M. Masič , M. Murovec, 1. Čuješ

Milan MASIČ •

Miran MUROVEC""

lztok ČUJEŠ ""

- 69- AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

PROBLEMA TIKA PRI IZVEDBI MALIH VODNIH AKUMULACIJ

UVOD

Pri načrtovanju in izvedbah malih vodnih zajetjih je potrebno temeljna tla upoštevati kot sestavni in

pomenbni del objekta . Sestav tal , geomorfologija , lastnosti zemljin in hribin dajejo poleg drugih

zahtev (potrebe po vodi) osnove za projektne rešitve in pogoje samih izvedb zemeljskih objektov.

Največkrat je pri tehničnem načrtovanju malih vodnih zajetij odločilnega pomena prav sestav

temeljnih tal.

V tem prispevku skušamo prikazati problematiko preiskav, projektiranja in izvedbe v specifičnem

geološkem okolju Slovenskih Goric in Haloz. Napisano sloni na izkušnjah pridobljenih pri projektiranju

in izvajanju malih vodnih zajetij v zadnjih nekaj letih .

Morfološki pogoji izbranih lokacij zgradb

V večini primerov postopkov izbiranja mesta za potrebe izgradnje zemeljske zgradbe za zajem

meteornih vod in izkoriščanje za potrebe namakanja kmetijskih površin so lokacije izbrane v najnižjih

točkah posestva oziroma prispevnega padavinskega območja . Ponavadi so izbrane ožje in plitve

dolinice brez živih virov vode .

Razpoložljiv geološko geotehnični prostor

Kompleks Slovenskih Goric pripada panonskemu bazenu . Najnižji so skladi helvetijske stopnje. V tej

stopnji so zastopani konglomerati , peščenjaki in peščeni laporji , podrejeno pa še tufi in daciti. Nad

helvetijskimi sedimenti ležijo tortonijski skladi , sestavljeni iz peskov, prodov, konglomeratov, laporjev

in litotamnijskih apnencev. V sarmatijskih plasteh , ki ležijo na tortoniju , so zastopani peski , prodi in

peščeni laporji . Najvišja zastopana stopnja miocena je panonij . Sedimente sestavljajo laporji , peski in

prodi . Zaradi pestrih tektonskih procesov so omenjeni sedimenti nagubani in razlomljeni. Tako jih

zasledimo v prostoru od zahoda (helvetij) proti vzhodu (panonij) obravnavanega prostora . Miocenski

sedimenti so prekriti z glinastimi zemljinami. Debelina glin se v pobočjih običajno veča proti dnu

dolin . Gline so večinoma peščene . Podobne so puhlici . Nastale so delno eolskim , delno fluviatilnim

potem . Barva glinastih zemljin je siva do modro siva . S preperevanjem pa so dobile gline rumenkasto

rjavo barvo . Dna dolin so večinoma zapolnjena z aluvialnimi in deluvialnimi naplavinami rek in

potokov. Naplavine sestavljajo meljaste , glinaste in peščene zemljine.

* Milan Masič dipl. ing . mont. , G.O.P. d.o.o., Glavni trg 19c, Maribor, ""Miran Murovec gr. teh ., Vodnogospodarski biro Maribor, Glavni trg 19c, Maribor,." Iztok Č uješ gr. teh., Vodnogospodarski biro Maribor, Glavni trg 19c , Maribor

MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

- 70-M. Masič , M. Murovec, 1. Čuje~

AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Nevezane zemljine so običajno v rahlem sestavu, kohezivne zemljine pa v nižjih konsistenčnih

stanjih . Valuviaino deluvialnem nanosu je običajno prisotna tudi podzemna ali precejna voda . Večji

obseg aluvialnih naplavin je v dolinah Pesnice in Dravinje ter njihovih pritokih. V teh dolinah je

debelina odloženih sedimentov več metrov. Največkrat je v teh sedimentih prisotna tudi stalna

podzemna voda . V manjših lokalitetah in stranskih dolinah se nahajajo tudi barski sedimenti z velikim

deležem organskih glin .

Na obravnavanem območju so bili tektonski procesi zelo intenzivni. Nastali so sistemi prelomov , ki

dajejo značilno obliko gričem in dolinam Slovenskih Goric in Haloz. Geološki prostor predstavlja

razlomljeno blokovno strukturo horstovega in grabenskega tipa :

• Horstova struktura zavzema severozahodni del območja na črti Kungota-Cmurek.

Zgrajena je iz spodnjega miocena , to je peščenih laporjev z vložki peščenjakov in

podrejeno konglomeratov .

• Na črti Maribor-Radgona je slabo izražena grabenska struktura sestavljena iz sedimentov

helvetijske in spodnje tortonske stopnje . Nastopajo slojeviti laporji z vložki kremenovih

peščenjakov in tufov.

• Horst antikIinaina struktura je razvita na območju Duplek-Gradišče-Radenci in se razteza

naprej proti Murski Soboti. V zgornjem delu opisane strukture so prisotni laporji ,

litotamnijski apnenci in peščeni laporji.

• Naj izrazitejša je Ptujsko-Ljutomerska grebenska sinklinala . Zgrajena je iz sarmatskih in

pliocenskih sedimentov. Zgornji deli pa so predvsem zgrajeni iz peskov, peščenih laporjev

in glin .

Kvartarni sedimenti obravnavanega terena so zastopani predvsem na Dravsko-Ptujskem polju in

stranskih dolinah vodotokov. Odloženi terasni sedimenti Dravsko-Ptujskega polja so pleistocenske in

holocenske starosti. Med terasnimi sedimenti prevladujejo prodi, sestavljeni predvsem iz magmatskih

kamenin . Sortiranost odloženih sedimentov je slaba, velikost posameznih prodnikov pa zelo

raznolika . Aluvialne in deluviaine naplavine polnijo stranske doline vodotokov in obrobja gričev .

Odloženi material izhaja iz kamenin bližnje okolice in je zelo heterogen.

Različni pogoji nastanka sedimentov, tektonski in erozijski procesi so ustvarili izredno heterogen

površinski zemeljski pokrov z različnimi lastnostmi temeljnih tal.

Geotehnične lastnosti zemljin in hribin

Pri projektiranju in izvedbi malih vodnih zajetij se v temeljnih tleh nahajajo največkrat opisani

sedimenti. Pri grobi razvrstitvi jih lahko razdelimo v tri večje skupine:

• nekonsolidirane zemljine v dnu dolin , (aluvialni sedimenti),

• glinaste zemljine na pobočjih dolin ,

• miocenski sedimenti.

MiŠiČEV VaDARSKI DAN '97

-71 -M. Masit , M. Murovec, 1. Čuješ

AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

V dnu dolin in različnih bočnih depresijah so odloženi predvsem nekonsolidirani aluvialni sedimenti.

Običajno so zelo stisljivi in majhnih strižnih odpornosti . Velike vlažnosti zemljin in prisotnost stalnih ali

občasnih podzemnih voda dodatno otežujejo izgradnjo vodnih zajetij na takšnih legah .

Glinaste zemljine na pobočjih, seveda tudi v odvisnosti od nastanka, so ugodnejša temeljna sredina

pri izvedbi vodnih zajetij. Glinaste zemljine so delno že konsolidirane, imajo večje module stisljivosti

in tudi višje strižne odpornosti. Zaradi nižjih naravnih vlažnosti se običajno zemljine iz pobočij tudi

uporabijo kot posojilni material za izgradnjo pregradnega nasipa .

Miocenski sedimenti so največkrat stabilni (odvisno od vpada plasti), dobro nosilni in vodo

neprepustni. Pri izvedbi malih zajetij vode pa se le poredko izvaja temeljenje pregradnih teles na teh

sedimentih .

V praksi so skicirane temeljne sredine pri vsaki izbrani lokaciji med seboj v različnih odnosih . Najbolj

pogosti primeri izvedb malih akumulacij so, da je osrednji del pregradnega nasipa temeljen na zelo

stisljivih in nekonsolidiranih mladih naplavinah . Bočni deli pregradnih nasipov pa segajo na temeljna

tla , kjer so geotehnične razmere ugodnejše .

Geotehnične osnove za potrebe projektiranja

Glede na pestrost temeljnih sredin v katerih se gradijo mala zajetja vode je potrebno za posamezne

lokacije podati nekatere osnovne geotehnične pogoje za projektiranje in izvedbo. Predvsem je

potrebno določiti nosilnost tal , stabilnost pregradnega telesa in stabilnost akumulacijskega prostora .

Nosilnost temeljnih tal je največkrat problematična samo v dnu dolin , kjer se v temeljnih tleh

pojavljajo nekonsolidirane peščeno meljne zemljine in glinaste ter organske zemljine. Odstranitev

slabo nosilnih zemljin iz različnih razlogov (prisotnost talne vode, razpoložljiv prostor za odložitev

neuporabnih zemljin) ni mogoča .

Stabilnost pregradnih teles se poišče s primernimi nakloni zračnih in vodnih brežin ter težnostnimi

nasipi na zračnih straneh pregrad .

Akumulacijskim prostorom, v katerih so največkrat tudi posojilni odvzemi zemljinskih materialov za

vgradnjo v nasipe, je potrebno zagotoviti stabilnost s primerno izbranimi nakloni . V kolikor to ni

mogoče se s primernimi sanacijskimi ukrepi zagotovi primerna stabilnost akumulacijskega prostora.

V spodnji preglednici so podani nekateri geotehnični parametri zemljin, ki se največkrat srečujejo pri

projektiranju in izvedbi malih vodnih zajetij na obravnavanem območju.

MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

M. Masič , M. Murovec, 1. Čuješ

aluvialne zemljine (ML, MH)

glinaste zemljine (CL, CI , CH)

miocenski sedimenti *

- 72- AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

geotehnični parametri zemljin in hribin

35.0-65.0 17.3-17.9 0.0 12.0-16.0 0.2-4.0

26 .0-45 .0 17.6-18 .2 0.0 18.0-26.0 3.0-9.0

9.0 12.0 20.3-21 .2 2.0-4.0 0.0 >200 .0

* geofizikalne lastnosti miocenskih sedimentov so podane za peščene in glinaste laporje, laporovce in

glinovce. Drugi litološki členi (peščenjaki , konglomerati in prodi) , ki se tudi nahajajo v paketu

miocenskih sedimentov, toda v podrejenem obsegu, v preglednici niso podani.

Problemi pri zbiranju geotehničnih podatkov

V opisanem prostoru in z zemljinami zelo pestrih geotehničnih lastnosti je pridobitev kvalitenih

podatkov za načrtovanje in izvedbo malih vodnih zajetij zelo pomembna . Kljub relativno majhni

velikosti takšnih objektov so problemi načrtovanja in izvedbe enaki ali podobni kot pri velikih zajetjih .

Relativno nizke investicijske vrednosti takšnih objektov omejujejo obseg terenskih in laboratorijskih

preiskav. Iz tega razloga se zaradi omejitev razpoložljivih sredstev preiskave omejijo na nekaj

izkopov sondažnih jaškov ali na ročne vrtine in na minimalni obseg laboratorijskih preiskav. Pri

enostavnejših strukturnih razmerah tal so takšni omejeni obsegi geotehničnih preiskav še delno

sprejemljivi , ne pa zadovoljivi. Največkrat se pomanjkljivo ali omejeno zbiranje podatkov pokaže šele

med gradnjo objektov.

Čeprav pomeni zbiranje geoloških, hidrogeoloških in geotehničnih podatkov na izbrani lokaciji nek

strošek, bo tega potrebno upoštevati v investiciji. Vedeti moramo namreč , da v primernem obsegu

pridobljeni podatki o geološkem prostoru nudijo tudi kvalitetne projektantske rešitve . Pri izvajanju

zemeljskih del pa se izločijo morebitna presenečenja zaradi nepoznavanja struturnih odnosov v

pol prostoru .

Na osnovi izkušenj , pridobljenih pri projektiranju in spremljanju izvajanja malih vodnih zajetij , bi bilo

potrebno načeloma na vsaki izbrani lokaciji izvesti terenske in laboratorijske preiskave zemljin na

mestu pregradnega profila in na območju akumulacijskega prostora. Odvisno od inženirskogeoloških

in hidrogeoloških razmer na lokacijah, se lahko geotehnične podatke pridobi s sondažnimi jaški ali

vrtinami in z geofizikalnimi meritvami. Slednje preiskave v kombinaciji srepernimi sondažnimi

podatki lahko ponudijo kvalitetno osnovo za sestavitev geotehničnih modelov polprostora . V

zadovoljivem obsegu izvedene preiskave ter njihove primerne obdelave morajo projektantom in

kasneje izvajalcem nuditi naslednje geotehnične podatke za vsako lokacijo:

• debeline in geofizikalne lastnosti zemljin ,

• hidrogeološke razmere ,

• stabilitetne razmere,

• uporabnost in pogoji vgrajevanja lokalnih zemljin.

MiŠiČEV VODARSKI DAN '97

-73 -M. Masič, M. Murovec, 1. Č uješ

AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

Samo navedene geotehnične osnove, potrebne za projektiranje , lahko zagotovijo kvalitetno izvedbo

brez možnih večjih dodatnih presenečenj .

Izvajanje malih zajetij vode

Izkušnje zadnjih nekaj let pridobljeneh s spremljanjem graditev malih akumulacij napeljujejo na to , da

je potrebno poleg kvalitetnih predhodnih preiskav vršiti med gradnjo tudi geotehnični nadzor. Z

rednim in pravočasnim nadzorom se lahko pravočasno preverjajo razmere v tleh in sproti primerno

odziva na pojave heterogenosti zemljin , probleme vgrajevanja zemljin S posojilnih mest, manjše

sanacije temeljnih tal in nagnjenih površin.

Nekontrolirana gradnja homogenih zemeljskih teles in nepreverjen odvzem zemljin s pobočij lahko v

nadaljevanju gradnje povzročijo težje poškodbe in pozneje tudi dražje sanacijske posege. Pri gradnji

malih vodnih akumulacij bi bilo obvezno geotehnične preglede in svetovanje izvajajati v naslednjih

fazah:

• pregled planumov homogenih zemeljskih nasipov,

• izbira zemljinskih materialov in pogoji vgrajevanja ,

• kontrola gostot vgrajenih materialov,

• tesnenje pregradnih profilov.

Zaključek

Opisani geološki prostor v katerega postavljamo male vodne akumulacije je zelo heterogen in

občutljiv na nekotrolirane posege. Zato bi bilo potrebno za vsako načrtovano zajetje vode pridobiti

potrebne osnovne geološke, hidrogeološke in geotehnične podatke. Samo na osnovi teh podatkov je

mogoča kvalitetna izdelava projektov in izvedba objektov brez večjih presenečenj . Podano

razmišljanje je nastajalo ob spremljanju izdelave projektov in kasnejših izvedb že obstoječih vodnih

zajetij. Zaradi stalnega pomankanja raziskovalnih podatkov so že v fazi projektiranja uporabljane bolj

iskustvene inprovizacije. Posledično pa so podane rešitve v izvedbi , vsaj v nekaterih primerih

zahtevale spremembe projetnih rešitev, sanacijske posege ali celo opustitev izkoriščanja vodnega

zajetja . V bodoče bi morali pri realizaciji izgradnje malih vodnih zajetij upoštevati v grobem naslednje

postopke:

• zasnova objekta z oceno vpliva na okolje ,

• geološko geotehnične preiskave lokacije,

• izdelava projekta za izvedbo,

• izvedba objekta ob projektantskem in geotehničnem nadzoru .

Vsaj s takšnim pristopom (izpuščeni so drugi , tudi pomembni postopki) se bo mogoče izogniti

inprovizacijam in nepravilnim odločitvam med projektiranjem naprav in seveda težavam pri izdelavah

zemeljskih zgradb.

MiŠiČEV VaDARSKI DAN '97

- 74-M. Masič , M. Murovec, 1. Čuješ

LITERATURA:

1 Geološka karta Slovenije s tolmači.

2 Herak M. - Geologija , Školska knjiga Zagreb, 1990

3 Kos Z. Hidrotehnične melioracije tla , Školska knjiga Zagreb, 1987.

4 Nonveiller E. Kliženje i stabilizacija kosina , Školska knjiga , 1987.

AKTUALNI VODNOGOSPODARSKI PROJEKTI

5 Nonveiller E. Nasute brane projektiranje igradenje, Školska knjiga Zagreb, 1983.

6 Šuklje L. Mehanika tal , Univerza v ljubljani , 1967.

MiŠiČEV VODARSKI DAN '97