1,720,962 research outputs found
Konceptualni model umjetnoga prihranjivanja krškoga vodonosnika otoka Visa : doktorski rad
No full textVis is a small, remote karst island in the Adriatic Sea with unique geological and hydrogeological features that have enabled the formation of karst aquifers from which highquality groundwater is abstracted, resulting in the island's autonomous water supply. Local groundwater resources are recharged solely by precipitation and are very vulnerable to climate change, seawater intrusion, and seasonal overexploitation. Currently, the water supply system satisfies the demand of the local population, but a fivefold increase in demand during the summer tourist season exerts high stress on freshwater resources, and several reductions for consumers have occurred in the last decades. The water supply system of Vis consists of five wells drilled in the Korita well field (~42 l/s) in the central part of the island, two wells (K1 and B1; ~5 l/s) in the Komiža hinterland, and the coastal spring Pizdica (~3 l/s). The need for alternative water management solutions yielded managed aquifer recharge (MAR) and early warning system for seawater intrusion (EWS) as potential options for increasing the safety and resilience of the island’s groundwater resources. Interdisciplinary field and laboratory investigations, combining geological, hydrogeological, hydrological, geophysical, structural-geological, and socio-economic methods, were utilized to develop robust conceptual models for MAR and EWS. Results indicated that the Central Vis aquifer, a heterogeneous, unconfined, and karstified carbonate aquifer dominated by flow through densely fractured rock mass, could be artificially recharged from the surface by the infiltration pond method. As a source water for MAR, storm and flood water runoff from the surrounding hills could be collected, retained, and infiltrated from the existing channel structure in the Korita valley. The proposed MAR solution is economically justifiable but risky due to the inherent properties of karst systems and the lack of representable case studies highlighting best practices. Moreover, increased hydraulic conductivity along the main fault zone (i.e., Komiža-Vis fault) highlights the eastern direction as the most probable and dangerous with respect to seawater intrusion to the Central Vis aquifer. Hence, an ideal location and design for an EWS was hypothesized. A combination of MAR and an EWS could provide a basis for sustainable management of the island's karst aquifer, preventing and mitigating the potential deterioration of groundwater quantitative and chemical status, particularly in light of the rapidly changing climate and rising anthropogenic pressures in the Mediterranean region.Otok Vis, mali pučinski krški otok u središnjem dijelu Jadranskog mora, ima jedinstvene geološke i hidrogeološke značajke, što je omogućilo nastanak krških otočkih vodonosnika. Zahvaljujući tome, otok je samodostatan po pitanju vodoopskrbe koja se osigurava iz pet bušenih zdenaca u centralnom dijelu otoka (vodocrpilište Korita; ~42 l/s) te u manjoj mjeri iz dva bušena zdenca (K1 i B1; ~5 l/s) i priobalnog izvora Pizdice (~3 l/s) u blizini Komiže. Glavne litološke jedinice na otoku Visu su (i) vulkanogeno-sedimentno-evaporitni kompleks Komiškog zaljeva (tzv. Komiški dijapir) trijaske starosti, sačinjen od gipsa, dolomitno-gipsnih breča, krškog detritusa te raznih vulkanskih i klastičnih stijena, (ii) razlomljeni i okršeni vapnenci i dolomiti kredne starosti te (iii) kvartarne naslage, sačinjene od crvenice, padinskih naslaga, te eolskog pijeska. Reljef otoka Visa karakteriziraju tri morfološki uzdignuta grebena i dvije doline u kojima su razvijena krška polja. Najviši vrh je Hum (576 m n.v.), smješten u zapadnom dijelu otoka. Geološke strukture i reljef su orijentirani približno u smjeru zapad-istok (tzv. hvarsko pružanje struktura). Najznačajniji i najproduktivniji vodonosnik (tzv. centralni viški vodonosnik) je u krednim vapnencima srednje do visoke propusnosti te je idealno smješten u središnjem dijelu otoka (vodocrpilište Korita), gdje je zaštićen od značajnijeg prodora mora nepropusnim stijenama komiškog dijapira sa zapadne strane te niskopropusnim karbonatima ispunjenim sekundarnim materijalom (pjeskovitim produktom trošenja dolomita i glinenim česticama iz kvartarnih crvenica) s južne strane. Donja granica vodonosnika izgrađena je od dolomita i/ili dolomitičnog vapnenca te je praktički nepropusna. Podzemna voda nalazi se na otprilike 120 m dubine a generalni smjer tečenja je prema istoku. Sjeverni, istočni i južni obalni pojasi otoka su uglavnom hidrogeološki beznačajni, budući da dolazi do potpunog prodora mora i zaslanjenja kroz visokopropusne vapnence. Iako trenutačni kapacitet crpljenja u vodocrpilištu Korita i zdencima na zapadnoj strani otoka zadovoljava većinu potražnje, intenzivan ljetni turizam i klimatske promjene vrše značajan pritisak na resurse podzemne vode tijekom sušne sezone. Posljedično, tijekom proteklog desetljeća došlo je do povremenih redukcija za potrošače. U ovom radu istražene su mogućnosti primjene i uspostave sustava umjetnog prihranjivanja vodonosnika (eng. managed aquifer recharge – MAR) kako bi se povećala količina podzemne vode u centralnom viškom vodonosniku te sustava ranog uzbunjivanja (eng. early warning system - EWS) za prodor morske vode kako bi se spriječilo potencijalno pogoršanje kemijskog stanja podzemne vode. Umjetno prihranjivanje vodonosnika je naziv za skup metoda kojima se višak površinske vode (npr. poplavna i bujična voda, pročišćena otpadna voda, desalinizirana voda) prikuplja te prihranjuje u vodonosnik putem upojnih zdenaca ili infiltracijskih zona. Iako se različite metode MAR-a primjenjuju u vodonosnicima s međuzrnskom poroznošću diljem svijeta, njihova primjena u kompleksnim krškim vodonosnicima, koje karakterizira hidraulička anizotropija i heterogenost, predstavlja značajan izazov. Budući da u svijetu postoji svega nekoliko primjera MAR-a u karbonatnim stijenama, ne postoje opsežne studije koje predlažu prikladne metode istraživanja i izvedbe takvih sustava. Kako bi se istražile mogućnosti primjene MAR-a i EWS-a te uspostavili konceptualni modeli njihove izvedbe, provedena su opsežna interdisciplinarna terenska i laboratorijska istraživanja. Na temelju reambulacije geoloških i hidrogeoloških karata i podataka, analize hidrauličkih parametara te trasiranja, izrađen je novi konceptualni hidrogeološki model otoka. Definirana su dva glavna slijeva na otoku: slijev vodocrpilišta Korita te slijev izvora Pizdice. Nadalje, određeni su glavni smjerovi tečenja i prividne brzine toka podzemne vode od 150-200 m/dan unutar centralnog viškog vodonosnika. Na temelju novih saznanja izrađena je hidrogeološka karta te hidrogeološki profil otoka Visa. Od 2019. uspostavljen je kontinuirani i periodički (mjesečni) monitoring hidrokemijskih parametara (ionski sastav, pH, elektrolitička vodljivost). Na vodocrpilištu Korita kakvoća podzemne vode je izvrsna i pripada Ca-HCO3 hidrokemijskom facijesu u svim hidrološkim uvjetima. Glavni procesi koji utječu na kemijski sastav podzemne vode unutar centralnog viškog vodonosnika su otapanje karbonatnih stijena, miješanje s morskom vodom i ionska izmjena. Analize aktivnosti tricija u uvjetima hidrološkog minimuma i maksimuma pokazale su da je podzemna voda mješavina sub-moderne i moderne vode, s vremenom zadržavanja od 15 do 40 godina. Stabilni fizikalno-kemijski parametri, unatoč ispodprosječnim oborinama tijekom promatranog perioda, ukazali su na to da centralni viški vodonosnik ima visoku sposobnost zadržavanja te polaganog otpuštanja, uz značajne rezerve podzemne vode koje su relativno otporne na duže sušne periode i intenzivni režim crpljenja tijekom ljeta. Geofizičkim i strukturno-geološkim istraživanjima utvrđene su debljine kvartarnog pokrivača, gornje i donje zone trošenja vapnenca (tj. epikrške zone) i kompaktnih vapnenačkih vodonosnika te su određeni glavni diskontinuiteti (slojevi, pukotine, rasjedi) i krški elementi (kaverne, kanali) koji utječu na infiltraciju oborine i tok podzemne vode. Na temelju meteoroloških podataka s postaje u Komiži izrađena je hidrološka analiza slijeva vodocrpilišta Korita. Iako se prosječna godišnja količina oborine ne može smatrati malom (951 mm), zbog relativno visoke temperature zraka i gustog biljnog pokrova evapotranspiracija iznosi gotovo 66%, što rezultira efektivnom oborinom i prihranjivanjem vodonosnika od 326 mm godišnje. Također, primijenjene su simulacije budućih klimatskih uvjeta dobivene iz regionalnih klimatskih modela Aladin, Promes i RegCM, uz statističke korekcije i uklanjanje sustavnih pogrešaka za otok Vis. Rezultati sva tri modela ukazuju na statistički značajan porast srednje godišnje temperature zraka od 3 do 4 °C do kraja stoljeća, dok oborina ne pokazuje statistički značajan trend. Opažene promjene u temperaturnom i evapotranspiracijskom režimu mogu dovesti do značajnog gubitka vodnih resursa na otoku Visu uz smanjenje protoka na slijevu od 20-40%. Uz nepovoljne klimatske scenarije, značajan problem predstavlja i kontinuirani rast turizma te se predviđa da će potražnja vode porasti za 20% u skorijoj budućnosti. Na temelju povoljnih geoloških, hidroloških, i hidrogeoloških čimbenika, kao i definiranih potreba za osiguravanjem dodatnih količina podzemne vode, uspostavljen je konceptualni model MAR-a. Kao najprikladnije rješenje odabrana je metoda infiltracijskog jezera, koja bi se uspostavila unutar vodocrpilišta Korita, u uskoj dolini gdje su prisutni stari i zapušteni kanali koji prikupljaju bujične i poplavne vode s okolnih brda te ih evakuiraju u smjeru mora. Kako bi se osigurao prostor za prikupljanje vode, nužno je sagraditi pregradnu branu na završetku kanala te je nužno ukloniti gusto raslinje i nepropusno tlo. Prikupljena voda bi se potom pasivno i difuzno infiltrirala kroz propusno tlo i epikršku zonu do saturirane zone. Prilikom infiltracije nužno je izbjeći preferentne puteve tečenja poput krških kanala i jama, kako bi se izbjeglo naglo i diretno prihranjivanje u saturiranu zonu, što bi moglo dovesti do onečišćenja vodonosnika i neželjenih kemijskih reakcije (npr. otapanje karbonatnog vodonosnika uslijed miješanja voda različitih sastava). Glavni rizici i nesigurnosti primjene MAR-a povezani su s hidrološkim čimbenicima (tj. dostatnost vode za umjetno prihranjivanje), heterogenošću vodonosnika (tj. prisutnost krških kanala koji bi brzo ispustili infiltriranu vodu iz vodonosnika), učinkovitost infiltracijskog jezera i neželjene kemijske reakcije (tj. otapanje vodonosnika i onečišćenje). Kako bi se spriječilo pogoršanje kakvoće i kemijskog statusa centralnog viškog vodonosnika i podzemne vode uslijed smanjenog prihranjivanja uzrokovanog klimatskim promjenama i povećanom potražnjom, nužno je uspostaviti sustav ranog uzbunjivanja za prodor mora. Iako je centralni viški vodonosnik zaštićen od prodora mora sa zapadne i južne strane te nepropusnom dolomitnom podinom, trasiranjem je utvrđena hidraulička anizotropija u smjeru glavnog rasjeda na otoku (rasjedna zona Komiža-Vis), duž kojeg je pretpostavljen glavni smjer prodora mora (I-Z). Stoga, sustav ranog uzbunjivanja bi se trebao uspostaviti nizvodno od vodocrpilišta Korita, unutar krškog polja Dol. Sustav može biti sačinjen od jednog ili više bušenih zdenaca, opremljenih automatskim mjeračima elektrolitičke vodljivosti i hidrostatskog tlaka s telemetrijskim odašiljačem. Uspostavom ovakvog sustava značajno bi se unaprijedilo poznavanje uvjeta u zoni miješanja slane i slatke vode te bi se znatno smanjio rizik od zaslanjivanja vodonosnika u slučaju povećanja režima crpljenja na vodocrpilištu Korita. Kombinacija umjetnog prihranjivanja vodonosnika i sustava ranog uzbunjivanja na prodor mora mogla bi pružiti osnovu za održivo upravljanje krškim vodonosnikom otoka Visa, sprječavajući i ublažavajući potencijalno pogoršanje količinskog i kemijskog stanja podzemnih voda, posebno u svjetlu klimatskih promjena koje se brzo mijenjaju i rastućih antropskih pritisaka u mediteranskoj regiji
Konceptualni model umjetnoga prihranjivanja krškoga vodonosnika otoka Visa : doktorski rad
No full textVis is a small, remote karst island in the Adriatic Sea with unique geological and hydrogeological features that have enabled the formation of karst aquifers from which highquality groundwater is abstracted, resulting in the island's autonomous water supply. Local groundwater resources are recharged solely by precipitation and are very vulnerable to climate change, seawater intrusion, and seasonal overexploitation. Currently, the water supply system satisfies the demand of the local population, but a fivefold increase in demand during the summer tourist season exerts high stress on freshwater resources, and several reductions for consumers have occurred in the last decades. The water supply system of Vis consists of five wells drilled in the Korita well field (~42 l/s) in the central part of the island, two wells (K1 and B1; ~5 l/s) in the Komiža hinterland, and the coastal spring Pizdica (~3 l/s). The need for alternative water management solutions yielded managed aquifer recharge (MAR) and early warning system for seawater intrusion (EWS) as potential options for increasing the safety and resilience of the island’s groundwater resources. Interdisciplinary field and laboratory investigations, combining geological, hydrogeological, hydrological, geophysical, structural-geological, and socio-economic methods, were utilized to develop robust conceptual models for MAR and EWS. Results indicated that the Central Vis aquifer, a heterogeneous, unconfined, and karstified carbonate aquifer dominated by flow through densely fractured rock mass, could be artificially recharged from the surface by the infiltration pond method. As a source water for MAR, storm and flood water runoff from the surrounding hills could be collected, retained, and infiltrated from the existing channel structure in the Korita valley. The proposed MAR solution is economically justifiable but risky due to the inherent properties of karst systems and the lack of representable case studies highlighting best practices. Moreover, increased hydraulic conductivity along the main fault zone (i.e., Komiža-Vis fault) highlights the eastern direction as the most probable and dangerous with respect to seawater intrusion to the Central Vis aquifer. Hence, an ideal location and design for an EWS was hypothesized. A combination of MAR and an EWS could provide a basis for sustainable management of the island's karst aquifer, preventing and mitigating the potential deterioration of groundwater quantitative and chemical status, particularly in light of the rapidly changing climate and rising anthropogenic pressures in the Mediterranean region.Otok Vis, mali pučinski krški otok u središnjem dijelu Jadranskog mora, ima jedinstvene geološke i hidrogeološke značajke, što je omogućilo nastanak krških otočkih vodonosnika. Zahvaljujući tome, otok je samodostatan po pitanju vodoopskrbe koja se osigurava iz pet bušenih zdenaca u centralnom dijelu otoka (vodocrpilište Korita; ~42 l/s) te u manjoj mjeri iz dva bušena zdenca (K1 i B1; ~5 l/s) i priobalnog izvora Pizdice (~3 l/s) u blizini Komiže. Glavne litološke jedinice na otoku Visu su (i) vulkanogeno-sedimentno-evaporitni kompleks Komiškog zaljeva (tzv. Komiški dijapir) trijaske starosti, sačinjen od gipsa, dolomitno-gipsnih breča, krškog detritusa te raznih vulkanskih i klastičnih stijena, (ii) razlomljeni i okršeni vapnenci i dolomiti kredne starosti te (iii) kvartarne naslage, sačinjene od crvenice, padinskih naslaga, te eolskog pijeska. Reljef otoka Visa karakteriziraju tri morfološki uzdignuta grebena i dvije doline u kojima su razvijena krška polja. Najviši vrh je Hum (576 m n.v.), smješten u zapadnom dijelu otoka. Geološke strukture i reljef su orijentirani približno u smjeru zapad-istok (tzv. hvarsko pružanje struktura). Najznačajniji i najproduktivniji vodonosnik (tzv. centralni viški vodonosnik) je u krednim vapnencima srednje do visoke propusnosti te je idealno smješten u središnjem dijelu otoka (vodocrpilište Korita), gdje je zaštićen od značajnijeg prodora mora nepropusnim stijenama komiškog dijapira sa zapadne strane te niskopropusnim karbonatima ispunjenim sekundarnim materijalom (pjeskovitim produktom trošenja dolomita i glinenim česticama iz kvartarnih crvenica) s južne strane. Donja granica vodonosnika izgrađena je od dolomita i/ili dolomitičnog vapnenca te je praktički nepropusna. Podzemna voda nalazi se na otprilike 120 m dubine a generalni smjer tečenja je prema istoku. Sjeverni, istočni i južni obalni pojasi otoka su uglavnom hidrogeološki beznačajni, budući da dolazi do potpunog prodora mora i zaslanjenja kroz visokopropusne vapnence. Iako trenutačni kapacitet crpljenja u vodocrpilištu Korita i zdencima na zapadnoj strani otoka zadovoljava većinu potražnje, intenzivan ljetni turizam i klimatske promjene vrše značajan pritisak na resurse podzemne vode tijekom sušne sezone. Posljedično, tijekom proteklog desetljeća došlo je do povremenih redukcija za potrošače. U ovom radu istražene su mogućnosti primjene i uspostave sustava umjetnog prihranjivanja vodonosnika (eng. managed aquifer recharge – MAR) kako bi se povećala količina podzemne vode u centralnom viškom vodonosniku te sustava ranog uzbunjivanja (eng. early warning system - EWS) za prodor morske vode kako bi se spriječilo potencijalno pogoršanje kemijskog stanja podzemne vode. Umjetno prihranjivanje vodonosnika je naziv za skup metoda kojima se višak površinske vode (npr. poplavna i bujična voda, pročišćena otpadna voda, desalinizirana voda) prikuplja te prihranjuje u vodonosnik putem upojnih zdenaca ili infiltracijskih zona. Iako se različite metode MAR-a primjenjuju u vodonosnicima s međuzrnskom poroznošću diljem svijeta, njihova primjena u kompleksnim krškim vodonosnicima, koje karakterizira hidraulička anizotropija i heterogenost, predstavlja značajan izazov. Budući da u svijetu postoji svega nekoliko primjera MAR-a u karbonatnim stijenama, ne postoje opsežne studije koje predlažu prikladne metode istraživanja i izvedbe takvih sustava. Kako bi se istražile mogućnosti primjene MAR-a i EWS-a te uspostavili konceptualni modeli njihove izvedbe, provedena su opsežna interdisciplinarna terenska i laboratorijska istraživanja. Na temelju reambulacije geoloških i hidrogeoloških karata i podataka, analize hidrauličkih parametara te trasiranja, izrađen je novi konceptualni hidrogeološki model otoka. Definirana su dva glavna slijeva na otoku: slijev vodocrpilišta Korita te slijev izvora Pizdice. Nadalje, određeni su glavni smjerovi tečenja i prividne brzine toka podzemne vode od 150-200 m/dan unutar centralnog viškog vodonosnika. Na temelju novih saznanja izrađena je hidrogeološka karta te hidrogeološki profil otoka Visa. Od 2019. uspostavljen je kontinuirani i periodički (mjesečni) monitoring hidrokemijskih parametara (ionski sastav, pH, elektrolitička vodljivost). Na vodocrpilištu Korita kakvoća podzemne vode je izvrsna i pripada Ca-HCO3 hidrokemijskom facijesu u svim hidrološkim uvjetima. Glavni procesi koji utječu na kemijski sastav podzemne vode unutar centralnog viškog vodonosnika su otapanje karbonatnih stijena, miješanje s morskom vodom i ionska izmjena. Analize aktivnosti tricija u uvjetima hidrološkog minimuma i maksimuma pokazale su da je podzemna voda mješavina sub-moderne i moderne vode, s vremenom zadržavanja od 15 do 40 godina. Stabilni fizikalno-kemijski parametri, unatoč ispodprosječnim oborinama tijekom promatranog perioda, ukazali su na to da centralni viški vodonosnik ima visoku sposobnost zadržavanja te polaganog otpuštanja, uz značajne rezerve podzemne vode koje su relativno otporne na duže sušne periode i intenzivni režim crpljenja tijekom ljeta. Geofizičkim i strukturno-geološkim istraživanjima utvrđene su debljine kvartarnog pokrivača, gornje i donje zone trošenja vapnenca (tj. epikrške zone) i kompaktnih vapnenačkih vodonosnika te su određeni glavni diskontinuiteti (slojevi, pukotine, rasjedi) i krški elementi (kaverne, kanali) koji utječu na infiltraciju oborine i tok podzemne vode. Na temelju meteoroloških podataka s postaje u Komiži izrađena je hidrološka analiza slijeva vodocrpilišta Korita. Iako se prosječna godišnja količina oborine ne može smatrati malom (951 mm), zbog relativno visoke temperature zraka i gustog biljnog pokrova evapotranspiracija iznosi gotovo 66%, što rezultira efektivnom oborinom i prihranjivanjem vodonosnika od 326 mm godišnje. Također, primijenjene su simulacije budućih klimatskih uvjeta dobivene iz regionalnih klimatskih modela Aladin, Promes i RegCM, uz statističke korekcije i uklanjanje sustavnih pogrešaka za otok Vis. Rezultati sva tri modela ukazuju na statistički značajan porast srednje godišnje temperature zraka od 3 do 4 °C do kraja stoljeća, dok oborina ne pokazuje statistički značajan trend. Opažene promjene u temperaturnom i evapotranspiracijskom režimu mogu dovesti do značajnog gubitka vodnih resursa na otoku Visu uz smanjenje protoka na slijevu od 20-40%. Uz nepovoljne klimatske scenarije, značajan problem predstavlja i kontinuirani rast turizma te se predviđa da će potražnja vode porasti za 20% u skorijoj budućnosti. Na temelju povoljnih geoloških, hidroloških, i hidrogeoloških čimbenika, kao i definiranih potreba za osiguravanjem dodatnih količina podzemne vode, uspostavljen je konceptualni model MAR-a. Kao najprikladnije rješenje odabrana je metoda infiltracijskog jezera, koja bi se uspostavila unutar vodocrpilišta Korita, u uskoj dolini gdje su prisutni stari i zapušteni kanali koji prikupljaju bujične i poplavne vode s okolnih brda te ih evakuiraju u smjeru mora. Kako bi se osigurao prostor za prikupljanje vode, nužno je sagraditi pregradnu branu na završetku kanala te je nužno ukloniti gusto raslinje i nepropusno tlo. Prikupljena voda bi se potom pasivno i difuzno infiltrirala kroz propusno tlo i epikršku zonu do saturirane zone. Prilikom infiltracije nužno je izbjeći preferentne puteve tečenja poput krških kanala i jama, kako bi se izbjeglo naglo i diretno prihranjivanje u saturiranu zonu, što bi moglo dovesti do onečišćenja vodonosnika i neželjenih kemijskih reakcije (npr. otapanje karbonatnog vodonosnika uslijed miješanja voda različitih sastava). Glavni rizici i nesigurnosti primjene MAR-a povezani su s hidrološkim čimbenicima (tj. dostatnost vode za umjetno prihranjivanje), heterogenošću vodonosnika (tj. prisutnost krških kanala koji bi brzo ispustili infiltriranu vodu iz vodonosnika), učinkovitost infiltracijskog jezera i neželjene kemijske reakcije (tj. otapanje vodonosnika i onečišćenje). Kako bi se spriječilo pogoršanje kakvoće i kemijskog statusa centralnog viškog vodonosnika i podzemne vode uslijed smanjenog prihranjivanja uzrokovanog klimatskim promjenama i povećanom potražnjom, nužno je uspostaviti sustav ranog uzbunjivanja za prodor mora. Iako je centralni viški vodonosnik zaštićen od prodora mora sa zapadne i južne strane te nepropusnom dolomitnom podinom, trasiranjem je utvrđena hidraulička anizotropija u smjeru glavnog rasjeda na otoku (rasjedna zona Komiža-Vis), duž kojeg je pretpostavljen glavni smjer prodora mora (I-Z). Stoga, sustav ranog uzbunjivanja bi se trebao uspostaviti nizvodno od vodocrpilišta Korita, unutar krškog polja Dol. Sustav može biti sačinjen od jednog ili više bušenih zdenaca, opremljenih automatskim mjeračima elektrolitičke vodljivosti i hidrostatskog tlaka s telemetrijskim odašiljačem. Uspostavom ovakvog sustava značajno bi se unaprijedilo poznavanje uvjeta u zoni miješanja slane i slatke vode te bi se znatno smanjio rizik od zaslanjivanja vodonosnika u slučaju povećanja režima crpljenja na vodocrpilištu Korita. Kombinacija umjetnog prihranjivanja vodonosnika i sustava ranog uzbunjivanja na prodor mora mogla bi pružiti osnovu za održivo upravljanje krškim vodonosnikom otoka Visa, sprječavajući i ublažavajući potencijalno pogoršanje količinskog i kemijskog stanja podzemnih voda, posebno u svjetlu klimatskih promjena koje se brzo mijenjaju i rastućih antropskih pritisaka u mediteranskoj regiji
Konceptualni model umjetnoga prihranjivanja krškoga vodonosnika otoka Visa : doktorski rad
No full textVis is a small, remote karst island in the Adriatic Sea with unique geological and hydrogeological features that have enabled the formation of karst aquifers from which highquality groundwater is abstracted, resulting in the island's autonomous water supply. Local groundwater resources are recharged solely by precipitation and are very vulnerable to climate change, seawater intrusion, and seasonal overexploitation. Currently, the water supply system satisfies the demand of the local population, but a fivefold increase in demand during the summer tourist season exerts high stress on freshwater resources, and several reductions for consumers have occurred in the last decades. The water supply system of Vis consists of five wells drilled in the Korita well field (~42 l/s) in the central part of the island, two wells (K1 and B1; ~5 l/s) in the Komiža hinterland, and the coastal spring Pizdica (~3 l/s). The need for alternative water management solutions yielded managed aquifer recharge (MAR) and early warning system for seawater intrusion (EWS) as potential options for increasing the safety and resilience of the island’s groundwater resources. Interdisciplinary field and laboratory investigations, combining geological, hydrogeological, hydrological, geophysical, structural-geological, and socio-economic methods, were utilized to develop robust conceptual models for MAR and EWS. Results indicated that the Central Vis aquifer, a heterogeneous, unconfined, and karstified carbonate aquifer dominated by flow through densely fractured rock mass, could be artificially recharged from the surface by the infiltration pond method. As a source water for MAR, storm and flood water runoff from the surrounding hills could be collected, retained, and infiltrated from the existing channel structure in the Korita valley. The proposed MAR solution is economically justifiable but risky due to the inherent properties of karst systems and the lack of representable case studies highlighting best practices. Moreover, increased hydraulic conductivity along the main fault zone (i.e., Komiža-Vis fault) highlights the eastern direction as the most probable and dangerous with respect to seawater intrusion to the Central Vis aquifer. Hence, an ideal location and design for an EWS was hypothesized. A combination of MAR and an EWS could provide a basis for sustainable management of the island's karst aquifer, preventing and mitigating the potential deterioration of groundwater quantitative and chemical status, particularly in light of the rapidly changing climate and rising anthropogenic pressures in the Mediterranean region.Otok Vis, mali pučinski krški otok u središnjem dijelu Jadranskog mora, ima jedinstvene geološke i hidrogeološke značajke, što je omogućilo nastanak krških otočkih vodonosnika. Zahvaljujući tome, otok je samodostatan po pitanju vodoopskrbe koja se osigurava iz pet bušenih zdenaca u centralnom dijelu otoka (vodocrpilište Korita; ~42 l/s) te u manjoj mjeri iz dva bušena zdenca (K1 i B1; ~5 l/s) i priobalnog izvora Pizdice (~3 l/s) u blizini Komiže. Glavne litološke jedinice na otoku Visu su (i) vulkanogeno-sedimentno-evaporitni kompleks Komiškog zaljeva (tzv. Komiški dijapir) trijaske starosti, sačinjen od gipsa, dolomitno-gipsnih breča, krškog detritusa te raznih vulkanskih i klastičnih stijena, (ii) razlomljeni i okršeni vapnenci i dolomiti kredne starosti te (iii) kvartarne naslage, sačinjene od crvenice, padinskih naslaga, te eolskog pijeska. Reljef otoka Visa karakteriziraju tri morfološki uzdignuta grebena i dvije doline u kojima su razvijena krška polja. Najviši vrh je Hum (576 m n.v.), smješten u zapadnom dijelu otoka. Geološke strukture i reljef su orijentirani približno u smjeru zapad-istok (tzv. hvarsko pružanje struktura). Najznačajniji i najproduktivniji vodonosnik (tzv. centralni viški vodonosnik) je u krednim vapnencima srednje do visoke propusnosti te je idealno smješten u središnjem dijelu otoka (vodocrpilište Korita), gdje je zaštićen od značajnijeg prodora mora nepropusnim stijenama komiškog dijapira sa zapadne strane te niskopropusnim karbonatima ispunjenim sekundarnim materijalom (pjeskovitim produktom trošenja dolomita i glinenim česticama iz kvartarnih crvenica) s južne strane. Donja granica vodonosnika izgrađena je od dolomita i/ili dolomitičnog vapnenca te je praktički nepropusna. Podzemna voda nalazi se na otprilike 120 m dubine a generalni smjer tečenja je prema istoku. Sjeverni, istočni i južni obalni pojasi otoka su uglavnom hidrogeološki beznačajni, budući da dolazi do potpunog prodora mora i zaslanjenja kroz visokopropusne vapnence. Iako trenutačni kapacitet crpljenja u vodocrpilištu Korita i zdencima na zapadnoj strani otoka zadovoljava većinu potražnje, intenzivan ljetni turizam i klimatske promjene vrše značajan pritisak na resurse podzemne vode tijekom sušne sezone. Posljedično, tijekom proteklog desetljeća došlo je do povremenih redukcija za potrošače. U ovom radu istražene su mogućnosti primjene i uspostave sustava umjetnog prihranjivanja vodonosnika (eng. managed aquifer recharge – MAR) kako bi se povećala količina podzemne vode u centralnom viškom vodonosniku te sustava ranog uzbunjivanja (eng. early warning system - EWS) za prodor morske vode kako bi se spriječilo potencijalno pogoršanje kemijskog stanja podzemne vode. Umjetno prihranjivanje vodonosnika je naziv za skup metoda kojima se višak površinske vode (npr. poplavna i bujična voda, pročišćena otpadna voda, desalinizirana voda) prikuplja te prihranjuje u vodonosnik putem upojnih zdenaca ili infiltracijskih zona. Iako se različite metode MAR-a primjenjuju u vodonosnicima s međuzrnskom poroznošću diljem svijeta, njihova primjena u kompleksnim krškim vodonosnicima, koje karakterizira hidraulička anizotropija i heterogenost, predstavlja značajan izazov. Budući da u svijetu postoji svega nekoliko primjera MAR-a u karbonatnim stijenama, ne postoje opsežne studije koje predlažu prikladne metode istraživanja i izvedbe takvih sustava. Kako bi se istražile mogućnosti primjene MAR-a i EWS-a te uspostavili konceptualni modeli njihove izvedbe, provedena su opsežna interdisciplinarna terenska i laboratorijska istraživanja. Na temelju reambulacije geoloških i hidrogeoloških karata i podataka, analize hidrauličkih parametara te trasiranja, izrađen je novi konceptualni hidrogeološki model otoka. Definirana su dva glavna slijeva na otoku: slijev vodocrpilišta Korita te slijev izvora Pizdice. Nadalje, određeni su glavni smjerovi tečenja i prividne brzine toka podzemne vode od 150-200 m/dan unutar centralnog viškog vodonosnika. Na temelju novih saznanja izrađena je hidrogeološka karta te hidrogeološki profil otoka Visa. Od 2019. uspostavljen je kontinuirani i periodički (mjesečni) monitoring hidrokemijskih parametara (ionski sastav, pH, elektrolitička vodljivost). Na vodocrpilištu Korita kakvoća podzemne vode je izvrsna i pripada Ca-HCO3 hidrokemijskom facijesu u svim hidrološkim uvjetima. Glavni procesi koji utječu na kemijski sastav podzemne vode unutar centralnog viškog vodonosnika su otapanje karbonatnih stijena, miješanje s morskom vodom i ionska izmjena. Analize aktivnosti tricija u uvjetima hidrološkog minimuma i maksimuma pokazale su da je podzemna voda mješavina sub-moderne i moderne vode, s vremenom zadržavanja od 15 do 40 godina. Stabilni fizikalno-kemijski parametri, unatoč ispodprosječnim oborinama tijekom promatranog perioda, ukazali su na to da centralni viški vodonosnik ima visoku sposobnost zadržavanja te polaganog otpuštanja, uz značajne rezerve podzemne vode koje su relativno otporne na duže sušne periode i intenzivni režim crpljenja tijekom ljeta. Geofizičkim i strukturno-geološkim istraživanjima utvrđene su debljine kvartarnog pokrivača, gornje i donje zone trošenja vapnenca (tj. epikrške zone) i kompaktnih vapnenačkih vodonosnika te su određeni glavni diskontinuiteti (slojevi, pukotine, rasjedi) i krški elementi (kaverne, kanali) koji utječu na infiltraciju oborine i tok podzemne vode. Na temelju meteoroloških podataka s postaje u Komiži izrađena je hidrološka analiza slijeva vodocrpilišta Korita. Iako se prosječna godišnja količina oborine ne može smatrati malom (951 mm), zbog relativno visoke temperature zraka i gustog biljnog pokrova evapotranspiracija iznosi gotovo 66%, što rezultira efektivnom oborinom i prihranjivanjem vodonosnika od 326 mm godišnje. Također, primijenjene su simulacije budućih klimatskih uvjeta dobivene iz regionalnih klimatskih modela Aladin, Promes i RegCM, uz statističke korekcije i uklanjanje sustavnih pogrešaka za otok Vis. Rezultati sva tri modela ukazuju na statistički značajan porast srednje godišnje temperature zraka od 3 do 4 °C do kraja stoljeća, dok oborina ne pokazuje statistički značajan trend. Opažene promjene u temperaturnom i evapotranspiracijskom režimu mogu dovesti do značajnog gubitka vodnih resursa na otoku Visu uz smanjenje protoka na slijevu od 20-40%. Uz nepovoljne klimatske scenarije, značajan problem predstavlja i kontinuirani rast turizma te se predviđa da će potražnja vode porasti za 20% u skorijoj budućnosti. Na temelju povoljnih geoloških, hidroloških, i hidrogeoloških čimbenika, kao i definiranih potreba za osiguravanjem dodatnih količina podzemne vode, uspostavljen je konceptualni model MAR-a. Kao najprikladnije rješenje odabrana je metoda infiltracijskog jezera, koja bi se uspostavila unutar vodocrpilišta Korita, u uskoj dolini gdje su prisutni stari i zapušteni kanali koji prikupljaju bujične i poplavne vode s okolnih brda te ih evakuiraju u smjeru mora. Kako bi se osigurao prostor za prikupljanje vode, nužno je sagraditi pregradnu branu na završetku kanala te je nužno ukloniti gusto raslinje i nepropusno tlo. Prikupljena voda bi se potom pasivno i difuzno infiltrirala kroz propusno tlo i epikršku zonu do saturirane zone. Prilikom infiltracije nužno je izbjeći preferentne puteve tečenja poput krških kanala i jama, kako bi se izbjeglo naglo i diretno prihranjivanje u saturiranu zonu, što bi moglo dovesti do onečišćenja vodonosnika i neželjenih kemijskih reakcije (npr. otapanje karbonatnog vodonosnika uslijed miješanja voda različitih sastava). Glavni rizici i nesigurnosti primjene MAR-a povezani su s hidrološkim čimbenicima (tj. dostatnost vode za umjetno prihranjivanje), heterogenošću vodonosnika (tj. prisutnost krških kanala koji bi brzo ispustili infiltriranu vodu iz vodonosnika), učinkovitost infiltracijskog jezera i neželjene kemijske reakcije (tj. otapanje vodonosnika i onečišćenje). Kako bi se spriječilo pogoršanje kakvoće i kemijskog statusa centralnog viškog vodonosnika i podzemne vode uslijed smanjenog prihranjivanja uzrokovanog klimatskim promjenama i povećanom potražnjom, nužno je uspostaviti sustav ranog uzbunjivanja za prodor mora. Iako je centralni viški vodonosnik zaštićen od prodora mora sa zapadne i južne strane te nepropusnom dolomitnom podinom, trasiranjem je utvrđena hidraulička anizotropija u smjeru glavnog rasjeda na otoku (rasjedna zona Komiža-Vis), duž kojeg je pretpostavljen glavni smjer prodora mora (I-Z). Stoga, sustav ranog uzbunjivanja bi se trebao uspostaviti nizvodno od vodocrpilišta Korita, unutar krškog polja Dol. Sustav može biti sačinjen od jednog ili više bušenih zdenaca, opremljenih automatskim mjeračima elektrolitičke vodljivosti i hidrostatskog tlaka s telemetrijskim odašiljačem. Uspostavom ovakvog sustava značajno bi se unaprijedilo poznavanje uvjeta u zoni miješanja slane i slatke vode te bi se znatno smanjio rizik od zaslanjivanja vodonosnika u slučaju povećanja režima crpljenja na vodocrpilištu Korita. Kombinacija umjetnog prihranjivanja vodonosnika i sustava ranog uzbunjivanja na prodor mora mogla bi pružiti osnovu za održivo upravljanje krškim vodonosnikom otoka Visa, sprječavajući i ublažavajući potencijalno pogoršanje količinskog i kemijskog stanja podzemnih voda, posebno u svjetlu klimatskih promjena koje se brzo mijenjaju i rastućih antropskih pritisaka u mediteranskoj regiji
Mineralogical, geochemical and pedophysical properties of polygenetic soil developed on late glacial loess (OIS-2) on the island of Susak : master's thesis
Full text linkCilj ovog istraživanja je odrediti mineraloške, geokemijske i pedofizikalne značajke poligenetskog tla razvijenog na kasno glacijalnom lesu otoka Suska. Uz navedene značajke, cilj je istražiti starosti dvaju lesnih horizonata koji se nalaze unutar istraženog profila tla. Les je klastični eolski sediment, kontinuirano taložen tijekom hladnijih dijelova pleistocena, i vrlo je ovisan o klimatskim uvjetima te je stoga izuzetno zanimljiv pri paleoklimatskim rekonstrukcijama kvartarnog perioda. U svrhu prikupljanja uzoraka i podataka, u travnju 2014. godine organiziran je terenski rad u trajanju od pet dana na otoku Susku, te je detaljno istražena i uzorkovana lokacija “Svjetionik” koja predstavlja gornji (najmlađi) dio lesne sekvence. Obzirom da sva (paleo)tla unutar lesnih naslaga sadrže sekundarne pedogene karbonate koji djelomice „maskiraju“ pedogene procese koji su bili aktivni tijekom nastanka (paleo)tla, nužno je bilo pronaći i istražiti beskarbonatno recentno tlo. Terenskim istraživanjima detaljno su opisana morfološka svojstva svih horizonata u poligenetskom tlu. Laboratorijskim istraživanjima utvrđene su geokemijske, fizikalno-kemijske, granulometrijske i mineraloške karakteristike lesa i poligenetskog tla. Starosti sedimentacije lesnih horizonata određene su pomoću infracrveno stimulirane lumisiscencije (IRSL). Na temelju rezultata terenskih i laboratorijskih istraživanja napravljena je detaljna rekonstrukcija procesa koji su uvjetovali nastanak istraženog poligenetskog tla. četri bitna zaključka proizašla su iz ovog rada.
(1) Istraženo tlo je poligenetsko. Dokaz tome su dva lesna horizonta te razvijeno paleotlo Bb, nastalo iz lesnog matičnog materijala koji više nije prisutan u tlu.
(2) Utvrđeni su do sada najmlađi istraženi lesni horizonti na otoku; starost lesa u podlozi poligenetskog tla je ~16 000 godina i pripada OIS-2 stadiju, a starost lesa najbližeg površini je ~3 000 godina.
(3) Na temelju geokemijskih i mineraloških istraživanja jasno je izdvojen horizont paleotla Bb u kojem prisustvo klorit-vermikulita indicira na znatno trošenje primarnih filosilikata. Također, visoke vrijednosti CEC-a, Fed / Fet i CIA dokazuju da je horizont Bb najviše izmijenjen u pedogenetskom smislu.
(4) Prisustvo lesa, paleotla i tla u istom profilu (poligenetsko tlo) dokazuje kako je generalno topla i vlažna klima trenutnog interglacijala bila isprekidana hladnijim periodima sa jačim vjetrovima. Na temelju elementarne geokemije, uspoređeni su današnji klimatski trendovi (temperatura, precipitacija) sa onima u vrijeme formiranja tla.Abstract: The subject of this thesis is to identify mineralogical, geochemical and pedophysical properties of polygenetic soil de-veloped on late glacial loess on the island of Susak. In addition to this, the purpose was to determine the age of two loess hori-ozons within the investigated soil profile. Loess is clastic aeolian sediment, usually accumulated during the colder periods of Pleistocene. Since loess is particularly dependant on climatic conditions, it is being widely used as a proxy in Quaternary paleo-climatic reconstructions. In April 2014. a five day field work was organised on the island of Susak with the purpose of sampling. The focus was put on the top part of Susak loess sequence, and location ”Svjetionik” (Lighthouse) was investigated in detail. Since most of the paleosols within loess sequence contain secondary pedogenetic carbonates, which could “conceal” certain pedogenic processes, it was necessary to find a carbonate-free soil. During field work, morphological properties of soil horizons were investigated. Based on field and laboratory investigations we concluded that soil situated on the top of loess sequence repre-sents polygenetic soil. Chemical, physical, geochemical, granulometrical and mineralogical properties of loess and polygenetic soils were determined. Loess sedimentation age was determined by infrared stimulated luminescence (IRSL). Investigated prop-erties of loess and polygenetic soil allowed a detailed reconstruction of pedogenic processes which formed the investigated poly-genetic soil. Four important conclusion came out from this thesis.
(1) Investigated soil is polygenetic. Two loess horizons and developed paleosol horizon Bb (whose parent loess material is no longer present in soil) clearly point out the polygenetic nature of investigated soil.
(2) Stratigraphically youngest loess horizons were determined. Determined age of loess located at the base of polyge-netic soil is ~16 000 ka, belonging to OIS-2, while overlying younger loess is ~3 000 ka old.
(3) Geochemical and mineralogical properties clearly singled out paleosol horizon Bb, in which presence of chlorite-vermiculite indicates substantial weathering of primary phyllosilicates. Furthermore, high values of CEC, Fed / Fet and CIA clearly point out that Bb paleosol has undergone the most significant pedogenic change.
(4) Presence of loess, paleosol and modern soil in the polygenetic soil profile indicate that generally warm and humid climate of actual interglacial was interrupted with colder and drier periods with stronger winds. Using elemental geo-chemistry, a comparison between modern and past climate conditions (temperature and precipitation) was mad
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
- …
