DEGRADACIONI PROCESI U AKUMULACIJAMA I TOKU DRINE I BILANSIRANJE ZAGAĐENJA

OPŠTE O AKUMULACIJAMA

HE i RHE “Bajina Bašta”

Izgradnja hidroelektrane “Bajina Bašta” počela je 1962. godine i trajala je četiri godine. Hidrocentrala “Bajina Bašta” u Perućcu (Slika 1.) svečano je puštena u pogon 27. novembra 1966. godine. Prvo su u rad puštena tri agregata snage po 92 megavata, a dve godine kasnije proradio je i četvrti agregat iste snage čime je hidroelektrana Bajina Bašta bila i u potpunosti završena.

Protočna hidroelektrana “Bajina Bašta” u Perućcu najveći je hidroenergetski objekat sagrađen na reci Drini. Reka je pregrađena betonskom branom visokom 90 m i dugačkom 460 m. Akumulaciono jezero Perućac prostire se od mesta Perućac u dužini od 52 km do Višegrada i čuvene “Na Drini ćuprije”.


Hidrocentrala “Bajina Bašta” u Perućcu

Ukupna zapremina akumulacije je 340 106 m³, instalisani protok 600 m3/s. Površina sliva je 15.308 km2. Energetski sadržaj bazena je 30 miliona kWh. U mašinskoj zgradi instalisana su 4 agregata ukupne snage 368 MW koji godišnje u proseku proizvedu oko milijardu i po KWh električne energije. Turbine su tipa Francis instalisane snage 92 MW sa 136,36 obrtaja u minutu. Generatori su proizvedeni u fabrici Rade Končar aktivne snage od 95 MW. Blok transformator je takođe iz proizvodnje Rade Končar i Minel, i nominalne snage je od 100 MVA.

HE “Bajina Bašta” je zbog protočnog karaktera, gubila u proizvodnji do 200 miliona kWh električne energije godišnje, jer su se velike količine vode prelivale preko brane u proleće i jesen kada Drina nabuja. Godine 1976 započela je realizacija projekta prebacivanja viška vode reke Drine cevovodima uz planinu i u novu akumulaciju na Tari na području Zaovina. Akumulacija Reverzibilne HE formirana je u koritu reke Beli Rzav, izgradnjom nasutih brana u kanjonu reke i na prevoju sa leve strane reke. Ukupna zapremina akumulacije je 170 miliona metara kubnih, a maksimalni energetski sadržaj akumulacije 195 GVh. Veza između gornje i donje akumulacije ostvarena je dovodno-odvodnim tunelom, u čijem sklopu je mašinska zgrada sa dve jednostepene pumpe turbine koje mogu da rade i kao pumpe i kao turbine. Reverzibilna elektrana je puštena u rad 27.novembra 1982 godine.

Maksimalna snaga ove elektrane u generatorskom režimu je 614 MW, sa prosečnom godišnjom proizvodnjom od oko 800 miliona do milijardu kWh električne energije. Maksimalna ulazna snaga u pumpnom režimu je 620 MW. U proteklih 24 godine RHE je potvrdila sve svoje bitne karakteristike, odnosno svoje dobre strane i opravdanost njene izgradnje. To se naročito pokazalo u vreme nestašica i redukcija u potrošnji energije, kada je reverzibilna elektrana sa svojom rezervom energije, deponovane u akumulaciji na Tari uskakala u sistem i time doprinosila otklanjanju teškoća u snabdevanju potrošača.

Reverzibilna hidroelektrana je po mnogo čemu jedinstvena na celom svetu. Ima najveću akumulaciju od oko 150 miliona kubika vode na Tari a ima jedan od najvećih neto padova vode u svetu od 610 m. Takođe prostorno ispod brane “Lazići” na Tari, sa tri pumpna agregata, pumpa se voda iz akumulacije “Spajići” koja se gravitaciono skuplja iz sistema tri brane u akumulaciju Beli Rzav. Snaga pumpi je 3 x 800 kW.

Ukupni instalisani protok je u turbinskom radu 129,2 m3/s, a u pumpnom radu 103,4 m3/s. Turbine su proizvod japanske firme Toshiba tipa Francis imaju instalisanu snagu od 315 MW po agregatu sa 429 obrtaja u minutu. Generatore je proizvela takođe Tošiba i imaju snagu od 315 MVA po agregatu. Blok transformatori su proizvodnje Rade Končar nominalne snage 2 x 160 MVA po agregatu, a prenosni odnos je 242/11 kV.

 

HE “Zvornik”

 

HE “Zvornik” je prva izgrađena hidroelektrana. Danas je poslednja energetska stepenica srednjeg toka reke Drine na 93. kilometru od ušća Drine u Savu. Nalazi se na teritoriji opštine Mali Zvornik u blizini istoimenog mesta. Pored brane prolazi regionalni asfaltni put Bajina Bašta –Ljubovija – Mali Zvornik – Loznica – Šabac – Beograd.

Izgradnja prve hidroelektrane na Drini započela je 1948 godine. Hidroelektrana “Zvornik” je završena u optimalnom roku, za sedam godina od početka gradnje. Svečano je puštena u rad 1955 godine. Podizanjem brane na Drini kod Zvornika, stvoreno je veštačko jezero dužine 25 kilometara. Korisna zapremina akumulacije je 23,4 106 m3, a ukupna 89 106 m³.


HE “Zvornik”

Brana HE “Zvornik” je gravitaciono betonskog tipa, visoka 42 m, a dužina u kruni iznosi 166,5 m. Po količini utrošenog materijala i svojim dimenzijama hidroelektrana je u vreme izgradnje bila pravo graditeljsko čudo. Železničari su dovukli raznog materijala za branu, koji bi ilustrativno stao u kompoziciju dugu preko 100 km.

Hidroelektrana je pribransko-protočno postrojenje sa dve mašinske zgrade u kojima su smeštena četiri vertikalna agregata sa Kaplanovim turbinama ukupne snage 96 MVA. Hidroelektrana ima instalisani protok od 620 m3/s. Generatori i blok transformatori su iz proizvodnje fabrike “Rade Končar”.  Maksimalna godišnja proizvodnja je 550 GWh. Za svojih više od 50 godina rada HE “Zvornik” proizvela je preko 23 milijarde kWh električne energije prebacujući plan proizvodnje skoro svake godine.

 

OPŠTA PODELA SVIH VODA PREMA STEPENU ZAGAĐENOSTI I NAMENI

Uredbom o klasifikaciji voda međurepubličkih vodotoka, međudržavnih voda i voda obalnog mora Jugoslavije (Sl. list SFRJ 6/78) i Uredbom o klasifikaciji voda (Sl. glasnik SRS, br. 5/68) utvrđena je opšta podela svih voda prema stepenu zagađenosti i nameni u četiri klase:

•         Klasa I – vode koje se u prirodnom stanju ili posle dezinfekcije mogu upotrebljavati ili iskorišćavati za snabdevanje naselja vodom za piće, u prehrambenoj industriji i za gajenje plemenitih vrsta riba (salmonida);
•         Klasa II – vode koje su podesne za kupanje, rekreaciju i sportove na vodi, za gajenje manje plemenitih vrsta riba (ciprinida), kao i vode koje se uz normalne metode obrade (koagulacija, filtracija i dezinfekcija) mogu upotrebljavati za snabdevanje naselja vodom za piće i u prehrambenoj industriji;
•         Klasa III – vode koje se mogu upotrebljavati ili iskorišćavati za navodnjavanje i u industriji, osim u prehrambenoj industriji;
•         Klasa IV – vode koje se mogu upotrebljavati ili iskorišćavati samo posle posebne obrade;
•         VK stanje – van klasno stanje.

U okviru klase II (Uredba o klasifikaciji voda) oformljene su dve potklase i to:

•          Potklasa IIa – obuhvata vode koje se uz normalne metode obrade (koagulacija, filtracija i dezinfekcija) mogu upotrebljavati za snabdevanje naselja vodom za piće, za kupanje i u prehrambenoj industriji;
•          Potklasa IIb – obuhvata vode koje se mogu iskorišćavati ili upotrebljavati za sportove na vodi, rekreaciju, za gajenje manje plemenitih vrsta riba (ciprinide) i za pojenje stoke.

Podela voda u klase i potklase izvršena je na osnovu pokazatelja njihovog kvaliteta i njihovih graničnih vrednosti. Stepen prečišćavanja svih zagađenih voda koje se ispuštaju u vodoprijemnike, kao i režim ispuštanja tih voda moraju obezbeđivati održavanje propisanih kategorija vodotoka utvrđenih Uredbom o kategorizaciji vodotoka (Službeni glasnik SRS, br. 5/68).

INFORMACIJE I PROJEKTU

Naziv projekta: “Degradacioni procesi u akumulacijama i toku Drine i bilansiranje zagađenja”
Trajanje projekta: 11 meseci (avgust 2015.g. – jun 2016.g.)
Realizatori projekta: TMF 2005 DOO i Fakultet za primenjenu ekologiju Futuri

CILJ PROJEKTA

Projekat “Degradacioni procesi u akumulacijama i toku Drine i bilansiranje zagađenja” ima za cilj da se započne uspostavljanje sistema monitoringa i modelisanje promena hidroloških, psamoloških, morfoloških, fizičkih i hemijskih karakteristika Drine, vezano za uticaj akumulacija HE Bajina Bašta i HE Zvornik, sa posebnim akcentom na kvalitet vode i sedimenta.

http://www.vizijadanas.com/desktop_slike/original/drinska_stena.jpg
Drina

Jedan od rezultata projekta biće izrada studije “Degradacioni procesi u akumulacijama i toku Drine i bilansiranje zagađenja”. Studija će sadržati sledeće osnovne delove:

 

  • Predlog modela za simulacije kvaliteta vode i nanosa
  • Opis modela, uključujući rezultate koje model može da proizvede, kao i potrebne  podatke za model
  • Prikupljanje postojećih podataka merenja i osmatranja
  • Analizu i sistematizaciju postojećih podataka merenja i osmatranja
  • Predlog programa dodatnih merenja i pilot merenja
  • Zaključke i preporuke

 

 

AKTIVNOSTI PROJEKTA

Opis i predlog modela za simulacije kvaliteta vode i nanosa

Predloženi model treba da omogući:

 

  • dugoročne simulacije za velike oblasti modelisanja
  • modelisanje kvaliteta vode, nanosa u suspenziji, nanosa na dnu
  • modelisanje neustaljenog tečenja vode, transporta nanosa i morfodinamike
  • uključenje frakcija nanosa, jer se zagađenje vezuje samo za neke frakcije

 

Tokom prve i druge faze projekta predložen je i opisan model za primenu modeliranja kvaliteta voda u drinskim akumulacijama. Integralni pristup planiranju i upravljanju vodama baziran na korišćenju sistemskog pristupa pokazao se kao veoma efikasan u rešavanju kompleksnih vodoprivrednih problema. Matematičko modeliranje ima veoma značajnu ulogu u strateškom vodoprivrednom odlučivanju. Komjuterizovani sistemi za podršku odlučivanju i optimizacioni modelu nalaze sve veću primenu u upravljenju vodoprivrednim sistemima. Dobro koordinisane banke podataka su od ekvivalentnog značaja za vodoprivredno planiranje i odlučivanje, kao i dobri matematički modeli. Kompleksan proces vodoprivrednog odlučivanja zahteva tehničku pomoć.

 

Matematičko modeliranje koristi se u oblasti vodoprivrednih sistema već duži niz godina. Osnovni motiv za upotrebu ovakve tehnike je činjenica da se boljim poznavanjem ponašanja sistema postiže efikasnost rada (sa gledišta protoka, kvaliteta i sl.).

 

Osnovna karakteristika modela je prirodna hidrološka varijabilnost koja je proizvod inherentnih fluktacija hidroloških promenljivih (tempoeratura, padavine, proticaj, isparavanje i dr.) Tri osnovna izvora varijabilnosti su vremenska, prostorna i individualna. U vodoprivrednim sistemima varijabilnost se najčešće manifestuje kroz prostornu i vremensku fluktaciju hidroloških promenljivih.

 

Razmatrana su dosadašnja istraživanja na temu modeliranja površinskih tokova koja su bila usmerena u pravcu dobijanja simulacionog modela za jezera i akumulacije, koji bi se mogao primenjivati za određivanje godišnjeg temperaturnog režima, ciklusa stratifikacije, kvaliteta vode, porasta algi i akumulacije sedimenta.

Ovi modelu su, najčešće, jednodimenzionalni ili dvodimenzionalni. Jasno, realan sistem može biti najbolje opisan trodimenzionalnim modelom, ali uvođenje treće dimenzije dodatno komplikuje već složen matematički problem, što nije uvek opravdano.

 

Prikupljanje i analiza podataka

Prikupljanje postojećih podataka

 Prikupljanje postojećih podataka merenja i osmatranja uključuju:

 

  • Batimetrijske podatke, odnosno snimanja poprečnih profila toka
  • Podatke o protocima i nivoima vode, kako sa brana, tako i na svim ostalim lokacijama (vodomerne stanice RHMZ itd.)
  • Psamološke podatke, odnosno podatke o koncentracijama suspendovanog nanosa, granulometrijskom sastavu suspendovanog nanosa, kao i granulometrijskom sastavu  nanosa na dnu
  • Podatke o kvalitetu vode i kvalitetu nanosa
  • Podatke o mogućim izvorima zagađenja duž toka

 

 

Radi prikupljanja postojećih podataka ostvarena je saradnja sa sledećim institucijama:

 

  • PD Drinsko-Limske HE
  • JP EPS – ZŽS
  • Republički hidro-meteorološki zavod
  • Agencija za zaštitu sredine
  • Direkcija za vode
  • Srbijavode, odnosno njihovi lokalni centri
  • Gradski zavod za zaštitu zdravlja, odnosno njihovi lokalni centri.

 

 

Analiza i sistematizacija postojećih podataka

U okviru studije prikupljaju se podaci, sistematizuju i analiziraju tako da se dobije pregled potencijalnih izvora zagađenja duž toka, pregled podataka o kvalitetu vode i nanosa, okvirni podaci o poreklu i bilansu zagađenja akumulacija i toka Drine, kao i preliminarna analiza i klasifikacija akumulacija i toka Drine sa stanovišta ekološkog i hemijskog statusa voda prema okvirnoj Direktivi Evropske unije o vodama (WFD 2000/60/EC). U obzir će se uzeti postojeći podaci o protocima i nivoima sa brana HE Bajina Bašta i HE Zvornik, podaci sa vodomernih stanica RHMZ Bajina Bašta i Radalj (donji tok Drine), podatke o kvalitetu vode se lokacija Ljubovija (uzvodno od HE Zvornik) odnosno Jelav i Badovinci (donji tok Drine), sva dosadašnja snimanja poprečnih profila toka, kao i svi ostali raspoloživi podaci.

 

Program merenja za Drinu i sprovođenje pilot merenja

Prvo pilot merenje i uzorkovanje je sprovedeno u četvrtak 8. oktobra 2015.g.

Drugo pilot merenje i uzorkovanje je sprovedeno u utorak 17. novembra 2015.g.

Treće pilot merenje i uzorkovanje je sprovedeno u 25.februara 2016.g.

 

Merna mesta su na sledećim lokacijama:

 (1) uzvodno od brane HE Bajina Bašta; 
(2) nizvodno od brane HE Bajina Bašta; 
(3) uzvodno od brane HE Zvornik; 
(4) nizvodno od brane HE Zvornik; 
(5) Badovinci. 

Merenja su obuhvatila: 

  • izbor i obeležavanje mernog preseka,
  • geodetska snimanja korita na mernoj lokaciji i merenja protoka i nivoa vode,
  • uzimanje uzoraka i određivanje koncentracija odnosno granulometrijskog  sastava suspendovanog nanosa,
  • uzimanje uzoraka i određivanje granulometrijskog sastava nanosa sa dna,
  • uzimanje uzoraka i određivanje kvaliteta vode i nanosa sa dna
  • uzorkovanje biljnog materijala (akvatičnih makrofita).

Merenja i uzorkovanja su izvršena zajedničkim radom tima Fakulteta za primenjenu ekologiju Futura i tima PMF –a Novi Sad (Departman za hemiju, biohemiju i zaštitu životne sredine).

Preostala merenja će se izvršiti do kraja maja 2016. godine.