hrvatski

Ranjivost vodonosnika na priljevnom području varaždinskih crpilišta

Zaštita kvalitativnog statusa podzemne vode predstavlja imperativ ali i izazov svjetskih i domaćih stručnjaka. Opterećenja u vidu industrijalizacije, intenzivne poljoprivredne proizvodnje i neadekvatne odvodnje otpadnih voda sve su veća a posljedice se sagledavaju u postupnoj degradaciji kakvoće podzemne vode. Primjer područja na kojemu se već duži niz godina bilježi narušeno stanje kakvoće podzemne vode je Varaždinska regija. Problemi s visokim koncentracijama nitrata datiraju iz 70-tih godina prošlog stoljeća. Maksimalne koncentracije registrirane su nakon punjenja akumulacijskog jezera Varaždin početkom 80-tih godina, a posljednje je vrijeme obilježeno stagnacijom. Cilj disertacije je ocjena ranjivosti vodonosnika na priljevnom području varaždinskih crpilišta. Istraživanja su potaknuta navedenim poteškoćama s kakvoćom podzemne vode na interesnom području kao i praksom u brojnim zemljama Europske Unije gdje su rezultati takvih istraživanja integralni dio efikasne zaštite podzemne vode. U tu su svrhu prikupljene sve relevantne informacije o vodonosniku. Interpretirana je njegova geometrija, hidrogeološki parametri, smjer toka i obnavljanje podzemne vode. Verifikacija geometrije i hidrogeoloških parametara učinjena je pomoću modela toka podzemne vode. Uvid u stanje kakvoće podzemne vode proizašao je iz analiza rezultata monitoringa koji provodi VARKOM kao i rezultata istraživanja koja su provedena u razdoblju od 2004. do 2006. godine. Simulacija razvoja koncentracija nitrata u prostorno-vremenskoj domeni učinjena je pomoću modela transporta nitrata u saturiranoj zoni vodonosnika. Komparativna ocjena ranjivosti napravljena je primjenom četiri postupka iz skupine parametarskih metoda. U daljnjem je postupku učinjena ocjena hazarda i rizika od onečišćenja podzemne vode. U dolini rijeke Drave na varaždinskom području istaložene su nevezane aluvijalne naslage I. i II. dravske terase. Dubina zalijeganja podine dravskog vodonosnika postupno se povećava idući od granice s Republikom Slovenijom nizvodno prema Zamlaci. Najmanja debljina, ispod 5 m, zabilježena je kod Otoka Virje. Nizvodno od Petrijanca debljina vodonosnika prelazi 20 m, da bi u blizini varaždinskog crpilišta iznosila 60-tak metara. Najveća debljina ustanovljena je na području crpilišta Bartolovec – do 106 m. Idući od središnjeg dijela Varaždinskog bazena prema rubnom području, uz obronke Ravne gore na zapadu i Varaždinsko-Topličkog gorja na jugu, debljina vodonosnika postupno se smanjuje i u graničnom području pada ispod 10 m. Važna je uloga slabopropusnog sloja koji dijeli varaždinski vodonosnik na dva vodonosna horizonta. Pojavljuje se u blizini varaždinskog crpilišta na dubini od 40-tak m i može se pratiti sjeverno prema crpilištu Vinokovšćak i dalje prema crpilištu Nedelišće, te nizvodno prema Bartolovcu i crpilištu Prelog što potvrđuje njegov regionalni značaj. Prema jugu, približavanjem rubnim predjelima vodonosnika, on postupno isklinjava. Najveća zabilježena debljina iznosi 6.9 m, ali većinom ne prelazi 5 m. Krovinu vodonosnika izgrađuju čestice pijeska, praha i gline u različitim omjerima. U središnjim dijelovima ona često izostaje tako da se na površini terena nalazi šljunčano-pješčani vodonosnik. Približavanjem Varaždinsko-Topličkom gorju na jugu debljina krovine postupno se povećava, da bi u rubnim predjelima vodonosnika mjestimice prelazila 9 m. Na širim područjima crpilišta Vinokovšćak i Bartolovec ne prelazi 5 m. Vodonosnik je većinom otvorenog tipa. Obnavljanje podzemne vode u gornjem vodonosnom sloju realizira se procjeđivanjem padalina kroz nesaturiranu zonu, zatim dotocima na zapadnoj i južnoj granici, te procjeđivanjem vode iz akumulacija i dravskog korita. Obnavljanje podzemne vode u donjem vodonosnom sloju ostvaruje se procjeđivanjem kroz slabopropusni sloj, te na mjestima njegova isklinjavanja. Tok podzemne vode generalno je u smjeru istoka-jugoistoka i paralelan je rijeci Dravi. Transmisivnost gornjeg vodonosnog sloja nalazi se u rasponu od 730 m2/dan do 21735 m2/dan, a donjeg od 1667 m2/dan do 5357 m2/dan. Povišene koncentracije nitrata u podzemnoj vodi prvog vodonosnog sloja bilježe se od sredine 70-tih godina prošlog stoljeća. Analizom rezultata monitoringa kakvoće podzemne vode na crpilištima u razdoblju 2000.-2007. godina utvrđene su trajno nedozvoljene koncentracije nitrata na varaždinskom crpilištu, dok je stanje na preostala dva crpilišta još uvijek zadovoljavajuće, osobito u donjem vodonosnom horizontu. Provedenim istraživanjima na priljevnom području crpilišta za razdoblje 2004.-2006. godina zabilježene su povremeno nedozvoljene koncentracije nitrata uzvodno od varaždinskog crpilišta. Osobito je nepovoljna situacija na području Šijanca, gdje se sadržaj nitrata približava granici od 100 mg/l. Numeričkim modelom stacionarnog strujanja podzemne vode verificirani su pored ostalog i parametri koji su naknadno korišteni kao ulazni podaci za ocjenu ranjivosti vodonosnika: hidraulička vodljivost vodonosnika i obnavljanja podzemne vode padalinama. Vrijednosti hidrauličke vodljivosti u središnjem dijelu terena nalaze se u rasponu od 160-330 m/dan, da bi u južnim rubnim predjelima vodonosnika bile procijenjene u rasponu 10-50 m/dan. Ovisno o debljini krovinskih naslaga vodonosnika vrijednosti efektivne infiltracije padalina iznose 155 i 270 mm/god, osim u uskoj rubnoj zoni vodonosnika uz padine Ravne gore i Varaždinsko-Topličkog gorja, gdje su povećani iznosi infiltracije simulirani zbog dotoka površinske vode s obronaka okolnog gorja. Hidraulička vodljivost donjeg vodonosnog sloja iznosi 40-55 m/dan. Normalizirano srednje kvadratno odstupanje simuliranih od izmjerenih piezometarskih razina u gornjem vodonosnom sloju iznosi 1.1 %, a u donjem 5.1%, što u cijelosti potvrđuje uspješnost simuliranih uvjeta strujanja podzemne vode u oba vodonosna sloja. Simulacija razvoja koncentracija nitrata u zasićenoj zoni vodonosnika za razdoblje od 25 učinjena je pomoću numeričkog modela transporta nitrata. Simulirane su četiri varijante koje se razlikuju s obzirom na količinu crpljenja podzemne vode iz prvog vodonosnog sloja na crpilištu Varaždin i unos nitrata u zasićenu zonu vodonosnika. Pod pretpostavkom nepromijenjenog režima crpljenja i načina korištenja zemljišta očekuje se na varaždinskom crpilištu porast i stabilizacija sadržaja nitrata na približno 60 mg/l u prvom vodonosnom sloju. Najveći skok koncentracija zabilježen je u drugom vodonosnom sloju na varaždinskom crpilištu, gdje nakon nešto više od 9 godina one rastu preko 50 mg/l. Različiti režimi eksploatacije na varaždinskom crpilištu ne bi trebali imati većeg efekta na sadržaj nitrata u podzemnoj vodi na crpilištu Bartolovec, gdje se i uz pretpostavku nastavka dosadašnje prakse korištenja prostora ne očekuju vrijednosti veće od 30 mg/l u prvom vodonosnom sloju, a u drugom se ne predviđa rast preko 20 mg/l. Ukoliko se značajnije ne promijeni dosadašnja praksa korištenja prostora na priljevnom području crpilišta Vinokovšćak, na tom se crpilištu predviđa postupan pad koncentracija nitrata. Posljedica je to induciranog procjeđivanja dravske vode u kojoj sadržaj nitrata uglavnom ne prelazi 10 mg/l. Ocjena ranjivosti vodonosnika provedena je primjenom parametarskih metoda: GOD, SINTACS, DRASTIC i njemačke metode. Općenito je postignuta visoka i vrlo visoka prirodna ranjivost vodonosnika u središnjim predjelima promatranog prostora. Povišena ranjivost zauzima južno i zapadno rubno područje vodonosnika uz padine Ravne gore i Varaždinsko-Topličkog gorja, ali i područja oko crpilišta Vinokovšćak, te Virja Križovljanskog. Primjenom SINTACS metode postignuta je umjerena ranjivost vodonosnika i na području nizvodno od crpilišta Bartolovec. Usporedbom rezultata primijećeno je da sve metode generalno upućuju na iste odnose, a mjestimične su razlike većinom u rasponu jedne kategorije. Općenito je primjenom DRASTIC postupka postignuta, u odnosu na rezultate ostalih metoda, nešto viša ranjivost u središnjim predjelima. S druge strane, rezultati postignuti SINTACS ocjenom predstavljaju približno srednju vrijednost rezultata primijenjenih metoda. Ocjena hazarda provedena je u skladu s preporukama proizašlim iz projekta COST 620. Na razmatranom prostoru zastupljene su sve kategorije u rasponu vrlo niskog do vrlo visokog hazarda. Najveći udio zauzimaju područja niskog hazarda što je posljedica razmjerno niskog indeksa koji je predviđen za poljoprivrednu aktivnost. Na uskoj zoni koja se proteže od Strmca Podravskog do Varaždina postignut je vrlo visoki hazard kao posljedica sumarnog djelovanja kolektora, prometnice i oranica. Rezultati ocjene rizika od onečišćenja podzemne vode koriste se u mnogim zemljama za potrebe efikasnijeg upravljanja vodnim resursima i donošenje odluka u prostornom planiranju. Takvim analizama obuhvaćen je zajednički utjecaj hazarda i ranjivosti vodonosnika. U disertaciji su prikazani rezultati ocjene intenziteta rizika od onečišćenja vodonosnika i izvorišta pitke vode. Umjereni rizik od onečišćenja vodonosnika prevladava područjem istraživanja. Karakterističan je za područja prekrivena oranicama i s visokom do vrlo visokom ranjivošću vodonosnika. Ocjenom intenzitet rizika od onečišćenja izvorišta pitke vode povezani su rezultati modeliranja toka podzemne vode s intenzitetom rizika od onečišćenja vodonosnika. Izdvojena priljevna područja crpilišta kategorizirana su u rasponu visokog do vrlo niskog rizika. Područje visokog rizika zauzima najveću površinu na priljevnom području crpilišta Vinokovšćak, slijedi crpilište Varaždin i na koncu Bartolovec. Usporedbom postignutih rezultata i postojećih zona sanitarne zaštite zaključeno je da su one u velikoj mjeri predimenzionirane. Visoka ranjivost varaždinskog vodonosnika i dugogodišnje narušeno stanje kakvoće podzemne vode nalažu promjenu dosadašnje prakse u domeni korištenja prostora. To se prije svega odnosi na poljoprivrednu djelatnost jer ona ima najveći udio na priljevnim područjima crpilišta. Potrebno je ograničiti primjenu gnojiva na količine potrebne uzgajanim kulturama i u vrijeme kada ih one najbolje mogu iskoristiti. Međutim, i uz pretpostavku promjene poljoprivredne prakse i sanacije ostalih onečišćivača, pozitivne rezultate takvih mjera treba očekivati nakon mnogo vremena. Posljedica je to velikih količina nitrata akumuliranih u vodonosniku koji se sporo pomiču kroz sustav.

hidrogeologija; hidrodinamika; ranjivost vodonosnika; hazard; rizik; numerički model toka; numerički model transporta; nitrati; varaždinski vodonosnik

nije evidentirano