Morfologijašumskih

vodotokavodotoka

• Morofologija vodnih tokova je nauka, koja se bavi proučavanjem oblika vodnihtokova, vodotoka, kao i faktora koji su doveli do njihovog formiranja.

• Vodotok, u najužem smislu, je udubljenje,žljeb, kanal, korito, kojim teče voda.Predstavlja osnovni oblik fluvijalne erozije iposledica je svih eroziono-akumulativnihprocesa koji se odvijaju na uzdužnomprofilu vodotoka. Prvenstveno, erozionimradom vode, jedno takvo udubljenje,brazda, širi se i dubi, vremenom formirajućimorfološki definisano korito samorfološki definisano korito sapripadajućom slivnom površinom.

U zavisnosti od pojave površinskog toka uvodotoku, izdvajaju se osnovni tipovi i to:

1. stalni vodotok (perenijalni) sa vodompreko cele godine;

2. povremeni vodotok sa povremenimtokom vode najčešće u vremenajvećih padavina, a to je u našimuslovima proleće i leto;

3. kratkotrajni (efemerni) tok su obično3. kratkotrajni (efemerni) tok su običnojaruge sa pojavom tekuće vodekoja traje najviše 24h.

U zavisnosti od svoje veličine, vodotocise mogu podeliti na:

1. reke (planinske i ravničarske),

2. potoke i bujične tokove.

• U šumskim područjima su najčešći vodotoci su potoci. To su vodotoci sastalnim ali relativno malim srednjim protokom (do 300 l/skm2). Oscilacije uproticaju su male i odlikuju se, u dobro zaštićenhn slivovima, neznatnomkoličinom nanosa erozionog porekla, uglavnom suspendovanog.

• U šumskim područjiina se nalaze i povremeni ili kratkotrajni vodotoci, najčešćeu obliku jaruga. Takav jedan početni oblik vodotoka, pogotovu sa malomslivnom površinom, je u najvećem delu godine bez vode, a samo u periodupadavina i u vreme topljenja snega njime otiče voda. To je najčešći slučaj savodotocima neposredno ispod vododelnice nekog većeg sliva. Oni nemajusvoje pritoke.

Ovi vodotoci, računajući odvododelnice, su vodotoci prvog reda ispajanjem dva takva vodotoka dobijase vodotok drugog reda, akombinacija takva dva, čini obliktrećeg reda, i po istom sistemuklasifikuju se tokovi višeg reda. Naosnovu ovakve klasifikacije,klasifikacioni broj glavnog tokaukazuna broj pritoka i veličinu irazvijenost ukupne hidrografskemreže jednog sliva i neophodan jemreže jednog sliva i neophodan jeparametar pri međusobnomhidrološkom poređenju slivova.

• Stalni vodotoci, pored toga štonajčešće imaju veću slivnupovršinu, imaju redovan dotokpreko podzemnih ipodpovršinskih voda, kojeformiraju tzv. „bazni tok"održavajući aktivan vodotokpreko cele godine.

• Ovo je odlika slivova sa dobrimšumskim pokrivačem koji imamogućnost da prihvati velikemogućnost da prihvati velikekoličine površinskih voda, da ihtrajno ili privremeno zadrži ipostepeno ispušta u nizvodnideo korita.

• Bazni tok vremenom varira:infilitriranjem vode, promenamapadavina, otapanjem snega ipotrebama vegetacije.

• Potoci sa baznim tokovimapreko cele godine nazivaju sestalnim ili perenijalnim, a onikoji nemaju vodu tokom celegodine su povremeni.

• Kao što je već rečeno, postoje iefemerni, kratkotrajni tokovi, ato su najčešće jaruge u kojimase voda pojavljuje samo veomakratko vreme (maksimalno 24h)i to prilikom najačih pljuskova.i to prilikom najačih pljuskova.

• Treba imati u vidu da najčešćeu tzv. suvim potocima na nekojdubini ispod korita (obično seradi o poroznim sedimentima)ima vode. To omogućava dalarve mnogih akvatičnihinsekata traže u ovakvomhabitatu (sredini) opstanak zavreme sušnih perioda koji moguda traju mesecima.

Elementi korita su dno i strane, odnosno obale, leva i desna gledano nizvodotok. Poprečni presek korita je različitog oblika, polukružnog, trapeznog,pravougaonog i dr., sa različitim stepenom deformacije i odstupanja od osnovnoggeometrijskog oblika. Dimenizije „živog" poprečnog preseka korita veoma surazličite i upravo su proporcionalne proticaju, a obrnuto proporcionalne brzinitečenja.

leva obaladesna obala

Dno korita

U toku evolucije korita, menjaju se padovi, pa prema tome i brzina tečenja, štouz konstantan proticaj uslovljava promenu proticajnog profila korita. Istovremenosa promenom dimenzija korita, koje se povećava, idući od izvorišta ka ušću, menjase i njegov oblik. U početku razvoja korito je usko sa visokim strmim stranama, dokse slabljenjem mehaničke snage toka postepeno širi i dobija trapezast, odnosnoparaboličan, oblik.

U šumskom vodotoku, potoku, može se, sa morfološkog aspekta, izdvojitikorito i slivna površina koja mu gravitira.

padavine

intercepcija

transpiracija

depresija

infiltracija

perkolacija

podzemna voda

neza

siće

na

zona

zasi

ćena

zo

na

Vodni tokovi imaju pritoke različite veličine i različitog značaja i zajedno činehidrografsku mrežu jednog toka, tj. rečnu mrežu ili rečni sistem, a površina kojujedan takav sistem obuhvata, naziva se rečni (vodni) SLIV.Sliv se može definisati i kao jedinica neke površine zemljišta određena topografijom irežimom oticanja, odnosno njegovim vodotokom.To je ukupna površina zemljišta sa koje otiče voda do neke određene tačke nizpadinu i ulije se u drugi vodotok ili stajaću vodu (recipijent).

Takvo shvatanje je korisno radi

Uzvodno od ove tačke je manji sliv, anizvodno od tačke uliva nastaje novi,veći sliv koji uključuje i prethodni.

Takvo shvatanje je korisno radipodržavanja tradicionalnog konceptasliva kao basena sabirališta iliprikupišta voda, sa istovremenomdrenažnom funkcijom. Ovakav sliv jeprvenstveno orografska celina kojiprihvata površinsku vodu, tj. padavine,sa čitave površine, transportuje jesvojim vodotocima sve do glavnogvodotoka, po kome se naziva i sam sliv,sve do ušća u neki veći sliv ili more.

Kategorizacija slivova vrši se po istom principukao i vodotoka. Kao što je i potok prvog reda uvekspecifičan, tako je i sliv prvog reda jedinstven. Slivdrugog reda (koga čine dva sliva prvog reda) je,takode, unikatan u okviru te kategorije, ali jeistovremeno i integrator prethodna dva sliva prvogreda, i dalje ukrupnjavanje slivova teče po tomprincipu.

Kategorizacija slivova vrši se poistom principu kao i vodotoka. Kao štoje i potok prvog reda uvek specifičan,tako je i sliv prvog reda jedinstven. Slivdrugog reda (koga čine dva sliva prvogreda) je, takode, unikatan u okviru tekategorije, ali je istovremeno i integratorprethodna dva sliva prvog reda, i daljeukrupnjavanje slivova teče po tomprincipu.

Linija koja ograničava slivnu

vododelnica

Linija koja ograničava slivnupovršinu ili deli dva susedna rečna sliva,naziva se razvođe ili vododelnica. Uzavisnosti na koji se sliv odnosi,razvođe može biti glavno za ceoposmatrani sliv ili razvođe pritoka. Ubrdsko-planinskim područjima, razvođeje lako definisati zbog jasno definisaneorografije. Međutim, to nije slučaj uravničarskim delovima, gde je to dalekoteže proceniti, na primer u Vojvodini, uoblasti bara, tresava i sl.

TOPOGRAFSKAVODODELNICA

HIDROLOŠKAVODODELNICA

VODODELNICAVODODELNICA VODODELNICA

UTICAJNI SLIVTOPOGRAFSKI SLIV

Slivovi imaju karakteristične režime oticanja, prinose i kvalitete voda i akvatičnesisteme koji pojedinačno imaju svoje fizičke, ekološke i biološke karakteristike. Svakiod njih je uobličavan načinom korišćenja zemljišta i uređivanja koji povratno utiču nakorišćenje vode u domaćinstvima, poljoprivredi, industriji, proizvodnji hidroenergije,rekreacije i divljači.

Voda je u biosferi raspoređena između rezervi u atmosfcrskom vazduhu (vlaga,oblaci, magla), ispod površine zemljišta (u zemljištu i poroznim geološkimpodlogama), na površini zemljišta (potoci reke, jezera, bare i dr.) ili u ljudima, biljnoj iživotnjskoj biomasi. Kretanje ove mase vode kroz sektore i između njih činiznačajan deo globalnog hidrološkog ciklusa. Svaki sektor pretstavlja rezervoar uvidu vodene pare, tečnosti ili leda sa kontinuiranim tokom. Ovo nije jednosmerantok, kako se često pretstavlja, već višesmerno kretanje. Pored svega, najvažnijitok, kako se često pretstavlja, već višesmerno kretanje. Pored svega, najvažnijiizvor vode za najveći broj slivova su padavine, bilo u vidu kiše, snega, inja, slane idr.

Padavine mogu:• ulaziti putem infiltracije, bilo u plitke nezasićene zone i/ili u

dublje zasićene zone, zone podzemnih voda;• isparavati direktno nazad u atmosferu posle dospevanja

na površinu remljišta, površinu vode, biljaka i životinja;• mogu biti iskorišćene i akumulirane u bakterijama,

ljudima, biljkama i životinjama, kao deo ukupne biomase;• mogu biti transpirisane nazad u atmosferu posle

korišćenja od strane biljaka i životinja;• napuštati sliv u vidu površinskog ili podpovršinskog

oticanja.

Prema tome, može se reći da je voda nesumnjivo osnovni elemenat koji povezujesve organe unutar jednog organizma, sve organizme unutar nekog ekosistema iekosistem sa širom okolinom.Ovo omogućava hidrografska mreža koju treba shvatiti u najširem smislu, počev odpovršinskih tokova raznih dimenzija, stajaćih i podzemnih voda, kanala, cevi imikrocevi koje nastaju na i u zemljištu, do uspostavljenih sistema ćelija kojeomogućavaju kretanje vode kroz biljni organizam.Treba imati u vidu da voda u ekosistemu nije „destilisana" već zasićena mnogimmakro i mikrobiogenim elementima i drugim materijama koje prima počev odvršnog sprata sastojine do geološke podloge.

Ona dospeva do svake biljke i drugihorganizama u ekosistem.

Ovaj krajnje pojednostavljen prikaz vode kaovezivnog elementa ekosistema, u prirodi jeizvanredno složen proces, postepeno razvijan iusavršavan stotinama miliona godina.Ovde je naveden da bi se bolje shvatio značajočuvanja i zaštite ovako shvaćene hidrografskemreže.

organizama u ekosistem.Kada završi misiju dostavljanja biljki potrebnihelemenata za dalje slnteze, deo ostane utkivima, a veći deo vraća se u atmosferu da seuključi u ciklus stalnog kruženja.

Promene stanja vodeu šumskim vodotocima

Nivoi vode u vodotocima osciliraju stalno. Dnevna kolebanja sutipična za brdske i planinske slivove dok su takva kolebanja uravničarskim slivovima ređa. Razlog je u vremenu koncentracije, tj. uvremenu sustizanja površinskog oticanja iz različitih delova sliva. Ubrdsko-planinskom području je to veoma brzo, za nekoliko sati, dokje u ravničarskim slivovima potrebno i više dana.

• Nivo vode (vodostaj) meri se i osmatra na vodotocima, jezerima imorima.

• Na rekama, vodostaj se osmatra za potrebe plovidbe, zatim u veziprojektovanja i izgradnje raznih hidrotehničkih objekata(pristaništa,regulacije,mostova,zahvata vode, itd.), pri vršenjuhidrometriskih radova (premeravanje dubine u cilj izrade situacionihplanova), zatim radi izučavanja hidrološkog režima prirodnih vodotoka.

• Vodostaj je razlika u vertikalnom smislu, između nivoa vode i nekogfiksnog (nultog) položaja. Ako se nivo vode meri pomoću vodomerneletve onda se vodostaj određuje u odnosu na početak (“nulu”)letve onda se vodostaj određuje u odnosu na početak (“nulu”)vodomera

Vodosta = nivo vode - kota nule

Može biti “+” ili “-”

Izražava se u cm

• Nivoi vode se mere uz pomoć vodomerne letve i različitihautomatskih uređaja - limnigrafa.

• Vodomerna letva je najprostiji uređaj za merenje nivoavode.

• Izrađuje se od drveta ili metala, u novije vreme i od plastike.Podela je na svakih 2 cm, širine 15 cm, a dužine najčešće uelementima od po 100 cm. Obično se postavlja namostovski stub, kejski zid ili sličan stabilan objekat.

• Ukoliko je obala kosa, onda se stavlja u komadima od po 1 m, strogo uvertikalnom pravcu, ankerisana za vertikalno postavljen stub od različitogmaterijala (drvo, beon, gvožđe i sl.). To je tzv. „stepenasti vodomer".

• Ukoliko je obala toka uređena, tj. stabilna, može se postaviti i kosa letva,ali sa podeocima koji su prilagođeni nagibu kosine pod kojim je letvapostavljena.

• Ukoliko se u vodotoku javljaju velike brzine, stepenasti vodomer nijepogodan jer je očitavanje otežano usled pojave talasa. U tom slučaju seletva postavlja u poseban vertikalni zaklon, koji je obično i limnigrafskizaklon

vodomerna letva

stepenice

Stepenast vodomerKosi vodomer

Limnigraf je instrument za automatsko merenje nivoavode u toku dana, meseca ili godine. Standardni limnigraf,obično radi na bazi 24h ili nedelju dana. Sastoji se iz plovka,doboša na koji se stavlja traka za beleženje vodostaja isatnog mehanizma. Izdizanje ili spuštanje plovka pomeradoboš sa trakom na kome pisaljka ostavlja zabeleženepromene nivoa vode. Izbor prenosa preko zupčanika zavisiod očekivanih oscilacija u vodotoku. Pisaljka se pomerasamo horizontalno označavajući vreme promene vodostaja.Preciznost instrumenta zavisi od izabranog vremenaokretanja doboša. Jasno je da je preciznost daleko većaokretanja doboša. Jasno je da je preciznost daleko većaukoliko je za pun okret doboša potrebno 24h nego 7 dana.

L i m n i g r a f

L i m n i g r a f

Grafički prikaz nivoa vode u koritu zove se nivogram. Kada se nivoi vode uvodotoku mere automatskim instrumentom, limnigrafom, tada se tako dobijenidijagram često naziva i limnigram. Na osnovu nivograma i krive proticaja se dobijahidrogram, tj. veza Q=f(t), gde su Q - protok vode i t – vreme.

NivogramVodo

staj

Kontinualna limnigrafska traka Vreme

Klimatske, sezonske i dnevne promene potoka utvrđuju se na hidrogramu, tako dagodišnji hidrogram pokazuje oteklu vodu iz sliva i njenu zavisnost od vremenskihprilika tokom godine i karakteristika sliva. Zbog toga je hidrogram jedinstven zasvaki vodotok.

sr. mesečne vrednosti

merena vrednosti

Vodotoci prvog reda (od vododelnice) pokazuju rapidne promene tokova odpadavina i snežnica. Oni često variraju u vremenu tokom dana na primer, višesnega se topi u proleće tokom popodneva nego tokom noći, ili više vode otičetokom hladne noći kada je evaporacija manja nego u toplo popodnevu leta, kada jeevaporacija veća.

U slučaju padavina, karakteristične brze promene u oticanju, kod ovih vodotoka,posebno su izražene. Kod njih, olujna kiša proizvodi vrlo brz i veliki porasthidrograma, da bi se oticanje naglo smanjilo udaljavanjem oluje iznad tog prostora .

U našim uslovima proleće i jesen su sa maksimalnim oticanjima koja se poklapaju isa pojavama maksimalnih dnevnih padavina kao i pojavama olujinih, bujičnih kiša.Međutim, pri pojavi bujičnih kiša u toku leta, pojavljuju se i najveći erozioni gubici izMeđutim, pri pojavi bujičnih kiša u toku leta, pojavljuju se i najveći erozioni gubici izsliva .

Kako najraznovrsnije karakteristike sliva utiču na doticanje vode u korito vodotoka ikako se njihov odnos menja u toku dana, sezone, od godine do godine, tako semenja i količina vode u vodotoku. Količina vode koja protiče kroz određenipoprečni prosek vodotoka u određenoj jedinici vremena, naziva se protok iliproticaj. U zavisnosti od veličine vodotoka, protok se izražava u l/s ili m³/s ili l/h ilim³/h kod malih vodotoka, obično u sušnom periodu. Protok je jedan od osnovnihhidroloških elemenata vodotoka i služi kao osnovna informacija za određivanje iostalih hidroloških karakteristika vodotoka i sliva.

• Merenje protoka se može obavitineposrednim ili posrednimmetodama merenja.

• Neposredna ili direktna merenja sevrše zapreminskim metodama tj.zapreminskim merenjem protokakorišćenjem različitih posudapoznate zapremine. Koristi sesamo za slabe protoke i izvore.

• Indirektne metode se zasnivaju na sledećim posrednim metodama:

1) metoda koja se zasniva na odnosu merenja srednje brzine i površinepoprečnog profila nekog vodotoka, gde njihov proizvod predstavljaprotok;

2) metode na bazi mernih uređaja, preliva, Venturi kanali i cevi;3) hemijska, kolorimetrijska, radioaktivna, elektrolitična i toplinska

metoda koja se koristi za merenja na potocima nepravilnih profila,velikih brzina i turbulencija.

Osnovni instrumenti za merenje brzine u vodotoku su 1) plovci i2)hidro-metrijska krila.

Princip merenja vode pomoću plovka na otvorenom toku je u merenju putaL koji plovak pređe u vremenu T ili u merenju vremena T koje je potrebno daplovak pređe fiksiranu dužinu puta L

V=L/T

Na ovaj način se dobija brzina plovka na putu dužine L: znači, ovo nije nilokalna niti trenutna brzina vode.

Brzina uz pomoć plovka se određuje na pravolinijskoj deonici na kojoj seBrzina uz pomoć plovka se određuje na pravolinijskoj deonici na kojoj seodabiraju uzvodni i nizvodni profil i između kojih se meri brzina kretanjaplovka.

Plovak je pribor koji omogućuje da kretanje vode postane vidljivo zaosmatrača. Obzirom na uptrebljeni tip plovka može se meriti: površinskabrzina (površinski plovak), brzina na nekoj dubini od površine (pudinskiplovak), srednja brzina vode do odrešene dubine (plovak palica)

Plovci treba da su vidljivi iz daljine, ali deo iznad površine vode treba da imamalu površinu,da na kretanje plovka nebi uticao vetar.

Površinski plovci (mere se u cm)

HIDROMETRIJSKI PLOVCI

Plovak palica Dubinski plovak Dvojni plovak

• Postavljanjem na određenu dubinu, meri sebroj okreta elise ( električni impulsi) i na baziovog broja i karakteristika elise (prečnika ihoda) sračunava brzina toka. Hidrometrijskokrilo se unosi u vodu uz pomoć krutog držačaili užeta i radi stabilnosti merenja opterećujeposebnim tegom .

• Hidrometrijsko krilo je instrumenat kojiposeduje elisu, propeler čija se brzinaokretanja meri električnim putem.

Brzina vode u vodotoku je direktno proporcionalna dubini, a najveća jena približno 1/3 ispod nivoa vode.

Na samom dnu i na stranama korita brzina tečenja se veoma smanjuje,čemu pomažu i brojne prepreke kao što su klade, kameni i peščanisprudovi i sl.

Akvatični živi svet koristi ovakve mikro habitate u mirnim vodenimzonama i naseljava ih, za razliku od lokacija sa brziin tokom gde je takvehabite nemoguće formirati .

Brzina tečenja u vodotocima je bitan pokazatelj hemijsko-biološkihprocesa koji su u funkciji vremena.

Naime, ukoliko je sporije tečenje utoliko ima više uslova za hemijskoNaime, ukoliko je sporije tečenje utoliko ima više uslova za hemijskokruženje materija i biološki razvoj akvatičnog živog sveta.

Za graničnu brzinu sporog i brzog tečenja može se uzeti 1,0 m/s tj. 3,6km/h ili 86,4 km/dan.

stabilizatorstabilizator

Način merenja:

• Sa mosta

Način merenja:

• Iz žičare

Način merenja:

• Ručno (gaženjem reke)

Merenje protoka pomoću mernih objekata

Tompsonov (trougaoni) preliv

Široki trapezni (Cipolleti) preliv

Suženje

Za nepotopljeno tečenjemeri se samo uzvodnadubina, koja je jednoznačnovezana sa protokom

HIDROLOŠKA STANICA NA OBJEKTU RAVNINE