Određivanje dinamičke zapremine i bilans karstnih izdanskih voda Velikog Vrela (Južna Beljanica)

Dosadašnja hidrološka i hidrogeološka istraživanja karsta i karstnih vrela u Republici Srbiji su se uglavnom bazirala na analizi postojećih rezultata osmatranja i merenja vodostaja i količina isteklih voda. Postojeći korišćeni i analizirani nizovi u većini slučajeva su bili relativno kratkog trajanja (često ispod jedne godine) što je imalo značajnog uticaja na realne ocene rezervi izdanskih voda, njihovo bilansiranje a samim tim i za kasnije potrebe korisnika izdanskih voda (vodosnabdevanje, ribogojstvo, flaširanje, balneologija, navodnjavanje…). U poslednjih deset godina bilo je pokušaja da se postojeći nizovi osmatranja i merenja isticanja iz karstnih vrela produže ili popune. Razlog je taj da višegodišnje serije srednje mesečne izdašnosti omogućavaju da se pouzdanije odredi karakter prosečne izdašnosti, a, takođe, i minimalnih izdašnosti željene obezbeđenosti – veoma bitnog faktora za ocenu pouzdanosti vodnog resursa u opštem vodoprivrednom bilansu. Isticanje iz karstnih vrela predstavlja veoma složen proces u formiranju rečnog oticaja. Velika amplituda kolebanja količina isteklih voda iz karstnih vrela posledica je veoma složene geološke strukture kroz koju voda prolazi na svom putu od trenutka infiltracije/poniranja kišne kapi pa do trenutka njenog pojavljivanja na karstnom vrelu. Posledica ovoga je ta da aktivna (podzemna) površina sliva karstnih vrela bude pogrešno definisana. Takođe, često se u proračune rezervi ili pojedinih parametara bilansne jednačine ulazi sa topografskom površinom sliva a ne realnom, aktivnom (podzemnim), koje se značajno razlikuju kada je karst u pitanju. Matematički model, pri kome se pored određivanja dnevnih suma evapotranspiracije, generišu i aktivne površine slivova, razvijen je u više međusobno nezavisnih nivoa. Na svakom nivou izvršavaju se određene funkcije, različite po matematičkoj strukturi i periodu diskretizacije vremena, a čiji je zajednički krajnji cilj definisanje dnevnih isticanja u višegodišnjem periodu. Razrađeni model ima veliki broj parametara koji se, na različitim nivoima (modulima), određuju na osnovu poznatih ulazno-izlaznih promenljivih veličina i fizičkih karakteristika razmatranih hidrološko izučenih slivova. Ceo koncept se bazira na pretpostavci da se parametri modela odrede na hidrološki izučenim slivovima, zatim da se izvrši njihova prostorna homogenizacija i regionalizacija, i da se na homogenim područjima isti preslikaju na hidrološke neizučene slivove. U dostignutoj fazi razvoja model je koncipiran na tri nivoa (modula), različitih računskih funkcija i namena. Navedeni nivoi su: • nivo 1. – popunjavanje serija srednje mesečnih proticaja model-om VNC • nivo 2. – određivanje dužine merodavnog perioda za ocenu elemenata višegodišnjeg vodnog bilansa karstne izdani • nivo 3. – bilansiranje voda u karstnoj izdani Glavni praktični rezultati razrađenog simulacionog modela su kvantitativno određivanje: • realnih slivnih površina karstnih izvora, • dinamičkih zapremina poroznog prostora u kojima se vrši akumulisanje podzemnih karstnih voda, • stvarne evapotranspiracije sa slivnih površina koje gravitiraju karstnim izdanima. U konkretnom slučaju model je istariran i verifikovan na Velikom vrelu, koje pripada karstnom masivu Beljanice, odnosno, Karpato-balkanskom Luku istočne Srbije.