Vladimir Andročec Goran Lončar

PROGRAM PRAĆENJA STANJA PROGRAM PRAĆENJA STANJA JADRANSKOG MORA U OKVIRU PROJEKTA JADRANSKOG MORA U OKVIRU PROJEKTA

ZAŠTITE OD ONEČIŠĆENJA VODA U ZAŠTITE OD ONEČIŠĆENJA VODA U PRIOBALNOM PODRUČJUPRIOBALNOM PODRUČJU

Vladimir AndročecVladimir Andročec

Goran LončarGoran Lončar

XV (radni sastanak županijskih zavoda za javno zdravstvo, zavoda, upravnih odjela i zavoda nadležnih za zaštitu okoliša, poslove prostornog uređenja, graditeljstva, komunalnog

gospodarstva i održivog razvoja jadranskog područja

Plitvice, 7. i 8. travnja

Građevinski fakultetGrađevinski fakultet

Sveučilišta u ZagrebuSveučilišta u Zagrebu

PROGRAM PRAĆENJA STANJA JADRANSKOG MORA

POLAZIŠTE : - Održavanje visoke kakvoće morskog okoliša jedan je od temeljnih preduvjeta budućeg razvoja jadranskog područja

- Ocijenjena je nedovoljnost i nedostatnost dosadašnjeg sustava praćenja stanja mora i njegova usklađenost s potrebama Okvirne direktive o vodama Europske unije (Water Framework Directive – 2000/60/EC)

- Potrebna su poboljšanja i proširenja ovog sustava te osnivanje modela stanja Jadranskog mora

CILJEVI : - Provedba dovoljnih istraživačkih radova koji će se koristiti kao podloga za uspostavljanje osnovnih modela za praćenje stanja Jadrana a koji će ujedno biti i potpora Planu upravljanja vodama Jadrana

- Stjecanje iskustva za uspostavu stalne mreže praćenja stanja Jadranskog mora i naprednijih modela stanja Jadrana


AKTIVNOSTI PRAĆENJA STANJA JADRANA

UGOVORNI PROGRAMI PRAĆENJA I ISTRAŽIVANJA : - Projekt Jadran- Vir-Konavle- Hidrografija i oceanografija

Trajniji programi mjerenja sa ciljanim sadržajem (provode ih znantstvene institucije u okviru znanstvenih projekata ili za potrebe državnih institucija)

KOMERCIJALNI PROGRAMI :- Studije utjecaja na okoliš (luke, marine, podmorski ispusti, naftovodi, akvakultura, obalne građevine i konstrukcije)

Povremena lokalna mjerenja za različite investitore na temelju kojih se provode modeliranja dovoljna za razinu SUO ili projektiranja

Do sada nije organiziran integralni pristup praćenja stanja priobalnog Jadranskog mora te analiza rezultata kroz odgovrajuće modele u svrhu prognoze utjecaja pri razvojnim aktivnostima ili incidentnim situacijama

MJERENJA (IOR, HHI, IRB-CIM, BI): Mjerenja oceanografskih parametara obavlja se u teritorijalnom moru Republike Hrvatske.

- Strujomjerne i CTD postaje na kojima će se mjeriti morske struje, kontinuirano u vremenskom intervalu od 6 mjeseci (primjenom ADCP strujomjera) te temperatura,

salinitet i gustoća mora prilikom svakog izlazka istraživačkog broda (minimalno 5 puta u srednjem i južnom Jadranu, odnosno 7 puta u sjevernom Jadranu) CTD sondom

- Parametri fizikalne oceanografije (temperatura, salinitet, gustoća te prozirnosti i boja mora)

- Kemijske oceanografije (otopljeni kisik, pH, određivanje hranjivih soli, amonijeve soli, nitrit, nitrat, ortofosfat, ortosilikat, ukupni fosfor, ukupni dušik, trofički indeks TRIX)

- Biološke oceanografije (koncentracija klorofila-a, sastava i gustoće fitoplanktonske zajednice, koncentracije fekalnih koliforma, fekalnih streptokoka, i

heterotrofnih bakterija sa frekvencijom uzorkovanja od 5 puta u srednjem i južnom Jadranu, odnosno 7 puta u sjevernom Jadranu;


PROGRAM PRAĆENJA STANJA JADRANSKOG MORA – mjerne postaje

model period horizontalna rezolucija

vert. rezolucija

rezultantna polja

POM (Jadran)

ROMS (Jadran)

MIKE 3 FM(regionalni)

MIKE 3(lokalni)

15.8.07.-15.10.08.

15.8.07.-15.10.08.

15.2.08.-15.3.08.15.7.08.-15.8.08.

15.2.08.-15.3.08.15.7.08.-15.8.08.

2,5km

2km

2km200m

cca 200m

22sigma

20sigma

20sigma

z = 2m

RU za MIKE

RU za MIKE

HD, DO, FC, FS

HD, DO, FC, FS

S,T,u,v,razi

S,T,u,v,razi

FK,FS,DO,S,T,u,v,razi

FK,FS,DO,S,T,u,v,razi

PROGRAM PRAĆENJA STANJA JADRANSKOG MORA – PROVEDBA MODELIRANJA

PROGRAM PRAĆENJA STANJA JADRANSKOG MORA - Globalni model Jadrana (IOR - POM,IRB-ROMS):

R1

Numeričko modeliranje (domene regionalnih modela – MIKE 3 FM ; GFZ)

R2

R3

R4

R5

Numerički modeli (regionalni model R1 – Istra FM ; GFZ)

R1

R2

Numerički modeli (regionalni model R2 – Kvarner FM ; GFZ )

R3

Numerički modeli (regionalni model R3 – Zadar FM ; GFZ)

R4

Numerički modeli (regionalni model R4 – Šibenik FM ; GFZ)

R5

Numerički modeli (regionalni model R5 – Split FM ; GFZ)

Numerički modeli (lokalni modeli L1, L2, L3, L4 – MIKE 3 ; GFZ )

Numerički modeli (lokalni model L5 – MIKE 3 ; GFZ )

PROSTORNA DOMENAPROSTORNA DOMENA

Numerički modeli (lokalni modeli L6, L7, L8, L9 – MIKE 3 ; GFZ)

PROGNOZISTIČKI ATMOSFERSKI MODEL ALADINPROGNOZISTIČKI ATMOSFERSKI MODEL ALADIN

- ALADIN (Aire Limitee Adaptation dinamique et Development InterNational) numerička implementacija je izvedna u kooperaciji sa nekoliko nacionalnih meteoroloških institucija- Hrvatska verzija operativnog moda Aladina provodi se na prostornoj domeni koja pokriva područje Hrvatske sa Jadranom te orografijom Alpa, Dinarida i Apenina sa horizontalnom rezolucijom od 8km i vremenskim inkrementom od 3h

Numrički modeli (Podmorski ispusti)

ES (1) Qsat.max. (l/s) CFC (1/100ml) CFS (1/100ml) ES (1) Qsat.max. (l/s) CFC (1/100ml) CFS (1/100ml)

1 Novigrad 33000 220 1.0E+07 2.0E+06 31 Brač-Supetar 12000 80 1.0E+07 2.0E+062 Poreč-Sjever 58000 387 1.0E+07 2.0E+06 32 Brač-Bol 7000 47 1.0E+07 2.0E+063 Poreč-Jug 58000 387 1.0E+07 2.0E+06 33 Gradac 8000 53 1.0E+07 2.0E+064 Vrsar 58000 387 1.0E+07 2.0E+06 34 Starigrad 25000 167 1.0E+07 2.0E+065a RovinjS 67 1.0E+07 2.0E+06 35 Orebić 78 1.0E+07 2.0E+065b RovinjJ 339 1.0E+06 2.0E+05 36 Vela Luka 28000 187 1.0E+07 2.0E+066 NP Brijuni 2500 17 1.0E+07 2.0E+06 37 Korčula 12000 80 1.0E+07 2.0E+067 Pula-Sjever 41600 277 1.0E+07 2.0E+06 38 Blato na Korčuli 5000 33 1.0E+07 2.0E+068 Rabac 33000 220 1.0E+07 2.0E+06 39 Ston - Mljetski 2000 13 1.0E+07 2.0E+069 Cres 21000 140 1.0E+07 2.0E+06 40 NP Mljet 8.5 1.0E+07 2.0E+0610 Opatija-Lovran 46000 307 1.0E+07 2.0E+06 41 Hvar 15000 100 1.0E+07 2.0E+0611 Rijeka-Grobinština 540000 3600 1.0E+07 2.0E+06 42 Stobreč 1900 1.0E+07 2.0E+0612 Omišalj 13000 87 1.0E+07 2.0E+06 43 Duilovo 120 1.0E+07 2.0E+0613 Malinska-Njivice 35000 233 1.0E+07 2.0E+06 44 Katalinića Brig 1400 1.0E+07 2.0E+0614 Krk 23000 153 1.0E+07 2.0E+06 45 Podrstrana 80 1.0E+07 2.0E+0615 Crikvenica 200 1.0E+06 2.0E+05 46 Hotel Lav 80 1.0E+07 2.0E+0616 Novi Vinodolski 20000 133 1.0E+07 2.0E+06 47 Čiovo 800 1.0E+07 2.0E+0617 Mali Lošinj 40000 267 1.0E+07 2.0E+06 48 Ploče 136 1.0E+07 2.0E+0618 Rab 82.5 1.0E+07 2.0E+06 49 Sutivan 2000 13 1.0E+07 2.0E+0619 Nin-Privlaka 284 1.0E+07 2.0E+06 50 Milna 4000 27 1.0E+07 2.0E+0620 Zadar-Centar i Borik 200000 1333 1.0E+07 2.0E+06 51 Postira 4000 27 1.0E+07 2.0E+0621 Biograd na moru 50000 333 1.0E+07 2.0E+06 52 Povlja 2000 13 1.0E+07 2.0E+0622 Sukošan-Bibinje 90 1.0E+07 2.0E+06 53 Pučišća 4000 27 1.0E+07 2.0E+0623 Betina-Murter 90 1.0E+07 2.0E+06 54 Sumartin 3000 20 1.0E+07 2.0E+0624 Pirovac-Tisno-Jezera 138 1.0E+07 2.0E+06 55 Trpanj 4000 27 1.0E+07 2.0E+0625 Vodice 40000 267 1.0E+07 2.0E+06 56 Cavtat 15000 100 1.0E+07 2.0E+0626 Rogoznica 10000 67 1.0E+07 2.0E+06 57 Slano 4500 30 1.0E+07 2.0E+0627 Primošten 15000 100 1.0E+07 2.0E+06 58 Župa Dubrovačka 30000 200 1.0E+07 2.0E+0628 Dugi Rat 70 1.0E+07 2.0E+0629 Omiš 242 1.0E+07 2.0E+0630 Makarska 50000 333 1.0E+07 2.0E+06

NUMERIČKO MODELIRANJE – NUMERIČKO MODELIRANJE – podmorski ispustipodmorski ispusti

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

160.0

180.0

200.0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

sat u danu (T)

Qu

pu

šta

nja

(l/s

)

dnevna dinamika protoka upuštanja (ljeto-satne vrijednosti)dnevna dinamika protoka upuštanja (zima-satne vrijednosti)

- varijacija srednjih satnih dotoka tijekom karakterističnih perioda (zima, ljeto)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

12:00

13:00

14:00

15:00

16:00

17:00

18:00

vrijeme

Q is

pu

st (

m3/

s)

pulsevi rada podmorskog ispusta-LJETO

pulsevi rada podmorskog ispusta-ZIMA

- dinamika pulseva rada podmorskog ispusta Qupuštanja (periodu 12-18h) tijekom ljetnog dana sa pojavom maksimalnog –projeknog opterećenja

ODUMIRANJE ODUMIRANJE INDIKATORA FEKALNOG ZAGAĐENJA FK i KS(TINDIKATORA FEKALNOG ZAGAĐENJA FK i KS(T9090))

FC,MAXcorSTIKdt

dFCcoli 0

Jednadžba odumiranja fekalnih koliforma (I reda) :Jednadžba odumiranja fekalnih koliforma (I reda) :

FC FC - koncentracija fekalnih koliforma - koncentracija fekalnih koliforma 1/100ml1/100mlKKcoli coli - koef.odumiranja pri 20 - koef.odumiranja pri 20 ooC u svježoj vodi u mrakuC u svježoj vodi u mraku

CorSTI CorSTI - korekcija koef.odumiranja za temperaturu, salinitet i svijetlost- korekcija koef.odumiranja za temperaturu, salinitet i svijetlost TT - temperaturni koeficijent korekcije za koef.odumiranja pri temperaturama - temperaturni koeficijent korekcije za koef.odumiranja pri temperaturama različitim od 20 0C različitim od 20 0C SS - koeficijent korekcije saliniteta za salinitet različit od čiste vode [1,006]- koeficijent korekcije saliniteta za salinitet različit od čiste vode [1,006] I I - koeficijent korekcije za utjecaj svijetlosti - koeficijent korekcije za utjecaj svijetlosti SAL SAL - salinitet na modeliranom području [preuzet iz HD modula)- salinitet na modeliranom području [preuzet iz HD modula)VD VD - distribucija svijetlosti po vertikali vodnog stupca = f (prozirnost/seši - distribucija svijetlosti po vertikali vodnog stupca = f (prozirnost/seši dubina, maksimalna insolacija u podne (W/m2), dubina, svijetlosni dubina, maksimalna insolacija u podne (W/m2), dubina, svijetlosni intenzitet na temelju predpostavljene sinusne varijacije u toku dana za intenzitet na temelju predpostavljene sinusne varijacije u toku dana za korišteni kalendarski period simulacije i stvarni položaj analiziranog korišteni kalendarski period simulacije i stvarni položaj analiziranog područja (geografska širina i dužina)područja (geografska širina i dužina)

h,Tdan/,T

LnK coli 8742180

1090

90

corSTI = TTrec-20 * S

SAL * IVD

BRZINA PROMJENA KONCENTRACIJE OTOPLJENOG KISIKABRZINA PROMJENA KONCENTRACIJE OTOPLJENOG KISIKA

Jednadžba procesa - brzina promjene koncentracije DOJednadžba procesa - brzina promjene koncentracije DO

sodrespfotoreadt

dDO

)( DOCsKrea CS - stupanj saturacije kisika f(S,T,p)V - brzini strujanjaWW - brzina vjetraZ - dubina

zWzVK //93,3 5,15,0 25,0 00372,0371,0728,0 WWW WWWW

kzetfPfoto )(max

foto - fotosintetska produkcija koja varira u vremenu relativnog trajanja pojedinog dana a od zalaska do izlaska sunca foto = 0Pmax - maksimalna produkcija kisika kroz proces fotosinteze u podnef(t) - funkcija sinusoidalne varijacije intenziteta procesa tijekom fotoperioda u danima kalendarskog perioda obuhvaćenog numeričkim analizama k - koeficijent svjetlosnog prigušenja dobiven konverzijom iz podataka o secchi dubini uz predpostavku da ona odgovara dubini na kojoj je intenzitet svjetla 10% od površinske vrijednosti (2,3/secchi depth)

BRZINA PROMJENA KONCENTRACIJE OTOPLJENOG KISIKABRZINA PROMJENA KONCENTRACIJE OTOPLJENOG KISIKA

resp - respiracija autotrofa i heterotrofasod - sedimentna potreba za kisikom zbog degradacije organske tvari R - rata respiracije pri 200C B - rata prirodne sedimentne potrebe za kisikom pri 200C resp - Arrhenius-ov temperaturni koeficijent za respsod - Arrhenius-ov temperaturni koeficijent za sodMDO - koncentracija otopljenog kisika pri kojoj se brzina procesa reducira za 50% kao posljedica nedostatka kisika (Michaelis-Menten kinetika)

)20(

T

respDOrespMDO

DORresp )20(

T

sodDOsodMDO

DOBsod

REZULTATI – ROMS vs. MJERENJE - REZULTATI – ROMS vs. MJERENJE - saliniteti i temperature (13.2.08.) saliniteti i temperature (13.2.08.)

REZULTATI – ROMS vs. MJERENJE - REZULTATI – ROMS vs. MJERENJE - temperature (13.3.08.) temperature (13.3.08.)

REZULTATI – REZULTATI – usrednjeno polje strujanja na -8m - OŽUJAK (ROMS)usrednjeno polje strujanja na -8m - OŽUJAK (ROMS)

REZULTATI – REZULTATI – izmjerene (ADCP) i modelirane brzine (MIKE 3 FM)izmjerene (ADCP) i modelirane brzine (MIKE 3 FM)

S01

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

U v

elo

city

(m

/s)

S01 (-8m) MIKE 3 FM (-8m) metC

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

V v

elo

city

(m

/s)


-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

U v

elo

city

(m

/s)


-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

V v

elo

city

(m

/s)


S02

REZULTATI – REZULTATI – izmjerene (ADCP) i modelirane brzine (MIKE 3 FM) - ZIMAizmjerene (ADCP) i modelirane brzine (MIKE 3 FM) - ZIMA

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

U v

elo

city

(m

/s)


-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

V v

elo

city

(m

/s)


-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

U v

elo

city

(m

/s)


-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

17.2.2008 22.2.2008 27.2.2008 3.3.2008 8.3.2008 13.3.2008

V v

elo

city

(m

/s)


REZULTATI – REZULTATI – polje brzina sjeverni Jadran (MIKE 3 ; -2m) ; usrednjeno 13.2 - 13.3.polje brzina sjeverni Jadran (MIKE 3 ; -2m) ; usrednjeno 13.2 - 13.3.

Istra Cres

Krk

Rijeka

Cres

Lošinj Pag

Rab

Cres

Krk

REZULTATI – REZULTATI – polje brzina južni Jadran (MIKE 3 ; -2m) ; usrednjeno 13.2 - 13.3.08. polje brzina južni Jadran (MIKE 3 ; -2m) ; usrednjeno 13.2 - 13.3.08.

Brač

Hvar

Šolta

Split

Korčula

Hvar

Pelješac

Mljet

Pelješac

Ploče

REZULTATI – REZULTATI – polje DO sjeverni Jadran (MIKE 3 ; -2m ; -26m) ; termin 13.3.08. polje DO sjeverni Jadran (MIKE 3 ; -2m ; -26m) ; termin 13.3.08.

-2m

-26m

Istra CresRab

Pag

Cres

Lošinj

-2m

-26m

REZULTATI – REZULTATI – polje DO južni Jadran (MIKE 3 ; -2m ; -26m) ; termin 13.3.08. polje DO južni Jadran (MIKE 3 ; -2m ; -26m) ; termin 13.3.08.

Split

BračŠolta

Hvar

Ploče

Pelješac

-2m-2m

-26m

-26m

REZULTATI – REZULTATI – usporedba DO za termin drugog terena 13.03. usporedba DO za termin drugog terena 13.03.

JPG 10 - 13.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -50depth

DO

(m

g/l)

measuredmodel - MIKE 3model - MIKE 3 FM

JPG 11 - 13.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -50 -74depth

DO

(m

g/l)


JPG 12 - 13.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -50depth

DO

(m

g/l)


JPG 13 - 11.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -50depth

DO

(m

g/l)


11

10

1213


JPG 15 - 11.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -47depth

DO

(m

g/l)


JPG 16 - 11.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -40depth

DO

(m

g/l)


JPG 17 - 11.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -35depth

DO

(m

g/l)


JPG 18 - 11.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -58depth

DO

(m

g/l)


16

17

1518


6

5

7

8

9

JPG 05 - 12.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -50depth

DO

(m

g/l)


JPG 06 - 13.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -25depth

DO

(m

g/l)


JPG 07 - 12.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -36depth

DO

(m

g/l)


JPG 08 - 12.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -38depth

DO

(m

g/l)

measuredmodel - MIKE 3model - MIKE 3 FM JPG 09 - 12.3.08

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

0 -10 -20 -30 -58depth

DO

(m

g/l)


REZULTATI – REZULTATI – polje FK Kvarner 1,2 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08. polje FK Kvarner 1,2 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08.

-2m

-2m

-8m

-8m

REZULTATI – REZULTATI – polje FK Zadar (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08. polje FK Zadar (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08.

-2m

-2m -8m

REZULTATI – REZULTATI – polje FK Kvarner 3 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08. polje FK Kvarner 3 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08.

-8m

-2m

REZULTATI – REZULTATI – polje FK Split 1 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08. polje FK Split 1 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08.

-8m

-2m

REZULTATI – REZULTATI – polje FK Split 2,3 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08. polje FK Split 2,3 (MAX -2m, -8m) ; period 13.2.-13.3.08.

-2m

-2m -8m

-8m


ZaključakZaključak

Modelske vrijednosti dobro se slažu s mjerenjima.

Daljnji popravak je moguć kroz:

povećanje rezolucije modela bolje forsiranje atmo modela (2km?) bolje rubne uvjete na otvorenoj granici asimilaciju SST, polja brzina bolje predstavljanje rijeka i vrulja

Documents

Vladimir Andročec Goran Lončar