика Морава Крагујевац - 479. 30-05-1980 Јасеница Велика Морава Велико Орашје - 480. 30-05-1980 Рача Велика Морава - - 481. 30-05-1980 Млава Млава Петровац - 482. 17-03-1981 Караш Дунав Јасеново, Дупљаја - 483. 17-03-1981 Нера Дунав Бела Црква - 484. 19-03-1981 Милошевица Сава Липолист - 485. 19-03-1981 Јесовац Велика Морава Аранђеловац - 486. 19-03-1981 Кубршница Велика Морава Аранђеловац - 487. 19-03-1981 Рача Велика Морава Рача - 488. 19-03-1981 Луг Велика Морава Младеновац - 489. 19-03-1981 Колубара Колубара Обреновац - 490. 19-03-1981 Тамнава Колубара - - 491. 19-03-1981 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 492. 19-03-1981 Кијевски поток Топчидерска река Кијево - 493. 19-03-1981 Турија Колубара Венчане - 494. 19-03-1981 Бељаница Колубара околина Лазаревца - 495. 19-03-1981 Пештан Колубара околина Лазаревца - 496. 19-03-1981 Гружа Западна Морава Кнић - 497. 19-03-1981 Јасеница Велика Морава Топола - 498. 19-03-1981 Петровачка река Велика Морава Крагујевац - 499. 19-03-1981 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 500. 17-11-1981 Луг Велика Морава Младеновац - 501. 17-11-1981 Река Сава Железник - 502. 17-11-1981 Раља Велика Морава Умчари - 503. 17-11-1981 Болечица Дунав Лештане - 504. 17-11-1981 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 505. 25-07-1982 Љештарска долина Јужна Морава Прибој Врањски - 506. 02-07-1983 Сејаничка река Јужна Морава Грделица - 507. 23-06-1985 Јадар Дрина Осечина - 508. 23-06-1985 Тамнава Колубара - - 509. 23-06-1985 Пецка Дрина Пецка - 510. 23-06-1985 Гружа Западна Морава - - 511. 30-08-1985 Млава Млава Петровац 3 512. 30-08-1985 Паригуз Топчидерска река Пиносава - 513. 30-08-1985 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 514. 30-08-1985 Остружањска река Дрина Осечина - 515. 30-08-1985 Бела Река Топчидерска река Рипањ - 516. 30-08-1985 Врелски поток Дунав Сланци - 517. 30-08-1985 Река Сава Железник - 518. 30-08-1985 Љубовиђа Дрина Љубовија - 519. 21-02-1986 Лугомир Велика Морава Јагодина 1 520. 21-02-1986 Лепеница Велика Морава Гроцка, Бадњевац - 521. 21-02-1986 Кијевски поток Велика Морава Брзан - 522. 21-02-1986 Сокобањска Моравица Јужна Морава Сокобања - 523. 21-02-1986 Колубара Колубара Лајковац - 524. 21-02-1986 Пруговачка река Јужна Морава Алексинац - 525. 21-02-1986 Јерма Јужна Морава - - 526. 21-02-1986 Топлица Јужна Морава - - 527. 21-02-1986 Млава Млава Жагубица - 528. 21-02-1986 Сврљишки Тимок Тимок Књажевац - 529. 21-02-1986 Трговишки Тимок Тимок Књажевац - 530. 21-02-1986 Брестовачка река Тимок - - 531. 21-02-1986 Гружа Западна Морава - - 532. 21-02-1986 Рача Велика Морава - - 533. 21-02-1986 Казански поток Велика Морава Лапово - 534. 28-03-1986 Црни Тимок Тимок Гамзиградска бања, Табаковац-Трнавац - 535. 13-06-1986 Белица Западна Морава Драгачево - 536. 13-06-1986 Лепеница Велика Морава Крагујевац - 537. 13-06-1986 Топчидерска река Топчидерска река Раковица - 538. 13-06-1986 Болечица Дунав Винча - 539. 13-06-1986 Безимени буј. вод. Дунав Болеч - 540. 13-06-1986 Кијевски поток Топчидерска река Кијево - 541. 13-06-1986 Кланичка река Колубара Дивци - 542. 13-06-1986 Колубара Колубара Словац - 543. 13-06-1986 Рибница Западна Морава Рибница - 544. 17-07-1986 Брвеница Западна Морава Брвеник - 545. 17-07-1986 Ибар Западна Морава Баљевац - 546. 17-07-1986 Рашка Западна Морава Рашка - 547. 17-07-1986 Луковска река Јужна Морава Луково - 548. 17-07-1986 Топлица Јужна Морава Мерћез, Судимља - 549. 17-07-1986 Сланички поток Јужна Морава Доње Левиће - 550. 17-07-1986 Блажевски поток Јужна Морава Блажево - 551. 17-07-1986 Витошка река Јужна Морава Витоше - 552. 17-07-1986 Братуљевачки пот. Тимок Неготин - 553. 17-07-1986 Безимени буј. вод. Тимок Зајечар - 554. 17-07-1986 Штира Дрина Лозница - 555. 17-07-1986 Сокобањска Јужна Морава Сокобања - Моравица 556. 23-07-1986 Црни Тимок Тимок Гамзиградска бања - 557. 23-07-1986 Бели Тимок Тимок Зајечар - 558. 23-07-1986 Јабланица Јужна Морава Турековац, Печењевце - 559. 23-07-1986 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 560. 23-07-1986 Вучјанска река Јужна Морава Вучје - 561. 23-07-1986 Сејаничка река Јужна Морава Грделица - 562. 01-04-1987 Црни Тимок Тимок Зајечар - 563. 01-04-1987 Бели Тимок Тимок Књажевац - 564. 01-04-1987 Арнаута Тимок Бољевац - 565. 01-04-1987 Сврљишки Тимок Тимок Сврљиг - 566. 01-04-1987 Пчиња Пчиња Трговиште - 567. 01-04-1987 Мртвина Јужна Морава Крупац - 568. 01-04-1987 Црвена река Јужна Морава Црвена река - 569. 01-04-1987 Нишава Јужна Морава Бела Паланка - 570. 01-04-1987 Мокранска река Јужна Морава Бела Паланка - 571. 01-04-1987 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 572. 01-04-1987 Пуста река Јужна Морава Бојник - 573. 01-04-1987 Власина Јужна Морава Власотинце - 574. 01-04-1987 Туловска река Јужна Морава околина Лесковца - 575. 07-05-1987 Јадар Дрина Стража, Горњи Добрић, Козјак - 576. 07-05-1987 Штира Дрина Лозница 1 577. 07-05-1987 Обница Колубара Ваљево - 578. 07-05-1987 Јабланица Колубара Ваљево - 579. 07-05-1987 Жеравија Дрина Клупци - 580. 07-05-1987 Лешничка река Дрина Јадарска Лешница, Доњи Добрић - 581. 22-05-1987 Колубара Колубара Ваљево - 582. 22-05-1987 Градац Колубара Ваљево - 583. 22-05-1987 Јабланица Колубара Ваљево - 584. 22-05-1987 Обница Колубара Ваљево - 585. 22-05-1987 Рабас Колубара околина Ваљева - 586. 22-05-1987 Добрава Сава Миокус - 587. 22-05-1987 Думача Сава - - 588. 22-05-1987 Пецка Дрина Пецка - 589. 26-06-1988 Равна река Јужна Морава Раков Дол - 590. 26-06-1988 Лужница Јужна Морава Свође - 591. 26-06-1988 Власина Јужна Морава Власотинце 4 592. 20-08-1989 Радаљска река Дрина околина М. Зворника - 593. 14-06-1992 Корбевачка река Јужна Морава Корбевац - 594. 14-06-1992 Врањскобањска р. Јужна Морава Врањска бања - 595. 14-06-1992 Млава Млава Петровац - 596. 14-10-1992 Јадар Дрина Горњи Добриц, Брадић - 597. 22-06-1994 Паланачки поток Топчидерска река Рипањ 1 598. 04-01-1996 Биначка Морава Јужна Морава Ратаје - 599. 04-01-1996 Преш. Моравица Јужна Морава Левосоје, Бујановац - 600. 13-06-1996 Рибница Колубара Паштрић - 601. 13-06-1996 Манастирица Колубара Брежђе - 602. 16-06-1999 Врелски поток Дунав Велико село, Сланци - 603. 16-06-1999 Топчидерска река Топчидерска река Рипањ - 604. 10-07-1999 Топчидерска река Топчидерска река Рипањ 10 605. 10-07-1999 Дуленска река Велика Морава Рековац 1 606. 10-07-1999 Власина Јужна Морава Власотинце - 607. 10-07-1999 Млава Млава Петровац - 608. 10-07-1999 Кучајска река Пек Кучево - 609. 10-07-1999 Босута Колубара Босута - 610. 10-07-1999 Букуља Колубара Јеловик, Гараши - 611. 10-07-1999 Језава Дунав Осипаоница - 612. 10-07-1999 Љиг Колубара Љиг - 613. 10-07-1999 Велики Рзав Западна Морава Ариље - 614. 10-07-1999 Деспотовица Западна Морава Горњи Милановац - 615. 10-07-1999 Гружа Западна Морава Витановац - 616. 10-07-1999 Чемерница Западна Морава Прељина, Балуга - 617. 10-07-1999 Дичина Западна Морава Семедраж - 618. 10-07-1999 Безимени буј. вод. Западна Морава Мала Плана - 619. 10-07-1999 Каменица Велика Морава Топола - 620. 10-07-1999 Ђуринци Велика Морава Доња Трешњевица 1 621. 10-07-1999 Рача Велика Морава Рача - 622. 10-07-1999 Лугомир Велика Морава Јагодина 1 623. 10-07-1999 Ждраљица Велика Морава Крагујевац - 624. 10-07-1999 Грошничка река Велика Морава Крагујевац - 625. 10-07-1999 Лепеница Велика Морава Бадњевац, Крагујевац 4 626. 10-07-1999 Бојанац Велика Морава Кусадак - 627. 10-07-1999 Јасеница Велика Морава Придворице - 628. 10-07-1999 Сребреница Велика Морава Страгари - 629. 10-07-1999 Црквени поток Велика Морава Церовац - 630. 10-07-1999 Кубршница Велика Морава Аранђеловац, Ратари - 631. 10-07-1999 Коларац Западна Морава - - 632. 10-07-1999 Раковачки поток Топчидерска река Раковица - 633. 10-07-1999 Гавешки поток Западна Морава - - 634. 10-07-1999 Велики Штубаљ Западна Морава - - 635. 10-07-1999 Мали Штубаљ Западна Морава - - 636. 10-07-1999 Вучачки поток Западна Морава - - 637. 10-07-1999 Црквени поток Велика Морава - - 638. 10-07-1999 Качер Колубара Љиг - 639. 10-07-1999 Јасеница Велика Морава Божурња, Смедеревска Паланка - 640. 28-07-1999 Дрлупска река Западна Морава Дрлупа 1 641. 28-07-1999 Годачићка река Западна Морава Годачица - 642. 28-07-1999 Уб Колубара Уб, Совљак - 643. 31-07-1999 Колубара Колубара Дражевац - 644. 31-07-1999 Баричка река Сава Барич - 645. 31-07-1999 Вукичевица Сава Дрен - 646. 31-07-1999 Јасеница Велика Морава Жабаре - 647. 31-07-1999 Кубршница Велика Морава Смедеревска Паланка - 648. 31-07-1999 Грачица Колубара Уб - 649. 31-07-1999 Марица Колубара Дражевац - 650. 31-07-1999 Тамнава Колубара Новаци, Брезовица - 651. 31-07-1999 Бељаница Колубара Конатице - 652. 01-08-1999 Каменица Велика Морава Топола - 653. 23-04-2001 Колубара Колубара Ваљево - 654. 23-04-2001 Љиг Колубара Љиг - 655. 23-04-2001 Уб Колубара Уб - 656. 23-04-2001 Тамнава Колубара Пироман - 657. 22-06-2001 Штира Дрина Лозница - 658. 22-06-2001 Јадар Дрина Горњи Добрић, Козјак, Јелав - 659. 22-06-2001 Коренита Дрина Коренита - 660. 22-06-2001 Жеравија Дрина - - 661. 22-06-2001 Остружањска река Дрина Осечина - 662. 22-06-2001 Пецка Дрина Гуњаци - 663. 22-06-2001 Љубовиђа Дрина Љубовија - 664. 22-06-2001 Тамнава Колубара Коцељева - 665. 22-06-2001 Колубара Колубара Ваљево - 666. 22-06-2001 Јабланица Колубара Ваљево - 667. 22-06-2001 Обница Колубара Ваљево - 668. 22-06-2001 Скрапеж Западна Морава Пожега - 669. 22-06-2001 Думача Сава Велика и Мала Врањска - 670. 22-06-2001 Ресава Велика Морава Свилајнац - 671. 22-06-2001 Раваница Велика Морава Добрићево - 672. 01-06-2002 Вучјанска река Јужна Морава Вучје - 673. 01-06-2002 Козарачка река Јужна Морава Грделица - 674. 01-06-2002 Сејаничка река Јужна Морава Грделица - 675. 11-06-2002 Трстена Јужна Морава Војска - 676. 11-06-2002 Јужна Морава Јужна Морава Врање и околина 1 677. 11-06-2002 Млава Млава Петровац, Каменово, Трновче, Дубочка - 678. 11-06-2002 Витовница Млава Рановац - 679. 11-06-2002 Бобрешка река Млава Манастирица - 680. 11-06-2002 Јовановачка река Велика Морава - - 681. 11-06-2002 Белица Велика Морава Јагодина - 682. 11-06-2002 Раваница Велика Морава Сење, Иванковац - 683. 11-06-2002 Црница Велика Морава Параћин - 684. 11-06-2002 Крупајска река Млава Крупаја - 685. 11-06-2002 Брезничка река Млава Брезница - 686. 11-06-2002 Бусур Млава Бусур, Табановац - 687. 11-06-2002 Близначка река Млава Близнак - 688. 11-06-2002 Пењевачка река Велика Морава - - 689. 11-06-2002 Ресава Велика Морава Свилајнац, Деспотовац, Милива, Плажане 1 690. 11-06-2002 Купиновачка река Јужна Морава Јелашница - 691. 14-10-2002 Бели Дрим Бели Дрим села дуж тока - 692. 14-10-2002 Источка река Бели Дрим Исток - 693. 14-10-2002 Пећка Бистрица Бели Дрим Пећ - 694. 10-01-2003 Лужница Јужна Морава Бабушница - 695. 10-01-2003 Биначка Морава Јужна Морава Лучане - 696. 01-03-2004 Зли Дол Јужна Морава Пут - 697. 01-03-2004 Дојкиначка река Јужна Морава Дојкинци, Брлог - 698. 01-03-2004 Топлица Јужна Морава Доња Коњуша, Грабовница - 699. 01-03-2004 Ибар Западна Морава Краљево - 700. 01-03-2004 Рашка Западна Морава Нови Пазар, Постење, Козарево - 701. 01-03-2004 Јошаница Западна Морава Сутеновац - 702. 01-03-2004 Трнавица Западна Морава Трнава - 703. 01-03-2004 Бањска река Западна Морава - - 704. 01-03-2004 Људска река Западна Морава - - 705. 01-03-2004 Блажевски поток Западна Морава Блажево - 706. 29-07-2004 Ђондрића поток Западна Морава Узићи - 707. 29-07-2004 Ристовића поток Западна Морава Узићи - 708. 11-08-2004 Пештан Колубара околина Лазаревца - 709. 11-08-2004 Колубара Колубара Ваљево - 710. 11-08-2004 Црна река Колубара - - 711. 11-08-2004 Љиг Колубара Љиг - 712. 11-08-2004 Лукавица Колубара Ибарска магистрала - 713. 26-02-2005 Караш Дунав Бела Црква - 714. 26-02-2005 Нера Дунав Бела Црква - 715. 27-02-2005 Витовница Млава Кула, Калиште, Мало Црниће, Аљудово - 716. 27-02-2005 Бурдуљски поток Велика Морава Стрижа - 717. 05-03-2005 Рогоз Јужна Морава Рогоз - 718. 30-03-2005 Топчидерска река Топчидерска река Мајдан - 719. 30-03-2005 Поток Топчидерска река Рипањ - 720. 30-03-2005 Барајевски поток Колубара Барајево - 721. 15-04-2005 Габровачка река Јужна Морава Габровац - 722. 15-04-2005 Кутинска река Јужна Морава Насеље Никола Тесла - 723. 15-04-2005 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 724. 15-04-2005 Крајковачка река Јужна Морава Мерошина - 725. 15-04-2005 Хумска река Јужна Морава Хум - 726. 15-04-2005 Рујничка река Јужна Морава Рујник - 727. 08-05-2005 Копашничка река Јужна Морава Мала Копашница - 728. 08-05-2005 Купиновачка река Јужна Морава Јелашница - 729. 08-05-2005 Турија Јужна Морава Лоћика, Врћеновица, Дашница - 730. 08-05-2005 Река Јужна Морава Велика Габровница, Велико Трњане - 731. 08-05-2005 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 732. 08-05-2005 Вучјанска река Јужна Морава Вучје, Жабљане - 733. 08-05-2005 Слатинска река Јужна Морава Слатина - 734. 08-05-2005 Јабланица Јужна Морава Лебане - 735. 08-05-2005 Бистрица Западна Морава Модрица - 736. 08-05-2005 Пепељуша Западна Морава Кошеви - 737. 08-05-2005 Велика река Западна Морава Велики Шиљеговац - 738. 08-05-2005 Рибарска река Западна Морава Велики Шиљеговац - 739. 08-05-2005 Нишава Јужна Морава Крупац - 740. 18-06-2005 Јадар Дрина Осечина, Плужац, Комирић - 741. 18-06-2005 Сирдијска река Дрина Сирдија - 742. 18-06-2005 Вишка река Дрина Драгијевица - 743. 18-06-2005 Раковица Дрина Белотић - 744. 18-06-2005 Мађерска река Западна Морава - - 745. 18-06-2005 Добрињска река Западна Морава Честобродица - 746. 18-06-2005 Остружањска река Дрина Остружањ - 747. 18-06-2005 Чемерница Западна Морава Прељина - 748. 18-06-2005 Слатинска река Западна Морава Слатина - 749. 18-06-2005 Карача Западна Морава Балуга - 750. 18-06-2005 Мршничка река Западна Морава Мршинци - 751. 18-06-2005 Липничка река Западна Морава Кукићи - 752. 18-06-2005 Јежевачка река Западна Морава Јежевица, Заблаће, Вапа - 753. 18-06-2005 Безимени буј. вод. Западна Морава Лугови - 754. 18-06-2005 Безимени буј. вод. Западна Морава Пријевор - 755. 18-06-2005 Безимени буј. вод. Западна Морава Трбушани - 756. 18-06-2005 Безимени буј. вод. Западна Морава Љубић - 757. 11-07-2005 Топлица Јужна Морава - - 758. 20-08-2005 Клокочевачки п. Дунав Клокочевац - 759. 20-08-2005 Црнајка Дунав Црнајка - 760. 13-03-2006 Колубара Колубара Лисо Поље - 761. 13-03-2006 Бељаница Колубара Конатице - 762. 13-03-2006 Марица Колубара Дражевац - 763. 13-03-2006 Пештан Колубара Пољане - 764. 13-03-2006 Лепеница Велика Морава Крагујевац - 765. 13-03-2006 Гружа Западна Морава Губеревац - 766. 13-03-2006 Уб Колубара Уб - 767. 13-03-2006 Река Колубара Таково - 768. 13-03-2006 Јадар Дрина Брадићи - 769. 13-03-2006 Грачица Колубара - - 770. 13-03-2006 Тамнава Колубара Уб - 771. 26-03-2006 Белица Западна Морава Лучани - 772. 26-03-2006 Скрапеж Западна Морава Пожега - 773. 26-03-2006 Ђетиња Западна Морава околина Ужица - 774. 26-03-2006 Рибница Западна Морава Краљево - 775. 26-03-2006 Краваричка река Западна Морава Прилипац - 776. 26-03-2006 Моравица Западна Морава Пилатовићи - 777. 26-03-2006 Гугаљски поток Западна Морава Гугаљ - 778. 26-03-2006 Суводол Западна Морава Јелен До - 779. 26-03-2006 Николића поток Западна Морава Пријановићи - 780. 12-06-2007 Љубостиња Колубара Ваљево - 781. 09-08-2007 Дојкиначка река Јужна Морава Дојкинци, Брлог - 782. 26-11-2007 Лужница Јужна Морава Бабушница, Љуберађа, Доњи Стрижевац - 783. 26-11-2007 Височица Јужна Морава Паклештица, Рсовци - 784. 26-11-2007 Пуста река Јужна Морава Завидинце - 785. 26-11-2007 Безимени буј. вод. Јужна Морава Драгинац - 786. 26-11-2007 Коритничка река Јужна Морава Бела Паланка - 787. 26-11-2007 Пуста река Јужна Морава Бојник - 788. 26-11-2007 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 789. 26-11-2007 Косаница Јужна Морава Куршумлија - 790. 26-11-2007 Дулина Јужна Морава Велико Трњане - 791. 26-11-2007 Власина Јужна Морава Власотинце - 792. 26-11-2007 Расничка река Јужна Морава Расница - 793. 26-11-2007 Косаница Јужна Морава Кастрат - 794. 26-11-2007 Нишава Јужна Морава Долац, Црвена река - 795. 04-12-2007 Орашачка река Јужна Морава Пут - 796. 04-12-2007 Ветерница Јужна Морава Лесковац - 797. 08-03-2009 Лешница Дрина Јадранска Лешница - 798. 08-03-2009 Јазина Дрина Јадранска Лешница - 799. 08-03-2009 Коренита Дрина - - 800. 08-03-2009 Млава Млава Петровац и околина - 801. 08-03-2009 Тамнава Колубара Коцељева - 802. 08-03-2009 Ресава Велика Морава Седларе, Суботица, Луковица, Грабовац - 803. 30-06-2009 Љубостиња Колубара Ваљево - 804. 08-11-2009 Ђетиња Западна Морава Ужице - 805. 08-11-2009 Јабланица Дрина Сјеница 1 806. 08-11-2009 Вапа Дрина Сјеница - 807. 08-11-2009 Грабовица Дрина Сјеница - 808. 08-11-2009 Људска река Западна Морава Нови Пазар - 809. 08-11-2009 Јошаница Западна Морава Нови Пазар - 810. 08-11-2009 Млава Млава Петровац и околина - 811. 08-11-2009 Пек Пек Клење, Раброво - 812. 08-11-2009 Јадар Дрина Брадићи, Драгинац - 813. 08-11-2009 Рзав Западна Морава Ариље - 814. 08-11-2009 Лим Дрина Прибој, Пријепоље - 815. 08-11-2009 Злошница Дрина Нова Варош - 816. 08-11-2009 Кратовска река Дрина Кратово - 817. 08-11-2009 Милешевка Дрина Пријепоље - 818. 21-02-2010 Црни Тимок Тимок Зајечар - 819. 21-02-2010 Сврљишки Тимок Тимок Сврљиг - 820. 21-02-2010 Уб Колубара Уб - 821. 21-02-2010 Грачица Колубара Совљак, Уб - 822. 21-02-2010 Тамнава Колубара Бргуле, Лисо Поље - 823. 21-02-2010 Бели Тимок Тимок Зајечар - 824. 20-04-2010 Белица Велика Морава Јагодина - 825. 20-04-2010 Цветачки поток Западна Морава Обрва - 826. 20-04-2010 Лађевачка река Западна Морава Обрва - 827. 20-04-2010 Ибар Западна Морава Краљево, Жичко поље, Рашка - 828. 23-06-2010 Обница Колубара Ваљево - 829. 23-06-2010 Јабланица Колубара Ваљево - 830. 23-06-2010 Колубара Колубара Ваљево - 831. 23-06-2010 Градац Колубара Ваљево - 832. 02-07-2010 Тамнава Колубара околина Уба - 833. 15-05-2010 Козједолска река Пчиња Трговиште 2 834. 15-05-2010 Лесничка река Пчиња Трговиште - 835. 15-05-2010 Трипушница Пчиња Трговиште - 836. 15-05-2010 Пчиња Пчиња Манастир Прохор Пч. - 837. 23-05-2011 Трнавица Западна Морава Нови Пазар - 838. 23-05-2011 Јошаница Западна Морава Нови Пазар - 839. 23-05-2011 Лечанска река Западна Морава Нови Пазар - 840. 21-05-2012 Кутинска река Јужна Морава Гаџин Хан - 841. 26-02-2013 Биначка Морава Јужна Морава Бујановац - 842. 26-02-2013 Пчиња Пчиња Трговиште - 843. 26-02-2013 Трипушница Пчиња Трговиште - 844. 26-02-2013 Црни Тимок Тимок Злот - 845. 26-02-2013 Преш. Моравица Јужна Морава Левосоје, Осларе - 846. 11-06-2013 Црница Велика Морава Забрега код Параћина - 847. 09-07-2013 Придворичка река Западна Морава Придворица - 848. 09-07-2013 Јездинска река Западна Морава Јездина - БИОГРАФИЈA АУТОРА Ана Петровић (рођ. Борисављевић) рођена је 12.08.1983. године у Ивањици где је завршила основну школу и Гимназију. Године 2002. уписује Географски факултет Универзитета у Београду, а дипломира са највишом просечном оценом (9.55) и прва у генерацији 2007. године на смеру Географија одбраном дипломског рада са оценом 10 и стиче звање дипломирани географ. Награда за најбоље студенте у Србији у оквиру програма Eуробанке “Инвестирамо у европске вредности” додељена јој је 2006. године. Мастер студије на Географском факултету, смер Геопросторне основе животне средине уписује 2007. године, а наредне брани мастер рад на тему „Стање и проблеми у управљању опасним отпадом у Србији“ са оценом 10 и просечном оценом положених испита 9.75. Исте године уписује Докторске студије на Универзитету у Београду, Шумарском факултету, Одсеку за Еколошки инжењеринг у заштити земљишних и водних ресурса (просечна оценa положених испита је 10). Новембра 2009. године гостовала је као истраживач и стипендиста Coimbra Group на Универзитету "Alexandru Ioan Cuza" у Јашију. Године 2010. добија стипендију Немачке фондације за животну средину (DBU) за десетомесечни истраживачки боравак у WWF Институту за екологију плавних зона у Раштату и Саксонској фондацији за заштиту природе и животне средине у Дрездену. Јун 2013. године проводи на БОКУ Универзитету као гостујући истраживач и OAD стипендиста. Од 1. феб. 2011. до 30. нов. 2013. године била је запослена на Шумарском факултету као истраживач приправник, а потом истраживач сарадник. Учествовала је у настави предмета Ризици природних непогода. Од 1. дец. 2013. године запослена је као истраживач сарадник на Географском институту „Јован Цвијић“ САНУ. Од 2009. године учествовала је више научно- истраживачких пројеката Министарства за просвету и науку. Од јануара 2013. године је координатор за програм стипендија Немачке фондације за животну средину у Србији. Учествује на интернационалним и националним скуповима и конференцијама, била је члан Организационог одбора конференције LANDCON 2012 и предавач на две иностране летње школе. Члан је Српског географског друштва и Светске организације за конзервацију земљишта и вода. Објавила је 18 стручних и научних радова као аутор и коаутор. Служи се енглеским, немачким, шпанским и руским језиком.