Hidroekološko utemeljeno delovanje pretočnih rečnih akumulacij za učinkovito upravljanje sedimentov in proizvodnjo električne energije

Voda je nepogrešljiva in eden najpomembnejših virov za človeka. Z naraščanjem prebivalstva in s tem povezanimi večjimi potrebami po vodi za urbani, gospodarski in industrijski razvoj, ter zaradi podnebnih sprememb postaja pomanjkanje vode vse večji svetovni problem. Podnebne spremembe se kažejo v postopnem zviševanju temperatur, kar ima za posledico daljša sušna obdobja, ki jim pogosto sledijo intenzivne padavine, ki povzročajo poplave in erozijo. Spreminjajoči hidrološki pogoji zahtevajo prilagoditev upravljanja z vodami. Gradnja zadrževalnikov za vodo, ki se uporablja za proizvodnjo električne energije v hidroelektrarnah (HE), ponuja možnost prilagajanja upravljanja z vodo in njene uporabe za različne namene. Pri tem je treba upoštevati, da hidroenergetski zadrževalniki HE spreminjajo dinamiko prenosa sedimenta in lahko negativno vplivajo na vodno okolje in žive organizme. Na spodnji Savi v Sloveniji je bilo med letoma 1993 in 2017 zgrajenih 5 pregrad HE v kaskadnem sistemu. V hidroenergetskih zadrževalnikih so se nakopičile velike količine sedimenta, ki jih bo potrebno odstraniti. Odlaganje sedimenta v akumulacijskih bazenih in potreba po odstranjevanju potencialno onesnaženih sedimentov iz zadrževalnikov, predstavlja veliko težavo tako v Sloveniji kot tudi drugje v svetu. Upravljanje sedimentov ob spreminjajočih hidroloških pogojih je izziv svetovnih razsežnosti. Obstoječe prakse ravnanja s sedimenti v vodnih zadrževalnikih po svetu so večinoma slabe in vodijo do izgube večnamenske vloge takšnih objektov. Zaradi nalaganja sedimentov se volumen vode v zadrževalnikih in s tem razpoložljivost vode za uporabo v različne name zmanjšuje, poslabšajo pa se tudi življenjski pogoji za vodne organizme in samočistilna sposobnost vodnega telesa. Dodatno težavo predstavlja onesnažen sediment. Napredna, celostna strategija upravljanja sedimentov, ki vključuje vse elemente naravnega cikla premeščanja/odlaganja in okoljske vidike povezane s potencialnim onesnaževanjem sedimentov iz točkovnih in netočkovnih virov, ponuja trajnostne rešitve upravljanja s sedimenti. V predlaganem projektu bomo razvili novo, aktivno strategijo upravljanja rečnih sedimentov v zadrževalnikih HE na spodnji Savi ob upoštevanju spreminjajočih hidroloških pogojev. Strategija bo v največji možni meri usmerjena v zagotavljanje naravne dinamike premeščanja sedimentov ob upoštevanju njihove okoljske sprejemljivosti. Uporabili bomo celostni pristop, ki vključuje podrobno analizo hidravličnih razmer v hidroenergetskih zadrževalnikov in s tem povezane procese usedanja, pa tudi analizo in identifikacijo izvorov onesnažil, ujetih v nanosih sedimentov. Simulacije transporta/odlaganja sedimenta bomo opravili na osnovi pridobljenih podatkov o velikosti sedimenta z meritvami batimetrije dna hidroenergetskih zadrževalnikov, ter z uporabo različnih simulacijskih orodij (2D in 3D), vključno z ustreznimi podatki o onesnaženju sedimenta. Na podlagi zbranih podatkov o prisotnosti nevarnih snovi ter identifikacije in kvantifikacije virov onesnaževanja z naprednimi metodami masne spektrometrije bo mogoče določiti možne ukrepe, kako odstraniti sedimente oziroma jih ponovno uporabiti. Razvit načrt upravljanja sedimentov za verigo HE na spodnji Savi bo prispeval k ponovni vzpostavitvi zveznega pretoka (kontinuitete) sedimenta v reki in izboljšanju pogojev za vodne organizme ter ekološkega stanja reke Save. Kljub globalnim problemom upravljanja s sedimenti v zadrževalnikih, tak celovit, inovativen pristop, ki interdisciplinarno upošteva procese premeščanja/usedanja sedimentov, karakterizacijo in identifikacijo virov onesnaževanja ter modeliranje hidroloških in hidravličnih procesov ob podpori okoljskih podatkov, kolikor nam je znano, do sedaj še ni bil razvit in aplikativno uporabljen. Razvita strategija ravnanja s sedimenti se lahko uporabi tudi za druge hidroenergetske zadrževalnike HE na rekah s hudourniškim značajem, tako v Sloveniji kot drugje po svetu.