logo
išči
išči tudi po celotnem besedilu
išči tudi po Europeani
Epošta:
Geslo:
Prijava
 
Raziskave s področja geodezije in geofizike 2007
Avtor(ji): Kuhar, Miran (urednik)
Vir: Knjige
Izvor: Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

0 / 0
^3 \m y Slovensko zdru�enje za geodezijo in geofiziko http://www.fgg.uni-lj.si/sugg/ RAZISKAVE S PODRO�JA GEODEZIJE IN GEOFIZIKE 2007 zbornik predavanj 13. strokovno sre�anje Slovenskega zdru�enja za geodezijo in geofiziko Ljubljana, 17. januar 2008 ORGANIZACIJSKI ODBOR Miran Kuhar Bojan Stegen�ek Janez Gor�i� Tanja Jesih UREDNI�KI ODBOR Miran Kuhar LEKTORIRANJE mag. Brigita Lipov�ek ORGANIZATOR SRE�ANJA IN ZALO�NIK Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo CIP - Katalo�ni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knji�nica, Ljubljana 550.3(063)(082) 528(063)(082) SLOVENSKO zdru�enje za geodezijo in geofiziko. Strokovno sre�anje (13 ; 2008 ; Ljubljana) Raziskave s podro�ja geodezije in geofizike 2007 : zbornik predavanj / 13. strokovno sre�anje Slovenskega zdru�enja za geodezijo in geofiziko, Ljubljana, 17. januar 2008 ; [organizator Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo ; uredni�ki odbor Miran Kuhar]. - Ljubljana : Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, 2008 ISBN 978-961-6167-84-0 1. Gl. stv. nasl. 2. Kuhar, Miran 3. Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo (Ljubljana) 236529408 Predgovor Pred nami je zbornik leto�njega strokovnega sre�anja Slovenskega zdru�enja za geodezijo in geofiziko. Prispevkov ni veliko, vendar prina�ajo sodobne teme, ki so zelo aktualne, �e posebej v slovenskem prostoru. Dokazujejo, da smo na podro�jih, ki jih na�e zdru�enje obsega dosegli znanja, s katerimi se enakopravno vklju�ujemo v svetovne raziskovalne tokove. Veseli me, da so prispevki napisani tako, da bodo zanimivi tudi za �ir�o strokovno javnost, tudi zato, ker je prav interdisciplinarnost zna�ilnost in prednost na�ega zdru�enja. Potresna dejavnost nedvomno ogro�a prebivalstvo Slovenije, �etudi vemo, da tako silovitih potresov, kot so v preteklih letih prizadeli nekatera tektonsko mo�no aktivna podro�ja v svetu, ni pri�akovati. Svojstveno problematiko gotovo predstavlja tektonska stabilnost podro�ja jedrske elektrarne Kr�ko. Z morebitnimi tveganji za �ir�o geografsko regijo bi morala biti objektivno seznanjena tudi lai�na javnost, saj le dobra informiranost in zavest prebivalstva lahko prepre�i ali omili posledice naravnih nesre�. Podobno velja za ogro�anje vodnih virov, ekosistemov in podnebne spremembe, katerih razse�nosti je kljub sodobni tehnologiji zelo te�ko napovedovati. Upamo, da bo konferenca o klimatskih spremembah na Baliju prinesla konkretne in takoj�nje usmeritve in zaveze, kajti �as za ukrepanje se neusmiljeno izteka. Zemeljski plazovi imajo lahko izredno ru�ilno mo�, �e posebej �e se nasvoji poti spremene v blatne tokove. Ti pojavi so pogosti na vulkansko aktivnih podro�jih. V preteklosti so terjali ogromno �love�kih �ivljenj, in jih bodo, �al, tudi v prihodnje. V leto�njem letu je zemeljski plaz zasul in popolnoma spremenil podobo Doline gejzirjev na Kam�atki, ki je veljala za eno od najznamenitej�ih naravnih lepot. Predvidevajo, da je k tej katastrofi mo�no pripomogel tudi �love�ki dejavnik � nenehno pristajanje in vzletanje helikopterjev. Na�a sre�anja v okviru Slovenskega zdru�enja za geodezijo in geofiziko so �e tradicionalna. Kljub raznolikosti sekcij nam prav to dru�enje daje mo�nost celovitega vpogleda v slovensko znanje na tem podro�ju in s tem prispeva k osebni rasti posameznika in nas vseh. Ob letni skup��ini, kjer bo veliko mo�nosti za spro��en pogovor s �lani, starimi in novimi sodelavci ter �tudenti, ki jih podro�je geodezije in geofizike �e posebej zanima, mi dovolite, da Vam v novem letu za�elim veliko delovnih uspehov in osebne sre�e v upanju, da se prihodnje leto ponovno snidemo. predsednica SZGG dr. Polona Kralj Vsebina Predgovor ............................................................................................................................... 3 S. Sav�ek-Safi�- Spremljanje stabilnosti Nuklearne elektrarne Kr�ko ........................... 7 S. �ebela, B. Ko�'t�k, J. Mulec J. Stemberk- Merjenje tektonskih premikov v Postojnski jami .................................................................................................................. 21 S. Rusjan, M. Brilly, M. Pade�nik, A. Vidmar - Monitoring vpliva urbanizacije na potok Glin��ica na urbanem obmo�ju mesta Ljubljane ........................................... 27 B. Stopar, M. Kuhar, B. Koler - Novi koordinatni sistem v Sloveniji .............................. 37 B. Stopar, O. Sterle - Kombinacija klasi�nih terestri�nih opazovanj in opazovanj GNSS v geodinami�nih raziskavah ............................................................ 51 F. Benin, R. �op - Pridelki soli v piranski komuni v �asu Maunderjevega minimuma* .............................................................................................. 63 R. �op, A. Bilc, S. Begu�, D. Fefer, D. Radovan - Magnetne nevihte in njihov vpliv na navigacijo ....................................................................................................................... 71 M.G. Fernandez, I. Ceci�, A. B. Walker - Evropska seizmolo�ka komisija - preteklost, sedanjost in prihodnost** ................................................................................ 81 lektorirala Marjetka Stegel, uni.dipl.prof.slov. nelektorirano Spremljanje stabilnosti Nuklearne elektrarne Kr�ko Simona Sav�ek-Safi�- Ljubljana Izvle�ek Nuklearna elektrarna Kr�ko (NEK) je za dr�avo Slovenijo strate�ko pomemben objekt, saj s pridobivanjem elektri�ne energije, ki temelji na spro��anju toplotne energije ob cepitvi jeder v reaktorju, oskrbuje odjemalce v Sloveniji in na Hrva�kem. Letno proizvede nad pet milijard kWh elektri�ne energije, kar predstavlja pribli�no 40% skupne proizvedene elektri�ne energije v Sloveniji in pribli�no 17% na Hrva�kem. V NEK je pomembna visoka stopnja varnosti, zato se izvaja celovit nadzor posameznih objektov in naprav. Posebno pozornost se namenja varnostnim sistemom, med katere sodijo tudi meritve vertikalnih premikov reperjev in meritve horizontalnih premikov jezovne zgradbe na Savi. Periodi�na geodetska opazovanja se izvajajo na pomembnih tehnolo�kih objektih in obsegajo nuklearni otok, jez na Savi ter skladi��e radioaktivnih odpadkov. V �lanku �elimo predstaviti rezultate geodetskih opazovanj za ugotavljanje stabilnosti ter varnosti obratovanja tega pomembnega objekta. Uvod Prve raziskave na Kr�kem polju je izvedla delovna skupina Poslovnega zdru�enja energetike Slovenije v letih od 1964 do 1969, ko je to obmo�je postalo mo�na lokacija za jedrsko elektrarno. Investitorja prve jedrske elektrarne sta bila Savske elektrarne Ljubljana in Elektroprivreda Zagreb, ki sta z investicijsko skupino izvedla pripravljalna dela, razpis in izbrala najugodnej�ega ponudnika. Avgusta 1974 sta investitorja sklenila pogodbo o dobavi opreme in graditvi jedrske elektrarne mo�i 632 MW z ameri�kim podjetjem Westinghouse Electric Corporation, projektant je bilo podjetje Gilbert Associates Inc., izvajalca del na gradbi��u sta bila doma�i podjetji Gradis in Hidroelektra, monta�o pa sta izvajala Hidromonta�a in Duro Dakovi�. Prvega decembra 1974 je bil polo�en temeljni kamen za Nuklearno elektrarno Kr�ko (v nadaljevanju NEK). Januarja 1984 je NEK pridobila dovoljenje za redno obratovanje (URL 1). NEK komercialno obratuje �e ve� kot dvajset let. V tem obdobju je izpolnila temeljna pri�akovanja in usmeritve glede varnosti in stabilnosti obratovanja, konkuren�nosti proizvodnje v primerjavi z drugimi viri in sprejemljivosti v javnosti. NEK se danes po standardnih merilih jedrske varnosti in stabilnosti obratovanja uvr��a v zgornjo �etrtino obratujo�ih jedrskih elektrarn v svetu (URL 1). Energija je klju�ni dejavnik �lovekovega �ivljenja in razvoja. Ena najpomembnej�ih oblik energije je elektri�na energija. Njena poraba v svetu nara��a glede na raven in hitrost gospodarskega razvoja. V zadnjih desetih letih se je v dr�avah Evropske unije poraba elektri�ne energije v povpre�ju pove�ala za dva odstotka na leto. Slovenija in Hrva�ka nista izjemi, saj se rast porabe te energije v povpre�ju pove�uje za tri odstotke na leto (URL 1). Elektri�no energijo pridobivamo v elektrarnah iz razli�nih virov, kot so fosilna goriva (premog, nafta, plin), jedrska goriva (uran, plutonij, torij), voda, veter, biomasa in sonce. Na drugi strani se razpolo�ljivi viri primarne energije, na osnovi katerih pridobivamo elektri�no energijo, kr�ijo ali pa so �e v veliki meri izkori��eni. Smisleno je * asist.dr. Simona Sav�ek-Safi�, univ.dipl.in�.geod., UL-Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, Jamova 2, 1000 Ljubljana 7 torej izkori��ati vse razpolo�ljive vire. Tudi okoljske zahteve pri proizvodnji elektri�ne energije v klasi�nih termoelektrarnah so vedno ve�je. Onesna�evanje atmosfere s �kodljivimi plini postaja globalni problem. Zanesljivost oskrbe porabnikov z elektri�no energijo strate�ko postaja tudi vse resnej�e vpra�anje za nacionalna gospodarstva. Elektri�ne energije namre� ni mo�no uva�ati v neomejenih koli�inah, zato je visoka stopnja samooskrbe nujna. Elektri�no energijo najpogosteje pridobivamo na razli�ne na�ine. � V jedrskih elektrarnah temelji pridobivanje elektri�ne energije na spro��anju toplotne energije ob cepitvi jeder v reaktorju. Spro��ena energija je vir za proizvodnjo pare. � V termoelektrarnah poteka pridobivanje elektri�ne energije s pretvarjanjem energije fosilnih goriv, kot so premog, plin in nafta, v elektri�no. Ob izgorevanju goriv v kotlu nastaja toplota, ki uparja vodo. Paro vodijo na turbino, ta poganja generator, ki pretvarja mehansko energijo v elektri�no. Iz turbine potuje para v kondenzator, kjer se uteko�ini in se vra�a v kotel. Kondenzator hladijo s hladilnimi stolpi ali preto�no z vodo iz rek. � V hidroelektrarnah proizvajajo elektri�no energijo iz potencialne energije vode. Voda vrti turbino, ki poganja generator in pretvarja mehansko energijo v elektri�no. Koli�ina pridobljene energije je odvisna od padca in koli�ine vode. Lo�imo razli�ne tipe hidroelektrarn: preto�ne, akumulacijske in �rpalne. � Z drugimi obnovljivimi viri (veter, sonce) pretvarjamo energijo vetra pretvarjamo v elektri�no energijo s pomo�jo vetrnic, ki poganjajo elektri�ni generator. Son�no energijo pa je mogo�e pretvoriti v elektri�no energijo preko son�nih celic. Son�no energijo je mogo�e izkoristiti za ogrevanje, osvetljevanje prostorov in pripravo tople vode. V NEK je pomembna visoka stopnja jedrske varnosti. V ta namen se opravlja celovit nadzor posameznih objektov, opreme in sistemov, pri tem pa posebno pozornost namenjajo varnostnim sistemom. Del varnostnih sistemov so tudi tehni�na opazovanja, ki jih realizirajo razli�ni izvajalci, obsegajo pa naslednja dela (Skube, 2006): � opazovanja po�kodb in razpok na objektih, � meritve razpok in delovanja razpok, � opazovanja dilatacij, � geotehni�no poro�ilo, � koordinacija programa opazovanj, � meritve vertikalnih premikov reperjev in � meritve horizontalnih premikov jezovne zgradbe. Tehni�na opazovanja varnostnih objektov �e med izgradnjo NEK oziroma skupaj s projektom je bil izdelan plan stabilizacije reperjev za objekte nuklearnega otoka, za turbinske zgradbe in za hladilne stolpe, ter plan opazovanja vertikalnih in horizontalnih premikov. Opazovanja se izvajajo na pomembnih tehnolo�kih objektih, poleg tega so v program tehni�nih opazovanj vklju�eni tudi drugi objekti, ki se po svoji funkciji ali konstrukciji smatrajo tako pomembni in zahtevni, da jih je potrebno sistemati�no opazovati (Kogov�ek, 1990). Opazovanja za ugotavljanje vertikalnih premikov se opravljajo na naslednjih objektih tehnolo�kega dela NEK: nuklearni otok, diesel generator, turbinska zgradba, jez na Savi, �rpali��e hladilne vode, izliv hladilne vode, hladilni stolpi, �rpali��e nujne vode, izto�ni objekt nujne vode, zgradba za dekarbonatizacijo vode, rezervoar demineralizirane vode, 8 rezervoar reaktorske dodajne vode, rezervoar kondenzata, nevtralizacijski bazen, zgradba za radiolo�ko za��ito, skladi��e radioaktivnih odpadkov, prostor za dekontaminacijo in temelj za transformator. Opazovanja za ugotavljanje horizontalnih premikov pa se skladno s Pravilnikom o tehni�nem opazovanju visokih pregrad (Ur. List, 1966) izvajajo le na jezu na Savi. Najpomembnej�i objekti z vidika sevalne in jedrske varnosti so nuklearni otok, jez na Savi in skladi��e radioaktivnih odpadkov. � Nuklearni otok vklju�uje reaktorsko zgradbo in pomo�no reaktorsko zgradbo. Reaktorska zgradba je osrednja zgradba glavnih pogonskih objektov, ki je sestavljena iz zunanje armirano-betonske ��itne konstrukcije, jeklenega zadr�evalnega hrama, notranje armirano-betonske konstrukcije in temeljne plo��e. Pomo�na reaktorska zgradba je sestavljena iz ��itne, pomo�ne, vmesne in komandne zgradbe ter zgradbe za ravnanje z gorivom in zgradbe za sisteme za hlajenje komponent. Za ugotavljanje vertikalne stabilnosti je v nuklearni otok vgrajenih 29 reperjev. � Jez na Savi je zgrajen zato, da ustvari minimalno gladino Save in s tem omogo�i �rpanje vode za potrebe hlajenja NEK. Jezovna zgradba ima �est prelivnih polj, �irokih po 15 metrov. Zaradi potresne varnosti je jez razdeljen na dve monolitni armiranobetonski okvirni konstrukciji. Gradbena vi�ina objekta zna�a 15,5 m, zato objekt sodi v skupino visokih pregrad in ga je potrebno tehni�no opazovati. Na jezu je za ugotavljanje vertikalne stabilnosti stabiliziranih 19 reperjev, za ugotavljanje horizontalne stabilnosti objekta pa je stabiliziranih 7 kontrolnih to�k. Vzdol� iztoka je dodatno stabiliziranih 5 referen�nih opazovalnih stebrov. � Skladi��e radioaktivnih odpadkov je enonadstropna nadzemna armiranobetonska zgradba, namenjena za�asnemu skladi��enju radioaktivnih odpadkov, ki izvirajo iz tehnolo�kih procesov in vzdr�evanja naprav v NEK. V objekt je vgrajenih 8 reperjev za kontrolo vertikalne stabilnosti objekta. Stabilizacija to�k in izvedba meritev Vi�inska mre�a Izhodi��ni reper R100 (Slika 1) ob skladi��u radioaktivnih odpadkov je stabiliziran z globokim betonskim stebrom s podol�no plo��ico, s kovinskim drogom in za��itno kapo. Na vzhodu in zahodu platoja NEK sta stabilizirana �e izhodi��na reperja RII in RIV (Slika 2), ki sta vodoravno vzidana v armiranobetonska opazovalna stebra s temeljem globoko pod zemljo. Slika 1 - Stabilizacija reperja R100 Slika 2 - Stabilizacija reperja RIV 9 Kontrolne to�ke na objektih so stabilizirane v deformacijski sredini objekta tako, da se premikajo skupaj z objektom. Stabilizacija je izvedena z lepilom ali drugim povezovalnim materialom. V zunanjih prostorih objektov NEK so nizki reperji vzidani v stene, v notranjosti objektov pa so v ve�ini primerov reperji stabilizirani na tleh. Meritve so izvedene s preciznim digitalnim nivelirjem Leica 3003. V ve�ji meri smo uporabljali 3-metrski invarni kodni nivelmanski lati � (GPCL3), ki ju redno kompariramo. V primerih, kjer zaradi ovir ni bilo mogo�e uporabiti lat GPCL3, smo uporabili invarne kodne nivelmanske late GPCL2, GWCL92 in GWCL182 ali kodni invarni trak GWCL60. Poleg instrumenta in lat smo uporabili �e opremo, brez katere izvedba meritev ne bi bila mogo�a: stativ, dve stojali za lati, podno�ki, merski trak, termometer in ro�no svetilko. Uporabljena metoda je bila geometri�ni nivelman z niveliranjem iz sredine. Z navezavo to�k na reper, ki ima podano vi�ino v absolutnem smislu, dolo�imo to�kam nadmorske vi�ine. Geometri�ni nivelman velja za najnatan�nej�o geodetsko metodo, ker je merski postopek v osnovi zelo enostaven, teorija geometri�nega nivelmana pa je izdelana do podrobnosti. Najbolj pomembno pri metodi niveliranja iz sredine je, da so razdalje med instrumentom in lato zadaj ter lato spredaj �im bolj enake. S tem tudi eliminiramo ve�ino sistemati�nih vplivov (nehorizantalnost vizurne osi, vpliv nivelmanske refrakcije in vpliv ukrivljenosti Zemlje) na pogre�ke. Z metodo merjenja lahko odpravimo tudi pogre�ke posedanja ali dviganja stativa in podno�k, na katerih so postavljene late (Skube, 2006). Pomembna je tudi temperaturna odvisnost dimenzij razdelbe nivelmanske late, ki jo moramo pri najnatan�nej�ih meritvah upo�tevati. Pogre�ek je majhen in ima sistemati�en zna�aj. Dolo�en je linearni razteznostni koeficient invarnega traku late ? , ki je podan tovarni�ko ali pa je dolo�en lo�eno s komparacijo. Temperaturni popravek je dolo�en z naslednjo ena�bo: Dlt =a(T -T0 ) , (1) kjer so T dejanska temperatura, T0 = 20 �C referen�na temperatura in ? linearni razteznostni koeficient invarnega traku Popravek vi�inske razlike zaradi temperaturnega popravka in popravka razdelbe lat (dobljeni s komparacijo) so imeli tako reko� neznaten vpliv na vi�inske razlike, saj se njihova vrednost giblje pod stotinko milimetra, kar pa je precej manj od natan�nosti meritev, ki se gibljejo v okviru 0,2�0,5 mm. Vzrok za tako minimalne popravke so majhne vi�inske razlike med merjenimi reperji na platoju elektrarne in razmeroma majhne razlike med dejanskimi temperaturami in referen�no temperaturo. Pogre�ek popravka pete late ali pogre�ek za�etne �rtice razdelbe je sistemati�en pogre�ek, ki smo ga eliminirali z metodo dela tako, da smo na za�etni in kon�ni reper postavili vedno isto lato (Skube, 2006). Horizontalna mre�a Referen�ne to�ke osnovne mre�e, s katerih izvajamo meritve, so stabilizirane z betonskimi stebri, kar predstavlja klasi�no stabilizacijo polo�ajnih geodetskih to�k za deformacijska merjenja. Izbrana stabilizacija omogo�a prisilno centriranje instrumenta in reflektorja - sistem Leica Wild. 10 Stabilizacija kontrolnih to�k na pregradi prav tako omogo�a prisilno centriranje reflektorja � sistem Leica Wild. Kontrolne to�ke so stabilizirane z vijakom v betonsko podlago, kamor je mogo�e priviti podno�je z nosilcem prizme z mo�nostjo horizontiranja. Slika 3 prikazuje stabilizacijo in signalizacijo referen�ne in kontrolne to�ke. V mikro trigonometri�ni mre�i Kr�ko je izbrana klasi�na terestri�na izmera. Meritve so izvedene s preciznim elektronskim tahimetrom Leica TC2003, ki je namenjen najnatan�nej�im meritvam kotov in dol�in v preciznih terestri�nih geodetskih mre�ah (Sav�ek-Safi� in drugi, 2007). Za prisilno centriranje instrumenta, signalizacijo merskih to�k ter merjenje meteorolo�kih parametrov je uporabljen preizku�en in kalibriran dodatni pribor (reflektorji, podno�ja z nosilci reflektorjev, psihrometer, barometer). Slika 3 - Stabilizacija in signalizacija opazovalnega stebra in kontrolne to�ke Za dolo�itev horizontalnih koordinat referen�nih in kontrolnih to�k sta uporabljeni metodi triangulacije in trilateracije. Na ta na�in pridobimo ve�je �tevilo nad�tevilnih opazovanj, kar zagotavlja ve�jo natan�nost in zanesljivost polo�ajev kontrolnih to�k. Pri metodi trilateracije so za redukcijo dol�in uporabljene nivelirane nadmorske vi�ine referen�nih in kontrolnih to�k. Koordinate referen�nih to�k se dolo�ajo z namenom ugotavljanja njihove polo�ajne stabilnosti ter dolo�itve geodetskega datuma mre�e. Horizontalni koti so merjeni po girusni metodi, obojestransko med referen�nimi to�kami in enostransko na kontrolne to�ke. Isto�asno so merjene tudi po�evne dol�ine in zenitne razdalje. Metoda izmere zagotavlja ugotavljanje statisti�no zna�ilnih horizontalnih premikov kontrolnih to�k na jezu. Dolo�itev geodetskega datuma in izra�un Vi�inska mre�a Geodetski datum vi�inske mre�e je realiziran z izhodi��nimi reperji R100, RII in RIV, ki imajo podano nadmorsko vi�ino. V �tirih letih je pri�lo do napetosti med izhodi��nimi reperji v okviru 1 mm, kar je z vidika dolo�itve natan�nosti 0,1 mm prevelik premik. 11 Tako je izravnava potekala v dveh korakih. Najprej smo na osnovi danega reperja R100 izravnali ostala dva izhodi��na reperja RII in RIV. S tem smo odpravili napetost v mre�i in posledi�no pridobili bolj�o globalno oceno natan�nosti. Nato smo dani reper R100 in oba izravnana izhodi��na reperja RII in RIV v drugem koraku izravnave privzeli kot dane koli�ine in izravnali celotno vi�insko mre�o. S postopkom dvakratne izravnave smo pridobili informacijo o relativnih premikih med izhodi��nimi reperji in s tem primernost njihove uporabe v prihodnjih meritvah. Horizontalna mre�a Geodetski datum horizontalne mre�e dolo�ata dve dani domnevno stabilni to�ki � referen�ni to�ki O1 in O5. Na osnovi ohranitve identi�ne geometrije mre�e, metode izmere ter opazovanj smo najprej testirali stabilnost referen�nih to�k. Primerjava sprememb koordinat med zadnjimi izmerami je pokazala, da sta stebra O1 in O5 najbolj stabilna. Na ta na�in dolo�en datum v mre�i zagotavlja ugotavljanje statisti�no zna�ilnih premikov kontrolnih to�k z ve�jo verjetnostjo (Sav�ek-Safi� in drugi, 2007). Horizontalne koordinate so prera�unane v obstoje�i lokalni koordinatni sistem mre�e na nivo najni�je to�ke (referen�na to�ka O4). Opazovanja so testirana za morebitno prisotnost grobih pogre�kov po danski metodi. Vhodni podatek za horizontalno izravnavo so reducirane sredine treh girusov ter reducirane po�evno merjene dol�ine na izbrani nivo. Pri redukciji dol�in smo upo�tevali instrumentalne, meteorolo�ke, geometri�ne in projekcijske popravke (Kogoj, 2005). Zenitne razdalje so opazovane za ugotavljanje vi�inske stabilnosti referen�nih in kontrolnih to�k. Opazovanja v horizontalni mre�i so izravnana po metodi posrednih opazovanj. Najprej izvedemo izravnavo proste mre�e, s �emer pridobimo nepristransko oceno opazovanj, v naslednji fazi pa mre�o izravnamo kot vpeto, kjer geodetski datum dolo�ata domnevno najstabilnej�i referen�ni to�ki O1 in O5. Rezultat horizontalne izravnave so najverjetnej�e vrednosti horizontalnih koordinat merskih to�k v lokalnem koordinatnem sistemu s pripadajo�imi ocenami natan�nosti. Stabilnost varnostnih objektov Testiranje vertikalnih premikov Osnova za ugotavljanje premikanja zgrajenega objekta je dolo�itev spremembe polo�ajev to�k objekta. O premikih to�k med dvema terminskima izmerama govorimo takrat, ko gre za statisti�no zna�ilne premike identi�nih to�k, izmerjenih v dveh terminskih izmerah. Po izravnavi dveh terminskih izmer lahko dolo�imo premike to�k s pripadajo�imi merili natan�nosti premikov. V praksi se pogosto uporablja test za ugotavljanje statisti�ne zna�ilnosti premika kot razmerje med premikom in pripadajo�o natan�nostjo premika to�ke. Testno statistiko zapi�emo v obliki: dH T= , (2) sdH kjer vertikalni premik izra�unamo po ena�bi: 12 dH = Ht+At � H t, (3) varianco vertikalnega premika pa po ena�bi: od 2H = t +<�. (4) Testno statistiko (3) testiramo glede na postavljeno ni�elno in alternativno hipotezo: H0 : dH = 0 : to�ka se v obdobju dveh terminskih izmer ni premaknila in H0 : dH� 0 : to�ka se je premaknila v obdobju dveh terminskih izmer. Testno statistiko (2) primerjamo glede na kriti�no vrednost, ki jo izra�unamo na podlagi porazdelitvene funkcije. Izra�unamo jo za premik vsake to�ke med posameznimi serijami meritev, pri tem pa predpostavimo, da so premiki to�k porazdeljeni po normalni verjetnostni funkciji. V primeru, ko je testna statistika manj�a od kriti�ne vrednosti ob izbrani stopnji zna�ilnosti testa a, je tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze preveliko. V tem primeru zaklju�imo, da premik ni statisti�no zna�ilen. �e je vrednost testne statistike ve�ja od kriti�ne vrednosti porazdelitvene funkcije, pa zaklju�imo, da je tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze manj�e od izbrane stopnje zna�ilnosti testa a. Zato upravi�eno zavrnemo ni�elno hipotezo in tako potrdimo, da je obravnavani premik statisti�no zna�ilen. Za la�jo odlo�itev izra�unamo dejansko tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze. Dejansko tveganje aT izra�unamo iz porazdelitvene funkcije pri izra�unani vrednosti testne statistike T. Dejansko tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze primerjamo s stopnjo zna�ilnosti testa a. Uporabnik glede na dejansko tveganje in posledice napa�ne odlo�itve presodi, ali je tveganje zanj �e sprejemljivo ali ne. Odlo�itev ima za posledico uvrstitev dolo�ene to�ke med stabilne ali nestabilne (Sav�ek-Safi� in drugi, 2003). Testirali smo zna�ilnost vertikalnih premikov kontrolnih to�k na jezu na Savi med izmerami v �asovnem obdobju od decembra 2003 do oktobra 2007, torej smo obravnavali devet primerljivih izmer. Preglednica 1 - Kumulativni vertikalni premiki kontrolnih to�k na jezu na Savi v obdobju od decembra 2003 do oktobra 2007 To�ka Premik dH [mm] [mm] T T crit (a = 1%) H1 0,7 0,5 1,4052 2,5758 16,00 H2 1,3 0,5 2,7214 2,5758 0,65 H3 1,7 0,5 3,4992 2,5758 0,05 H4 0,6 0,5 1,2315 2,5758 21,81 H5 1,8 0,4 4,1010 2,5758 0,00 H6 2,0 0,4 4,8346 2,5758 0,00 H7 1,3 0,4 3,1768 2,5758 0,15 Med posameznimi meritvami v obdobju od decembra 2003 do oktobra 2007 lahko zasledimo statisti�no zna�ilne vertikalne premike prakti�no na vseh kontrolnih to�kah velikostnega reda �3 mm. Ti premiki med posameznimi meritvami imajo izrazito periodi�en zna�aj, medtem ko za celotno obdobje 4 let kumulativni vertikalni premiki niso statisti�no zna�ilni za kontrolni to�ki H1 in H4, saj testna statistika pri teh dveh kontrolnih 13 to�k ne prese�e kriti�ne vrednosti, kar se vidi tudi iz preglednice 1. Ker je jez na Savi podvr�en velikim silam Save, je logi�no, da prihaja do tako izrazitih vertikalnih premikov med posameznimi izmerami, vendar v dalj�em �asovnem obdobju. Zaradi njihove periodi�nosti premiki niso izraziti. �asovni potek vertikalnega gibanja kontrolnih to�k na jezu na Savi Funkcijo spremembe vplivne koli�ine smo predstavili s kinemati�nim deformacijskim modelom. Za vse reperje v vi�inski mre�i, pri katerih smo zasledili premik ob dolo�eni stopnji zna�ilnosti testa, smo izdelali grafikone, ki predstavljajo funkcijo spremembe vi�ine reperja v odvisnosti od �asa. V prispevku smo izbrali kontrolno to�ko H5 kot reprezentativno to�ko objekta. Druge to�ke na jezu na Savi se obna�ajo podobno. Vodoravna os na Sliki 4 prikazuje �asovni trenutek, kjer ena enota predstavlja en mesec. Izhodi��e t = 0 mesecev je v za�etni izmeri decembra 2003. Premik med dvema terminskima izmerama predstavlja daljica. Natan�nost dolo�itve premika, izra�unana pri izbrani stopnji zna�ilnosti testa a = 1% (standardna deviacija premika je torej pomno�ena s 2,576) pa prikazuje vertikalna linija, postavljena na premici premika med dvema izmerama. Vi�ino kontrolne to�ke glede na za�etno izmero predstavlja vertikalna os oziroma graf prikazuje gibanje kontrolne to�ke, in sicer v odvisnosti od �asovne komponente glede na za�etno izmero. JEZ NA SAVI Graf skup. premika reperja v odvisnosti od �as. trenutka REPER: H5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 avgust 2005 september 2004 maj 2007 maj 2006 dec ember 2004 v ^ november 20 06 oktober 2007 december 20 05 december 2003 �asovni trenutek (v mesecih) Slika 4 - Grafi�ni prikaz premika reperja H5 v �asovnem obdobju �tirih let Iz izrisanih premikov in pripadajo�ih standardnih deviacij premikov od decembra 2003 do oktobra 2007 bi lahko sklepali, da so premiki statisti�no zna�ilni pri izbrani stopnji zna�ilnosti testa. Zaradi o�itne periodi�nosti premikanja pa kumulativni premiki niso statisti�no zna�ilni. Po decembru 2005 ugotavljamo, da so premiki in kumulativni premiki statisti�no nezna�ilni. Dogajanje premikov objektov v NEK smo posku�ali predstaviti z regresijsko krivuljo, ki smo jo aproksimirali za vsak objekt, za del objekta ali za vsak reper posebej. Na osnovi reperjev, ki pripadajo dolo�enemu objektu in imajo podoben zna�aj premikov, smo izra�unali povpre�ni premik celotnega ali dela objekta in ga aproksimirali s krivuljo poligona druge stopnje, s katere lahko enostavno razberemo preteklo dogajanje na objektu 14 in predvidimo, kako se bo objekt obna�al v prihodnje. Pred izra�unom trendovske krivulje smo predpostavili, da se vse meritve nana�ajo na za�etno serijo meritev izvedenih decembra 2003. 5.0 4.5 Trend premika Reperja H5 � 4.0 ^ 3.0 . y = -3E-06x2 + 0.1979x - 3840.3 " / ^----\/ ""* \ d oi ^^ v \ 0.0 - / �asovni trenutek (v mesecih) Slika 5 - Grafi�ni prikaz trenda premika reperja H5 na jezu na Savi Rde�a krivulja predstavlja ena�bo druge stopnje, ki aproksimira graf povpre�nega premika reperja H5, ki je stabiliziran na jezu na Savi. Iz njene oblike lahko razberemo, da je hitrost premika pozitivna (celotna trendovska krivulja je pozitivna), medtem ko je pospe�ek negativen (krivulja je konveksna), kar pomeni, da se objekt s �asom umirja in lahko pri�akujemo trend umirjanja tudi v prihodnje. Velikost pospe�ka lahko razberemo iz ena�be krivulje, prav tako pa iz ena�be regresijske krivulje lahko izra�unamo, kdaj se bo objekt vrnil na nivo za�etne meritve izvedene decembra 2003. Testiranje horizontalnih premikov Na obmo�ju NEK obravnavamo horizontalno stabilnost jezu na Savi na podlagi devetih primerljivih terminskih izmer. Decembra 2003 smo s prehodom na nov na�in meritev (metoda izmere, instrument, geometrija mre�e) ter z dolo�itvijo novega geodetskega datuma v mikro mre�i Kr�ko izpolnili pogoje za ugotavljanje statisti�no zna�ilnih premikov z ve�jo verjetnostjo. Po izravnavi najmanj dveh terminskih izmer je mogo�e dolo�iti premik to�ke d po ena�bi (5) ter varianco premika G d po ena�bi (6). d = ^Ay2+Ax2 =J(yt+At-yt) +{xt+At-xt) , (5) ^={j)(<+<>2y^+^Mj){<+<']. (6) Podobno kot pri testiranju vertikalnih posedkov obe koli�ini uporabimo v statisti�nem testu: 15 T =----. (7) �d Potrebno je poudariti, da izra�unani premik ni linearna funkcija spremenljivk Ay in Ax, zato se testna statistika (7) ne porazdeljuje po standardni normalni verjetnostni porazdelitvi. Verjetnostjo funkcijo za testno statistiko (7) dolo�imo empiri�no s simulacijami in jo primerjamo s kriti�no vrednostjo glede na izbrano stopnjo zna�ilnosti testa a. Premike to�k je mogo�e z zadostno verjetnostjo odkriti �ele tedaj, ko so premiki statisti�no zna�ilno ve�ji od natan�nosti ocene premikov (Sav�ek-Safi�, 2002). Testno statistiko testiramo glede na postavljeno ni�elno in alternativno hipotezo: H0 : d = 0 : to�ka j e stabilna in Ha : d ^ 0 : to�ka ni stabilna. Testno statistiko (7) primerjamo glede na kriti�no vrednost, ki jo izra�unamo na osnovi simulirane porazdelitvene funkcije. �e je testna statistika manj�a od kriti�ne vrednosti ob izbrani stopnji zna�ilnosti testa a, je tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze preveliko. V tem primeru zaklju�imo, da premik ni statisti�no zna�ilen. �e je testna statistika ve�ja od kriti�ne vrednosti, je tveganje za zavrnitev ni�elne hipoteze manj�e od izbrane stopnje zna�ilnosti testa a. Zato upravi�eno zavrnemo hipotezo in tako potrdimo, da je obravnavani premik statisti�no zna�ilen. Testiramo zna�ilnost horizontalnih premikov kontrolnih to�k na jezu na Savi med izmerami v �asovnem obdobju od decembra 2003 do oktobra 2007, torej obravnavamo devet primerljivih izmer. Preglednica 2 - Kumulativni horizontalni premiki kontrolnih to�k na jezu na Savi v obdobju od decembra 2003 do oktobra 2007 sd [mm] T T crit (a=1%) aT (%) 0,9 5,6010 2,9608 0,00 0,5 0,6732 2,8787 76,26 0,8 0,9814 2,8682 56,39 0,9 0,6459 2,8691 77,40 0,6 0,7670 2,8437 69,74 0,6 2,1511 2,8154 6,21 0,9 1,5839 2,7981 21,08 Ugotavljamo, da med posameznimi izmerami, izvedenimi od decembra 2003 do oktobra 2007, v ve�ini primerov to�ki H1 in H7 izkazujeta zna�ilne premike, ki se v povpre�ju gibljejo od 4 do 7 mm s povpre�no standardno deviacijo premika od 1 do 1,5 mm. Ko obravnavamo kumulativni premik v obdobju �tirih let, lahko zaklju�imo, da so dejanski kumulativni premiki dosti manj�i od periodi�nih sezonskih premikov med spomladansko in jesensko izmero. Iz preglednice 2 se vidi, da ob izbrani stopnji zna�ilnosti testa a = 1% le za to�ko H1 lahko trdimo, da se je zna�ilno premaknila v obravnavanem obdobju. Premik je statisti�no zna�ilen in zna�a 4,8 mm. Za ostale obravnavane to�ke na jezu ne moremo trditi, da so se zna�ilno premaknile, saj so premiki premajhni, natan�nosti dolo�itve premikov pa zelo visoke. To�ka Premik d [mm] H1 4,8 H2 0,4 H3 0,8 H4 0,6 H5 0,4 H6 1,2 H7 1,4 16 �asovni potek horizontalnega gibanja kontrolnih to�k na jezu na Savi �asovni potek horizontalnega gibanja to�k na jezu na Savi smo predstavili s premiki kontrolnih to�k in pripadajo�imi relativnimi elipsami premikov, ki se nana�ajo na premike med dvema izmerama. Relativne elipse premikov izra�unamo iz natan�nosti dolo�itve to�k v posamezni izmeri. Merilo relativne elipse pogre�kov in merilo horizontalnega premika I...................I 0 0,25 cm Slika 6 - Grafi�ni prikaz premika kontrolne to�ke H5 v �asovnem obdobju �tirih let Na Sliki 6 prikazujemo premik reprezentativno izbrane kontrolne to�ke H5 v �asu. Velikost premika med posameznimi izmerami je od 0,5 mm do 1,8 mm. Tudi pri analiziranju horizontalnih premikov vidimo periodi�nost gibanja to�k na Jezu na Savi. Na Sliki 6 prikazujemo tudi relativno elipso premika med dvema izmerama, izra�unano pri izbrani stopnji zna�ilnosti testa a = 1% (dol�ini osi standardne elipse sta torej pomno�eni s 3,035), ki je najmanj�a od vseh relativnih elips premikov med posameznimi izmerami, in smo jo narisali kar v te�i��u premikov kontrolne to�ke. Iz slike je razvidno, da premik kontrolne to�ke H5 ni statisti�no zna�ilen ob izbrani stopnji zna�ilnosti testa. Zaklju�ki NEK je zaradi svoje strate�ke pomembnosti izpostavljena podrobnim ocenam stabilnosti objekta ter varnosti obratovanja. Na obmo�ju NEK se izvajajo periodi�na geodetska merjenja z namenom dolo�itve vertikalnih in horizontalnih premikov reperjev in kontrolnih to�k na objektih in napravah. Najpomembnej�i objekti z vidika sevalne in jedrske varnosti so nuklearni otok, jez na Savi in skladi��e radioaktivnih odpadkov. Zaradi sprememb v merski tehniki in celovitej�ega pristopa dolo�anja premikov obravnavamo opazovanja iz zadnjih �tirih let, ki so ocenljiva in zagotavljajo dolo�anje premikov z veliko verjetnostjo. Pridobljeni rezultati so sestavni del letnih poro�il obveznih tehni�nih opazovanj, ki se izvajajo na objektih in napravah v NEK. Interpretacija stabilnosti in trend premikov sta z vidika varnega delovanja pomembna in zanimiva tudi za �ir�o javnost. Na ve�ini objektov, ki so vklju�eni v vseh devet serij meritev, so ugotovljena periodi�na nihanja, kar pomeni, da se pojavljajo vertikalni premiki izmenoma razli�nih predznakov. V poletnem obdobju so se reperji navadno dvignili, v zimskem pa zopet posedli. Potrebno je 17 poudariti, da poleg temperaturnih razlik na vi�ino reperjev vplivajo tudi drugi dejavniki, kot je remont, saj v tistem �asu jedrska elektrarna miruje. V zadnjih �tirih letih je vsaj enkrat pri�lo do ve�jega (do 5 mm) vertikalnega premika na vseh navedenih treh objektih. V avgustovski seriji 2005 je pri�lo na nuklearnem otoku do velikega premika (do 5 mm), vendar so se �e v naslednji seriji meritev decembra 2005 reperji vrnili na prej�njo raven. Vzrok za premik ni popolnoma znan. Situacija ni kriti�na, saj na tem delu objekta niso odkrili po�kodb, prav tako pa so se reperji premaknili za pribli�no enako vrednost �e v naslednji seriji meritev. Jez na Savi je specifi�en objekt NEK, saj je podvr�en velikim silam pretoka Save, razlikam v polnjenju in praznjenju akumulacije in tako razlikam med visoko in nizko vodo. Zato lahko pri�akujemo tudi ve�je premike celotnega jezu. Vertikalni premiki imajo izrazito periodi�en zna�aj in so glede na premike reperjev drugih objektov precej veliki. Najve�ji vertikalni premiki se pojavljajo med zaporednimi meritvami in dose�ejo vrednosti tudi nad �3 mm. Ko ocenjujemo kumulativne vertikalne premike reperjev na jezu v �asovnem obdobju �tirih let, ugotavljamo, da premiki reperjev prakti�no niso statisti�no zna�ilni. Podobno lahko zaklju�imo, da skrajni kontrolni to�ki H1 in H7 na jezu med zaporednimi izmerami izkazujeta periodi�ne horizontalne premike od 4 do 7 mm, medtem ko drugih kontrolnih to�k ne moremo obravnavati kot nestabilnih. �e ocenjujemo kumulativne horizontalne premike kontrolnih to�k v obdobju �tirih let, lahko zaklju�imo, da so v povpre�ju zelo majhni, le na to�ki H1 zaznamo kumulativni premik, ki pa je manj�i od 5 mm, kar je z vidika dopustnih odstopanj premikov za jedrske objekte zanemarljivo malo. Premiki reperjev skladi��a za radioaktivne odpadke so izrazito periodi�ni, vrednosti se pri najbolj problemati�nem reperju R49 gibljejo od �2,8 mm do 3 mm. Do velikega premika je pri�lo v seriji meritev avgusta 2005. Vzrok je glede na neodkrite po�kodbe objekta, neznan. �e v naslednji seriji meritev se je reper premaknil za isto vrednost na prej�njo raven. Premiki ostalih reperjev se gibljejo v mejah od �2,2 mm do 2,2 mm. Med prvo in zadnjo serijo meritev so bili prav tako odkriti statisti�no zna�ilni vertikalni premiki reperjev, njihova vrednost pa je glede na zaporedne meritve precej manj�a kot med zaporednimi serijami meritev. Mo�na razlaga izmerjenega periodi�nega nihanja reperjev je tudi v vi�ini podtalnice pod Kr�kim poljem. To bi bilo mo�no spremljati s piezometri. Dodatno pa bi periodi�no nihanje lahko dolo�ili z navezavo vi�inske mre�e oziroma izhodi��nih reperjev na stabilno okolico. Pospe�ek krivulje trenda je pri ve�ini objektov negativen, kar pomeni, da se objekti s �asom umirjajo in lahko glede na trend v prihodnosti pri�akujemo, da se bodo po�asi dokon�no umirili. Pri tem je potrebno opozoriti, da je trendovska krivulja izra�unana na osnovi povpre�nih premikov reperjev, kar pomeni, da je trend v ve�ji meri samo predpostavka in ne z visoko geodetsko natan�nostjo pridobljena informacija. Kljub temu nam omogo�a predvideti prihodnje dogajanje na objektu. Vrednosti maksimalnih dopustnih premikov objektov so opredeljene glede na tip konstrukcije in vrsto tal in se gibljejo od 7,5 cm za ope�ne zgradbe do 30 cm za te�ke betonske konstrukcije (Kogov�ek, 1990). Splo�no gledano so objekti NEK glede na maksimalne dopustne premike reperjev in kontrolnih to�k stabilni, saj se povpre�ni statisti�no zna�ilni premiki z redkimi izjemami gibljejo v okviru �2,0 mm. Zahvala: Zahvaljujemo se dru�bi IBE, d.o.o., in odgovornemu sodelavcu za tehni�na opazovanja NEK g. B. Kogov�ku za uporabo merskih podatkov v znanstveno-raziskovalne namene in Mateju Klju�ev�ku, ki je opravil ve�ino nivelmanskih meritev. 18 Literatura Kogov�ek, B. (1990): Projekt tehni�nega opazovanja Nuklearne elektrarne Kr�ko, In�enirski biro elektroprojekt, Ljubljana. Kogoj, D. (2005): Merjenje dol�in z elektronskimi razdaljemeri, UL-FGG, Ljubljana. Sav�ek-Safi�, S. (2002): Optimalna metoda dolo�anja stabilnih to�k v deformacijski analizi, UL-FGG, Doktorska disertacija, Ljubljana. Sav�ek-Safi�, S., Ambro�i� T., Stopar B., Turk G. (2003): Ugotavljanje premikov to�k v geodetski mre�i, Geodetski vestnik, 47/1&2, 7 � 17. Sav�ek-Safi�, S., Kogoj, D., Marjeti�, A., Jaklji�, S. (2007): 49. geodetska izmera horizontalnih premikov geodetskh to�k NEK, UL-FGG, Tehni�no poro�ilo. Skube, K. (2006): Vertikalni premiki reperjev na objektih NE Kr�ko med leti 2002 in 2006, UL-FGG, Diplomska naloga, Ljubljana. Pravilnik o tehni�nem opazovanju visokih pregrad, Ur. list SFRJ 7/66. URL 1: Nuklearna elektrarna Kr�ko, http://www.nek.si/sl/, (12.11.2007). 19 20 Merjenje tektonskih premikov v Postojnski jami Stanka �ebela*, Blahoslav Ko�'t�k**, Janez Mulec** in Josef Stemberk Povzetek V najdalj�i kra�ki jami v Sloveniji �e od februarja 2004 na dveh lokacijah, ki sta med seboj oddaljeni 260 m, opravljamo redne mese�ne meritve tektonskih premikov z dvema ekstenziometroma TM 71. Od julija 2005 potekajo tudi meritve radona ter od aprila 2006 meritve �ivega srebra. Po �tiriletnem merjenju tektonskih premikov ob dinarsko usmerjenem prelomu, ki je od Predjamskega preloma oddaljen okrog 1 km proti severu, smo v generalnem smislu dolo�ili manj�e premike, in sicer povpre�no -0,02 mm na leto, desni horizontalni zmik. Pred mo�nej�imi potresi pa smo zaznali ve�ji nemir, ki je v enem mesecu lahko dosegel tudi 0,08 mm, po potresu pa se je premik stabiliziral na -0,05 mm. Uvod Merjenja tektonskih premikov s �e�kimi ekstenziometri so se za�ela v letu 2004 v okviru projekta COST 625 (3-D monitoring of active tectonic structures) in se danes nadaljujejo v okviru slovensko-�e�kega bilateralnega projekta BI-CZ/06-07-011 (Merjenje aktivnih tektonskih struktur na krasu). Metode merjenja tektonskih premikov z ekstenziometri TM 71 so bile �e ve�krat opisane (Ko�'t�k, 1969, 1977, 1991; Ko�'t�k et al., 2007; �ebela & Gosar, 2005; �ebela, 2005). S TM 71 merimo premike tudi do 0,01 mm natan�no. V letu 2004 smo se s �e�kimi sodelavci na projektu odlo�ili za opazovanje aktivnih tektonskih struktur v Sloveniji. Trije in�trumenti TM 71 so name��eni na povr�ju (Gosar et al., 2007), dva in�trumenta pa sta v Postojnski jami (�ebela & Gosar, 2005; �ebela, 2005), kjer opazujemo dinarsko usmerjeni prelom, ki ga sledimo �ez Pisani rov, Veliko goro ter vse v Lepe jame. Opazovani prelom je od Predjamskega preloma oddaljen okrog 1 km proti severu. Merjenje tektonskih premikov s TM 71 v Postojnski jami Merjenje tektonskih premikov s TM 71 se je na opazovanem mestu Postojna 1 za�elo 26. 5. 2004, na drugi to�ki (Postojna 2) pa 26. 2. 2004. Podatke predvidoma od�itavamo enkrat mese�no. �eprav je Postojna na sorazmerno tektonsko stabilnem podro�ju, smo se za namestitev TM 71 v Postojnsko jamo odlo�ili zaradi dobre geolo�ke karte jame, zaradi dobrega poznavanja jame ter zaradi velikega turisti�nega obiska in splo�ne prepoznavnosti jame. Na Sliki 1 so prikazani rezultati meritev opazovanega mesta Postojna 1 v treh oseh x, y in z ter ve�ji potresi, ki so povzro�ili premike. * IZRK ZRC SAZU, Titov trg 2, 6230 Postojna, Slovenija ** Institute of Rock Structure and Mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, V Hole�ovi�k�ch 41, 18209 Prague, Czech Republic ** Institute of Rock Structure and Mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, V Hole�ovi�k�ch 41, 18209 Prague, Czech Republic ** Institute of Rock Structure and Mechanics, Academy of Sciences of the Czech Republic, V Hole�ovi�k�ch 41, 18209 Prague, Czech Republic 21 Slika 1 � Diagrami premikov v treh smereh x, y in z ter diagram rotacije za ravnini xy in xz glede na �asovno obdobje od 2004 do danes za opazovano mesto Postojna 1 (Velika gora, Postojnska jama). Ozna�eni so tudi mo�nej�i potresi, ob katerih je pri�lo do premikov 22 Analize rezultatov merj enj a tektonskih premikov s TM 71 zaj emaj o tri koordinate x, y, z, kjer +x predstavlja kompresijo opazovanega preloma, +y levi horizontalni zmik in +z vertikalni premik (severni blok se je spustil in ju�ni dvignil). Zabele�ili smo tudi manj�o rotacij o v vertikali +yxz in horizontali +yxy . Rezultati meritev ka�ejo na manj�e premike v vseh treh oseh. Na opazovanem mestu Postojna 1 (Slika 1) imamo v povpre�ju -0,02 mm/leto levi horizontalni zmik (y). V kraj�em �asovnem obdobju pa smo v letu 2004 zabele�ili v povpre�ju -0,05 mm (y). Premiki v osi y v letu 2006 so podobni za oba in�trumenta (Postojna 1 in 2), pravzaprav gre za dolgo obdobje mirovanja. Oba in�trumenta sta 12. 7. 2004 ob Krnskem potresu (Mw = 5.2) zabele�ila podobne premike. Oddaljenost epicentra od merilnih to�k je bila okrog 70 km. Pred potresom je premik vzdol� osi y ustrezal desnemu horizontalnemu zmiku, tik pred potresom ali med potresom pa se je premik obrnil v levi zmik reda velikosti okrog 0,03 mm (�ebela et al., 2005). Ve�inoma bele�imo manj�e premike v vseh treh smereh na obeh in�trumentih TM 71 isto�asno. Glede na to, da imamo obdobja nemira in obdobja skoraj brez premikov (npr. os y v letu 2006), menimo, da imamo opravka s tektonskimi premiki. Konec leta 2004 in v za�etku leta 2005 smo na osi y (Postojna 1, Slika 1) zaznali ve�ji premik. Od 10. 11. 2004 do 15. 12. 2004 smo na osi y opazili -0,08 mm (horizontalni desni zmik) Med 15. 12. 2004 in 27. 12. 2004 se je premik obrnil v horizontalni levi zmik za +0,03 mm. Po tem zaenkrat najve�jem zabele�enem premiku je v osi y ostal permanentni premik za -0,05 mm. �eprav sta oba in�trumenta TM 71 postavljena na isto prelomno cono, pa na lokaciji Postojna 2 (Slika 2) nismo zabele�ili tako velikega premika kot na lokaciji Postojna 1. Dejstvo je, da sta ekstenziometra postavljena v isti prelomni coni, vendar na razli�ne prelomne ploskve. Med obema in�trumentoma, ki sta okrog 260 m oddaljena, poteka tudi mo�nej�a pre�no-dinarska prelomna cona, ki je lahko vzrok za dolo�ene razlike v velikosti premikov. Med 14. 1. 2005 in 6. 5. 2005 smo v osi y na Veliki gori (Postojna 1) zabele�ili desni horizontalni zmik za -0,03 mm. Podoben premik smo v osi y v istem �asovnem obdobju dolo�ili tudi v Lepih jamah (Postojna 2). V tem obdobju imamo tudi tri mo�nej�e potrese (Cerkno M = 4,0 in 3,8 ter Ilirska Bistrica M = 3,9). Zanimiv pa je ve�ji premik v oseh z in x na opazovanem mestu Postojna 2 (Slika 2). Med 26. 1. 2005 in 22. 3. 2005 smo v osi z zabele�ili vertikalni premik za -0,05 mm. Do 6. 5. 2005 se je stanje povrnilo nazaj v polo�aj, kot je bil 26. 1. 2005. Tudi v osi x (Slika 2) smo opazili premik za -0,04 mm v obdobju od 14. 1. 2005 do 22. 3. 2005. Tudi ta premik se je povrnil na skoraj predhodno stanje do 6. 5. 2005. Menimo, da sta premika v oseh x in z na opazovanem mestu Postojna 2, povezana s potresom na podro�ju Ilirske Bistrice (Ml = 3,9) dne 24. 4. 2005, ki je bil od Postojne oddaljen 25 km. Zanimivo je, da tudi na opazovanem mestu Postojna 1 (Slika 1) v prvih mesecih leta 2005 v oseh x in z bele�imo premike, ki pa so manj�i kot na vzor�nem mestu Postojna 2. Po dalj�em obdobju mirovanja na obeh opazovanih mestih smo konec leta 2006 in v letu 2007 zopet za�eli bele�iti manj�e premike v vseh treh oseh, s tem da so nekoliko ve�ji premiki zabele�eni v Lepih jamah (Postojna 2). Najmo�nej�a bli�nja potresna dogodka v tem obdobju sta 80 km oddaljeni potres 1. 1. 2007 v ju�ni Avstriji (Freistritz, Ml = 3,8) in okrog 90 km oddaljen potres na Hrva�kem v Dre�nici dne 5. 2. 2007 (MW = 4,5). Najve�ji premik velikosti 0,025 mm smo izmerili v osi y v Lepih jamah (Slika 2) v obdobju od 13. 10. 2006 do 12. 1. 2007. Od 12. 1. 2007 do 16. 2. 2007 se je stanje povrnilo nazaj, skoraj na enak polo�aj, kot je bil pred 13. 10. 2006. 23 Slika 2 � Diagrami premikov v treh smereh x, y in z ter diagram rotacije za ravnini xy in xz glede na �asovno obdobje od 2004 do danes za opazovano mesto Postojna 2 (Lepe jame, Postojnska jama). Ozna�eni so tudi mo�nej�i potresi, ob katerih je pri�lo do premikov. 24 Na dinarsko usmerjeni prelomni coni v Postojnski jami, ki jo opazujemo z dvema ekstenziometroma TM 71, lahko dolo�imo tudi sledove starih tektonskih deformacij. In sicer v JV delu jame tektonske drse ka�ejo na horizontalni levi zmik, na Veliki gori (Postojna 1) se opazi reverzni prelom, kjer je severni blok dvignjen glede na ju�nega, v Lepih jamah (Postojna 2) pa imamo pol metra narazen 2 prelomni ploskvi, kjer ob severni tektonske drse ka�ejo na horizontalni desni zmik (Slika 3), ob ju�ni pa na normalni prelom, kjer je severni blok relativno spu��en glede na ju�nega. Tako imamo dokaze za vsaj 4 razli�ne tektonske dogodke, s tem da nam dana�nja merjenja z TM 71 v generalnem smislu ka�ejo blag desni horizontalni premik, kar je tudi v skladu z aktivnimi tektonskimi razmerami na dinarskem krasu v JZ Sloveniji. Slika 3 � Tektonske drse in TM 71 v Lepih jamah, Postojna 2 (foto S. �ebela) Zaklju�ek V najdalj�i slovenski jami - Postojnski jami - z dvema ekstenziometroma TM 71 �e od leta 2004 opazujemo dinarsko (SZ-JV) usmerjeni prelom, ob katerem bele�imo blage premike (povpre�no 0,02 mm/leto) v horizontalni smeri. Pred in med mo�nej�imi potresi (kot je bil npr. potres v Poso�ju dne 12. 7. 2004, Mw = 5,2) pa registriramo mo�neje opazen nemir, kar pomeni, da se v obdobju enega meseca ob prelomu vr�ijo premiki velikosti do 0,08 mm, vendar se po potresu stanje ob prelomu navadno vrne v stanje pred potresom. Podobno obna�anje opazujejo tudi v drugih kra�kih jamah, npr. na �e�kem in Slova�kem (Briestensk� et al., 2007). Dejstvo je, da so registrirani premiki v Postojnski jami zelo majhni, vendar pa bo merjenje potekalo �e vrsto let, tako da bomo zanesljive zaklju�ke lahko podali po ve�letnem opazovanju. Gre za spremljanje mikro deformacij ob aseizmi�nem prelomu v temperaturno stabilnem okolju (9-11o C) kra�ke jame ter za razumevanje obna�anja preloma pred, med in po potresih. 25 Literatura Briestensk�, M., Stemberk, J. & Petro, L., 2007. Displacements registered around the 13 March 2006 Vrbov� earthquake M=3.2 (Western Carpathians).- Geologica Carpathica, 58/5, 7pp. Gosar, A., �ebela, S., Ko�f�k, B., Stemberk, J., 2007. Micro-deformation monitoring of active tectonic structures in W Slovenia. Acta Geodyn. Geomater. Vol. 4, No. 1, 87-98. Ko�f�k, B., 1969. A new device for in-situ movement detection and measurement. Exp. Mechanics 9, Easton (Pa, USA), 374-379. Ko�f�k, B., 1977. Ter�ov� mefidlo TM-71 a jeho u�it� pro mefen� velmi pomal�ch pohyb� na poruch�ch a trhlin�ch. In�. Stavby 25, 5, 213-218. Ko�f�k, B., 1991 Combined indicator using Moir� technique. Proc. 3rd Int. Symp. on Field Measurements in Geomechanics, 9-11 Sept. 1991 Oslo, l, 53-60, Balkema, Rotterdam, Brookfield. Ko�f�k, B., Cacoh, S., Dobrev, N.D., Avramova-Tacheva, E., Fecker, E., Kopeck�, J., Petro, L., Schweizer, R., Nikonov.A.A., 2007. Observations of tectonic microdisplacements in Europe in relation to the Iran 1997 and Turkey 1999 earthquakes. Izvestiya - Physics of the Solid Earth Vol. 43, No 6, 503-516. Stemberk, J., Ko�f�k, B., 2007. 3-D trend of aseismic creep along active faults in western part of the Gulf of Corinth Greece. Acta Geodyn. Geomat. 4, 1, (145), 53-65. �ebela, S., 2005. Monitoring of active tectonic structures - Project COST 625. Acta carsologica 34/2, 471-488. �ebela, S. & Gosar, A., 2005. Za�etek meritev premikov ob prelomih v zahodni Sloveniji s 3D ekstenziometri TM 71.- Raziskave s podro�ja geodezije in geofizike 2004, zbornik predavanj, 37-45, Ljubljana. �ebela, S., Gosar, A., Ko�f�k, B., Stemberk, J., 2005. Active tectonic structures in the W part of Slovenia - setting of micro-deformation monitoring net. Acta Geodyn. Geomat. 2/1(137), 45-57. 26 Monitoring vpliva urbanizacije na potok Gli��ica na urbanem obmo�ju mesta Ljubljane Simon Rusjan, Mitja Brilly, Matej Pade�nik, Andrej Vidmar* Povzetek Hidrolo�ki re�imi odtoka so definirani s klimatskimi, geolo�kimi, topografskimi, talnimi, vegetacijskimi in antropogenimi karakteristikami prispevnih obmo�ij. V procesu urbanizacije so naravne povr�ine zamenjane z umetnimi, ve�inoma manj prepustnimi oz. neprepustnimi tlakovanimi povr�inami, kar povzro�i velike spremembe v hidrolo�ki odzivnosti prispevnih povr�in. Skladno s �iritvijo tlakovanih urbanih povr�in se gradi sistem urbane odvodnje meteorne vode, katerega osnovni namen je efektivno zbiranje in odtekanje padavinskega dotoka. Vpliv urbanizacije na hidrolo�ki vodni krog je kompleksen, obi�ajno se najpogosteje odra�a na pove�anih volumnih padavinskega dotoka ter zvi�anju konic hidrogramov odtoka. Z vidika ekolo�ke vloge vodotoka kot habitata pospe�en odtok s prispevnih urbanih povr�in povzro�i intenzivno spiranje onesna�il v vodotok ter ob dodatnih posegih za��ite pred vodami vodi v ekolo�ko in ekomorfolo�ko degradacijo urbanih vodotokov. Magnituda vpliva urbanega okolja na vodotoke se obi�ajno pove�uje z manj�anjem velikosti vodotoka. V prispevku predstavljamo rezultate meritev vpliva urbanih povr�in na obmo�ju Ljubljane na potok Glin��ica. Prispevno obmo�je Glin��ice je bilo opremljeno z hidrolo�ko mersko opremo, kar je omogo�ilo sledljivost hidrolo�ke odzivnosti potoka na spremenjene hidrometeorolo�ke pogoje. Hidrolo�ki monitoring je bil dopolnjen s periodi�nimi meritvami parametrov kvalitete vode (pH, temperatura vode, elektroprevodnost, vsebnost raztopljenega kisika, ORP, koncentracija nitrata in amonija), ki so nam omogo�ili analizo vpliva spremenjenega hidrolo�kega in morfolo�kega stanja na ekolo�ke razmere v vodotoku. Meritve so se izvajale v okviru evropskega projekta URBEM (Urban River Basin Enhancement Methods). Uvod Vodotoki so kompleksni ekosistemi v katerih je prisotna velika dinamika ekolo�kih procesov. Navkljub tej dinamiki naravno ohranjeni odseki vodotokov izra�ajo neko stopnjo samoreguliranja procesov in ohranjanja v dolo�enem obsegu ekolo�kih razmer oz. v t. i. dinami�nem ravnote�ju (Fogg in Wells, 1998; Wharton, 2000). Modifikacija ali prevlada neke funkcije vodotoka nad drugimi funkcijami lahko privede do nestabilnosti v vodotoku kot sistemu in posledi�no vodi v degradacijo vodnega okolja in zmanj�anje njegovega ekolo�kega potenciala. Zna�ilen tak�en primer so vodotoki v urbanem okolju. Voda je bila skoraj v vsej zgodovini urbanizma pomembna sestavina mestnega oblikovanja. Odseki vodotokov na urbanih obmo�jih predstavljajo neposreden stik in povezavo med sodobnimi potrebami �ivljenja v urbanih sredi��ih ter naravnimi prvinami okolja. Mesta, ki so bila zgrajena ob rekah z urejenim obvodnim okoljem, imajo komunalno-higiensko, ekolo�ko, prometno, obrambno, klimatsko in estetsko prednost pred mesti, ki so brez ve�jih vodnih povr�in. Razvoj urbanih sredi�� v te�nji po pridobivanju novih povr�in ve�ino teh prednosti ni upo�teval in izkoristil. Neko� obse�ne poplavne ravnice so bile pozidane vse do bre�in vodotoka. Vodotok je bil in je �e vedno ve�inoma obravnavan le kot geometrijski arhitekturni element ter kot odvodnik za odpadno komunalno in padavinsko vodo. Temu primerna je bila tudi njegova ureditev. Da bi se zagotovilo �im bolj�o hidravli�no UL, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, Jamova 2, SI-1000 Ljubljana 27 prevodnost ter s tem ve�jo varnost pred poplavami je struga vodotoka enotno geometrijsko oblikovana (uporaba hidravli�no najugodnej�ih korit) ter poglobljena in obdana z visokimi bre�inami, trasa vodotoka je izravnana, padci dna se na posameznem odseku vodotoka ne spreminjajo. Ostenje struge vodotoka ter bre�ine so zgrajene iz umetnih gradiv, da se zagotovi �im manj�o hrapavost. Manj�i vodotoki so neko� predstavljali mote� element v mestnem okolju, zato so pogosto ume��eni v betonske kanale in lo�eni od sosednjih povr�in s strmimi bre�inami, visokimi ograjami, pogosto so tudi zacevljeni. Posledi�no je ekolo�ka vloga vodotoka povsem razvrednotena (SEPA, 2000). Za obvladovanje procesa izbolj�evanja stanja vodnih teles na osnovi pravnih dolo�il bomo potrebovali metode za kemijsko, biolo�ko in hidromorfolo�ko vrednotenje stanja vodotokov. Detajlnej�i vpogled v specifi�no problematiko posameznih urbanih vodotokov je osnova za konkretizacijo ukrepov za izbolj�anje obstoje�ega slabega ekohidrolo�kega stanja urbanih vodotokov. Tak�en vpogled je mo�en s pridobitvijo podatkov tako o hidrolo�kih karakteristikah, dinamiki kvalitete vode v vodotoku kot tudi strukturi �ivljenjskih zdru�b v vodotoku. Baza podatkov o ekohidrolo�kem in hidromorfolo�kem stanju urbanih vodotokov na obmo�ju mestne ob�ine Ljubljana s poudarkom na analizi stanja na vodotoku Glin��ica je bila pridobljena z dvoletnim monitoringom v okviru izvajanja evropskega projekta URBEM (Urban River Basin Enhancement Methods). Cilj pridobivanja podatkov je bil ovrednotiti vplive urbanega okolja na ekohidrolo�ko stanje urbanih vodotokov za potrebe na�rtovanja rehabilitacilskih ukrepov na obravnavanih vodotokih. Opis prispevnega obmo�ja Glin��ice Glin��ica izvira pod severovzhodnimi obronki To�kega �ela (590 m n. m.) in pri Podutiku preide v ravninski del Ljubljanske kotline. Odseki na srednjem delu Glin��ice mejijo na krajinski park. Topografska slika pore�ja je sestavljena iz gri�evnatega dela na vzhodu in zahodu ter ravninskega dela, ki se raz�iri v ju�nem delu. Relief pore�ja Glin��ice je precej raznolik in obsega strma povirna obmo�ja in ravnice. V povezavi z zna�ilnostmi reliefa, pokrovnostjo povr�ja z vegetacijo, karakteristi�no sestavo tal ter dele�em prepustnih in neprepustnih povr�in varirajo tudi karakteristike povr�inskega odtoka. Obse�ne urbane povr�ine se raztezajo predvsem na vzhodnem in ju�nem delu pore�ja ter obmo�ju Podutika in Kamne Gorice. Ravninski del pore�ja je slabo prepusten. Povirje Glin��ice sega na severni strani v pobo�je To�kega �ela in �rnega vrha (482 m n. m.), razvodnica na vzhodu sega v urbano obmo�je mesta Ljubljana (Dravlje, �i�ka), preko �i�enskega hriba in Ro�nika (393 m n. m.) do izliva v Grada��ico (293 m n. m.), ki je najju�nej�a to�ka pore�ja. V smeri proti zahodu poteka razvodnica skozi urbano obmo�je preko Brda vse do Ti�nice (352 m n. m.), kjer se usmeri proti severu preko Stra�nega vrha (439 m n. m.) in Prevala do To�kega �ela. Ve�ji pritok Glin��ice je Pr�anec, �igar povirje sega v pobo�je Velike trate (518 m n. m.) in Male trate (436 m n. m.) in odvaja vodo s prete�no ravninskega dela vzhodno od Glin��ice (Slika 1). Padavinsko prispevno obmo�je Glin��ice obsega 17,4 km2. Polo�aj odvodnice znotraj urbanega obmo�ja dolo�a odvodnja meteornih voda s kanalizacijskim sistemom, zato orografska razvodnica ne sovpada vedno s prispevnim obmo�jem Glin��ice. Skupno prispevno obmo�je Glin��ice do izliva v Grada��ico je nekoliko ve�je in zajema 19,3 km2 povr�ine, ker je padavinski odtok z obmo�ja med Guncljami, �eleznico in orografsko razvodnico med pore�jema Glin��ice in Save ter delom urbanih povr�in ob izlivnem delu Glin��ice preko kanalizacijskega meteornega omre�ja speljan na obmo�je pore�ja Glin��ice. Ocenjeno je bilo, da je na celotnem pore�ju Glin��ice dele� urbanih povr�in 21 28 %. Ob tem se na pore�je Glin��ice steka tudi prete�en del meteornih vod z 1,9 km 2 povr�in z obmo�ja �entvida (VGI, 2001). Legenda: 9p Zeleni sistem # Merske to�ke Razvodnica Vodotok Cestno omre�je Strnjena urbana obmo�ja Mestna Gradascica Slika 1 � Prispevno obmo�je reke Glin��ice s sistemom merskih to�k Prakti�no celotna trasa struge je bila z regulacijskimi deli izravnana, odsek struge od izliva v Mestno Grada��ico do mostu na Brdnikovi ulici je bil urejen kot kanal z betonsko oblogo dna in dela bre�in. Rezultat teh del je z ekomorfolo�kega vidika mo�no degradirana struga z betonsko oblogo dna in dela bre�in (Rusjan, 2003) (Slika 2). Slika 2 � Regulirana struga Glin��ice v Ro�ni dolini Glede na ekomorfolo�ko kategorizacijo vodotokov, s katero se opisuje stopnjo naravne ohranjenosti vodotokov, je odsek Glin��ice od zaklju�ka betonskega tlakovanja ob brvi na Poti gorvodno uvr��en v 2. do 3. razred (VGI, 2002). V 2. do 3. razred so uvr��eni odseki rek, ki so bili v preteklosti urejani v obliki klasi�nih regulacij ali starih regulacij s prete�no vzdol�nimi zavarovanji. S �asom so se regulacijski ukrepi zarasli. Ustvarili so se pogoji za 29 sekundarne biotope, ki pa so manj pestri od naravnih. Izgled tak�nih odsekov je sicer dokaj naraven, vendar je profil struge monoton, brez pretiranih sprememb vodnatosti, globalna linija pa enakomerna in enolika. Odsek struge s tlakovanim dnom vse do izliva v Grada��ico je uvr��en v 4. razred (Slika 2). V 4. razred so uvr��eni vodotoki, kjer so bre�ine in dno popolnoma utrjene z umetnimi ali pol umetnimi materiali (npr. beton, tlak in lomljenec v betonu, asfalt itd.). Metode Za spremljanje hidrolo�kih odzivov prispevnih povr�in Glin��ice so bili na prispevnem obmo�ju postavljeni trije de�emeri ter merilec vi�ine vode, 1-D hitrosti vodnega toka in temperature vode v vodotoku Starflow. Za merjenje pretokov vode v obdobjih vi�jih vodostajev se je uporabljalo Dopplerjev merilec hitrosti vodnega toka ADV, v �asu nizkih vodostajev pa sondo, ki omogo�a dolo�itev pretoka na osnovi razred�enja ob vnosu sledila (v na�em primeru kuhinjske soli) v vodotok. Merilec vi�ine vode je postavljen v profilu merske to�ke GL3 (Slika 1). Kemizem vode v potoku Glin��ica smo spremljali s pomo�jo multiparametrske minisonde Hydrolab, ki omogo�a merjenje ve� parametrov kvalitete vode hkrati. Parametri, ki jih merimo z minisondo so naslednji: Temperatura vode, pH, elektroprevodnost, vsebnost raztopljenega kisika, skupne raztopljene snovi, redoks potencial, koncentracija nitrata in amonija. Vzdol� struge Glin��ice je bilo dolo�enih 19 merskih to�k, v katerih smo izvajali meritve kvalitete vode s pomo�jo minisonde (Slika 1). Merska oprema j e prikazana na sliki 3. Slika 3 - Merilec vi�ine vode Starflow (levo) in multiparametrska sonda Hydrolab (desno) Rezultati Hidrolo�ke karakteristike prispevnega obmo�ja Glin��ice �iritev urbanih povr�in na prispevnem obmo�ju Glin��ice je spodbudila vpra�anje vpliva spremembe rabe povr�in na hidrolo�ko odzivnost pore�ja Glin��ice. Urbanizacija na obravnavanem obmo�ju je bila najintenzivnej�a zlasti v zadnjih 20-tih letih, ko so se obse�ne urbane povr�ine raz�irile na obmo�ju Kosez, Podutika, kamne Gorice, Dravelj in 30 Brda (Slika 1). Pred urbanizacijo so ta pove�ini ni�inska obmo�ja ob�utno upo�asnjevala koncentracijo padavinskega odtoka in njegov nadaljnji odtok proti izlivu v Mestno Grada��ico. S �iritvijo tlakovanih urbanih povr�in so se koeficienti odtoka bistveno pove�ali. Zaradi pove�anega povr�inskega odtoka z neprepustnih povr�in prihaja na ravninskih predelih ob nastopu visokih voda do poplav. Z izdelavo hidrolo�kega modela pore�ja Glin��ice pa se je izkazalo, da poplavna ogro�enost dolvodnih urbanih obmo�ij ni direkten rezultat pove�anja odto�nih koeficientov z gorvodnega prispevnega obmo�ja, ampak predvsem neprimernih regulacijskih ureditev re�ne struge z nezadostno hidravli�no prevodnostjo (Brilly et al., 2006). Na podlagi hidrolo�kega modela predvidevamo, da je sicer pove�an povr�inski odtok z novih urbanih prispevnih povr�in Glin��ice (podro�je Podutik, Kamna Gorica, Koseze, Zapuze, Dravlje) zaradi topografije ravninskega dela prispevnega obmo�ja dolvodno upo�asnjen do te mere, da se �as koncentracije padavinskega odtoka, merjen na merilcu vi�ine vode Starflow, postavljenem v neposredni bli�ini biolo�kega sredi��a, ni ob�utno spremenil. �as nastopa konice poplavnega vala je med 2 in 3 ure. Na sliki 4 je prikazan manj�i poplavni val na Glin��ici, ki se je formiral po poletni nevihti, v kateri je padlo 22 mm de�ja. Slika 4 � Manj�i poplavni val na Glin��ici Kontinuirno spremljanje nivojev vode v vodotoku pa je razkrilo drug problem ekomorfolo�ko degradirane tlakovane struge Glin��ice. Tlakovana striga Glin��ice je z vidika hidravli�nih razmer ugodna za efektivno odvajanje padavinskega odtoka, kar je razvidno tudi iz hitrosti upada vodostaja v primeru hidrograma predstavljenega na sliki 4. Kmalu po nastopu konice hidrograma odtoka se vodostaj hitro zni�a, posledi�no je vodnatost struge Glin��ice ve�ino �asa zelo majhna. Tlakovana struga tudi ne omogo�a izmenjave vode v strugi in podtalne vode in s tem zadr�evanja hitrosti upada baznega odtoka. Spremenljivost kemizma vode v strugi Glin��ice Z vidika preu�evanja kakovostnega stanja vode v urbanih vodotokih so za spremljanje vplivov urbanih povr�in na vodotok zlasti zanimivi manj�i urbani vodotoki, v katerih je dinamika �asovne in prostorske spremenljivosti kakovostnega stanja vode izrazitej�a. Merjenje kemizma vode z uporabo minisonde Hydrolab v izbranih merskih to�kah vzdol� struge Glin��ice (Slika 1) se je izvajalo vsaj 4-krat letno od julija 2003 do maja 2005. Na ta 31 na�in se je sku�alo pridobiti vpogled v sezonsko spremenljivost kvalitete vode, izvajale pa so se tudi kontinuirne 24-urne meritve kvalitete vode s 15-minutnim intervalom zajema podatkov. Rezultati ka�ejo izrazito sezonsko spremenljivost kemizma vode v Glin��ici, ki je posledica tako vplivov urbanih povr�in kot tudi hidromorfolo�kih karakteristik regulirane struge. Za obrazlo�itev vplivov spremenjenih hidrolo�kih in hidromorfolo�kih razmer se bomo v nadaljevanju osredoto�ili na spremenljivost koli�ine raztopljenega kisika v vodotoku ter dinamiko hranil (nitrata in amonija). Raztopljeni kisik Koli�ina raztopljenega kisika v vodnem okolju je pomemben kazalec kakovosti vode in njene primernosti za obstoj �ivih bitij. Vrednost raztopljenega kisika v vodi pomeni razpolo�ljivost kisika za �iva bitja v vodi. Kisik je pomembna komponenta vsakega aerobnega metabolizma v vodi. Je indikator stopnje degradiranosti stanja vodnega okolja ter je klju�en pri samo�istilni sposobnosti vodotoka. Gledano z vidika sezonske spremenljivosti koncentracije kisika v vodnem okolju je opazna sezonska spremenljivost kisikovih razmer, ki je v veliki meri posledica temperaturnih sprememb vode, od katerih je topnost kisika v vodi mo�no odvisna. V primeru Glin��ice so bili zlasti zanimivi podatki o koncentracijah kisika v poletnem �asu. Na sliki 5 je prikazana koncentracija kisika julija 2003 v izrazitem su�nem obdobju z visokimi temperaturami. V tem �asu je bil pretok v Glin��ici le 11 l/s (srednji letni pretok je 382 l/s). Izmerjena je bila hipersaturacija nad 200 % na odseku struge, ki je bil z regulacijskimi deli ume��en v betonsko strugo. Ob tem je potrebno poudariti, da je betonska struga mo�no prera��ena z biolo�ko obrastjo, ki s fotosintetsko aktivnostjo vna�a v vodo dodatne koli�ine kisika. Na obravnavanem odseku je betonska struga ve�inoma nezasen�ena, temperatura vode pa je v �asu meritev dosegla 27 �C. Na gorvodnih odsekih, kjer struga ni oblo�ena z betonskim tlakovanjem dna in dela bre�in, struga pa je delno prera��ena s sukcesivno riparijsko vegetacijo, je zasi�enost s kisikom ni�ja. �al meritev v tem obdobju nismo izvajali v no�nem �asu, ko zaradi odsotnosti fotosintetske aktivnosti biolo�ke obrasti in njene respiratorne aktivnosti koncentracija raztopljenega kisika verjetno drasti�no pade. \ "^---N Legenda: (23. 7. 2003) Raztopljen kisik 9,7 mg/l 8.45^6.58 ( (85) *'(Z�1\ \ Przanec (116 %) 0 1 2 km Glinscica / 10.5 '(95) Merilo: 9.71L M m9 2 ) 11.56* (116) am '(^ 17.43 Glin scica ft07) 17.34 X~^ (193) ___V Mestna Gradascica Slika 5 � Koncentracija in zasi�enost z raztopljenim kisikom julija 2003 32 Nitrat in amonij Du�ik je bistveno hranivo v vodnih ekosistemih, toda ko se njegova razpolo�ljivost pove�a, lahko pride do pojava evtrofikacije. Amonij je toksi�en za vodne organizme, njegova koncentracija pa je odvisna od pH. Kemijskim spremembam v vodi sledijo spremembe v biolo�ki produktivnosti, vrstni sestavi �ivljenjskih zdru�b in nenazadnje v fizi�nem stanju vodnega telesa. Du�ik je redko limitirajo�e hranivo (Liebigov zakon minimuma) v vodnih sistemih. Koncentraciji amonija in nitrata v vodnem telesu sta pomembna indikatorja njegovega ekolo�kega stanja, ti dve kemijski obliki du�ika v vodnem okolju pa obenem predstavljata glavni dele� raztopljenega neorganskega du�ika v vodnem okolju. Za spremljanje ekolo�kih kontrol spro��anja amonija in nitrata v vodno okolje je potrebno izvajati meritve, ki omogo�ajo �asovno in prostorsko sledenje vnosa hranil v vodno okolje. V �e omenjenem su�nem obdobju julija 2003, ko je bila temperatura vode ekstremno visoka, so bile koncentracije nitratnega du�ika v Glin��ici na izlivnem odseku zelo nizke (pod 2,08 mg/l) (Slika 6). Na nezasen�enem tlakovanem delu struge v okolici Biolo�kega sredi��a (merski to�ki GL3 in GL4) je bila koncentracija nitratnega du�ika �e ni�ja, le okoli 0,5 mg/l-N. To lahko pripisujemo majhnemu stekanju vode z okoli�kih urbanih in kmetijskih povr�in ter intenzivni fotosintetski aktivnosti biolo�ke obrasti v strugi, ki za svojo aktivnost potrebuje nitratni du�ik kot hranilo. Nekatere druge raziskave na manj�ih urbanih vodotokih so pokazale visok koncentracije raztopljenega nitratnega du�ika kar je posledica omejenega razred�enja ob nizkih pretokih v poletnem �asu (Worrall and Burt, 1998). Najvi�je koncentracije raztopljenega nitratnega du�ika v vodotoku so bile izmerjene marca 2004 (Slika 6). Vrednosti so bile do 18-krat vi�je kot v juliju 2003. Povi�ane koncentracije nitratnega du�ika so verjetno posledica pove�anega dotoka zalednih voda z urbanih in kmetijskih povr�in ter uporabe gnojil v tem obdobju. Prav tako je vidno pove�anje koncentracije nitratnega du�ika dolvodno po strugi skozi urbano obmo�je. X X Legenda: NO3-N X 1 2,43 mg/l; (23. 7. 2003) V (8,92) mg/l; (14. 3. 2004) 0,58^0,58 \ 1(3,22) (6,75) 1 1,76 > (8,93) \ ( 0 1 2 km Merilo: \ 1 O0,42 0,5~~��. 0,56^ (9,92) 1,7 32,08^ Slika 6 � Koncentracije nitratnega du�ika v Glin��ici julija 2003 in marca 2004 Koncentracije nitratnega in amonijevega du�ika v su�nem zimskem obdobju 2005 so prikazane na sliki 7. Koncentracije nitratnega du�ika so do 13-krat vi�je kot poleti 2003, kar lahko delno pripi�emo odsotnosti biolo�ke aktivnosti v strugi, ki za svoje delovanje potrebuje hranila. 33 Slika 7 � Koncentracije nitratnega in amonijevega du�ika v Glin��ici julija 2003 in marca 2004 Dolvodno povi�anje koncentracij nitratnega du�ika ni bilo opazno, koncentracija amonijevega du�ika pa se dolvodno skozi urbano obmo�je pove�a. Povsem nov vpogled v dinamiko �asovne variabilnosti koncentracij nitratnega in amonijevega du�ika v vodnem okolju nam omogo�a kontinuirno merjenje. Izvedeni sta bili dve enodnevni kontinuirni meritvi z minisondo Hydrolab v merski to�ki GL 11. To�ka le�i dolvodno od urbanih povr�in Podutika ter kamne Gorice. Obravnavani odsek struge je bil predviden kot suhi zadr�evalnik za visoke vode. Zaradi neizvajanja vzdr�evalnih del se je na tem odseku sukcesijsko razvilo manj�e mo�virje, v katerega so speljani iztoki meteorne kanalizacije z bli�njih urbanih povr�in. Meritve s 15-minutnim intervalom zajema podatkov so razkrile veliko spremenljivost v koncentracijah nitratnega in amonijevega du�ika v vodotoku, ki pa ni bila posledica spremenljivosti hidrolo�kih razmer v �asu izvajanja kontinuirnih meritev. V �asu meritev se je namre� nivo gladine vode spremenil le za nekaj centimetrov. Variranje koncentracij nitratnega in amonijevega du�ika je najverjetneje posledica nepredvidenih izlivov nepravilno izvedenega omre�ja komunalne odpadne vode v vodotok preko sistema meteorne kanalizacije (Slika 8 in Slika 9). Slika 8 � Kontinuirne meritve koncentracije nitratnega du�ika januarja 2005 34 Slika 9 � Kontinuirne meritve koncentracije amonijevega du�ika marca 2005 Hidrolo�ko pogojena dinamika koncentracije nitratnega du�ika se vidi iz slike 10. Manj�i poplavni val na sliki je bil rezultat 11 mm padavin med nevihto avgusta 2003. Viden je hiter dvig koncentracije nitratnega du�ika v �asu na obmo�ju dvigovanja nivoja vode z 2.58 mg/l na 11.32 mg/l NO3-N v obdobju dveh ur. Kmalu zatem nastopi razred�enje ter padec koncentracije nitratnega du�ika v vodotoku zaradi stekanja padavinskega odtoka, ki je s hranili manj obremenjen. Slika 10 � Kontinuirne meritve koncentracije nitratnega du�ika med nevihto avgusta 2003 Zaklju�ek Z monitoringom ekohidrolo�kega stanja na potoku Glin��ica smo sku�ali opredeliti vpliv urbanih prispevnih povr�in na urbane odseke vodotokov. Klju�nega pomena pri tem je spremljanje stanja urbanega vodotoka v razli�nih letnih �asih ter specifi�nih hidrolo�ko pogojenih razmerah v strugi vodotoka. 35 Vpliv urbanega okolja na ekohidrolo�ko stanje majhnega urbanega vodotoka Glin��ica na urbanem obmo�ju Ljubljane je kompleksen in predvsem v hidrolo�kem smislu ne izkazuje povsem tipi�nega odziva prispevnega obmo�ja na �iritev urbanih neprepustnih povr�in, saj le-ta ni bistveno vplivala na hitrost koncentracije padavinskega odtoka. Slabo ekohidrolo�ko stanje vodnega telesa Glin��ice lahko le delno pripi�emo spremembi rabe obdajajo�ih povr�in. Opazovane hidrolo�ke spremembe in sezonsko spremenljivost kemizma vode (vsebnost raztopljenega kisika, variacije v koncentraciji nitrata in amonija) so predvsem posledica hidromorfolo�kih razmer, ki vladajo v regulirani strugi Glin��ice. Kvaliteta vode v Glin��ici ni problemati�na z vidika bodo�ega na�rtovanja rehabilitacijskih ukrepov, je pa Glin��ica zaradi ve�inoma majhnih koli�in vode v strugi podvr�ena nevarnosti onesna�enja iz okoli�kih urbanih povr�in. Za izbolj�anje ekohidrolo�kega stanja Glin��ice bi bilo potrebno obnoviti dolo�ene hidromorfolo�ke elemente v strugi in ob njej, kar bi povzro�ilo popestritev hidromorfologije trapezne re�ne struge ob upo�tevanju omejitev glede protipoplavne varnosti okoli�kih urbanih povr�in. Za izbolj�anje habitatov vodnih organizmov so med hidromorfolo�kimi parametri najbolj pomembni: pretok vode, nihanje vodne gladine, lokalna hitrost vodnega toka, globina vode, velikost in gibljivost plavin itd. Za ekolo�ko obnovo vodotokov in izbolj�anje njihove samo�istilne sposobnosti je potrebno ohranjanje vsaj dobrega ekolo�kega stanja, ki vklju�uje tudi vrstni sestav in biomaso vodnih organizmov v vseh letnih �asih. Vzpostaviti se morajo ustrezne ekolo�ke razmere za ohranjanje diverzitete razli�nih tipov vodotokov navkljub spremenjenim hidrolo�kim karakteristikam prispevnih povr�in, kakr�ne se pojavijo s �iritvijo urbanizacije. Literatura Brilly, M., Rusjan, S., Vidmar, A. 2006. Monitoring the impact of urbanisation on the Glinscica stream, Physics and Chemistry of the Earth, 31, 17: 1089-1096. Fogg, J., Wells, G. 1998. Stream Corridor Restoration, Principles, Processes, and Practices, U.S. Department of Agriculture, U.S. Environmental Protection Agency, Tennessee Valley Authority, Federal Emergency Management Agency, U.S. Department of Commerce, U.S. Department of Housing and Urban Development, U. S. Department on the Interior: 536 str. Rusjan, S., Fazarinc, R., Miko�, M. 2003. Mo�nosti za revitalizacijo urbaniziranih vodotokov na primeru Glin��ice v Ljubljani � River rehabilitation of Urban Watercourses on the Axample of the Glin��ica River in Ljubljana. Acta hydrotechnica 21/33: 1�22. SEPA, 2000. Watercourses in the Community, A guide to sustainable watercourses management in the urban environment, Scottish Environmental Protection Agency, http://www.sepa.org.uk/publications/leaflets/hei/index.htm VGI, 2002. Kategorizacija pomembnej�ih slovenskih vodotokov po naravovarstvenem pomenu, Poro�ilo Vodnogospodarskega in�tituta, C-274, Ljubljana. VGI, 2001. Urejanje voda na obmo�ju Mestne ob�ine Ljubljana, Glin��ica dolvodno od Brdnikove ulice (idejna zasnova) Vodnogospodarski in�titut � vodnogospodarski oddelek, C-1099, Ljubljana. Wharton, G. 2000. Managing river environments, Cambridge, Cambridge University Press: 90 p. Worrall, F., Burt, T.P., 1998. Decomposition of river water nitrate time-series � comparing the agricultural and urban signs, The Science of the Total Environment, 210/211, 153-162. 36 Novi koordinatni sistem v Sloveniji Bojan Stopar, Miran Kuhar, Bo�o Koler* Povzetek V prispevku predstavljamo zasnovo in realizacijo novega dr�avnega koordinatnega sistema Slovenije. Nov dr�avni koordinatni sistem bo realizacija evropskega referen�nega sistema ESRS (European Spatial Reference System) na na�em ozemlju. ESRS bosta sestavljala nov horizontalni sistem ETRS89 (European Terrestrial Reference System 1989) in nov vi�inski sistem. Nova bo tudi kartografska projekcija. ESRS naj bi zagotavljal dolgoro�no stabilno referen�no osnovo za potrebe strok in aktivnosti, ki proizvajajo ali uporabljajo podatke vezane na prostor. Uvod Naloga geodetske znanosti in stroke ter na operativnem nivoju dr�avne geodetske slu�be je zagotovitev referen�ne osnove za enoli�no in nedvoumno lociranje stanj in pojavov v fizi�nem prostoru. Tak�na referen�na osnova je koordinatni sistem. V dosedanjem delu na projektu vzpostavitve ESRS smo pripravili teoreti�ne in prakti�ne podlage za uvedbo evropskega koordinatnega sistema v Sloveniji. Nov koordinatni sistem je pomemben z ve� vidikov - od mo�nosti uporabe novih tehnologij in metod v praksi �tevilnih strok in resorjev, geodezije in prostorskih informacijskih sistemov, geologije, geofizike in seizmologije, uporabe metod satelitske navigacije v vseh vrstah prometa, razvoja lokacijsko podprtih storitev do potreb policije, vojske, za��ite in re�evanja ter splo�nega izbolj�anja kakovosti geolokacije. Ker se dostopnost satelitskih navigacijskih sistemov pove�uje, je naloga vzpostavitve novega dr�avnega koordinatnega sistema velikega pomena za vso na prostor vezano infrastrukturo in celotno dru�bo. Obstoje�i dr�avni koordinatni sistem Slovenije so zasnovale, vzpostavile in vzdr�evale �tiri dr�ave: Avstro-Ogrska monarhija, Kraljevina Jugoslavija, Socialisti�na federativna republika Jugoslavija in Republika Slovenija. Pestra zgodovina nastajanja obstoje�ega dr�avnega koordinatnega sistema je razlog, da je popolna rekonstrukcija njegovega nastajanja prakti�no nemogo�a. Veliko podatkov o obstoje�em koordinatnem sistemu je uni�enih ali nedostopnih. Zato se v razmi�ljanjih o zagotovitvi koordinatnega sistema ustrezne kakovosti nismo odlo�ili za sanacije obstoje�ih geodetskih mre�, ampak smo sprejeli odlo�itev o uvedbi novega dr�avnega koordinatnega sistema v Republiki Sloveniji. To odlo�itev je sprejela in potrdila tudi vlada Republike Slovenije, ki je potrdila strategijo osnovnega geodetskega sistema, katere glavni cilj je vzpostavitev novega dr�avnega koordinatnega sistema v Sloveniji. Nov dr�avni geodetski koordinatni sistem bo v prakti�no uporabo uveden postopoma: 1. januarja leta 2008 bomo za�eli z evidentiranjem nepremi�nin v novem sistemu, 1. januarja 2010 bodo vsi koordinatni prostorski podatki vezani na nov koordinatni sistem. V obdobju aktivnosti vzpostavitve novega sistema pa se je izkazalo, da �elijo nekatere stroke uporabljati razpolo�ljivo infrastrukturo bodo�ega koordinatnega sistema �e danes. Temu se deloma prilagajamo �e v �asu trajanja projekta. Cilj vzpostavitve novega dr�avnega * izr.prof.dr. Bojan Stopar, doc.dr. Miran Kuhar, doc.dr. Bo�o Koler, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za Gradbeni�tvo in Geodezijo, Jamova 2, SI-1000 Ljubljana 37 koordinatnega sistema je namre� izgradnja sistema, ki bo namenjen razli�im uporabnikom in proizvajalcem podatkov o lokaciji v prostoru. V dosedanjem izvajanju projekta vzpostavitve novega dr�avnega koordinatnega sistema smo pridobili vpogled v stanje trenutno aktualnega dr�avnega koordinatnega sistemu, definirali komponente novega sistema, pripravili predloge za transformacije prostorskih podatkov iz trenutnega v nov koordinatni sistem, izdelali programsko opremo za transformacijo prostorskih podatkov med sistemoma ter pridobili vpogled v geokinemati�no dogajanje slovenskega ozemlja. V nadaljevanju podajamo pregled opravljenih del po posameznih sklopih. Obstoje� dr�avni koordinatni sistem Slovenije Dr�avni koordinatni sistem prakti�no predstavljajo dr�avne geodetske mre�e. Tradicionalno so to tri osnovne geodetske mre�e: astrogeodetska in polo�ajna � horizontalna geodetska mre�a, nivelmanska � vi�inska geodetska mre�a in gravimetri�na mre�a. Vse mre�e skupaj zagotavljajo referen�no osnovo za dolo�itev polo�aja v 3� razse�nem prostoru. Metode, ki so bile uporabljane za dolo�itev koordinat to�k v teh mre�ah, so bila astronomska opazovanja, gravimetri�na opazovanja in klasi�na geodetska izmera (triangulacija, trilateracija, trigonometri�no vi�inomerstvo, nivelman�). Zato imenujemo te geodetske mre�e tudi klasi�ne geodetske mre�e. Obstoje�a astrogeodetska in polo�ajna � horizontalna geodetska mre�a Slovenije Raziskave stanja obstoje�e astrogeodetske mre�e so se za�ele koncem 70�ih let prej�njega stoletja in so potekale pod vodstvom dipl.in�. Marjana Jenka na Geodetskem zavodu SRS (Jenko, 1986). Raziskave so se nadaljevale tudi v kasnej�ih obdobjih (Stopar, 1995, Stopar, Kuhar, 1997) in so vklju�evale tako analize originalnih podatkov terestri�nih kotnih in dol�inskih opazovanj, ki smo jih imeli na razpolago, kot tudi analizo koordinat to�k od za�etkov nastajanja do kasnej�ega dopolnjevanja mre�e. Te analize so obsegale analize kakovosti astrogeodetske mre�e kot take, niso pa v mre�i izvedli nobenega posega, s katerim bi spreminjali koordinate to�k v astrogeodetski mre�i ali v trigonometri�nih mre�ah vi�jih redov. S pojavom in �iroko dostopnostjo tehnologije GPS smo v za�etku 90-ih let prej�njega stoletja pridobili mo�nost vrednotenja kakovosti geodetskih mre� tudi glede na rezultate GPS-izmer (Stopar, Kuhar, 2001, Stopar, Kuhar, 2003). Obe skupini analiz sta pokazali, da je kakovost obstoje�ih mre� preslaba za sodobne potrebe. Na osnovi teh analiz in dejstva, da je bila astrogeodetska mre�a Slovenije skoraj 50 let nedotaknjena, smo se odlo�ili, da v astrogeodetsko mre�o ter v trig. mre�e II., II. dop. in III. gl. reda ne bomo posegali. Geodetske mre�e ni�jih redov: III. dop. in IV. reda pa so se v okviru GPS-izmer navezovalnih mre� od za�etka 90-ih let prej�njega stoletja sku�ale optimalno prilagoditi trig. mre�am vi�jih redov, tako da smo izbolj�evali homogenost teh mre� v okviru vzpostavitve t. i. navezovalnih mre�. Lahko trdimo, da so geodetske mre�e na obmo�jih, kjer so bile na novo vzpostavljene navezovalne mre�e, sedaj dokaj solidne kakovosti in bi svoje naloge na lokalnem nivoju, tudi z uporabo GPS-metod izmere, lahko opravljale �e kar nakaj �asa. Poligonske, linijske in na novo vzpostavljene navezovalne mre�e so bile nato referenca za detajlno izmero. Postavlja se vpra�anje, ki pa zaenkrat nima celovitega odgovora, kako so posegi v mre�e ni�jih redov in vzpostavitev navezovalnih mre� vplivali na kakovost koordinatnih podatkov na nivoju detajla: zemlji�kega katastra in topografije. Iz analiz, ki 38 pa so prostorsko in po obsegu zelo omejene, izhaja, da so razmere na nivoju detajla po Sloveniji zelo razli�ne, tako v smislu njihove absolutne kot tudi relativne koordinatne kakovosti. Praviloma pa je kakovost detajla na obmo�jih navezovalnih mre�, ki so bile vzpostavljene v 90�letih in kasneje, ustrezne koordinatne kakovosti. Vrednotenju skladnosti kakovosti geodetske mre�e in detajla v obstoje�em koordinatnem sistemu bo pri uporabi podatkov iz obstoje�ega sistema potrebno posve�ati potrebno pozornost tudi v bodo�e. Vi�inska geodetska mre�a Slovenije Temeljna geodetska vi�inska mre�a Republike Slovenije je podana z vi�inami reperjev v normalnem ortometri�nem sistemu vi�in, ki je zastarel in se je uveljavil v 19. stoletju, ko so se na obmo�ju Evrope izvajale prve obse�ne izmere nivelmanskih mre� (npr. avstroogrska izmera). Vi�ine to�k niso dolo�ene na osnovi nivelmanske in gravimetri�ne izmere, ki predstavljata osnovo za vzpostavitev sodobnega vi�inskega sistema. Poleg tega v sistemu normalnih ortometri�nih vi�in ne obstaja geometrijska izhodi��na ploskev kot v primeru ortometri�nih vi�in (geoid) in normalnih vi�in (kvazigeoid). Glede na razvoj in prodor metode GNSS-izmere v prakso, tako ni mo�no dolo�iti geoidne/kvazigeoidne vi�ine, ki nam omogo�a prera�unavanje elipsoidnih vi�in v razli�ne vi�inske sisteme in obratno. Referen�no ploskev predstavlja ni�elna nivojska ploskev, ki jo geometrijsko dolo�a polo�aj vseh to�k, ki so dolo�ene v normalnih ortometri�nih vi�inah na ozemlju Slovenije. Ploskve se ne da izra�unati s pomo�jo ena�b. Aproksimiramo jo lahko samo z neko analiti�no ploskvijo izra�unano na osnovi velikega �tevila to�k z znano elipsoidno vi�ino in normalno ortometri�no vi�ino. Trenutno je nivelmanska mre�a Slovenije dolo�ena na osnovi zelo raznovrstnih podatkov. Tako so v nivelmansko mre�o vklju�eni nivelmanski poligon iz izmere I. NVN, ki je potekala po drugi svetovni vojni, iz izmere II. NVN, ki je potekala na obmo�ju Slovenije v za�etku sedemdesetih, in izmere nivelmanskih poligonov I. reda, ki so potekale po letu 1989. Poleg �asovne raznovrstnosti podatkov o nivelmanskih izmerah, ki so vklju�eni v nivelmansko mre�o Slovenije, se moramo zavedati, da je na obmo�ju Slovenije prisotno intenzivno geodinami�no dogajanje, ki se ka�e tudi v relativno velikih letnih hitrostih vertikalnih premikov (Koler, 2006). Glede na dejstvo, da so zadnje izmere nivelmanskih poligonov, ki so vklju�eni v nivelmansko mre�o Slovenije potekale pred skoraj 20, 35 oziroma 45 leti, je jasno, da obstajajo razlike med vi�inami reperjev na terenu in podatki iz Centralne baze geodetskih to�k, ki jo vzdr�uje Geodetska uprava Republike Slovenije. Glede na hitrosti vertikalnih premikov na obmo�ju Slovenije, ki so dolo�ene na osnovi izmere I. in II. NVN ter izmer po letu 1989, lahko te razlike zna�ajo od centimetra pa do ve� kot decimetra. Vi�ine vseh reperjev v slovenski nivelmanski mre�i so izra�unane v vertikalnem datumu Trst. Vertikalni datum predstavlja ni�elna nivojska ploskev oziroma srednji nivo morja, ki je bil dolo�en leta 1875 na osnovi enoletnih mareografskih opazovanj na pomolu Sartorio v Trstu. Nivelmanska mre�a Republike Slovenije je navezana na avstroogrski fundamentalni reper �tevilka No 394 (FR 1049), ki je stabiliziran pod Pohorjem v bli�ini Ru�. Vi�ina normalnega reperja je bila dolo�ena v �asu avstroogrske nivelmanske izmere, ki je potekala na obmo�ju Slovenije. S problemom dolo�itve vertikalnega datuma avstroogrske nivelmanske mre�e so se ukvarjali razli�ni geodeti in geofiziki. V literaturi lahko zasledimo vrednosti o razliki polo�aja primerjalne ploskve, ki je bila prevzeta za vertikalni datum avstroogrske 39 nivelmanske mre�e, ki zna�ajo od 8.93 cm (Kasumovi�, 1950) do 18.5 cm (Bilajbegovi� in Marchesini, 1991). Za povezavo obstoje�ega in novega dr�avnega vi�inskega sistema je bilo potrebno izvesti analizo stanja v obstoje�em vi�inskem sistemu. Na osnovi opravljene analize ve�kratnih prera�unavanj nivelmanske mre�e v preteklosti smo ugotovili, da nadmorske vi�ine to�k niso dolo�ene v enotnem vi�inskem datumu in da imajo nekatere vi�inske to�ke tudi ve� razli�nih vi�in. Tako smo imeli na posameznih obmo�jih Slovenije opravka s �stopnicami�, ki smo jih odpravili s hkratno izravnavo celotne nivelmanske mre�e Slovenije (Koler, Vardjan, 2003). Slabost te izravnave je dejstvo, da je bila izravnava opravljena v sistemu niveliranih vi�inskih razlik. Zato bo potreben ponoven prera�un celotne nivelmanske mre�e v sistemu geopotencialnih kot. Za pridobitev kakovostnih geopotencialnih kot pa potrebujemo izvedbo kakovostnih relativnih gravimetri�nih opazovanj vzdol� nivelmana visoke natan�nosti. Gravimetri�na mre�a Slovenije V zgodovinskem smislu sta na obmo�ju Slovenije obstajali gravimetri�ni mre�i I. in II. reda, ki sta bili vzpostavljeni v okviru biv�e Jugoslavije. Gravimetri�no mre�o I. reda je tvorilo 15 to�k, v Sloveniji je to�ka v Ljubljani. Konec 60�ih let prej�njega stoletja sta bili obe mre�i zdru�eni v eno t. i. osnovno gravimetri�no mre�o. To mre�o je tvorilo pribli�no 350 to�k, od tega je bilo v Sloveniji 32 to�k. Meritve so se nana�ale na stari Potsdamski te�nostni sistem (�Potsdam Gravity System�), ki je bil mednarodno uveljavljen gravimetri�ni sistem od leta 1909 do leta 1971. V Sloveniji obstajajo tudi podatki obse�ne regionalne in lokalne gravimetri�ne izmere, ki jo je izvajal Geolo�ki zavod Slovenije v obdobju po letu 1951. Regionalna izmera je bila opravljena z namenom izdelave regionalne gravimetri�ne karte Slovenije. Skupno je izmera na celem ozemlju obsegala pribli�no 2800 gravimetri�nih to�k. Lokalno oz. detajlno izmero so izvajali strokovnjaki Geolo�kega zavoda Ljubljana za potrebe raziskav v zvezi z nafto in zemeljskim plinom. Popolnej�i podatki izmer obstajajo samo za obdobje 1985�1991 (Koler et al., 2005). Leta 1995 je Geodetska uprava Republike Slovenije za�ela z delom na obnovi gravimetri�nih mre� na obmo�ju Slovenije. Tako je bilo stabiliziranih �est novih absolutnih gravimetri�nih to�k. Te to�ke so: grad Bogen�perk, Gotenica, cerkev sv. Areha na Pohorju, Sevni�ki grad, grad Socerb ter trdnjava Klu�e pri Bovcu. Te to�ke so tudi osnova nove gravimetri�ne mre�e Slovenije (Koler et al., 2006). Vi�inska referen�na ploskev Slovenije V Sloveniji danes kot vi�insko referen�no ploskev uporabljamo geoid. V Sloveniji imamo tri modele ploskve geoida, en �relativni geoid� in dva �absolutna geoida�. Relativni geoid je izra�unan leta 1992 za obmo�je Slovenije in dela Hrva�ke glede na referen�ni elipsoid Bessel (�oli� et al., 1992). Dolo�en je na osnovi astronomskih koordinat 42 to�k astrogeodetske mre�e Slovenije. Oba absolutna modela geoida �Zagreb�ki model geoida� iz leta 2001 in Evropski gravimetri�ni kvazigeoid iz leta 1997 sta izra�unana glede na referen�ni elispoid GRS-80 (Geodetic Reference System). �Zagreb�ki model geoida� je izra�unan na osnovi odklonov navpi�nice in anomalij te�nosti. Geoidna ploskev je prera�unana v obstoje� uradni vi�inski sistem Slovenije na osnovi �nadmorskih� vi�in 163 t. i. GPS/niveliranih to�k, ki so zelo neenakomerno 40 razporejene na obmo�ju Slovenije (Pribi�evi�, 2000). Uporabljene �nadmorske� vi�ine pa tudi ne ustrezajo novim uradnim vi�inam, ker so v izra�un privzete vrednosti vi�in pred novim prera�unom vi�in reprejev v RS leta 2000. Evropski gravimetri�ni geoid 1997 (EGG97) je v osnovi izra�unan kot kvazigeoid in s pomo�jo znane zveze geoidnih vi�in in anomalij vi�in prek Bouguerovih anomalij te�nosti prera�unan tudi v geoid. Ker je EGG97 v vi�inskem smislu podan glede na Amsterdamski mareograf, nastopajo na ozemlju RS razlike v vrednosti do 0,5 m. Zaradi tega je potrebno vse interpolirane vrednosti geoidnih vi�in iz tega modela geoida prera�unati v uradni vi�inski sistem RS. Za ta prera�un pa potrebujemo dolo�eno �tevilo t. i. GPS/niveliranih to�k, s katerimi izvedemo prera�un (Denker, Torge, 1997). Strogo vzeto pa v vi�inskem sistemu normalnih ortometri�nih vi�in ne obstaja analiti�no definirana vi�inska referen�na ploskev kot v primeru ortometri�nih vi�in (geoid) in normalnih vi�in (kvazigeoid). Referen�na ploskev je geometrijsko mesto to�k vseh normalnih ortometri�nih vi�in na ozemlju Republike Slovenije z vrednostmi vi�in enakimi 0. Aproksimiramo jo lahko samo z analiti�no referen�no ploskvijo, izra�unano na osnovi velikega �tevila to�k z znano elipsoidno (GPS) vi�ino in normalno ortometri�no vi�ino. �e �elimo torej geoid prakti�no uporabiti v povezavi z elipsoidnimi (GPS) vi�inami, ga je potrebno prera�unati - transformirati v dr�avni vi�inski datum. Tako prera�unana ploskev pa ni ve� geoid, temve� �vi�inska referen�na ploskev�, ki v sebi vsebuje skupne vplive pogre�kov vhodnih podatkov, metode izra�una ter geodinamiko v vi�inskem smislu. Ne glede na to, lahko tak�no vi�insko referen�no ploskev uspe�no uporabimo za izra�un vi�in s pomo�jo t. i. GPS-vi�inomerstva. Kartografska projekcija Uradna kartografska projekcija Slovenije je Gauss-Kruegerjeva projekcija meridijanskih con. Referen�ni elipsoid projekcije je enak referen�nemu elipsoidu polo�ajne geodetske mre�e, ki je elipsoid Bessel 1841. Gauss-Kr�gerjeva projekcija je pre�na Mercatorjeva projekcija, dotikalni meridian je meridian z geografsko dol�ino 15�. Projekcija je modulirana z modulom 0,9999 ter pomaknjena proti severu za �5000000 m in proti vzhodu za 500000 m. Nov dr�avni koordinatni sistem V realizaciji novega dr�avnega koordinatnega sistema v Sloveniji povzemamo ideje in postopke, s katerimi vzpostavljajo sodobne referen�ne sisteme v drugih evropskih dr�avah. Pri vzpostavitvi � prakti�ni realizaciji sistema v Sloveniji pa je nekaj specifi�nosti. Najve�ji problem, ki ga v moramo v Sloveniji re�iti, je dejstvo, da obstoje� koordinatni sistem ni bil vzdr�evan ter tako sedaj ne opravljamo le �e enega �majhnega koraka� v vzdr�evanju sistema, ampak opravljamo �velik korak�, vzpostavitev novega sistema. Realizacija novega horizontalnega koordinatnega sistema je danes naloga, ki je la�je izvedljiva kot podobne naloge v preteklosti. Tehnolo�ki napredek, predvsem pa dostopnost visokokakovostnih opazovanj v okviru GNSS (Global Navigation Satellite System), omogo�ata kakovostno realizacijo terestri�nih koordinatnih sistemov. Nov horizontalni koordinatni sistem je tako realiziran s sodobnimi postopki satelitske geodezije. V realizaciji novega vi�inskega sistema nismo imeli na razpolago tako zelo revolucionarnih visokotehnolo�kih orodij, kljub temu pa dostopnost absolutnih in relativnih gravimetri�nih opazovanj zagotavljata realizacijo novega vi�inskega sistema bistveno vi�je kakovsti od 41 obstoje�ega. Nov vi�inski sistem prakti�no �e ni v celoti realiziran, bo pa realiziran s kakovostnimi nivelmanskimi in gravimetri�nimi opazovanji. Nov dr�avni koordinatni sistem Slovenije bo realizacija evropskega referen�nega sistema ESRS (European Spatial Reference System) na na�em ozemlju. Horizontalno komponento predstavlja ETRS89 (European Terrestrial Reference System) in vi�insko komponento, ki bo temeljila na EVRS (European Vertical Reference System). ESRS naj bi zagotavljal dolgoro�no prostorsko in �asovno stabilno referen�no osnovo za vse potrebe. Nov koordinatni sistem bo v osnovi 4�razse�en, zato smo, v okviru ve� projektov, sku�ali ugotoviti oziroma oceniti dejansko recentno geodinami�no dogajanje na na�em ozemlju. Slovenija le�i na stiku Jadranske plo��e, Vzhodnih Alp in Panonske ni�ine, kjer je geodinami�no dogajanje slabo raziskano. S ponavljajo�imi geodinami�nimi opazovanji pridobivamo prvi vpogled v to dogajanje. Trenutno imamo za pribli�no 50 to�k na razpolago vektorje hitrosti sprememb koordinat oziroma recentne geodinamike. Predvidevamo, da bodo ti rezultati prispevali k razumevanju geolo�kih, tektonskih in seizmi�nih procesov, ki se dogajajo na na�em ozemlju. Nov horizontalni koordinatni sistem Horizontalno komponento novega dr�avnega koordinatnega sistema predstavlja realizacija ETRS89 koordinatnega sistema v Sloveniji. Realizacija tega sistema je bila izvedena v okviru izmer EUREF (EUropean REference Frame), ki so potekale v 90�ih letih prej�njega stoletja. Rezultati teh izmer so koordinate to�k v koordinatnem sistemu ETRS89 in predstavljajo ogrodje novega horizontalnega sistema. Z za�etkom operativnega delovanja omre�ja GNSS-postaj SIGNAL (SI-Slovenija, G-geodezija, NA-navigacija, L-lokacija) pa smo pridobili sodobno omre�je, uporabno za vse naloge dolo�anja lege v prostoru. Z uvedbo novega horizontalnega koordinatnega sistema se spreminja tudi referen�na ploskev horizontalnega sistema, ki je sedaj rotacijski referen�ni elipsoid GRS 80, s parametroma: veliko polosjo a = 6378137,00 m in prvo splo��enostjo f = 1/298,257222101 (Radovan et al., 2006). Mre�a to�k v ETRS89 koordinatnem sistemu Koordinatni sistem ETRS89 smo na na�em ozemlju realizirali v okviru 3 izmer EUREF v letih 1994, 1995 in 1996. GPS-opazovanja, opravljena v okviru teh 3 izmer na obmo�ju Slovenije, so bila dokon�no obdelana v letih 2002 in 2003. Obdelava je bila �e peta po vrsti, bila pa je prva in edina, ki je bila v celoti opravljena v Sloveniji. Obdelava je vklju�evala GPS-izmere EUREF SLO-CRO '94, EUREF SLOVENIA '95 in CRODYN '96 in CROREF '96. Rezultat izmer in obdelav podatkov so koordinate 5 uradnih EUREF-to�k in koordinate dodatnih 41 to�k v Sloveniji (Berk et al. 2003). Za ta izra�un smo pridobili status uradnosti za uporabo v okviru koordinatnega sistema ETRS89, s potrditvijo rezultatov na letni konferenci EUREF v Toledu v �paniji junija 2003, z resolucijo �t. 1 te konference (EUREF, 2003). 46 geodetskih to�k s koordinatami dolo�enimi v koordinatnem sistemu ETRS89, veljavnimi za leto 1995,55, dolo�enimi na osnovi GPS-opazovanj v okviru 3 izmer EUREF na obmo�ju Slovenije v letih 1994, 1995 in 1996, tako predstavlja realizacijo horizontalne komponente novega dr�avnega koordinatnega sistema. Za realizacijo koordinatnega sistema, ki bo �iroko prakti�no uporaben, je nato Geodetska uprava Republike Slovenije sistemati�no izvedla zgostitev mre�e to�k EUREF, do gostote pribli�no 1 to�ka/100 km2, ki so razporejene po celotnem ozemlju dr�ave. Ta 42 naloga je prakti�no kon�ana, z izjemami, ki jih predstavljajo te�ko dostopna in neobljudena obmo�ja, kjer je gostota to�k manj�a. Pomen zgostitve to�k EUREF s koordinatami v koordinatnem sistemu ETRS89 je tudi v vzpostavitvi povezave med obstoje�im in novim dr�avnim koordinatnim sistemom. Na osnovi koordinat to�k, danih v obeh sistemih, bo namre� mogo�e izvajati transformacije med koordinatnima sistemoma. Slovensko omre�je GPS-postaj SIGNAL Mre�a to�k v koordinatnem sistemu ETRS89, lahko slu�i kot referen�na osnova v novem koordinatnem sistemu za vse naloge dolo�itve polo�aja. Ker je bila vzpostavljena z tehnologijo GPS, je tudi namenjena predvsem uporabi tehnologije GPS za izvajanje vseh vrst GPS-izmer. Tehnolo�ki razvoj pa je �e med izvajanjem projekta zgostitve mre�e to�k EUREF omogo�il vzpostavitev t. i. aktivnega omre�ja GNSS-postaj. V dana�njem �asu, ko imamo na razpolago globalne satelitske navigacjske sisteme GNSS, realizacija koordinatnega sistema ne zahteva ve� ogromnega �tevila geodetskih to�k v geodetskih mre�ah vseh redov, ki pokrivajo celotno dr�avno ozemlje in v katerih so polo�aji dolo�eni �enkrat za vselej�. Danes je osnova za realizacijo koordinatnega sistema povezana z vzpostavitvijo omre�ij stalno delujo�ih GNSS-postaj oziroma v na�em primeru GPS-postaj, ki zagotavljajo prakti�no realizacijo terestri�nih koordinatnih sistemov in omogo�ajo dostop do le-teh. Geodetska uprava Republike Slovenije je tako leta 2001 za�ela izvajati projekt izgradnje slovenskega omre�ja GPS-postaj. Projekt je bil zasnovan v letu 1999 (Mi�kovi� et al., 2000, Stopar et al., 2002), realiziran je bil konec leta 2006. Omre�je z imenom SIGNAL predstavlja, poleg GNSS-postaj, tudi Slu�ba za GNSS, ki jo sestavljajo operativni, podatkovni in analiti�ni center. Slu�ba za GNSS operativno deluje na Geodetskem in�titutu, organizacijsko pa je del dr�avne geodetske slu�be. Bila je vzpostavljena hkrati z omre�jem GNSS-postaj, uporabnikom sistema pa zagotavlja potrebne informacije za vsakdanje delo v koordinatem sistemu. Z uvedbo novega koordinatnega sistema bo omre�je SIGNAL predstavljalo osnovno dr�avno geoinformacijsko infrastrukturo (Stopar et al. 2002). Podatki GNSS-opazovanj v omre�ju so na razpolago v realnem �asu preko omre�ij operaterjev mobilne telefonije in preko mobilnega interneta ter za naknadno obdelavo podatkov opazovanj preko interneta (www.gu-signal.si). Za dolo�itev koordinat to�k v realnem �asu je na razpolago ve� mo�nosti: diferencialni GNSS (DGNSS), klasi�na izmera RTK�GNSS (Real Time Kinematic) z uporabo opazovanj izbrane referen�ne postaje ter dolo�itev koordinat v sistemu virtualnih referen�nih postaj VRS (Virtual Reference Station) (Berk et al., 2006). Omre�je je povezano z evropskim omre�jem permanentnih GNSS postaj EPN (EUREF Permanent Network), omre�jem, ki predstavlja evropski ekvivalent slovenskega omre�ja GNSS postaj. EPN je osnova bodo�ega evropskega geodetskega koordinatnega sistema, ker, v nasprotju z mre�o to�k EUREF, zagotavlja 4�razse�no obravnavo koordinatnega sistema, kjer so koordinate to�k funkcija �asa. Omre�je stalno delujo�ih GNSS-postaj lahko obravnavamo kot materializacijo koordinatnega sistema, ki naj bi, v strogo geodetskem smislu, zagotavljalo prakti�no realizacijo koordinatnega sistema ETRS89 najvi�je kakovosti. Omogo�alo naj bi obravnavo geodinami�nega dogajanja potrebnega za definiranje sodobnega koordinatnega sistema. Omre�je GNSS-postaj je, skupaj z mre�o geodetskih to�k v ETRS89 in novem vi�inskem sistemu, osnova novega koordinatnega sistema v Sloveniji. Z omre�jem GNSS-postaj je zagotovljen ustrezen tehnolo�ki razvoj stroke, dana je mo�nost enakomerno 43 kakovostne realizacije koordinatnega sistema na celotnem dr�avnem ozemlju, izvedena je geodetska povezava Slovenije in Evrope ter sveta, predvsem pa je omogo�ena realizacija geodetskih in sorodnih nalog na sodoben in racionalen na�in (Radovan, 2007). Horizontalni geokinemati�ni model Slovenije Recentno geodinamiko slovenskega ozemlju smo za�eli spoznavati pred pribli�no 20 leti, ko smo sodelovali v razli�nih mednarodnih geodinami�nih projektih, kot npr: AGREF (Pesec et al., 1997) ali CRODYN (Altiner et al., 2006). Nekaj podatkov o lokalni geokinematiki slovenskega ozemlja smo v preteklosti pridobili tudi v okviru manj�ih geodinami�nih izmer za potrebe obmo�ja Jedrske elektrarne Kr�ko, Premogovnika Velenje (Vrabec et al., 2006) in zgornjega Poso�ja. Prvo sliko o geodinamiki celotnega slovenskega ozemlja pa smo za�eli pridobivati z geodinami�nimi GPS-izmerami od leta 2003 naprej (Weber et al., 2006). Geodinami�ne raziskave so potekale v okviru ve� nacionalnih raziskovalnih projektov in raziskovalnih programov, dveh bilateralnih projektov in dveh evropskih raziskovalnih projektov. Geodetska uprava Slovenije pa je organizirala in izvedla GPS-izmeri na 8 to�kah EUREF v letu 2005 in na 5 to�kah EUREF v letu 2007. Cilj vseh teh projektov je bila ugotovitev geodinami�nega dogajanja na ozemlju Slovenije na osnovi ponavljajo�ih GNSS-meritev. V vse na�tete projekte je bilo vklju�enih ve� kot 50 to�k po celotnem ozemlju Slovenije. Rezultati �e niso dokon�ni, pridobili pa smo vektorje hitrosti sprememb koordinat to�k v globalnem terestri�nem koordinatnem sistemu, ki so bili nato transformirani v t. i. �stabilno Evrazijo�. Tako pridobljeni vektorji hitrosti so bili nato uporabljeni za izdelavo modela deformacij na�ega ozemlja. Cilj ponavljajo�ih geodinami�nih GPS-izmer je pridobitev kakovostnega geokinemati�nega modela Slovenije, ki ga v geodetskem smislu potrebujemo za realizacijo 4�koordinatnega sistema. Z vzpostavitvijo omre�ja SIGNAL nalogo neprekinjenega spremljanja geodinami�nega dogajanja prevzemajo neprekinjena opazovanja permanentnih GNSS-postaj. Vi�inski sistem Slovenije Nov dr�avni vi�inski sistem Slovenije je vi�inski sistem v te�nostnem polju Zemlje. Evropski vi�inski sistem predstavlja EVRS, katerega te�nostni potencial na vi�inski referen�ni ploskvi je enak te�nostnemu potencialu referen�nega elipsoida GRS 80. Vi�ine v sistemu pa so razlike med dejanskim te�nostnim potencialom obravnavane to�ke in potencialom referen�ne ploskve EVRS. Zadnja realizacija sistema EVRS je EVRF2000 (European vertical Reference Frame), ki ima izhodi��e v NAP (Normaal Amsterdams Peil). Vi�ine to�k v EVRF2000 so geopotencialne kote in normalne vi�ine. Kon�ne odlo�itve o tipu vi�in v slovenskem vi�inskem sistemu �e nismo sprejeli Kot vemo, pa so geopotencialne kote osnova za prera�un le-teh v katerikoli tip vi�in. Nivelmanska mre�a Slovenije Z analizami obstoje�e nivelmanske mre�e je bilo ugotovljeno, da iz obstoje�ih podatkov ni smiselno izvesti realizacije novega vi�inskega sistema. Tak�no razmi�ljanje je posledica neustrezne oblike nivelmanske mre�e Slovenije (zapiranje zank izven obmo�ja Slovenije), pomanjkljivih podatkov o obstoje�i nivelmanski mre�i Slovenije in dokaj velikih 44 sprememb vi�in to�k na slovenskem ozemlju (Koler, 2006). Sodoben in kakovosten vi�inski sistem lahko na obmo�ju Slovenije vzpostavimo le na osnovi novih izmer v nivelmanski in gravimetri�ni mre�i (Koler et al., 2006). Nov gravimetri�ni sistem Slovenije Nov gravimetri�ni sistem Slovenije temelji na mednarodnem referen�nem gravimetri�nem sistemu IGSN 71 (International Gravity Standardization Network 1971). Realizacijo gravimetri�nega sistema - gravimetri�ni datum Republike Slovenije predstavljajo vrednosti te�nosti na 6 absolutnih to�kah gravimetri�ne mre�e 0. reda in 29 to�kah gravimetri�ne mre�e 1. reda. Absolutne gravimetri�ne to�ke so bile stabilizirane leta 1995, izmera te�nosti z absolutnimi gravimetri�nimi meritvami je bila opravljena leta 1996. Gravimetri�na mre�a 1. reda je sestavljena iz 29 relativnih to�k. Vklju�enih je 17 ohranjenih gravimetri�nih to�k osnovne gravimetri�ne mre�e Jugoslavije, dodatno pa je bilo stabiliziranih 12 novih to�k. Pri tem je bilo upo�tevano geolo�ko mnenje o primernosti lokacij to�k, enakomerna pokritost obmo�ja, kot tudi stanje prometnic na ozemlju Slovenije, saj je meritve v posameznem gravimetri�nem liku potrebno opraviti v enem dnevu. Mre�a je tako sestavljena iz 39. gravimetri�nih likov (Koler, Medved in Kuhar, 2006). Mre�a je bila izmerjena konec leta 2006. V izmero so vklju�ene tudi to�ke onstran meja Slovenije: ekscenter avstrijske absolutne to�ke in �tiri hrva�ke relativne gravimetri�ne to�ke. Tako je bila dose�ena ve�ja homogenost na�e gravimetri�ne mre�e, poleg tega pa je mre�a navezana na gravimetri�ne mre�e sosednjih dr�av (Avstrija in Hrva�ka). Meritve so se izvajale z dvema relativnima gravimetri�nima instrumentoma SCINTREX CG-3M. Uporabljena je bila metoda izmere zvezda in metoda profilov z vsakodnevnim zapiranjem likov. Vsaka stranica mre�e je bila izmerjena vsaj dvakrat. Trenutno obdelujemo merske vrednosti. Rezultati izmere gravimetri�ne mre�e I. reda bodo na voljo spomladi 2008. Z novo gravimetri�no mre�o Slovenije bomo pridobili osnovo za vse nadaljnje gravimetri�ne izmere na obmo�ju Slovenije. Gravimetri�no mre�o bomo navezali tudi na nivelmansko mre�o Slovenije. Tako bomo dobili tudi osnovo za dolo�itev vi�in to�k v sodobnem vi�inskem sistemu (z geopotencialno koto). Nova vi�inska referen�na ploskev Slovenije Pri uvedbi nove vi�inske referen�ne ploskve se kot ustrezna mo�nost ponuja uporaba Evropskega gravimetri�nega kvazigeoida 200x. Poleti 2004 je za�el te�i vsevropski projekt (EGGP � European Gravity and Geoid Project), ki bi naj zagotovil novo izbolj�ano ina�ico Evropskega gravimetri�nega geoida 200x. Dela potekajo pod okriljem Mednarodne Zveze za Geodezijo (IAG) v okviru Komisije 2 (Denker, 2006). Ne glede na to, ali bomo uporabili stari ali novi evropski geoid, bo potrebno interpolirane geoidne vi�ine prera�unati - transformirati v nov vi�inski sistem Republike Slovenije. 45 Mareografska postaja v Kopru Agencija RS za okolje � ARSO je v okviru evropskega projekta FP5 ESEAS�RI (Framework Programme 5 European Sea Level Service � Research Infrastructure) in nacionalnega projekta posodobitve hidrolo�ke mre�e prenovila in nadgradila mareografsko postajo Koper. Triletni projekt FP5 ESEAS�RI se je za�el novembra 2002 z namenom vzpostavitve in razvoja infrastrukture za izvajanje sodobnih standardiziranih mareografskih in drugih opazovanj evropske slu�be za spremljanje vi�in morja. Konec leta 2005 je bila tako na Ukmarjevemu trgu v Kopru, kjer je ve� desetletij stal stari mareograf, postavljena nova mareografska postaja. Postaja ustreza mednarodnim standardom in zahtevam za registracijo in dolgoro�no spremljanje nivoja morja in predstavlja osnovo za kakovostno dolo�itev izhodi��a slovenskega vi�inskega sistema. Mareografska postaja Koper je, med drugim, opremljena s permanentno GPS-postajo, ki je vklju�ena v slovensko omre�je GPS-postaj SIGNAL (Stopar et al., 2006). Kak�na bo vloga in pomen nove mareografske postaje v Kopru v novem vi�inskem sistemu Slovenije, pa �e ni odlo�eno. Transformacijski modeli med starim in novim dr�avnim koordinatnim sistemom Nov koordinatni sistem bo v celoti realiziran, ko bodo vsi koordinatni podatki pridobljeni neposredno v novem sistemu. Ker pa imamo v obstoje�em sistemu velike koli�ine koordinatno opredeljenih podatkov, ki jih �elimo uporabljati tudi v novem sistemu, lahko te podatke transformiramo v nov sistem. Za transformacijo podatkov iz obstoje�ega v nov koordinatni sistemom je potrebno zagotoviti kakovostno povezavo obeh sistemov. Osnovo za povezavo prostorskih podatkov v obstoje�em in novem koordinatnem sistemu predstavljajo koordinate to�k, dolo�ene z izmero v obeh sistemih. Med postopki za transformacijo geodetskih podatkov iz obstoje�ega v novi koordinatni sistem imamo na razpolago ve�je �tevilo transformacijskih modelov. Z ustrezno izbranim modelom transformacije �elimo namre� zagotoviti �idealen� rezultat: odpravili naj bi slabosti podatkov v obstoje�em sistemu in ohranili njihovo kakovost. Zasnova in vrednotenje transformacijskih modelov med obstoje�im in novim sistemom sta tako vklju�evali podobnostne, afine in polinomske transformacije ter transformacije s kolokacijo. Ti modeli so bili testirani na nivoju astrogeodetske mre�e, na geodetskih mre�ah vi�jih redov in na nivoju detajla za podatke zemlji�kega katastra, in sicer v 2� in 3� razse�nem prostoru (Radovan et al., 2004, Radovan et al., 2005). Rezultati transformacij na ve� obmo�jih po Sloveniji so pokazali, da so razmere od obmo�ja do obmo�ja zelo razli�ne. Razmere na nivoju geodetskih mre� so v okviru pri�akovanj. Ka�ejo pa se dolo�ene sistemati�ne nepravilnosti koordinat to�k v obstoje�ih mre�ah. Te nepravilnosti so verjetno posledica na�ina vzpostavitve in razvoja trigonometri�nih mre� v preteklosti. Na nivoju detajla pa so razmere po pravilu zelo razli�ne (Lavbi� 2005, Viler 2007, Kocen 2006). Nekoliko sicer sledijo razmeram na nivoju mre�, pojavljajo pa se tudi zelo velike lokalne nepravilnosti koordinat. Za koordinatne podatke o detajlu to pomeni, da kakovostnih transformacij iz obstoje�ega v nov sistem ne bo mogo�e izvajati z uporabo regijskih, mestnih, va�kih ali kakr�nihkoli transformacijskih parametrov, veljavnih za ve�ja obmo�ja. Praviloma bo potrebno izvajati transformacije med detajlom v starem in novem sistemu, in to samo na nivoju detajla. Vedeti pa moramo, da nobena transformacija ne more izbolj�ati kakovosti obstoje�ih koordinat. Izbolj�a jo samo vi�ja kakovost neposredno opravljene detajlne izmere. 46 Za lokalne transformacije je Geodetska uprava zagotovila izdelavo programske opreme, ki naj bi izvajalcem geodetskih izmer zagotovila nemoteno delo s podatki v starem in novem sistemu. V ta namen smo izdelali programsko opremo, ki omogo�a izvajanje ve�jega �tevila transformacij geodetskih koordinatnih sistemov z dokaj ob�irnim vrednotenjem pridobljenih rezultatov (Kozmus, Stopar, 2007). Dva programska paketa, ki sta namenjena za samostojno rabo SiTra (Si-Slovenija, Tra-Transformacija) (Kozmus, Stopar, 2007a) ter rabo preko interneta SiTraNet (Kozmus, Stopar, 2007b). Programska paketa omogo�ata transformacije geodetskih podatkov za ve� obi�ajnih transformacijskih modelov, ki smo jim dodali nekaj postopkov modeliranja �nepravilnosti� obstoje�ega koordinatnega sistema. Programski paket SiTra bo na voljo v kratkem in sicer za imetnike geodetske izkaznice brezpla�no, SiTraNet pa je javno dostopna internetna razli�ica programa na IP-naslovu: 193.2.92.129. Pri transformaciji obstoje�ih zbirk podatkov Geodetske uprave v nov koordinatni sistem se je Geodetska uprava odlo�ila za uporabo trikotni�ke odsekoma afine transformacije na osnovi Delaunyjeve triangulacije (Berk, Duhovnik, 2007). Nova kartografska projekcija Za grafi�no prikazovanje slovenskega ozemlja na na�rtih in kartah v obliki kartografskih projekcij je bila opravljena �tudija kartografskih projekcij: Gauss-Kruegerjeve projekcije, pokon�ne konformne Lambertove konusne projekcije in Bonnove psevdokonusne ekvivalentne projekcije (Radovan et al., 2006). Opravljena je bila tudi analiza posledic uporabe novega referen�nega elipsoida GRS 80, ki je sestavni del novega horizontalnega koordinatnega sistema. Gauss-Kruegerjeva projekcija je, glede na svoje matemati�ne lastnosti in raz�irjenost, �e vedno referen�na projekcija v veliko dr�avah. Tudi slovenske dr�avne topografske karte do merila 1 : 250000 bodo tako izdelane v Gauss-Kruegerjevi projekciji. Osnovni parametri te projekcije so: projekcija je modulirana s faktorjem merila 0,9999 na srednjem poldnevniku, srednji poldnevnik je poldnevnik z geografsko dol�ino 15�, navidezen pomik proti severu zna�a �5000000 m in navidezen pomik proti vzhodu 500000 m. Karte v merilih 1 : 500000 in 1 : 1000000 bodo izdelane v Lambertovi konformni konusni projekciji. Ta je za navedeni merili preferen�na tudi v ve�ini drugih dr�av, na podro�ju civilnega letalstva in za izdelavo Mednarodne karte sveta. Mercatorjeva projekcija je po standardih IHO (International Hydrographic Organization) zahtevana za vse pomorske karte in jo bomo ohranili tudi za podro�je prikazovanja podmorske topografije v priobalnem pasu in na odprtem morju. Pri tem so upo�tevane pozitivne lastnosti te projekcije v zvezi z varnostjo plovbe in pomorsko navigacijsko prakso. Slovenski topografsko - kartografski sistem �e sedaj za razli�ne namene (predvsem voja�ke) postopoma uvaja pretiskovanje serij topografskih kart v Gauss-Kruegerjevi projekciji na Besselovem elipsoidu s pravokotno ali geografsko mre�o. Ti mre�i temeljita na elipsoidu GRS 80 oziroma na kartografsko prakti�no enakovrednem WGS 84 (World Geodetic System 1984). �e gre za pretis s pravokotno mre�o, se pri tem uporabi sistem UTM namesto Gauss-Kruegerjeve projekcije. Normativna uvedba novega dr�avnega koordinatnega sistema Glede na to, da je uvedba novega dr�avnega koordinatnega sistema naloga, ki se bo izvajala postopno in bo imela posledice na celotno dru�bo oziroma na vse proizvajalce in 47 uporabnike prostorskih podatkov, se je Sektor za geodezijo in kartografijo na Geodetski upravi Republike Slovenije Ministrstva za okolje, prostor in energijo Republike Slovenije odlo�il podpreti aktivnosti potrebne za prehod v nov dr�avni koordinatni sistem tudi na deklarativni ravni. Na osnovi opravljenih del v dr�avnem koordinatnem sistemu kot tudi drugih aktivnosti povezanih z dr�avnim koordinatnim sistemom je na predlog Komisije za Osnovni geodetski sistem Geodetska uprava Republike Slovenije pripravila Strategijo Osnovnega geodetskega sistema, ki med drugim vklju�uje tudi dokon�no odlo�itev o uvedbi novega geodetskega dr�avnega koordinatnega sistema Slovenije in navaja postopke, ki jih je potrebno opraviti do prehoda v nov dr�avni koordinatni sistem. Strategijo Osnovnega geodetskega sistema je v mesecu marcu leta 2004 potrdila tudi Vlada Republike Slovenije (Re�ek et al., 2004). Med poudarki iz Strategije OGS lahko omenimo deklarativno odlo�itev in zavezo Vlade Republike Slovenije, da bo podpirala vzpostavitev novega dr�avnega koordinatnega sistema Slovenije ter posledi�no zagotavljala potrebna sredstva, kar bo omogo�ilo kakovostno koordinatno povezavo na�ega ozemlja z Evropo. Zaklju�ek Obstoje�i, uradno veljaven dr�avni koordinatni sistem Slovenije predstavljajo tri skupine temeljnih geodetskih mre�: astrogeodetska oz. trigonometri�na mre�a, nivelmanska mre�a in gravimetri�na mre�a. Nov koordinatni sistem Slovenije pa bosta sestavljala ETRS89, ki bo zagotavljal horizontalno komponento, ter vi�inski sistem, ki bo povezan z EVRS in ki bo predstavljal vi�insko komponento koordinatnega sistema. Podatke v obstoje�em in novem koordinatnem sistemu je, ob prehodu v nov sistem, potrebno povezati med seboj. To povezavo lahko vzpostavimo z uporabo koordinat identi�nih to�k v obeh sistemih. Ta povezava mora biti �im bolj zvezna na celotnem obmo�ju dr�ave, zato mora biti �tevilo takih to�k kar se da veliko. Transformacija podatkov med sistemi pa ni zdravilo za neustrezno kakovost podatkov v obstoje�em sistemu. Ustrezno kakovost podatkov v novem koordinatnem sistemu lahko zagotovimo samo z novo geodetsko izmero v novem koordinatnem sistemu. Izvedemo jo lahko s klasi�no terestri�no geodetsko izmero ali z metodami izmere GNSS. S pojavom metod izmere GNSS, ki omogo�ajo pridobitev podatka o polo�aju �e med samim terenskim delom, predvsem pa z dokon�ano izgradnjo in operativnim delovanjem omre�ja SIGNAL, so vzpostavljeni pogoji za enostavno, kakovostno in hitro izvedbo nove detajlne geodetske izmere. Velik potencial pa je predvsem kombinacija obeh metod izmere Jasno nam je postalo, da bo naloga vzpostavitve in prakti�ne uvedbe novega dr�avnega koordinatnega sistema zahtevala ogromno dela, ki mora biti opravljeno zelo sistemati�no. Vse bolj postaja tudi o�itno, da dr�avni koordinatni sistem ni sam sebi namenjen, ampak je sestavni del vsakega podatka o polo�aju v prostoru, predstavljenega v kakr�nikoli obliki. Pridobivanje, obdelovanje in analiziranje prostorskih podatkov postaja vse bolj mno�i�no. Na razpolago imamo �tevilna orodja za tovrstna opravila, predvsem v obliki geografskih informacijskih sistemov, ki jih uporablja cela vrsta strok, ki se ukvarjajo s prostorom. Postaja pa vse bolj jasno, da sta izredno pomembna kakovost prostorskega podatka ter identi�nost osnov, na katere se podatki nana�ajo. Prostorski podatek izka�e svojo pravo vrednost �ele, ko je enoli�no vklju�en v obstoje�e prostorske evidence. Glede na to, da je dr�avna geodetska slu�ba zadol�ena za vzdr�evanje osnovne dr�avne geoinformacijske infrastrukture, je naloga vzpostavitve novega dr�avnega koordinatnega sistema ena od temeljnih nalog dr�avne geodezije v naslednjih nekaj letih 48 Zahvala: Prispevek je nastal kot rezultat dela na raziskovalnih projektih, ki jih je financirala Geodetska uprava Republike Slovenije, in v okviru raziskovalnega programa P2-227 �Geoinformacijska infrastruktura in trajnostni prostorski razvoj Slovenije� ARRS. Avtorji prispevka se obema zahvaljujejo za finan�no podporo. Literatura Altiner Y., Marjanovi� M., Medved M., Rasi� L., V: Pinter N., Grenerczy G., Weber J., Stein S., Medak D. The Adria microplate: GPS geodesy, tectonics and hazards, NATO Science Series, IV, Earth and Environmental Sciences, vol. 61. Dordrecht: Springer, cop., 257-267. Berk S., Duhovnik M., (2007), Transformacija podatkov Geodetske uprave Republike Slovenije v novi dr�avni koordinatni sistem, Geodetski vestnik. Berk, ., Kozmus, K., Radovan, D., Stopar, B. (2006). Planning and realization of the Slovenian permanent GPS network. AVN. Allg. Vermess.-Nachr., letn. 113, �t. 11-12, 383-387. Berk, S., Kumaduna, �., Marjanovi�, M., Radovan, D., Stopar, B. (2003). The Recomputation of the EUREF GPS Campaigns in Slovenia. V: Torres, J A (ur.), Hornik, H (ur.)..Report on the Symposium of the IAG Subcommission for Europe (EUREF) held in Toledo, 4 - 7 June 2003. Reports of the EUREF Technical Working Group (TWG) : International Association of Geodesy, Subcommission for Europe (EUREF), (Mitteilungen des Bundesamtes f�r Kartographie und Geod�sie, Bd. 33), (EUREF Publication, No. 13). Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamtes f�r Kartographie und Geod�sie, 132-149. Bilajbegovi�, A., Marchessini, C. (1991). Jugoslavenski vertikalni datum i preliminarno povezivanje nove Jugoslavenske nivelmanske mre�e s Austrijskom i Talijanskom. Geodetski list, 45 (7-9), 223-248. �oli� K., Ba�i� T., Petrovi� S., Pribi�evi� B., Ratkajec M., S�nkel H., K�htreiber N. (1992). New geoid solution for Slovenia and a part of Croatia, Proceeding IAG First Continental Workshop on the Geoid in Europe, Praga, 158-165. Denker H, Torge W, (1997). The european gravimetric quasigeoid EGG97 � an IAG supported continental enterprise. In: IAG Symp. Proceed., IAG Scient. Ass. Rio de Janeiro, Springer, Berlin. Denker, H. (2006): Das Europ�ische Schwere- und Geoidprojekt (EGGP) der Internationalen Assoziation f�r Geod�sie. Z.f.Vermessungswesen 131 (1), 1-10. Kasumovi�, M. (1950). Srednja razina Jadranskog mora i geodetska normalna nula. (4), 243-256. Jenko M. (1986). Dela na astronomsko-geodetski mre`i v letih 1975-1982, Institut GZ SRS.Jenko. Kocen, J. (2006). Analiza rezultatov transformacij med ETRS89 in dr�avnim koordinatnim sistemom na majhnem obmo�ju : diplomska naloga. Ljubljana, 128 str. Koler, B. (2006). Vertical Movements in slovenia from Leveling Data. V: Pinter N., Grenerczy G., Weber J., Stein S., Medak D. The Adria microplate: GPS geodesy, tectonics and hazards, NATO Science Series, IV, Earth and Environmental Sciences, vol. 61. Dordrecht: Springer, cop., 223-236. Koler, B., Kuhar. M., Medved, K., Mesner, N., Radovan, D. (2005). �tudija stanja del na gravimetri�ni mre�i v Republiki Sloveniji in predlog nadaljnjih el. Kon�no poro�ilo. Geodetski In�titut Slovenije. Koler, B., Medved, K., Kuhar, M. (2006). Projekt nove gravimetri�ne mre�e 1.reda Republike Slovenije. Geodetski vestnik, 50 (3), 451-460. Koler, B., Vardjan, N. (2003). Analiza stanja nivelmanskih mre� Republike Slovenije. Geodetski vestnik, 47 (3), 251-262. Kozmus, K., Stopar, B. (2007a). Navodila za uporabo spletne aplikacije za transformacije koordinatnih sistemov SiTraNet : v1.0. Ljubljana: Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, 19 str., ilustr. Kozmus, K., Stopar, B. (2007b). SiTraNet : v 1.0. Ljubljana: Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo,. CD-ROM. Windows. http://193.2.92.129. 49 Lavbi�, D. (2005). Analiza kakovosti metode v omre�ju SIGNAL ter kakovosti transformacij med ETRS89 in dr�avnim koordiantnim sistemom na obmo�ju Celja : diplomska naloga. Ljubljana, 112 str., graf. Prikazi. Mi�kovi�, D, Radovan, Dr, Berk, S, Stopar, B, Bilc, A. (2000). Osnutek strategije osnovnega geodetskega sistema za podro�je slovenskega omre�ja permanentnih postaj GPS. Ljubljana: Geodetski in�titut Slovenije, 129 str. Pesec P., Suenkel H., Erker E., Imrek I., Stangl G. (1997), Das Oesterresichische Geodynamische Bezugssystem AGREF, Realisierung und Ergebnisse, Einmalige Sonderaugabe des Instituts fuer Weltraumforschung der Oesterreichischen Akademie des Wissenschaften; Abteilung Satellitengeodaesie. Pribi�evi� B. (1999). Nov prera�un geoida Republike Slovenije, magistrska naloga. Ljubljana EUREF, 2003, Pridobljeno s spletne strani 20.10.2007: http://www.euref-iag.net/html/resolutions.html#Toledo Pribi�evi�, B. (2000). Uporaba geolo�ko � geofizi�nih in geodetskih baz podatkov za ra�unanje ploskve geoida Republike Slovenije. Doktorska disertacija. Ljubljana: Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo. Radovan, D. (2007). Slovensko omre�je referen�nih postaj GPS za natan�no dolo�anje polo�aja. V: Kozmus, K., Kuhar, M. Raziskave s podro�ja geodezije in geofizike 2006 : zbornik predavanj. Ljubljana: Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, 21-28. Radovan, D., Berk, S., Fegic, J., Ip�a, A., Klanj��ek, M., Mesner, N., Vrenko, D., Ambro�i�, T., Bogatin, S., Jaklji�, S., Kogoj, D., Koler, B., Kozmus, K., Kuhar, M., Lisec, A., Marjeti�, A., Pavlov�i� Pre�eren, P., Sav�ek-Safi�, S., Sterle, O., Stopar, B. (2006). Razvoj OGS 2006 : prehod na nov koordinatni sistem : kon�no poro�ilo. Ljubljana: Geodetski in�titut Slovenije, 222 str., ilustr.. Radovan, D., Berk, S., Stopar, B. (2004). Razvoj osnovnega geodetskega sistema : kon�no poro�ilo. Ljubljana: Geodetski in�titut Slovenije. Radovan, D., Klanj��ek, M., Berk, S., Stopar, B., Kozmus, K. (2005). Razvoj osnovnega geodetskega sistema : kon�no poro�ilo. Ljubljana: Geodetski in�titut Slovenije, 2 zv. Re�ek, J., Radovan, D., Stopar, B. (2004). Strategija osnovnega geodetskega sistema. Geod. vestn., let. 48, �t. 3, str. 288. Stopar, B, Kuhar, M. (1997). Astrogeodetska mre�a Slovenije in geoid. Astrogeodetic network of Slovenia and geoid. Geod. vestn., let. 41, �t. 2, 91-100; 101-110 Stopar, B, Kuhar, M. (2001). Moderni geodetski koordinatni sistemi in astrogeodetska mre�a Slovenije. Geod. vestn., let. 45, �t. 1-2, 11-26 Stopar, B. (1995). Sanacija astrogeodetske mre�e v Sloveniji z GPS meritvami : doktorska disertacija. Ljubljana, 132 str., 39 str. pril., graf. prikazi, tabele. Stopar, B., Koler, B., Kogoj, D., Sterle, O., Ambro�i�, T., Sav�ek-Safi�, S., Kuhar, M., Radovan, D. (2006). Geodetska dela na novi mareografski postaji Koper = Geodetic activities at the new tide gauge station Koper. Geod. vestn., letn. 50, �t. 4, 609-619. Stopar, B., Kuhar, A. (2003). Study of distorsions of the primary triangulation network of Slovenia. Acta geod. geophys. Hung., vol 38, (1), 43-52, ilustr. Stopar, B., Radovan, D., Berk, S., Bilc, A. (2002). Projekt izgradnje slovenskega omre�ja permanentnih GPS-postaj in vzpostavitve GPS-slu�be. V: Kuhar, M., Brilly, M. Raziskave s podro�ja geodezije in geofizike 2002 : zbornik predavanj. Ljubljana: Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, 73-80. Viler, B. (2007). Analiza rezultatov transformacij med koordinatnima sistemoma ETRS89 in D48 na obmo�ju Slovenske obale: diplomska naloga. Ljubljana, 75 str. Vrabec, M., Pavlov�i� Pre�eren, P., Stopar, B. (2006). GPS study (1996-2002) of active deformation along the Periadriatic fault system in northeastern Slovenia: tectonic model. Geol. Carpath. (Bratisl.), vol. 57, no. 1, 57-65. Weber J., Vrabec M., Stopar B., Pavlov�i� Pre�eren P., Dixon T., (2006) The PIVO-2003 experiment: a GPS study of Istria peninsula and Adria microplate motion, and active tectonics in Slovenia. V: Pinter N., Grenerczy G., Weber J., Stein S., Medak D. The Adria microplate: GPS geodesy, tectonics and hazards, NATO Science Series, IV, Earth and Environmental Sciences, vol. 61. Dordrecht: Springer, cop., 305-320 50 Kombinacija klasi�nih terestri�nih opazovanj in opazovanj GNSS v geodinami�nih raziskavah Oskar Sterle*, Bojan Stopar* Povzetek Osnovna koli�ina deformacij geodetske mre�e so ocenjeni vektorji hitrosti to�k, ki se jih lahko dolo�i le na podlagi ponovljenih izmer. V prispevku je prikazana obravnava geodetskega datuma obdelave ponovljenih izmer, kjer nastopajo razli�ni tipi opazovanj v razli�nih terminskih izmerah. Obdelava podatkov poteka v enem koraku v 4R prostoru, kjer se poleg koordinat ocenjuje tudi vektorje hitrosti to�k. Ocenjene vektorje se analizira z vidika prisotnosti datumskih informacij, z namenom dolo�itve vektorjev, ki ka�ejo le na relativne premike dolo�ene to�ke glede na ostale to�ke v geodetski mre�i. Uvod Osnovna koli�ina, iz katere dolo�imo deformacije geodetske mre�e, so ocenjeni vektorji premikov ali hitrosti premikov geodetskih to�k. Premike to�k lahko dobimo le na podlagi ponovljenih izmer v razli�nih terminskih izmerah. Ocena vektorjev hitrosti z zadovoljivo natan�nostjo je mo�na le s satelitskimi tehnikami, kot npr. GNSS (angl. Global Navigation Satellite Systems), kjer po uporabi prednja�i predvsem GPS (angl. Global Positioning System). Vendar pa je mo�no ocenjevati vektorje hitrosti to�k s satelitskimi tehnikami le kaki dve desetletji, s �imer lahko opi�emo le kratkoro�no geodinamiko obmo�ja. Za oceno dolgoro�nej�e geodinamike moramo uporabiti tudi starej�a klasi�na/terestri�na opazovanja. Vendar pa je potrebno biti pri teh opazovanjih previden, saj so ta opazovanja slab�e in nehomogene natan�nosti (Xu et al., 2000). Uporaba starej�ih klasi�nih opazovanj v kombinaciji z modernimi satelitskimi je mo�na le ob visoki natan�nosti satelitskih opazovanj in velikem �asovnem intervalu med opazovanji, ki lahko zna�a tudi ve� kot 100 let (Calais et al., 2000). Pri zdru�evanju razli�nih tipov opazovanj v razli�nih terminskih izmerah pa naletimo na problem geodetskega datuma. V velikih �asovnih intervalih med terminskimi izmerami ne moremo nobene to�ke obravnavati kot dane. Poleg tega razli�ne tehnike in razli�en in�trumentarij lahko realizirajo razli�ne datumske parametre oz. �e ve�, iste tehnike v razli�nih terminskih izmerah realizirajo razli�ne datumske parametre. Razli�ni avtorji so se na razli�ne na�ine lotili problema geodetskega datuma ponovljenih opazovanj. V prvem primeru deformacije geodetske mre�e dolo�imo na podlagi sprememb opazovanj in izravnave opazovanj in ocene koordinat to�k ne izvr�imo (Frank, 1966). Tako se geodetskega datuma ne obravnava. Obdelava, po drugi strani, lahko poteka na podlagi dolo�enega niza danih to�k, ki jih predpostavimo kot dane (Fujii, 2003; Hunstad in England, 1999). Ta dva pristopa sta bila uporabljena predvsem pri kotnih opazovanjih. V primeru uporabe tudi dol�inskih opazovanj so obdelavo izvr�ili na podlagi ene dane to�ke in enega danega azimuta (Bourne et al., 1998; Sue et al., 2000). Zadnja mo�nost je lo�ena obdelava po terminskih izmerah, kjer se posamezne rezultate s Kalmanovim filtrom * asist.mag. Oskar Sterle, univ.dipl.in�.geod., izr.prof.dr. Bojan Stopar, univ.dipl.in�.geod., UL, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, Jamova 2, 1000 Ljubljana 51 kombinira na nivoju normalnih ena�b. Geodetski datum je dolo�en preko psevdoopazovanj (Dong et al., 1998). Prispevek prikazuje geodetski pristop obdelave ponovljenih opazovanj v razli�nih terminskih izmerah z namenom ocene vektorjev hitrosti geodetskih to�k mre�e. Geodetska mre�a predstavlja poenostavljen model deformabilnega telesa. Ocenjeni vektorji hitrosti pa prikazujejo osnovno koli�ino, iz katere se izpelje deformacije geodetske mre�e. Deformacij se v prispevku ne obravnava na primeru geodetske mre�e, ampak le s stali��a zvezne mehanike. Prikazana je metoda zdru�evanja terestri�nih opazovanj in opazovanj GNSS ter lastnosti obdelave. Posebna skrb je posve�ena obravnavi geodetskega datuma mre�e v posameznih obdelavah in analizi ocenjenih vektorjev hitrosti to�k geodetske mre�e. Cilj obdelave so vektorji hitrosti, ki so geometrijsko smiselni, saj prikazujejo samo relativne spremembe polo�ajev to�k med seboj. Model obdelave je prikazan na podatkih Astrogeodetske mre�e Slovenije, na kateri so bile v zadnjih �tirih desetletjih izvedene tri razli�ne izmere, kotna in dol�inska izmera ter izmera GNSS. Deformacije telesa V nekem trenutku poljubno telo v prostoru zavzema neko lego in obliko. �e na telo deluje zunanja sila, se telo lahko premakne in zasuka. V takem primeru imamo druga�no lego telesa ob enaki obliki. Opis nove lege je mo�en preko kinemati�nih ena�b gibanja te�i��a in zasukov okoli te�i��a telesa. V primeru, da zunanja sila ne vpliva le na lego telesa v prostoru, ampak tudi na obliko, govorimo o deformacijah telesa in telo ozna�imo kot deformabilno telo (Srp�i�, 2003; Stanek in Turk, 1998). Osnova obravnave deformacij telesa sta dva koordinatna sistema, in sicer (Stanek in Turk, 1998): � Mirujo�i pravokotni kartezi�ni koordinatni sistem z osmi x', y' in z'. Ta koordinatni sistem je prostorski koordinatni sistem in koordinate x', y' in z' so prostorske koordinate. � Gibajo�i in deformabilni pravokotni kartezi�ni koordinatni sistem z osmi x, y in z. Ta koordinatni sistem je telesni ali materialni koordinatni sistem in koordinate x, y in z so telesne ali materialne koordinate. Koordinatni sistem je na telo pri�vr��en in se s telesom deformira. Slika 1 predstavlja obravnavano telo v za�etni (t = t0) in trenutni legi (t > t0). Prostorski koordinatni sistem je postavljen poljubno, medtem ko materialni koordinatni sistem izberemo tako, da le-ta v za�etni legi sovpada s prostorskim koordinatnim sistemom. Tako za za�etni trenutek t0 velja x = x', y = y' in z = z'. 52 Za�etna Slika 1 - Obravnava deformacije telesa preko za�etne in trenutne lege telesa Prostorski koordinatni sistem je ves �as deformiranja telesa mirujo�, medtem ko se telesni koordinatni sistem s telesom giblje in deformira. Poljubna to�ka A spremeni svoj polo�aj v prostorskem koordinatnem sistemu v polo�aj A', medtem ko v telesnem koordinatnem sistemu to�ka ne spremeni svoje lege (svojih telesnih koordinat). Osnovna ena�ba, iz katere definiramo deformacije telesa, je povezava poljubne to�ke A v poljubnem trenutku v prostorskem in telesnem koordinatnem sistemu. Povezava je dolo�ena z opisom polo�aja to�ke A' v prostorskem koordinatnem sistemu, z opisom polo�aja to�ke A v telesnem koordinatnem sistemu in vektorjem premika med obema to�kama v prostorskem koordinatnem sistemu, v obliki (Srp�i�, 2003; Stanek in Turk, 1998): r'(x,y,z) = r (x, y, z) + u(x, y, z) (1) Ena�ba (1) prikazuje povezavo med tremi vektorskimi polji. �e za vsa tri vektorska polja predpostavimo zveznost, odvedljivost in regularnost, se ohranja zveznost narave telesa in ena�ba opisuje deformacije trdnih teles, kjer so vse deformacije plasti�ne in zvezne (Stanek in Turk, 1998). Osnovna koli�ina opisa deformacij je deformacijski tenzor velikih deformacij 2. reda, ki ga ozna�imo z E in ima obliko: E Ex E E E xy E Ez xy E yz Ezz (2) Deformacijski tenzor je simetri�en, tako da ga v 3R prostoru dolo�a 6 parametrov. Tri koli�ine na diagonali predstavljajo merila specifi�nih sprememb materialnih vlakeh v smeri koordinatnih osi (normalne deformacije) (Stanek in Turk, 1998). Ostale tri izvendiagonalne koli�ine pa predstavljajo merila za spremembe pravih kotov koordinatnih osi (stri�ne deformacije) (Stanek in Turk, 1998). Ob predpostavki malih sprememb oblike telesa glede na dimenzijo telesa lahko definiramo deformacijski tenzor malih deformacij e in tenzor malih zasukov w. Tudi tenzor malih deformacij e je simetri�en. Diagonalni �leni neposredno prikazujejo specifi�ne spremembe materialnih vlaken telesa v smereh koordinatnih osi in izvendiagonalni �leni neposredno prikazujejo spremembe pravih kotov med koordinatnimi osmi. Tenzor malih 53 zasukov w je antisimetri�en in ga dolo�ajo samo trije elementi, ki prikazujejo male zasuke v okolici to�ke, kjer obravnavamo deformacije. Tenzorji 2. reda opisujejo matemati�ne ali fizikalne koli�ine, ki se s spremembo koordinatnega sistema ne spreminjajo. Neodvisnost tenzorja od premika koordinatnega sistema se imenuje translacijska invariantnost, neodvisnost od zasuka koordinatnega sistema se imenuje rotacijska invariantnost, skupaj pa obe definirata transformacijsko invariantnost. V primeru spremembe merila koordinatnega sistema pa tenzor ni invarianten. Sprememba merila se neposredno odra�a na komponentah tenzorja. Deformacije se neodvisno od koordinatnega sistema opi�e z glavnimi normalnimi in glavnimi stri�nimi deformacijami. Glavne normalne deformacije predstavljajo ekstremne vrednosti normalnih deformacij s pripadajo�imi smermi. Enako velja za glavne stri�ne deformacije, ki prikazujejo ekstremne vrednosti stri�nih deformacij s pripadajo�imi smermi. Glavne normalne in glavne stri�ne deformacije poi��emo s pomo�jo lastnih vrednosti tenzorja deformacij (Srp�i�, 2003; Stanek in Turk, 1998). Deformacije telesa lahko opi�emo v razli�nih koordinatnih sistemih (od pravokotnih do krivo�rtnih koordinatnih sistemih) in v poljubnih dimenzijah. V primeru deformacij geodetskih mre� ponavadi obravnavamo lo�eno horizontalno in vertikalno deformiranje. Geodetski datum in geodetska opazovanja Opis deformacij telesa je s stali��a matematike in zvezne mehanike dosleden in enoli�en. Osnova obravnave deformacij sta prostorski in telesni koordinatni sistem. V geodetski praksi pa v splo�nem ti dve koli�ini nista poznani in ju mora geodet dolo�iti sam. Osnova geodetske teorije in prakse pa so izvedena opazovanja in pravilna obravnava teh opazovanj. Cilj obdelave geodetskih opazovanj je ocena neznank v modelu, ki so najve�krat koordinate novih to�k v geodetski mre�i. Opazovanja so v splo�nem neodvisna od privzetega koordinatnega sistema, zato za oceno koordinat potrebujemo dolo�ene parametre, ki jim pravimo datumski parametri in dolo�ajo geodetski datum geodetske mre�e. Geodetski datum je strogo definiran kot niz parametrov, ki enoli�no povezujejo referen�no datumsko ploskev (referen�ni elipsoid) s telesom Zemlje (Stopar, 1995). Prakti�no pa geodetski datum geodetske mre�e dolo�ijo dane koli�ine in opazovanja. V prostorskih mre�ah (3R mre�e) potrebujemo 7 datumskih parametrov, in sicer tri parametre premika (tx, ty, tz), tri parametre zasuka (w x, w y, wz) in parameter merila (s). V ravninskih (2R) mre�ah imamo 4 datumske parametre (tx, ty, w, s ) in v vi�inskih (1R) mre�ah dva datumska parametra (tH, s). V primeru terestri�no opazovane geodetske mre�e je datum dolo�en preko danih to�k mre�e. V vsaki mre�i je mo�no enostavno dolo�iti defekt datuma geodetske mre�e in posledi�no �tevilo in tip koli�in, ki datum realizirajo. V splo�nem geodetski datum dolo�imo enoli�no. V primeru mre�e GNSS pa geodetski datum ni tako enostavno dolo�iti. Geodetski datum je dolo�en na dveh nivojih, in sicer z danimi polo�aji satelitov in z danimi polo�aji to�k v obdelavi. Vpliv predolo�enosti datuma se prepre�i z uporabo psevdoopazovanji v matemati�nem modelu. Poleg danih to�k pa dolo�ene datumske parametre definirajo oz. dolo�ijo tudi geodetska opazovanja. V ravninskem primeru (2R) imamo 6 tipov opazovanj, in sicer opazovane azimute a (smerne kote n), smeri b in kote q, horizontalne dol�ine d, vektorje GNSS Dr in absolutne polo�aje GNSS r. Preglednica 1 prikazuje datumske parametre, ki jih vsebuj e posamezen tip opazovanj. 54 tx y CO S v - - + - �,e - - - - d - - - + Ar - - + + r + + - - Preglednica 1 - Geodetska opazovanja v ravnini in pripadajo�e datumske informacije opazovanj Iz preglednice je razvidno, da terestri�na opazovanja lahko dolo�ijo le dva parametra (oo, s), medtem ko opazovanja GNSS lahko dolo�ijo vse datumske parametre. V odvisnosti od uporabljenega tipa opazovanj moramo tako dodatno zagotoviti razli�no �tevilo datumskih parametrov. Zagotovitev geodetskega datuma terestri�ne mre�e lahko poteka na 4 na�ine, in sicer: � Dolo�itev geodetskega datuma z zunanjimi opazovanji: Zunanja opazovanja so astronomska opazovanja, a jih v sedanjem �asu ne izvajamo ve� (predvsem zaradi enostavnej�ih in natan�nej�ih opazovanj GNSS). � Dolo�itev geodetskega datuma z minimalnim �tevilom vezi: Med neznanke uvedemo dolo�ene vezi, ki jih le-te morajo izpolniti. Premik mre�e dolo�imo z dvema vezema tako, da koordinati dolo�ene to�ke po izravnavi nimata popravka. Zasuk mre�e dolo�imo z vezjo tako, da se smer med dvema to�kama po izravnavi ne sme spremeniti. Merilo mre�e dolo�imo z vezjo tako, da se dol�ina med dvema to�kama po izravnavi ne sme spremeniti. � Dolo�itev geodetskega datuma z notranjimi vezmi � prosta mre�a: Pri prosti mre�i nobene izmed to�k ne definiramo kot dane, ampak geodetski datum realiziramo tako, da se cela mre�a po izravnavi ne premakne, zasuka in ne spremeni merila. � Dolo�itev geodetskega datuma s psevdoopazovanji: Psevdoopazovanja predstavljajo privzete vrednosti neznank, ki jim pripi�emo statisti�ne lastnosti oz. standardne odklone. Vsako psevdoopazovanje predstavlja dodatno ena�bo popravkov, kjer se opazovanje neposredno nana�a na neznanko. Obravnava geodetskih opazovanj v razli�nih terminskih izmerah Deformacije telesa prika�emo na podlagi poznanega vektorskega polja premikov, definiranega na obmo�ju telesa, za katerega predpostavimo zveznost, odvedljivost in regularnost. V geodetski praksi te vektorske koli�ine ne poznamo in jo sku�amo oceniti na podlagi ponovljenih geodetskih opazovanj. Poenostavitev vektorskega polja premikov poteka na dveh nivojih. Prvi nivo predstavlja prehod iz zveznega v diskretno, saj imamo opazovanja izvedena le na kon�nem diskretnem nizu geodetskih to�k. Drugi nivo predstavlja predpostavka o linearnih spremembah polo�ajev to�k v geodetski mre�i. Posledi�no tako za dolo�ena obmo�ja, kjer izvajamo geodetska opazovanja v razli�nih terminskih izmerah, predpostavimo homogene deformacije (deformacije so enake na celem obmo�ju). Skozi �as sta bila tip in predvsem natan�nost izvedenih opazovanj pogojena z razvojem tehnologije in informatike. V preteklosti se je najve� uporabljala triangulacija, saj je bilo mo�no kotna opazovanja izvesti z veliko vi�jo natan�nostjo kot dol�inska opazovanja. S pojavom elektroopti�nih razdaljemerov pa se je med to�kami geodetskih mre� za�elo 55 opazovati tudi dol�ine. Vendar pa je bila visoka natan�nost opazovanj omejena le na lokalni ali regionalni nivo. S pojavom GNSS pa je bilo mo�no z visoko natan�nostjo dolo�iti polo�aje geodetskih to�k tudi na globalnem nivoju. Natan�nost dolo�evanja polo�ajev to�k je pre�la mejo stabilnosti to�k in polo�aji morajo biti obravnavani v 4R prostoru. Ocenjevanje vektorjev premikov ali hitrosti se najve�krat izvaja na osnovi ponovljenih opazovanj GNSS, mo�no pa je tudi zdru�evanje terestri�nih opazovanj in opazovanj GNSS. Pri zdru�evanju terestri�nih in satelitskih opazovanj pa naletimo na dva problema. Prvi problem se nana�a na natan�nosti opazovanj. Starej�a klasi�na opazovanja so v splo�nem slab�e natan�nosti, kjer je ta natan�nost tudi nehomogena. Drugi problem pa se nana�a na geodetski datum. Geodetski datum geodetske mre�e dolo�ajo dane to�ke, a pri dalj�em �asovnem obdobju nimamo nobene dane oz. stabilne to�ke. Najve�ji problem pri zdru�evanju teh opazovanj je tako zagotovitev geodetskega datuma posamezne izmere geodetske mre�e. Posledi�no moramo tako pri obdelavi predpostaviti, da se lahko vsaka to�ka premakne. To dejstvo realiziramo tako, da funkcionalni model izravnave raz�irimo za nov tip neznank, in sicer vektorje hitrosti to�k geodetske mre�e. Z raz�iritvijo vektorja neznank pa se nam spremeni tudi geodetski datum. V primeru ocene samo koordinat to�k mre�e je geodetski datum (horizontalne) mre�e dolo�en s �tirimi parametri, medtem ko je v primeru ocene tudi vektorjev hitrosti le-ta dolo�en z osmimi parametri. Dodatni �tirje parametri predstavljajo spremembe parametrov geodetskega datuma skozi �as. Funkcionalni model izravnave nastavimo v smislu celovite obravnave geodetskih koli�in v obliki: \(t) = F(i( t), W(x(t), b, t)) (3) V ena�bi (3) nastopajo: j^ ( t ) �asovno odvisni vektor opazovanj velikosti nx1, x(t) �asovno odvisni vektor neznank velikosti u X1, W(x(t), b, t) �asovno in prostorsko odvisni te�nostni potencial, kjer vektor b modelira �asovne spremembe potenciala, F nelinearna funkcija, ki matemati�no povezuje vektorja x(t) in W(x(t), b, t) z vektorjem opazovanj 1(t). Ena�ba (3) opisuje povezavo med opazovanji ( ^ (t )) in neznankami (x(t)) v zemeljskem te�nostnem polju (3R prostor) v odvisnosti od �asa. Vi�inska komponenta polo�aja je v splo�nem dolo�ena slab�e kot horizontalni komponenti in se ne nana�a na isto referen�no ploskev kot horizontalni komponenti, zato vi�ine dolo�ujemo lo�eno (geometri�ni nivelman). Vpliv spremenljivega potenciala te�nostnega polja modeliramo z reduciranjem terestri�nih opazovanj iz fizikalnega v geometri�ni/ra�unski prostor. Polo�aj to�k geodetske mre�e v poljubnem �asovnem trenutku modeliramo z referen�nim polo�ajem v neki epohi (t0) in s pripadajo�im vektorjem hitrosti. Poenostavljen model tako lahko razvijemo v matri�no obliko ena�b popravkov: r(t) + Hx � Sx + \t-t0)-Ily Sv = f(t) <=> r(t) + BA=f(t) (4) Elementi ena�be (4) so: r( t ) vektor popravkov opazovanj velikosti n X1 (\(t) = l(t) + r(t) ), 56 B , B matriki koeficientov ena�b popravkov, v odvisnosti od vrednosti pribli�nih koordinat oz. pribli�nih vrednosti komponent vektorja hitrosti (velikosti nxux in nxuv, kjer je ux �tevilo koordinatnih neznank in uv �tevilo neznank hitrosti), B = |BX BVJ , os-0, ov vektorja popravkov pribli�nih vrednosti koordinat in hitrosti (A = [Sa S\\ , velikosti (nx+nu)x1), f(t) vektor odstopanj ena�b popravkov velikosti nx1, (f(t) = F{x + v-(t-t0))-l(t)). Vektor neznank (A) vsebuje popravke koordinat in popravke komponent vektorjev hitrosti. Koordinate se nana�ajo na neko referen�no epoho t0, medtem ko so vektorji hitrosti neodvisni od �asa. V ena�bi (4) lahko nastopajo razli�ni tipi opazovanj, od kotov, dol�in, vektorjev GPS do polo�ajev GPS, kjer za posamezen tip opazovanj sestavimo ena�be popravkov. Metoda najmanj�ih kvadratov nam poda popravke koordinat to�k v referen�ni epohi t0 s pripadajo�imi vektorji hitrosti. V obdelavi opazovanj imamo tri razli�ne mo�nosti obravnave geodetskega datuma. V primeru ocene samo koordinat to�k imamo klasi�no obdelavo geodetske mre�e, kjer nam polo�aji GNSS definirajo datum geodetske mre�e. Polo�aji so podani s standardnimi odkloni, geodetski datum je tako dolo�en s psevdoopazovanji. V primeru ocene dolo�enega �tevila vektorjev hitrosti (vsaj en vektor hitrosti in kve�jemu vsi razen dveh vektorjev) nam geodetski datum definirajo to�ke, na katerih ne ocenjujemo vektorjev hitrosti (predpostavimo da je hitrost teh to�k enaka ni�). V primeru ocene vseh to�k in vseh vektorj ev hitrosti to�k mre�e pa imamo defekt datuma in moramo oceno neznank dolo�iti z uporabo Moore-Penroseove psevdoinverzije. Ocenjeni vektorji hitrosti in geodetski datum V funckionalnem modelu geodetski datum dolo�ajo poleg danih to�k tudi opazovanja (glej Preglednico 1). Razli�ni tipi opazovanj skozi �as realizirajo razli�ne datumske parametre, tako po tipu kot tudi po vrednosti. Merilo dolo�eno iz dol�inskih in satelitskih opazovanj tako po vrednosti lahko ni enako. V ocenjenih vektorjih hitrosti lahko pri�akujemo spremembe datumskih parametrov skozi �as. Ocenjeni vektorji hitrosti (V) poleg pravih vektorjev hitrosti (v) lahko vsebujejo tudi nek skupen premik (v0), spremembo zasuka mre�e (vr) in spremembo merila med izmerami (vs). Z redukcijo ocenjenih vektorjev hitrosti za prisotne datumske informacije (v0, vr in vs) pridobimo geometri�no prave vektorje hitrosti (v), ki ka�ejo le na relativne spremembe polo�ajev to�k glede na ostale to�ke. Ti vektorji hitrosti prikazujejo premike to�k, ki so posledica deformiranja geodetske mre�e. Tako ocenjeni vektorji hitrosti predstavljajo vektorj e premikov pri izra�unu homogenih deformacij. Astrogeodetska mre�a Slovenije Astrogeodetska mre�a Slovenije je dolgo �asa predstavljala koordinatno osnovo Republike Slovenije. Mre�a izhaja �e iz leta 1808, ko jo je v okviru Avstroogrske monarhije za�el razvijati Cesarski in kraljevi voja�ko-geografski in�titut Dunaja. V 57 sedanjem �asu Astrogeodetsko mre�o nadome��a omre�je permanentnih postaj Slovenije imenovano SIGNAL. Astrogeodetska mre�a je sestavljena iz 46 to�k na obmo�ju Slovenije in delu Hrva�ke, ki sestavljajo 66 trikotnikov. Obliko Astrogeodetske mre�e prikazuje Slika 2. Slika 2 - Oblika Astrogeodetske mre�e Slovenije Na Astrogeodetski mre�i so bile v zadnjih �tirih desetletjih izvedene tri izmere. V letih 1963 in 1965 so bila izvedena kotna opazovanja, v letih 1975 in 1982 dol�inska opazovanja in v letih 1994 in 1996 opazovanja GPS. Terestri�na opazovanja (kotna in dol�inska) so bila izvedena na istih to�kah, medtem ko je bila satelitska izmera (GPS) ponovljena samo na delu to�k Astrogeodetske mre�e Slovenije. Terestri�na izmera je bila izvedena z namenom izbolj�anja natan�nosti polo�ajev to�k mre�e in definiranja merila mre�e. Opazovanih je bilo 222 smeri in 49 dol�in, kjer je bilo opazovanih 47 stranic in 2 diagonali. Smeri so bile opazovane z vseh to�k, medtem ko 5 to�k ni bilo vklju�enih v izmero dol�in. Teodolit, s katerim se je izvedla kotna izmera, je bil Wild T4, dol�inska izmera pa je potekala z dvema razdaljemeroma, in sicer AGA-Geodimeter M8 in AGA-Geodimeter 710 (Jenko, 1986). Izmera GNSS se je imenovala izmera EUREF (angl. EUropean REference Frame), s katero se je dolo�eval polo�aj to�k Astrogeodetske mre�e v evropskem koordinatnem sestavu ETRF89 (angl. European Terrestrial Reference Frame 1989). V skupaj treh izmerah je bilo vklju�enih 57 to�k, kjer so bile opazovane vse to�ka Astrogeodetske mre�e. Dodatno so bile opazovane �e nekatere geodinami�ne to�ke in trigonometri�ne to�ke drugega reda. Glede na terestri�no izmero je bila izmera EUREF ponovljena le na 33 to�kah. Vzrok je predvsem v uni�enju ali po�kodovanju stebrov, zato so na 13-ih to�kah izvedli nove stabilizacije to�k, ki pa ne le�ijo na identi�nih polo�ajih kot stare to�ke. 58 Obdelava opazovanj Astrogeodetske mre�e Slovenije Obdelava podatkov vseh izmer je potekala v dveh korakih. Najprej smo obdelali opazovanja GNSS iz leta 1995. Rezultat obdelave so bile koordinate to�k v koordinatnem sestavu ETRF89, ki smo jih pretvorili v Gauss-Kruegerjevo projekcijsko ravnino, s pripadajo�imi natan�nostmi. Obdelava je potekala s programskim paketom Bernese GPS-Software po korakih in priporo�ilih (Dach et al., 2007). Skupna obdelava terestri�nih in satelitskih opazovanj (fazna opazovanja) se v praksi ne izvaja, saj se opazovanja nana�ajo na dva razli�na prostora. Terestri�na opazovanja so izvedena v zemeljskem te�nostnem polju in so posledi�no tudi obremenjena s te�nostjo. Opazovanja GPS pa se nana�ajo na geometri�ni prostor in so neodvisna od te�nosti. Zdru�evanje terestri�nih in satelitskih opazovanj tako v praksi poteka na dva na�ina, z uvedbo psevdoopazovanj v matemati�ni model terestri�nih opazovanj ali s primerno (afino, podobnostno) transformacijo rezultatov lo�enih obdelav. Pred samo obdelavo terestri�nih opazovanj in satelitskih psevdoopazovanj je potrebno reducirati terestri�na opazovanja iz zemeljskega te�nostnega polja v ravnino projekcije. Redukcija se izvede na podlagi poznanih odklonov navpi�nice in geoidne ondulacije na posameznih to�kah. Reducirana terestri�na opazovanja v ravnini projekcije in pridobljena psevdoopazovanja so vhodni podatek za izra�un polo�ajev in vektorjev hitrosti to�k Astrogeodetske mre�e Slovenije. Ocena koordinat in vektorjev hitrosti V matemati�ni model vzamemo koordinate to�k v Gauss-Kruegerjevi projekciji s pripadajo�imi natan�nostmi in v projekcijo reducirane kote ter dol�ine med to�kami. V obdelavi je 46 to�k, kjer �elimo 33-im to�kam oceniti vektor hitrosti sprememb koordinat. Ostalim 13-im to�kam �elimo dolo�iti polo�aj samo s terestri�nimi opazovanji. V primeru AGM Slovenije ne ocenjujemo vseh vektorjev hitrosti na to�kah, zato nimamo defekta datuma mre�e. Geodetski datum koordinatam dolo�ijo ocenjene koordinate izmere EUREF (psevdoopazovanja), geodetski datum vektorjem hitrosti pa dolo�ijo vektorji hitrosti na to�kah, kjer le-teh ne ocenjujemo. Referen�na epoha koordinat je dolo�ena z izmero EUREF (1995). Opazovanim kotom smo priredili referen�no epoho 1964 (sredina opazovanj), prav tako tudi opazovanim dol�inam (epoha 1978). Referen�na epoha (t0) ocenjenih koordinat je bila izbrana za leto 1990. Slika 3 prikazuje ocenjene vektorje hitrosti na 33-ih to�kah Astrogeodetske mre�e Slovenije. 59 Slika 3 - Ocenjeni vektorji hitrosti na 33-ih to�kah Astrogeodetske mre�e Slovenije Hitrosti so pridobljene iz premikov to�k, dolo�enih preko polo�ajev v treh izmerah. A ker je dol�inskih opazovanj manj kot koordinat to�k, gre dejansko samo za dva polo�aja za vsako to�ko. Prvi polo�aj je dolo�en za leto 1964, kjer je merilo dolo�eno iz dol�inskih opazovanj za leto 1978, drugi polo�aj pa je polo�aj GNSS iz leta 1995 (2006). Hitrost je torej dolo�ena enoli�no. Natan�nost hitrosti sprememb polo�ajev za posamezno to�ko je dolo�ena preko natan�nosti polo�aja to�ke v letu 1964 in polo�aja GNSS. Ocena neznank je temeljila na sistemu nesingularnih normalnih ena�b, saj nismo ocenili vseh vektorjev hitrosti. Zaradi tega lahko v ocenjenih komponentah vektorjev hitrosti pri�akujemo spremembe datumskih parametrov med posameznimi izmerami. �e ocenimo vrednost datumskih parametrov v ocenjenih vektorjih hitrosti, dobimo parametre, ki so podani v Preglednici 2. Atx [mm/leto\ -1,1 � 0,3 At [mm/leto\ -0,6 � 0,3 Act) ['/leto] -0,0009 � 0,0011 As [ppm/leto\ 0,0198 � 0,0041 Preglednica 2 - Spremembe datumskih parametrov v ocenjenih vektorjih hitrosti Astrogeodetske mre�e Slovenije Glede na tip in �tevilo opazovanj lahko sklepamo, da je v ocenjenih vektorjih hitrosti prisotna vsaj sprememba merila. Glede na vrednosti iz Preglednice 2 to lahko potrdimo, saj je le sprememba merila statisti�no razli�na od ni�. Reducirani vektorji hitrosti, katerim odstranimo sistemati�ni del, prikazan v Preglednici 2, so prikazani na Sliki 4. 60 Slika 4 - Reducirani vektorji hitrosti Astrogeodetske mre�e Slovenije za prisotne spremembe datumskih informacij Ocenjeni vektorji hitrosti predstavljajo rezultat matemati�nega modela izravnave. Glede na dejstvo, da ne poznamo lokalne geodinamike posamezne to�ke, so mo�ni tudi premiki stebrov to�k, �esar pa nismo kontrolirali na terenu. Prikazani vektorji hitrosti tako verjetno ne opisujejo geodinamike Slovenije in je treba biti previden pri geodinami�ni analizi vektorjev. Zaklju�ki Deformacijski tenzor je transformacijsko invarianten, a odvisen od merila geodetske mre�e. Osnovna koli�ina, iz katere se dolo�ujejo deformacije geodetske mre�e, so premiki to�k, dobljeni na podlagi ponovljenih terminskih izmer na to�kah mre�e. Prikazani so princip dolo�evanja deformacij s stali��a zvezne mehanike in problemi, ki nastanejo v praksi s stali��a geodezije. V splo�nem ne poznamo ne prostorskaga ne telesnega koordinatnega sistema, zato ju moramo vzpostaviti sami. Nikoli tudi nimamo informacije o zveznem, odvedljivem in regularnem vektorskem polju premikov, ki je definirano za celo deformabilno telo, ampak le-to vektorsko polje predstavimo z diskretnim nizom ocenjenih vektorjev hitrosti na to�kah geodetske mre�e. Prikazana je metoda ocenjevanja vektorjev hitrosti to�k geodetske mre�e, ki predstavlja raz�iritev klasi�nega matemati�nega modela izravnave za nov niz neznank (vektorjev hitrosti). Najve�krat se vektorje hitrosti oceni na podlagi ve� terminskih izmer iste metode izmere, kot npr. GNSS. V dolo�enih primerih pa je nujno zdru�evanje razli�nih tipov opazovanj v razli�nih terminskih izmerah. V prispevku sta prikazana obravnava geodetskega datuma opazovanj in vpliv geodetskega datuma v obdelavi. Ocenjeni vektorji hitrosti so obremenjeni z razli�nimi realizacijami datumskih parametrov v posamezni terminski izmeri. Tako dolo�eni vektorji hitrosti ka�ejo na premike to�k, ki se dejansko niso zgodili. Datumsko obremenjene vektorje hitrosti je 61 potrebno reducirati za vplive sprememb datumskih parametrov v terminskih izmerah. Tako dobimo prave vektorje hitrosti, ki ka�ejo le na prave geometrijske premike to�k v mre�i. Predstavljena metodologija je bila uporabljena na primeru treh terminskih izmer razli�nih merskih tehnik na Astrogeodetski mre�i Slovenije. Geodetski datum je koordinatam to�k Astrogeodetske mre�e Slovenije dolo�en s psevdoopazovanji oz. ocenjenimi koordinatami to�k iz izmere EUREF. Vektorji hitrosti so bili dolo�eni na podlagi koordinat EUREF in dveh terestri�nih izmer, kjer pa je bila le kotna izmera izvedena z nad�tevilnimi opazovanji. Dol�ine same ne morejo dolo�iti koordinat vseh to�k v mre�i. Vektorji hitrosti so bili tako dolo�eni le na podlagi dveh izmer, kjer je bil geodetski datum teh vektorjev dolo�en s 13-imi to�kami, na katerih se vektorji hitrosti niso ocenjevali. Literatura Bourne, S. J., �rnad�ttir, T., Beavan, J., Darby, D. J., England, P. C., Parson, B., Walcott, R. I., Wood, P. R., (1998). Crustal deformation of the Marlborough fault zone in the South Island of New Zealand: Geodetic constraints over the interval 1982-1994. Journal of Geophysical Research, vol. 103, No. B12, Pages 30, 147-30,165 Calais, E., Galisson, L. St�phan, J.-F., Delteil, J., Deverchere, J., Larroque, C., Mercier Lepinay, B., Popoff, M., Sosson, M, (2000). Crustal strain in the Southern Alps, France, 1948-1998. Tectonophysics 318 (2000) 1-17 Collier, P. A., Eissfeller, B., Hein, G. W., Landau, H., (1988). On a four-dimensional integrated geodesy. Bull. Geod. 62 (1988) pp. 71-91 Dach, R., Hugentobler, U., Fridez, P., Meindl, M., (2007). Bernese GPS Software, Version 5.0. Bern, �vica, Astronomski In�titut Univerze v Bernu. Dong, D., Herring, T. A., King, R.W., (1998). Estimating regional deformation from a combination of space and terrestrial geodetic data. Journal of Geodesy (1998) 72: 200-214 Frank, F. C., (1966). Deduction of Earth strains from survey data. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 56 No. 1, pp 35-42 Fujii, Y., (2003). Detailed horizontal crustal movements associated with the 1923 Kanto earthquake as deduced from network adjustment of old data including the third order triangulation stations. Journal of Geodynamics 35 (2003) 457-469 Hunstad, I, England, P., (1999). An upper bound on the rate of strain in the Central Apennines, Italy, from triangulation measurements between 1869 and 1963. Earth and Planetary Science Letters 169 (1999) 261-267 Jenko, M., (1986). Dela na astronomsko - geodetski mre�i v letih 1975 - 1982. Raziskovalni projekt: Sistem geodetskih osnov SR Slovenije, Raziskovalna naloga: Temeljne triangulacijske mre�e v SR Sloveniji. Ljubljana, In�titut Geodetskega zavoda SRS. Mikhail, E. M., Ackermann, F. E., (1976). Observation and Least Squares. Harper & Row, New York Srp�i�, S., (2003). Mehanika trdnih teles. Ljubljana, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo. Stanek, M., Turk, G., (1998). Osnove mehanike trdnih teles. Ljubljana, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo. Sterle, O, 2007. Zdru�evanje klasi�nih geodetskih in GNSS-opazovanj v geodinami�nih raziskavah. Magistrska naloga. Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo Stopar, B.(1995). Sanacija astrogeodetske mre�e v Sloveniji z GPS meritvami. Doktorska disertacija, Ljubljana, Fakulteta za gradbeni�tvo in geodezijo, Univerza v Ljubljani. Sue, C., Martinod, J., Tricart, P., Thouvenot, F., Gamond, J.-F., Frechet, J., Marinier, D., Glot, J. - P., Grasso, J. -R., (2000). Active deformation in the inner western Alps inferred from comparison between 1972-classical and 1996-GPS geodetic surveys. Tectonophysics 320 (2000) 17-19 Van��ek, P., Krakiwsky, W., (1986). Geodesy: the Concepts, druga izdaja, Elsevier, Amsterdam Xu, P., Shimada, S., Fujii, Y, Tanaka, T., (2000). Geodynamical value of historical geodetic measurements: A theoretical analysis. Earth Planets Space, 52, 993-997 62 Pridelki soli v piranski komuni v �asu Maunderjevega minimuma Flavio Bonin*, Rudi �op** Povzetek Eno najve�jih odkritij v novodobni astronomiji je odkritje ciklov son�nih peg. Iz tega odkritja sledijo vsa dana�nja spoznanja o naravi Sonca, ki ima neposreden vpliv na Zemljo in na �ivljenje na njej. Zato so morale dr�ave, ki so obstajale ve� deset generacij, obvezno vklju�iti v svoj pravni red cikli�ne spremembe Sonca.V �lanku je predstavljeno pridobivanje morske soli v piranski komuni od leta 1637 do leta 1744, v �asu Bene�ke republike. Pridobivanje soli je odvisno od vremenskih sprememb v poletnem �asu. Ker je bila sol dr�avni monopol, je bila njena pridelava urejena s solnimi pogodbami med dr�avo in komuno. Pri tem pa so morale biti v pravne listine vklju�ene tudi cikli�ne spremembe, ki so povezane s spremembami na Soncu. Maunderjev minimum od leta 1645 do leta 1715 Nem�ki astronom Heinrich Schwabe (1789-1875) je leta 1843 objavil rezultate svojega ve�desetletnega vsakodnevnega spremljanja son�nih peg. Opazil je, da �tevilo son�nih peg nara��a in upada v neenakomernih ciklih, trajajo�ih pribli�no po 10 let (�op & Fefer, 2006). V �asu prvih astronomskih opazovanj Sonca s pomo�jo teleskopa je bilo v obdobju od leta 1645 do leta 1715 zabele�eno izjemno majhno �tevilo son�nih peg (Slika 1). Na osnovi astronomskih zapisov iz tistega obdobja je to �ele kasneje ugotovil angle�ki astronom Edward W. Maunder (1851-1928). V �asu Maunderjevega minimuma se je pojavilo �e zadostno �tevilo son�nih peg, da se na osnovi njihove razporeditve po letih da obnoviti son�ne cikle, dolge enajst let, ali Carringtonove son�ne cikle. V vsem tem �asu so se son�ne pege pojavljale le na ju�ni son�ni polobli, razen na koncu Maunderjevega minimuma, ko so se za�ele pojavljati tudi na severni polobli. Maunderjev minimum sovpada s pojavom male ledene dobe z zelo ostrimi in dolgimi zimami v Evropi in Severni Ameriki. Verjetno so bile v tistem �asu podobne vremenske razmere tudi v ostalih delih sveta. Podrobnej�e analize razli�nih astronomskih zapisov iz �asa Maunderjevega minimuma so pokazale, da se je v tistem obdobju Sonce vrtelo malo po�asneje, kot se vrti danes (Vaquero, et al., 2002; Javaraiah, et al., 2005). Dol�ina osnovnega son�nega ciklusa enajstih let je namre� osnovno �asovno obdobje dalj�im cikli�nim dogajanjem na Soncu. Tako subharmonsko dogajanje je bilo ugotovljeno iz sprememb aktivnosti polarnega sija in ima dol�ino nekaj �ez osemdeset let (Gleissberg, 1958). Ta cikel se razlaga s spremembo rotacije Sonca in njegove oscilacije okoli masne to�ke celotnega solarnega sistema. * mag. Flavio Bonin, Pomorski muzej "Sergej Ma�era" Piran, Cankarjevo nabre�je 3, 6330 Piran ** doc.ddr. Rudi �op, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za pomorstvo in promet, Pot pomor��akov 4, 6320 Portoro� 63 Slika 1: Povpre�no letno �tevilo son�nih peg od leta 1610 do leta 1995 Slovenska Istra kot del Bene�ke republike v 17. stoletju Slovenska Istra je bila od konca 13. stoletja pa do njenega propada del Bene�ke republike. Bene�ka republika (Republica de Venesia) je obstajala polnih enajst stoletij. Oblikovala se je v 7. stoletju in se ozemeljsko najbolj raz�irila v �asu �etrte kri�arske vojne (1202-1204). Njeno ukinitev je naznanila Napoleonova armada s prihodom na njene meje leta 1797, ki je bila nato tudi formalno potrjena z mirovno pogodbo v Leobenu 17. aprila 1797. Po tej pogodbi so bene�ke posesti v Istri in Dalmaciji pripadle habsbur�ki monarhiji. V prvih dveh desetletjih 17. stoletja so Uskoki �e vedno vpadali v Istro. Senjski Uskoki so to po�eli na osnovi dovoljenja habsbur�kega cesarja (Bonin, 1991; Romanin, 1912-1921). Senat Bene�ke republike je odlo�il, naj celotno podro�je severnega Jadrana in istrske obale ��iti dodatnih 12 ladij z albanskimi posadkami. Bene�ani so v boju proti Uskokom sodelovali z albanskimi vojaki, ker je takrat med Uskoki in Albanci vladala velika nestrpnost. V drugi �etrtini 17. stoletja se je stanje na severnem Jadranu umirilo. Ladij, ki so stra�ile istrsko obalo, je bilo manj. Najpomembnej�a naloga oboro�enih ladij je bilo prepre�evanje tihotapstva soli. Posebno pazljivo so morale nadzorovati ladje, ki so plule v Trst, zato je velikokrat prihajalo do sporov z avstrijskimi vladarji. V tem obdobju so se poslab�ali tudi odnosi med Bene�ko republiko in Tur�ijo, kar je privedlo do medsebojnih spopadov. Zaradi bojazni pred tur�kimi napadi so prebivalci Pirana leta 1645 popravili in obnovili mestno obzidje. Obzidja so utrdili tudi v Izoli in ostalih istrskih mestih. Zaradi vojne za Kreto pa so mesta morala svoje voja�ke obveznike poslati v Dalmacijo in Levant. Literatura in drugi viri za drugo polovico 17. stoletja omenjajo le nadome��anje po�kodovanih in potopljenih galej. Ni pa ve� podatkov o napadih gusarjev, piratov, 64 Uskokov ali Turkov. Voja�ke galeje so posve�ale vso pozornost zatiranju tihotapstva v istrski provinci in nadzor pomorske trgovine na severnem delu Jadranskega morja. Bene�ka republika je imela vse ve�je probleme s habsbur�kimi cesarji, ki so �e v 16. stoletju sku�ali prepre�iti svojim podanikom trgovanje z Bene�ko republiko in dose�i svobodno plovbo po Jadranskem morju. Habsbur�ki cesarji so razvijali svoji obmorski mesti Trst in Reko, sprva brez ve�jega uspeha (Bonin, 1991). Pridelovanje soli v piranski komuni Pridelovanje soli in trgovanje z njo je bilo v preteklosti ena izmed temeljnih gospodarskih dejavnosti piranske komune. Zaradi svoje pomembnosti je na�la pomembno mesto �e v prvih statutih, �e preden je Piran postal del Bene�ke republike (Bonin, 2001)[3]. Lastniki solnih polj so si s soljo zagotavljali dober in stalen zaslu�ek, zato so premo�nej�i me��ani in obrtniki le-te kupovali. Solna polja so kupovale tudi cerkvene ustanove, �eprav so jih obi�ajno dobile v zapu��inah. Slike 2: Prednja (levo) in prva stran (desno) solne pogodbe med Bene�ko republiko in piransko komuno iz leta 1562 Sol je bila v Bene�ki republiki dr�avni monopol in eden najpomembnej�ih temeljev dr�avne ekonomije ter vzrok za �tevilne vojne. Poleg tega, da so jo uporabljali kot eden najpomembnej�ih dodatkov jedem, je slu�ila tudi za konzerviranje hrane. Nadzor nad proizvodnjo in prodajo soli je imel bene�ki urad 'Magistrat za sol' (Magistrato dei sali). Ta je leta 1636 dolo�il za piransko komuno letno koli�ino pridelane soli na 5200 modijev (1 modij = 801 kg). Ta koli�ina je bila nato v veljavi do leta 1749, ko so limit ukinili. V vsem tem obdobju se velikost solin v piranski komuni ni bistveno spremenila. 65 Bene�ka vlada je s komunami sklepala pet-, deset- in na koncu tudi dvajsetletne pogodbe (Mercati di sali), s katerimi je urejala vso dejavnost v zvezi s soljo (Slika 2). Najstarej�a ohranjena solna pogodba, sklenjena med piransko komuno in bene�kim Magistratom za sol, je iz leta 1375. Solne pogodbe sta sklepala Magistrat za sol, ki je predstavljal bene�ko vlado, in Kolegij dvajsetih za sol (Consiglio dei XX savi, Colleggio dei XX del sal) s piranske strani. Kolegij so sestavljali lastniki solnih fondov, in sicer 13 patricijev in 7 me��anov. Seje je imel ve�krat letno, posebno pogoste pa so bile pred predlo�itvijo in podpisom nove solne pogodbe z bene�kim magistratom. Glavni predmet pogajanja je bila predvsem cena pridelane soli. Najve� solnih pogodb je bilo sklenjenih za obdobje desetih let. Obi�ajno je sedmino soli dobila komuna, petino pa lastniki solin. Sol sedmine in petine so smeli Piran�ani prodajati tovornikom, prepovedano pa jo je bilo prodajati po morju in jo preva�ati z ladjo. Po solni pogodbi so morali pobrano sol vsak dan prepeljati v javna skladi��a. �e to ni bilo mogo�e, so jo morali spraviti v solinarske hi�e in jo prepeljati v skladi��a, ko so bile vremenske razmere spet ugodne. Prepovedano je bilo sol pu��ati �ez no� v solnih bazenih. Zanimiv je �len solnih pogodb, ki dolo�a, da so morale vse ladje, ki so vplule na podro�je pred solinami, imeti za to potrebno dovoljenje. To dolo�ilo je veljalo tudi za oboro�ene galeje in vojake na manj�ih �olnih. Nadzor nad proizvodnjo soli, predvsem pa njenim skladi��enjem in prodajo na lokalnem nivoju, sta izvajala dva urada. Bene�ko republiko in njen Magistrat za sol je zastopal solni pisar, ki je hkrati tudi nadzoroval merilce soli. Piransko komuno, lastnike solnih fondov in solinarje so zastopali 'skontri', ob�inski funkcionarji, ki so bili voljeni vsako leto. Ti so bili obenem tudi �lani ob�inskega urada Resonata. Med obema uradoma so vladale stalne napetosti in nesoglasja. Solni pisar je imel ve�jo mo� in pooblastila, zato je to tudi velikokrat zlorabljal. Solinarji in lastniki solin so se stalno prito�evali nad delom solnega pisarja in njemu podrejenih merilcev. Nemalokrat je solni pisar v nasprotju s solnimi pogodbami in drugimi akti zaprl skladi��e in ni sprejemal soli, �eprav so na raztovor �akale polne ladje. �etev soli v piranski komuni od leta 1637 do leta 1744 V piranskem arhivu hranijo tudi podatke o koli�ini pridelane soli. Prvi podatek o pridelani soli je iz leta 1637. Podatki se nato nadaljujejo vse do leta 1685. Izjeme so leta 1657, 1658, 1663 in 1672, ko ni vpisanih podatkov. Po odhodu Giorgia Giraldija leta 1685, ki je bil dolga leta solni pisar, se kon�a sistemati�no navajanje teh podatkov. V 18. stoletju pa sta pomembna podatka o pridelani soli za dve petletni obdobji (1730-34, 1735-39). V vsem tem �asu je bilo v piranskih solinah dovoljeno pridelati letno 5200 modijev ali 26000 modijev v obdobju petih let. �e v enem letu niso pridelali dogovorjene koli�ine, so jo lahko v naslednjih letih pridelali ve� in s tem dosegli dogovorjeni limit. V obdobju 1637-1646 so piranski solinarji presegli pridelek za 3453 modijev. Po podatkih pa so v naslednjih treh desetletjih pridelali precej manj od dogovorjenega. Tudi v desetletnem obdobju 1730-1739, ko so pridelali 42497 modijev soli, niso dosegli dovoljene koli�ine pridelka. Na enem solnem polju je bilo dovoljeno pridelati po 2 modija soli. V letih 1637, 1659 in 1685 pa so pridelali po 4 modije. Da bi proizvodnjo omejili, so prepovedali vsakodnevno pobiranje soli in omejili to delo na vsak drugi, tretji ali celo �etrti dan. Tako so na primer �e pred za�etkom solne sezone maja leta 1707 izdali odlok, s katerim so piranskim solinarjem ukazali pobiranje soli vsak tretji dan. S tem ukrepom so hoteli tudi izbolj�ati kakovost soli. �e so solinarji pridelali �e dovolj soli, so pobiranje prepovedali �e po 20. 66 avgustu. �e so bila solna skladi��a polna in so solinarji imeli pridelane preve� soli, so odve�no sol zmetali v morje. V primeru, da je soli primanjkovalo, so solno sezono podalj�ali �e v september. Slika 3: Letni pridelek soli v solinah piranske komune, �tevilo son�nih peg in cena soli po solni pogodbi v obdobju od leta 1637 do leta 1685 Najbolj�e letine so bile v letih 1637 (10078 modijev), 1659 (10155 modijev), 1683 (10522 modijev) in 1685 (10537 modijev). Leta 1718 naj bi celo pridelali okoli 12000 modijev soli. Najslab�e letine so bile v letih 1649 (259 modijev), 1650 (1219 modijev), 1652 (1697 modijev), 1675 (1747 modijev) in 1677 (1530 modijev). Glavna vzroka za slabe letine sta bila predvsem dva: slabo vzdr�evanje solin, tako solnih polj kot obrambnih nasipov, in neugodne vremenske razmere. Tako sta Domenico in Bernardino Caldana 21. septembra 1675 prosila magistrat za 500 dukatov posojila za ureditev solnih polj. V pro�nji sta navedla, da so bile zadnje solne sezone zelo slabe, malo pa sta pridelala tudi olja in vina. Velikost solnih fondov in kristalizacijskih povr�in v solinah piranske komune se v 17. in 18. stoletju ni spremenilo. Letne koli�ine pridelane soli za obe obravnavani obdobji, za kateri hrani podatke piranski arhiv, so grafi�no predstavljene skupaj s povpre�nim letnim �tevilom son�nih peg (Sunspot Numbers, 2007) in s ceno soli na modij v italijanskih lirah (Bonin, 2001). Prvo obdobje (Slika 3) od leta 1637 do leta 1685 obsega prvo polovico Maunderjevega minimuma (1645-1715). Za drugo obdobje od leta 1718 do leta 1744 (Slika 4) so na razpolago manj natan�ni podatki in obsega �as takoj po kon�anem sedemdesetletnem son�nem ciklu zelo majhnega �tevila son�nih peg. Glede na predhodno obdobje se je proizvodnja soli v petih pogodbenih letih ve� kot podvojila. Zelo zna�ilna je sprememba cene soli kot dr�avnega monopola Bene�ke republike. Na samem za�etku Maunderjevega minimuma se je njena cena dvignila dvakrat: leta 1650 za 13,7 % in leta 1664 �e za dodatnih 10,6 %. Kon�na cena 19 lir za modij soli je nato veljala �e za ves 67 preostali �as petdesetih let z zelo majhnim �tevilom son�nih peg. Takoj po za�etku pojava ve�jega �tevila son�nih peg leta 1721 pa je cena soli padla na 14,2 lire ali za polnih 25,3 %. Slika 4: Letni pridelek soli v solinah piranske komune, �tevilo son�nih peg in cena soli po solni pogodbi v obdobju od leta 1718 do leta 1744 Za matemati�no dolo�itev korelacije med letno koli�ino pridelane soli v solinah piranske komune in povpre�nim �tevilom son�nih peg v enem letu bi morali biti na razpolago podatki o proizvodnji soli v dalj�em �asovnem razdobju. Predvsem bi bili pomembni podatki iz obdobja po kon�anem Maunderjevim minimumu, ko je Sonce ogrevalo Zemljo �e z dodatnimi izbruhi iz son�nih peg. Zaklju�ek Zakonodaja Bene�ke republike je slonela na rimski zakonodaji in je imela tudi podobno strukturo. Na gr�ko-rimski zakonodaji so temeljile tudi uvedene kazni. Za analitike v takratnem �asu je bila vzorna tako pravna kot tudi gospodarska ureditev Bene�ke republike. Dolg obstoj pa ji je zagotovila tudi njena zelo nevtralna zunanja politika (Bonin, 2005). Za bene�ko ekonomsko politiko je bilo zna�ilno, da ni dopu��ala vi�ka kakr�negakoli trgovskega blaga. Skrbno so pazili na svoje monopole in vzdr�evali njihovo stalno ceno. Vse to je zahtevalo dobro organizirano vojsko in dr�avno administracijo, ki je bila uvedena tudi na podro�je pridobivanja in porabe soli. Letna koli�ina porabljene soli za osebno potro�njo posameznega dr�avljana Bene�ke republike je bila natan�no dolo�ena, prav tako tudi koli�ina potrebne soli za opravljanje posamezne gospodarske dejavnosti. Z dr�avnim odlokom je bila na primer dolo�ena koli�ina soli za soljenje posameznih vrst rib. Pridelovanje morske soli, zelo pomembnega tr�nega blaga Bene�ke republike, je bilo odvisno od vremenskih razmer v poletnem �asu. Zato je bila pridelava soli regulirana s 68 solnimi pogodbami med dr�avo in proizvajalci. Da je cena soli ostala v dalj�em obdobju nespremenjena in temu primerno urejena tudi proizvodnja soli, so bile prve solne pogodbe sklenjene za obdobje petih let. V naslednjih solnih pogodbah se je obdobje njihove veljave podalj�alo najprej na deset let in na koncu na dvajset let. Glede na takratne gospodarske razmere in zastavljene cilje je morala Bene�ka republika slediti s svojimi pravnimi akti naravnim ciklom, ki jih narekuje Sonce: letu, ciklu son�nih peg, magnetnemu ciklu in vsem anomalijam v njih. Literatura Bonin, Flavij. Vloga voja�kih ladij v primorskih mestih v 16. in 17. stoletju. Annales (Koper), 1991, vol. 1, no. 1, p. 111-120. Bonin, Flavij. Proizvodnja soli v piranskih solinah od 16. do druge polovice 18. stoletja. Annales (Koper), Ser. hist. sociol., 2001, vol. 11, no. 1=24, p. 93-104. Bonin, Flavij. Vloga bene�kih funkcionarjev v primorskih mestih v 16. in 17. stoletju. Magistrska naloga. Izola, Ljubljana: Univerza v Ljubljani; Filozofska fakulteta; Oddelek za zgodovino, 2005. �op, Rudi. Fefer, Du�an. Nature of Earth`s magnetic field and its application for commercial flight navigarion. Edited by Jean L. Rasson and Todor Delipetrov. Geomagnetics for Aeronautical Safety: A Case Study in and around the Balkans. NATO Security through Science Series / NATO Security through Science Series C: Environmental Security. Editors Jean L. Rasson and Todor Delipetrov. 1 edition. Dordrecht (NL): Springer, 2006, str. 115-126. ISBN: 1402050240. Gleissberg, W. The 80-year sunspot cycle. Journal of the British Astronomical Association, 1958, n.68, p.150. Javaraiah, J. Bertello, L. Ulrich, R. K. Long-Term Variations in Solar Differential Rotation and Sunspot Activity. Solar Physics, 2005, no.232, p.25�40. Romanin, Samuele. Storia documentata di Venezia. Reprint of first edition 1858-61. In Italian language. Venezia: G. Fuga, 1912-1921. Sunspot Numbers [online]. Boulder (US,CO): National Geophysical Data Center NOAA, updated October 24, 2007 [cited 2.11.2007]. Available from Internet: . Vaquero, J. M. Sanchez-Bajo F. Gallego M. C. A Measure of the Solar Rotation During the Maunder Minimum. Solar Physics, 2002, n. 207, p.219�222. 69 70 Magnetne nevihte in njihov vpliv na navigacijo Rudi �op*, Andrej Bilc**, Samo Begu�, Du�an Fefer***, Dalibor Radovan Povzetek Predstavljena je narava son�nega in zemeljskega magnetnega polja, njuna medsebojna povezava in njune anomalije. Cikli �tevila magnetnih neviht so enaki ciklu �tevila son�nih peg. Izbruhi na Soncu, ki izhajajo iz son�nih peg, pove�ujejo son�ni veter in tako vplivajo na magnetno polje Zemlje in na njeno atmosfero. Kot primer te povezave je opisana najve�ja magnetna nevihta iz zadnjih dveh son�nih ciklov, ki je trajala od 28. oktobra do 2. novembra 2003. Da je navigacija uspe�na, je potrebno upo�tevati tudi vse spremembe, ki jih na Zemlji povzro�ajo spremembe na Soncu. Son�ni cikli Nem�ki astronom Heinrich Schwabe (1789-1875) je leta 1843 objavil rezultate svojega ve�desetletnega vsakodnevnega spremljanja son�nih peg. Opazil je, da �tevilo son�nih peg nara��a in upada v neenakomernih ciklih, trajajo�ih pribli�no po 10 let. Tudi �irina podro�ja, v katerem se te pege pojavljajo, se �iri in kr�i. V bli�ini vrha takega son�nega cikla se v okolici son�nih peg spro��a velika koli�ina energije v obliki �arkov X, radijskih valov in zelo hitro potujo�ih oblakov plazme. Ti oblaki plazme na Zemlji povzro�ajo magnetne nevihte. Izbruhe plazme na Soncu spremljajo nenadni bleski (solar flares). Prva opazovanja son�nih bleskov je s pomo�jo teleskopa opravil angle�ki astronom Richard C. Carrington (1826-1875). Na osnovi opazovanja gibanja son�nih peg je tudi odkril, da se Sonce vrti razli�no hitro, odvisno od solarne �irine. Sonce opravi popoln obrat okoli svoje osi glede na Zemljo pribli�no v sedemindvajsetih dneh. Pri tem se njegov ekvatorialni predel vrti hitreje kot pa polarni. Ta neenakomernost v vrtenju skupaj z gibanjem plazme iz notranjosti Sonca proti povr�ini je osnova za razlago nastanka njegovega magnetnega polja (�op & Fefer, 2006). Sonce je po tej razlagi velik magnetni dinamo, ki zaradi nesimetrije �iri svoje magnetno polje v interplanetarni prostor. Podro�ja na povr�ini sonca s pove�ano gostoto magnetnega polja se v vidni svetlobi zaznajo kot son�ne pege. Iz �e ne pojasnjenega razloga lahko mo�no magnetno polje v posamezni son�ni pegi upo�asni prehod toplote, zaradi �esar je son�na pega hladnej�a od svoje okolice. Mo�nej�e in bolj nehomogeno magnetno polje Sonca nastaja ob ve�jem �tevilu son�nih peg. Enajstletni cikel son�nih peg, ki pozna le pozitivne amplitude, se pribli�no pokriva s ciklom magnetnega polja Sonca ali Halejevim ciklom. Skupaj s svojimi sodelavci je ta cikel odkril George Ellery Hale (1868-1938), graditelj astronomskega observatorija na gori Palomer v Kaliforniji. Son�ev magnetni cikel ima pozitivne in negativne amplitude, kar pomeni zaporedno menjavanje magnetnih polov vsakih enajst let. Magnetni poli Sonca se postavijo ponovno v za�etno lego po dveh takih menjavah. * doc.ddr. Rudi �op, Fakulteta za pomorstvo in promet Portoro�, Pot pomor��akov 4, 6320 Portoro�; ** Andrej Bilc, univ.dipl.in�.geod., 2B geoinformatika d.o.o., Parmova 14, 1000 Ljubljana; *** dr. Samo Begu� in prof.dr. Du�an Fefer, Fakulteta za elektrotehniko, Laboratorij za magnetna merjenja, Tr�a�ka 25, 1000 Ljubljana; **** mag. Dalibor Radovan, univ.dipl.in�.geod., Geodetski in�titut Slovenije, Jamova 2, 1000 Ljubljana. 71 V �asu popolnega son�nega mrka se opazita druga�e slabo vidni zunanji plasti Sonca: rde�kasta kromosfera in nad njo v �arke oblikovana korona. Na podro�jih son�nih peg kot tudi na magnetnih polih so ti �arki vidno pod vplivom mo�nih magnetnih polj. Fotosfera, vidno podro�je solarne povr�ine, dosega temperaturo okoli 6000 K. Korona, ki le�i nekaj tiso� kilometrov nad fotosfero, pa dosega temperaturo preko 2.106 K in gostoto delcev 1014 m-3. Za ta pojav �e ni zadovoljive razlage. Zgornja plast Sonca se namre� ne obna�a po pravilih obi�ajnega prenosa toplote (Stern & Peredo, 2003). Slika 1: Fotografiji Sonca iz vesoljske sonde SOHO: izbruh materije v koroni 20. 04. 1998 (levo) in son�na korona dne 19. 09. 2000 pri 2.106 K (desno) (Berghmans, et al., 2000) V nekaterih primerih nastanejo na Zemlji magnetne nevihte in mo�no pove�anje sipanja osnovnih delcev iz Sonca tudi brez predhodnega pojava son�nih bleskov. Nad posameznim podro�jem son�nih peg se v takem primeru ustvari motnja v obliki balona, ki se z oddaljevanjem od svojega izvora vse bolj �iri. Taki izbruhi materije v son�ni koroni (coronal mass ejection, CME) so bili odkriti s pomo�jo kamer na vesoljskih sondah konec sedemdesetih let prej�njega stoletja (Slika 1). Zemeljsko magnetno polje Zemeljsko magnetno polje se na�rtno prou�uje v geomagnetnih observatorijih ve� kot stoletje in pol. Zadnja tri desetletja se meri tudi s pomo�jo vesoljskih sond. Odkrivajo se lastnosti notranjih in zunanjih izvorov zemeljskega magnetizma. Podatke o njegovih spremembah v preteklih geolo�kih obdobjih nam posreduje remanen�ni magnetizem kamenin, lon�enine in podobnih predmetov, ki so se namagnetili med njihovim ohlajanjem (Jarrard & Sclater, 1974; Mankinen & Wentworth, 2003). Zemlja se od vseh notranjih planetov son�nega sistema vrti najhitreje. En obrat napravi v 23 urah in 56 minutah glede na zvezde stalnice oziroma v 24 urah glede na Sonce. Ima povpre�ni polmer 6371,2 km. Njeno jedro v stanju plazme zavzema ~84 % celotnega volumna, zunanja teko�a lupina pa ostalih ~16 %. Teko�a lupina predstavlja ~36 % celotne mase Zemlje in jo sestavljajo v glavnem kovine. Toplotna energija, ki se spro��a pri njenem ohlajanju, se odvaja v interplanetarni prostor s pomo�jo prevajanja in konvekcije. 72 Do danes se je zaradi ohlajanja strdila zunanja skorja, ki predstavlja vsega ~4 % volumna celotne teko�e zunanje lupine. Slika 2: Model vertikalne komponente magnetnega polja na povr�ini Zemlje NGDC-720 (Geomagnetism, 2006) Zunanja teko�a lupina zemlje je toplej�a od temperature 1043 K, nad katero �elezo izgubi svoje feromagnetne lastnosti. Zato nastaja magnetno polje Zemlje samo zaradi elektri�nih tokov, ki te�ejo v njeni raztaljeni lupini. Konvekcijski tokovi v zunanji teko�i lupini povzro�ajo pretakanja ioniziranega materiala in so zato sestavni del magnetnega dinama. Poleg tega pa povzro�ajo tudi premikanje tektonskih plo�� (Kious & Tilling, 1996). Zaradi razlike v gostoti in zaradi nesimetri�nih konvekcijskih tokov teko�a lupina �e dodatno samostojno niha, zaradi �esar se s �asom premika tudi zemeljsko magnetno polje (Russell & Luhmann, 1997). Danes je dejanski ju�ni magnetni pol zemlje na severni polobli in se premika proti zahodu. Spremembe magnetne polaritete na severni polobli so se pred 60 milijoni let dogajala na vsakih 500 tiso� let. Pred 10 milijoni let so te spremembe postale trikrat pogostej�e in se dogajajo na pribli�no vsakih 150 tiso� let. Pribli�ek dejanskemu magnetnemu polju Zemlje je magnetno polje, ki bi ga ustvarjal magnetni dipol v njenem sredi��u. Kjer magnetna os tega dipola prebada zemeljsko povr�ino, sta njena geomagnetna pola. Danes sta ta dva pola nagnjena za pribli�no 11,3� glede na os rotacije Zemlje. Le v primeru, da bi bilo njeno resni�no magnetno polje dipolno, bi se njena geomagnetna pola pokrivala z njenima magnetnima poloma, dejansko pa ti dve skupini polov le�ita na razli�nih krajih (Slika 2). Zemeljska magnetna pola sta tam, kjer je inklinacija magnetnega polja 90� na severnem magnetnem polu in -90� na ju�nem magnetnem polu. Ta dva pola se premikata neodvisno eden od drugega. Trenutno 73 je ju�ni magnetni pol bolj oddaljen od ju�nega geografskega pola, kot pa je severni magnetni pol oddaljen od severnega geografskega pola. Spremembo magnetnega polja Zemlje se lahko opi�e s sferi�no harmoni�no vrsto, ki je re�itev Laplace-ove ena�be. V tej ena�bi so zajeti le notranji izvori magnetnega polja in so predstavljeni s sekularnim magnetnim potencialom V(r,j,l,t), katerega gradient sestavljajo tri osnovne vektorske komponente. n (R n+1 V(r,(pM) = RYJY\\ [gnm (t)cosmA + hnm (t)sinmA]Pnm(cosQ) n=1 m=0 - gnm, hnm ... Gaussovi koeficienti - Pnm(cosQ) ... pridru�ena Legendrova funkcija z normalizacijo po Schmidt-u - Geografske komponente Zemlje so: povpre�ni polmer R, razdalja od njenega sredi��a r, zemljepisna dol�ina l in Q = 90�-j (co-latitude), pri �emer je j zemljepisna �irina - Stopnja in red sferi�ne harmoni�ne vrste dolo�ata koeficienta n in m. Normalizacija pridru�ene Legendrove funkcije, narejena po Schmidtu, je priporo�ena normalizacija za standardni matemati�ni opis magnetnega polja Zemlje IGRF (International Geomagnetic Reference Field) (Geomagnetism, 2006). Prevladujo�i sferi�ni harmoni�ni koeficient prve stopnje n = 1 in nultega reda m = 0 predstavlja magnetni moment vzdol� zemeljske rotacijske osi. Procesija tega magnetnega momenta je opisana s kombinacijo �e drugih �lenov te stopnje. Observatorij Koda Geografska �irina Panagjurishte PAG 40,6�N Ebro EBR 40,8�N L'Aquila AQU 42,4�N Grocka GCK 44,6�N Tihany TIH 46,3�N Chambon-la-Foret CLF 50,1�N Belsk BEL 50,2�N Niemegk NGK 54,1�N Wingst WNG 54,5�N Brorfelde BFE 55,6�N Tabela 1: Evropski geomagnetni observatoriji na srednjih geografskih �irinah Matemati�ni model zemeljskega glavnega magnetnega polja IGRF je na �iroko uporabljen pri prou�evanju zemeljske notranjosti, njene skorje ter ionosfere in magnetosfere. Podaja letne spremembe geomagnetizma (secular variation) s predpostavko, da so te spremembe v obdobju petih let linearne. Najnovej�a oblika tega matemati�nega modela IGRF - 10 (revised 2005) je stopnje nmax = 13 in podaja izhodi��no stati�no obliko modela na 0,1 nT natan�no. Omogo�a napoved letne sekularne spremembe za petletno obdobje s stopnjo nmax = 8 z natan�nostjo 0,1 nT na leto. Mo� sekularnega magnetnega potenciala je v zadnjih �tiristo letih, odkar se meri (Tabela 1), padla za 20 %. Trenutno se zemeljski magnetni pol pomika proti zahodu s hitrostjo 0,1� in odmika od severnega geografskega pola proti jugu za 0,02� na leto (Wei & Xu, 2003; Rangarajan & Barreto, 2000). Da ostajajo vrednosti Gaussovih koeficientov tudi prakti�no uporabne za ve�ino namenov, morajo biti ponovno izmerjene najmanj vsakih dvajset let. Merjenje sferi�nih harmonskih koeficientov ni pomembno samo za dolo�evanje sekularnih sprememb temve� tudi za dolo�evanje lastnosti zemeljskega magnetnega 74 dinama. Za celoten vpogled v njegove lastnosti so poleg magnetnih meritev na povr�ini Zemlje v ob�asnih to�kah merjenja (repeat stations) pomembne tudi magnetne meritve s pomo�jo vesoljskih sond na nizkih orbitah. Ta skupina magnetnih meritev se dopolnjuje s potresnimi meritvami v mre�i seizmolo�kih opazovalnic. �eprav sta ti dve skupini meritev iz dveh lo�enih podro�ij in razli�nih fizikalnih osnov, oblikujeta skupni rezultat: spremembe na magnetnem dinamu Zemlje. Spremembe zemeljskega magnetnega polja Vektor zemeljskega magnetnega polja se spreminja s �asom in s krajem. Spremembe magnetnega polja Zemlje se v dolo�enih obdobjih odvijajo enakomerno in pravilno, zato se lahko tem spremembam dolo�i zakonitost. Obstajajo pa obdobja, v katerih se amplituda in perioda neprestano spreminjata. Na osnovi observatorijskih meritev so najprej dolo�ene normalne vrednosti geomagnetnega polja. To so letne srednje vrednosti, dolo�ene za dalj�e merilno obdobje, kot je na primer en son�ni cikel. Normalna gostota magnetnega polja v Sloveniji je nekaj ve� kot 47000 nT (Weyand, 1984). Slika 3: Son�ni cikli (polna �rta) in letno �tevilo geomagnetnih neviht (stolpci) (The Earth's Magnetic Field, 2007) S pomo�jo statisti�ne analize so iz merilnih podatkov posameznega geomagnetnega observatorija nato dolo�ene spremembe magnetnega polja Zemlje, ki imajo svoj izvor v Zemlji ali na njeni povr�ini. Spremembe zunanjega izvora imajo svoje poreklo v spremembi aktivnosti Sonca, spremembi njegovega magnetnega polja in v son�nem vetru. Razdeli se jih lahko v ve� razli�nih razredov glede na njihovo obliko in velikost. Spremembe magnetnega polja, izmerjene v magnetno mirnih dneh, dolo�ajo stalno dnevno spremembo magnetnega polja Zemlje. Periodi�ne spremembe te vrste z dol�ino enega 75 solarnega dne se imenujejo stalna dnevna sprememba SR. Ker je to osnovna oblika, ki dolo�a geomagnetno aktivnost, se pri obravnavanju sprememb geomagnetnega polja izlo�a. Amplituda stalne dnevne spremembe SR dose�e svojo najve�jo vrednost v �asu poletnega solsticija, najmanj�o pa v �asu zimskega solsticija. Na geomagnetnih observatorijih srednje zemljepisne �irine (Tabela 1) je stalna dnevna variacija okoli 60 nT v poletnem �asu, v zimskem �asu pa okoli 20 nT. S to ugotovitvijo je dokazan neposreden vpliv Sonca na magnetno polje Zemlje (Mihajlovi� & Lazovi�, 2006; �op et al. 2007). Magnetna nevihta Za�etek Konec Rang [nT] Indeks g.m.a. K 1982, July 11 13.07.1982: 16 17 UT 15.07.1982: 22 00 UT 420 nT 9 1986, February 6 06.02.1986: 13 15 UT 10.02.1986: 23 45 UT 445 nT 9 1989, March 13 13.03.1989: 01 28 UT 15.03.1989: 21 50 UT 574 nT 9 1990, April 9 09.04.1990: 08 44 UT 15.04.1990: 06 00 UT 584 nT 9 1991, October 17 17.10.1991: 13 33 UT 21.10.1991: 19 20 UT 392 nT 9 2000, July 14 14.07.2000: 06 46 UT 17.07.2000: 13 54 UT 478 nT 9 2003, October 29 29.10.2003: 06 12 UT 01.11.2003: 21 00 UT 700 nT 9 2004, November 7 07.11.2004: 02 57 UT 11.11. 2004: 14 00 UT 500 nT 9 Tabela 2: Seznam najve�jih magnetnih neviht v 22. in 23. solarnem ciklu V �asu enega son�nega ciklusa se na geomagnetnem observatoriju izmeri ve�je �tevilo nenadnih sprememb magnetnega polja Zemlje, ki so del sicer zelo pestro sestavljenega geomagnetnega polja. To so lahko tudi magnetne nevihte razreda z nenadnim za�etkom ali magnetne nevihte razreda s postopnim za�etkom. Magnetne nevihte so najbolj zna�ilna zunanja motnja magnetnega polja Zemlje. Zanje je zna�ilno, da njihova absolutna in relativna amplituda presega vrednost 100 nT. Na osnovi analize dolgoletnih neprekinjenih meritev son�eve aktivnosti je bilo ugotovljeno, da se �tevilo son�nih peg pove�uje in zmanj�uje cikli�no v �asu enajstih let (Slika 3). Ta ciklus je dolo�en s �asom med dvema zaporednima minimuma �tevila son�nih peg. Krivulja aktivnosti Sonca je sestavljena iz treh delov: osnovne periodi�ne komponente enajstih let, komponente skoraj periodi�nih sprememb pribli�ne dol�ine enega leta in nenadnih sprememb, ki se odvijajo v �asu enega meseca. Skupna lastnost vseh solarnih ciklov je zelo hitra rast �tevila son�nih peg po minimumu in precej po�asno upadanje po dose�enem maksimumu. Meritve v �asu nekaj solarnih ciklov so dokazale, da obstaja neposredna povezava med spremembami aktivnosti Sonca in spremembami magnetnega polja Zemlje. Sprememba �tevila magnetnih neviht v posameznem letu je popolnoma usklajena s spremembami �tevila son�nih peg (Slika 3). V �tevilu nenadnih sprememb geomagnetnega polja obstajajo prav tako cikli dol�ine enajstih let, ki pa za solarnimi cikli zaostajajo za 15 do 18 mesecev. 76 Geomagnetne nevihte v 22. in 23. son�nem ciklu Za 22. in 23. son�ni ciklus, ki obsegata �asovno obdobje od leta 1986 do leta 2005, so bile na osnovi meritev evropskih geomagnetnih observatorijev srednje geografske �irine (Tabela 1) narejene analize dnevne variacije geomagnetne aktivnosti, analiza geomagnetnih motenj in analiza razredov zelo mo�nih magnetnih neviht. Skupno je bilo analiziranih 37 magnetnih neviht z nenadnim za�etkom SSC (Sudden Storm Commencement). Upo�tevana sta bila njihova najve�ja amplituda in �as trajanja. V �asu 22. in 23. son�nega cikla je posamezna magnetna nevihta povpre�no trajala 72 ur. Med vsemi magnetnimi nevihtami iz opazovanega obdobje je bilo izbranih 8 (Tabela 2) z najve�jim rangom (Big Magnetic Storms). Te so bile nato primerjane z magnetnimi nevihtami registriranimi v japonskem observatoriju Kakioka (KAK), Memambetsu (MEM) in Kanoya (KNY) (Tsunomura et al, 1999). Primerjava je bila narejena tudi z mese�nim poro�ilom o registraciji naglih geomagnetnih sprememb, ki jih objavlja organizacija ISGI (International Service of Geomagnetic Indices) (Monthly Bulletin, 2003). Nenadne son�ne in geomagnetne spremembe v oktobru 2003 V mesecu oktobru 2003 se je aktivnost Sonca spreminjala od nizkega nivoja v prvi polovici meseca do izjemno visokega v zadnjih desetih dneh meseca. Na povr�ini Sonca je bilo zaznati nekaj ve�jih skupin son�nih peg, ozna�enih kot katanjske grupe (Catania sunspots groups). Velika skupina son�nih peg Catania 70 se je pojavila na vzhodnem robu son�ne povr�ine 23. oktobra 2003. Zavzela je 0,23 % povr�ine son�nega diska, kar je bilo najve� med vsemi skupinami son�nih peg v 23. son�nem ciklu. V skupini son�nih peg Catania 70 je nastalo ve�je �tevilo izjemno mo�nih son�nih bleskov. Tisti, ki so nastali v okolici osrednjega son�nega meridiana, so povzro�ili izbruhe materije v son�ni koroni CME (coronal mass ejection) v smeri Zemlje (Solar Influences Data Analysis, 2003). Son�ni veter je 28. oktobra dosegel izjemno hitrost 2125 kms-1, naslednja dva dni pa 1950 kms-1. Interplanetarno magnetno polje je doseglo vrednost -50 nT. Vsi ti izjemno mo�ni izbruhi CME so vplivali na magnetno polje Zemlje. 29. oktobra 2003 ob 06 12 UT je bil registriran za�etni impulz, ki je napovedal eno od najmo�nej�ih magnetnih neviht SSC (Sudden Storm Commencement) v zadnjih desetih son�nih ciklih (Slika 4). V �asu trajanja te magnetne nevihte je planetarni indeks geomagnetne aktivnosti dosegel ekstremne vrednosti. 29. oktobra je zna�al ?Kp = 58 in 30. oktobra ?Kp = 56. V nekaj triurnih intervalih so bili dose�eni izjemni indeksi geomagnetne aktivnosti Kp = 7, Kp = 8 in Kp = 9. Magnetna nevihta je trajala do 01. novembra 2003. Njen rang je bil 700 nT, kar predstavlja najve�je odstopanje od srednje vrednosti geomagnetnega polja na srednjih geografskih �irinah (Tabela 2). Podrobnej�a analiza urnih vrednosti indeksa DST za mesec oktober 2003 ka�e, da je bil ta mesec glede geoaktivnosti razdeljen na tri dele. Z indeksom DST se opisuje urne vrednosti horizontalne komponente zemeljskega magnetnega polja H [nT]. Po tem indeksu je bil �as od 1. do 13. oktobra zelo miren, obdobje od 14. do 27. oktobra pa le zmerno moteno z dose�enim indeksom DST < - 100 nT. V �asu od 28. oktobra do 2. novembra 2003 pa je bila geomagnetna aktivnost izjemno velika. Registrirane so bile tri zaporedne magnetne nevihte. Najve�ji indeks DST = - 401 nT je bil registriran 30. oktobra ob 23,00 UT (Hourly Equatorial DST Values, 2003). 77 Slika 4: Relativna sprememba magnetnega polja Zemlje Di(x) izmerjena na geomagnetnem observatoriju Grocka v �asu od 28. do 31. oktobra 2003 Navigacija in navigacijski instrumenti Navigacija je proces, pri katerem se potovanje organizira varno in prilagojeno danim razmeram. V osnovnem pomenu je to znanost na�rtovanja, nadzorovanja in vodenja ladij od izhodi��nega do namembnega pristani��a. Danes pomeni navigacija znanost vodenja ladij, cestnih in tirnih vozil, letal in vesoljskih plovil v dolo�enem �asu po najkraj�i in najprimernej�i poti. Teorija navigacije se danes naslanja na znanja iz ve� naravoslovnih in dru�benih ved, matematike, teorije optimalnega vodenja in iz ve� podro�ij tehnike (Bowditch, 2002; Benkovi� et al, 1986). Navigator mora pri svojem vsakdanjem delu nujno upo�tevati tudi vremenske in klimatske pogoje. Nanje pa imajo magnetne nevihte neposreden vpliv. V �asu trajanja geomagnetne nevihte 30. in 31. oktobra 2003 so bile registrirane velike spremembe zemeljskega magnetnega polja (Largest Geomagnetic Storm, 2003). Zato je bil povzro�en dodatni naklju�ni pogre�ek pri navigacijskih instrumentih za merjenje smeri. Ti instrumenti so danes v navigaciji sekundarnega pomena, vendar se obvezno uporabljajo v navigacijskih napravah s pove�ano to�nostjo, zanesljivostjo in robustnostjo delovanja: integralni navigacijski sistemi, avto-piloti, radarji ARPA, sistemi za uravnavanje vrtalnih platform. Prehod posamezne magnetne nevihte se danes �e to�no napove. To pomeni, da pogre�ki, ki jih taka nevihta povzro�i na navigacijskih instrumentih, postanejo sistemski in zato obvladljivi. Magnetna nevihta spremeni razmere v atmosferi in s tem na�in �irjenja radijskih valov. Zato se spremenijo pogoji uporabe radionavigacijskih sistemov: satelitskih in hiperboli�nih navigacijskih sistemov ter radijskih svetilnikov. Zato je poznavanje izjemnih sprememb v 78 magnetnem polju Zemlje pomembno tudi pri uporabi primarnih navigacijskih sistemov pasivne in aktivne vrste. Zaklju�ek V Evropi delujeta dva od �estih svetovnih centrov GIN (Geomagnetic Information Node) za zbiranje rezultatov geomagnetnih meritev v skoraj realnem �asu. Preko teh centrov je ve� kot osemdeset geomagnetnih observatorijev po vsem svetu povezanih v projekt Intermagnet (International Real-time Magnetic Observatory Network) (Kerridge; Intermagnet, 2004). Ta mednarodni projekt, ki deluje od leta 1991, omogo�a zbiranje in shranjevanje rezultatov meritev sprememb magnetnega polja Zemlje na njeni povr�ini. Zbrane podatke nato posreduje vsem observatorijem za geomagnetne meritve IMO (Intermagnet Magnetic Observatory) in drugim uporabnikom. Postavitev geomagnetnega observatorija v Republiki Sloveniji bi pomenila ponovno vzpostavitev geomagnetnih meritev na njenem ozemlju, ki so �e potekale od leta 1958 do leta 1991. Njegova vklju�itev v mednarodno mre�o Intermagnet pa bi mu omogo�ila sodelovanje v doma�ih in mednarodnih programih in projektih is podro�ja geomagnetizma, astronomije, seizmologije, vremenoslovja, navigacije in varstva okolja. Osnova �lanka V �lanku je predstavljeno eno od izhodi�� raziskovalnega projekta 'Dolo�itev magnetne deklinacije za obmo�je Slovenije in primerjava z globalnimi modeli zemeljskega magnetnega polja', ki se od 01. 08. 2007 izvaja v okviru Javne agencije za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije. Finan�na sredstva za ta projekt je zagotovilo ministrstvo Republike Slovenije pristojno za obrambo. Literatura Benkovi�, F. et al. Terestri�ka i elektronska navigacija. Split: Hidrografski institut ratne mornarice, 1986. ISBN: 8670330016. Berghmans, David. et al. A new start for the SIDC. Brussel: Royal Observatory of Belgium; Department of Solar Physics; Solar Influences Data Centre (SIDC), [cited 28.08.2007]. Available from Internet in DOC format: . Bowditch, Nathaniel. National Imagery and Mapping Agency. American practical navigator: "Bowditch". An epitome of navigation. Originally by Nathaniel Bowditch (1773-1838). Arcata (CA , US): Paradise Cay Publications, 2002. ISBN: 0939837544. �op, Rudi. et al. The distribution of the K indices geomagnetic activity in 23 rd Sun`s cycles. Geophys. res. abstr., 2007, vol. 9, no. 1, 2 str. �op, Rudi. Fefer, Du�an. Nature of Earth`s magnetic field and its application for commercial flight navigation. Edited by Jean L. Rasson and Todor Delipetrov. Geomagnetics for Aeronautical Safety: A Case Study in and around the Balkans. NATO Security through Science Series C: Environmental Security. Editors Jean L. Rasson and Todor Delipetrov. Dordrecht (NL): Springer, 2006, p. 115-126. ISBN: 1402050240. Geomagnetism: Geomagnetic Field Models [online]. National Geophysical Data Center: Main, crustal and magnetospheric field, Degree 720, Ver. 1.0 (Sep 2006). Available from Internet: . 79 Hourly Equatorial DST Values (Provisional). WDC-C2 Geomagnetism, Kyoto University. Bulletin Mensuel, October 2003, no. 03, vol.10. Intermagnet Technical Reference Manual. Version 4.2. Edited by: Beno�t St-Louis. Denver (CO, US): U.S. Geological Survey; Denver Federal Center, 2004. Jarrard, D. Richard. Sclater, G. John. Preliminary paleomagnetic results, leg 22. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project covering Leg 22 of the cruises of the Drilling Vessel Glomar Challenger Darwin, Australia to Colombo, Ceylon January - March 1972. Science Editor Anthony C. Pimm. University of California; Scripps Institution of Oceanography, February 1974, vol. 22, p.369-375. Kerridge, David. Intermagnet: Worldwide near-real-time geomagnetic observatory data. Edinburgh (UK): British Geological Survey. Kious, W. Jacquelyne. Tilling, I. Robert. This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics. Washington (DC, US): United States Government Printing, 1996. ISBN: 0160482208. Largest Geomagnetic Storm in 20 Years [online]. Edimburg (UK): Seismology and Geomagnetism Programme; BGS British Geological Survey; Natural Environment Research Council [cited 13.08.2007]. Available from Internet: . Mankinen, A. Edward. Wentworth, M. Carl. Preliminary Paleomagnetic Results from the Coyote Creek Outdoor Classroom Drill Hole, Santa Clara Valley, California. Open-File Report 03-187. Menlo Park (CA, US): U.S. Department of the Interior; U.S. Geological Survey, 2003. Mihajlovi�, Spomenko. Lazovi�, �aslav. The Disturbances of the Solar-Geomagnetic Activity [CD-ROM]. MIHALI�, Franc (urednik). EPE-PEMC 2006 : conference proceedings. [Piscataway]: IEEE, cop. 2006, 2006, p. 2045-2050. System requirements: Adobe Acrobat Reader; CD-ROM drive. IEEE Catalog Number: 06EX1282C. ISBN: 1424401216. Monthly Bulletin 2003 [online]. International Service of Geomagnetic Indices � ISGI; Publications Office, 2007 [cited 14.11.2007]. Available from Internet: . Rangarajan, G. K. Barreto, L.M. Secular change in the location of the magnetic dip equator in the twentieth century. Geofisica Internacional, 2000, vol. 39, no. 4, p. 323-336. Russell, C. T. Luhmann, J. G. Earth: Magnetic Field And Magnetosphere Encyclopedia of Planetary Sciences. Edited by J. H. Shirley and R. W. Fainbridge, New York: Chapman and Hall, 1997. p.208-211. Solar Influences Data Analysis; Monthly Summary of Solar and Geomagnetic Activity. Sunspot Bulletin, 2003, no.10. Avaible also from Internet in PDF format: . Stern, P. David. Peredo, Mauricio. The Exploration of the Earth's Magnetosphere [online]. From the Sun to the Earth: Polar, Wind and Geotail; An educational web site. Greenbelt (MD, US): NASA Goddard Space Flight Center, Last updated 10 November 2003 [cited 28.08.2007]. Available from Internet: . The Earth's Magnetic Field - An Overview [online]. Edimburg (UK): Seismology and Geomagnetism Programme; BGS British Geological Survey; Natural Environment Research Council [cited 13.08.2007]. Available from Internet: . Tsunomura, S. et al. A study of geomagnetic storm on the basis of magnetic observations in the Japanese chain observatories. Kakioka (J): Memories of the Kakioka magnetic observatory, 1999, vol. 27, p. 1- 105. Wei, Zi-Gang. Xu, Wen-Yao. Westward drift in secular variation of the main geomagnetic field inferred from IGRF. Earth Planets Space, 2003, no. 55, p. 131�137. Weyand, Kurt. Eine neues Verfahren zur Bestimmung des gyromagnetischen Koeffizienten des Protons, Braunschweig: PTB, 1984. 80 Evropska seizmolo�ka komisija -preteklost, sedanjost in prihodnost Mariano Garcia-Fernandez*, Ina Ceci�**, Alice B. Walker*** Povzetek Evropska seizmolo�ka komisija (ESC) je regionalna komisija IASPEI, ki je prav tako povezana tudi z IUGG. IASPEI je ustanovil ESC kot znanstveno organizacijo leta 1951. Naloga ESC je promoviranje seizmologije kot vede v znanstveni skupnosti evropskih in sredozemskih dr�av (v regiji od Severnoatlantskega hrbta do Uralskega gorovja in od Arkti�nega oceana do severne Afrike), izbolj�evanje znanstvenega sodelovanja, izobra�evanje in popularizacija znanosti. Prva Generalna skup��ina ESC je bila leta 1952 v Stuttgartu, Nem�ija. Od takrat se je zvrstilo 30 Generalnih skup��in, ki so bile vedno �ari��na to�ka evropskega znanja o potresih, o nevarnosti, ki jo le-ti predstavljajo in o na�inih, kako se za��ititi pred njimi. Znanstvene dejavnosti znotraj ESC so bile v preteklosti organizirane v obliki podkomisij, ki so skrbele za razli�na podro�ja seizmologije. Vsaka podkomisija je imela ve� delovnih skupin. Na XXX. Generalni skup��ini v �enevi leta 2006 je pri�lo do pomembne spremembe v organizaciji ESC, predvsem zaradi bolj prilagodljivega administrativnega delovanja kot tudi zaradi u�inkovitej�ega znanstvenega sodelovanja. Novo strukturo ESC sestavljajo Izvr�ni komite, ki je glavno usklajevalno telo, potem predstavniki dr�av �lanic (t.i. Titular Members) in delovne skupine, ki so ustanovljene po novih pravilih. ESC je vedno podpirala �tevilne pomembne pobude in doprinose na podro�ju seizmologije v evropsko-sredozemskem obmo�ju. Med te lahko �tejemo prvo evropsko karto najve�jih opa�enih intenzitet potresa, prvi evropski katalog potresov, projekt ohranjanja in arhiviranja seizmogramov pomembnih potresov, Evropsko-sredozemski seizmolo�ki center (EMSC-CSEM), ORFEUS (Observatoriji in raziskovalne institucije evropske seizmologije), evropsko potresno lestvico (EMS-98), evropsko bazo akcelerogramov (ESD), novi IASPEI priro�nik observatorijskega dela in tudi prvo poenoteno karto potresne nevarnosti za evropsko-sredozemsko podro�je. Pri�akovati je, da bo z novo strukturo, ESC �e bolj uspe�no nadaljevala svoje delo v seizmolo�ki skupnosti in pomagala k ve�jemu razumevanju seizmologije in posredno bolj�i za��iti prebivalstva. ESC: Kaj in zakaj Evropska seizmolo�ka komisija (ESC) je regionalna komisija IASPEI, ki je prav tako povezana tudi z IUGG. IASPEI je ustanovil ESC kot znanstveno organizacijo leta 1951. Prva Generalna skup��ina ESC je bila leta 1952 v Stuttgartu (Nem�ija). Naloga ESC je promoviranje seizmologije kot vede v znanstveni skupnosti evropskih in sredozemskih dr�av (v regiji od Severnoatlantskega hrbta do Uralskega gorovja in od Arkti�nega oceana do severne Afrike), izbolj�evanje znanstvenega sodelovanja, izobra�evanje in popularizacija znanosti. ESC �eli delovati kot zdru�evalna sila, ki na �ir�em evropskem ozemlju postopno odstranjuje ovire in usklajuje tako vsakdanjo seizmolo�ko prakso kot tudi raziskovalne dejavnosti; �elja ESC je da bodo v seizmologiji * dr. Mariano Garcia-Fernandez, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, Museo Nacional de Ciencias Naturales, Dept. de Volcanologia, Madrid, �panija ** mag. Ina Ceci�, MOP, ARSO, Urad za seizmologijo in geologijo, Ljubljana, Slovenija *** dr. Alice B. Walker, British Geological Survey, Edinburgh, ZK 81 tektonske meje bolj pomembne kot dr�avne ali administrativne, kar bo �e dodatno prispevalo in �e prispeva k vzpostavljanju zdru�ene znanstvene skupnosti. Glavne naloge ESC so naslednje: 1. z organizacijo Generalnih skup��in, delavnic, seminarjev o posebnih temah, kot tudi forumov za razpravo o novih idejah ESC omogo�a la�jo izmenjavo idej in osebna sre�anja znanstvenikov. 2. ESC podpira sodelovanje posameznikov in organizacij v delovnih skupinah (Working Groups, WGs), ki preu�ujejo probleme od mednarodnega pomena in interesa, s poudarkom na novih podro�jih raziskovanj. 3. ESC promovira interdisciplinarne raziskave, ki vklju�ujejo seizmologijo. 4. ESC podpira sodelovanje z drugimi evropskimi in zunajevropskimi znanstvenimi in strokovnimi zdru�enji. 5. ESC organizira in pomaga pri organizaciji izobra�evalnih te�ajev iz potresne in in�enirske seizmologije, �e posebej za mlade raziskovalce. 6. ESC deluje na podlagi predpisov, odredb in priporo�il, ki ih izda Mednarodno zdru�enje za seizmologijo in fiziko Zemlje (IASPEI). Zgodovina ESC Poglavje o zgodovini ESC za�nimo z anekdoto iz �asov Druge svetovne vojne: dva znana seizmologa, Elie Peterschmitt z In�tituta za fiziko Zemlje iz Strassbourga v Franciji in Wilhelm Hiller z Geofizikalnega in�tituta v Stuttgartu, Nem�ija sta kot vojna ujetnika slu�bovala pod poveljstvom en drugega in tako vzajemno re�ila �ivljenje. Dr. Peterschmitt je bil oficir francoske Meteorolo�ke slu�be in je bil kot vojni ujetnik tri leta in pol uslu�benec dr. Hillerja. Aprila leta 1945 je dr. Hiller postal vojni ujetnik in sedem mesecev slu�boval kot geofizik na observatoriju Parc Sant-Maur. Oba sta bila veliko pozneje pomembna �lana ESC. Elie Peterschmitt (1916 ? 2003) Wilhelm Hiller (1899-1980) Kratek pregled nastajanja ESC: � 1947 Inge Lehmann (Danska), I. Bobr (Poljska) in Charles Charlier (Belgija) razpravljajo o prvi ideji bodo�e evropske organizacije na sestanku Mednarodnega zdru�enja za seizmologijo (IAS) v Strassbourgu. � 1948 (IUGG Oslo): Organizacija dobi za�asno neuradno ime: "Organisation S�ismologique Europeenne". 82 � 1949 Lehmann, Charlier, Rothe (Francija) in Visser (Nizozemska) objavijo t.im. �Manifesto� v katerem opi�ejo potrebo po ustanavljanju evropske seizmolo�ke organizacije, in njen namen. Pod naslovom �ORGANISATION SEISMOLOGIQUE EUROPEENNE (OSE) PROJECT� so zapisali nujno potrebo po bolj�em sodelovanju v seizmologiji v Evropi, saj so stiki prek dr�avnih meja postali veliko bolj te�avni kot v �asih pred vojno. Primerjali so polo�aj seizmologije v Evropi z polo�ajem v Zdru�enih dr�avah, kjer so imeli seizmologi na razpolago bistveno ve� denarja in mo�nosti za raziskave in sodelovanje. Pred Drugo svetovno vojno je bila Evropa dale� pred ZDA, potem se polo�aj obrnil. Obstoje�a organizacija, IAS, je bila odprta le za velike dr�ave, sestanke je imela �ele enkrat na tri leta in �e takrat je zmanjkovalo �asa za razpravo o problemih, ki so bili specifi�ni za ozemlje Evrope; v ZDA so se seizmologi sre�evali enkrat letno. Novo evropsko zdru�enje naj bi bilo, po mnenju podpisnikov, odprto vsem, predvsem raziskovalcem iz manj�ih dr�av, ki nimajo svojih nacionalnih seizmolo�kih zdru�enj. V novem zdru�enju naj bi se sre�evalo bolj pogosto kot IUGG / IAS. � 1950 Pietro Caloi organizira konstitutivno sre�anje v Veroni. Ponujata se dve mo�nosti: ali organizirati ESC kot privatno zdru�enje, ali pod pokroviteljstvom IUGG / IAS (pozneje IASPEI). � 1951 na sestanku IUGG / IAS v Bruslju: sklepi o ustanavljanju ESC, izbiranju predstavnikov (Titular Members) in prvega Sveta, ki bo pripravil predpise organizacije. Za predsednico je bila izbrana Inge Lehmann, �lani prvega Sveta ESC so bili E. Peterschmitt (Francija), P. Caloi (Italija), W. Hiller (Nem�ija) in J. Bonelli (�panija). Prva Generalna skup��ina ESC je bila septembra 1952 v Stuttgartu, v takratni Zahodni Nem�iji. Udele�ilo se je je 47 strokovnjakov, predvsem iz Zahodne in Vzhodne Nem�ije, Tur�ije, Francije, Zdru�enega Kraljestva, �panije in �vice (skupaj iz 13 dr�av). Program Skup��ine je bil razdeljen v �tiri sekcije: Dolo�anje parametrov potresa, Potresi in tektonika, Zgradba skorje v Evropi, ter Zna�ilnosti potresnega valovanja. Sponzorja konference sta bila IUGG in UNESCO. Udele�enci prve Generalne skup��ine ESC, Stuttgart 1952. Na skup��ini so bili sprejeti prvi sklepi: � Postavljanje novih seizmolo�kih postaj z sodobnimi instrumenti. � Izdelava nacionalnih katalogov potresov. � Uporaba razstreljevanj za raziskave zemeljske skorje. 83 � Ustanovitev slu�be za hitro dolo�anje epicentrov potresov na obmo�ju Evrope in okoli�kih obmo�ij. � Ohranjanje starih seizmogramov za bodo�e delo. Od takrat do danes smo imeli 30 Generalnih skup��in. Zadnja je bila septembra 2006 v �enevi, �vica. Bila je organizirana kot zdru�eno sre�anje evropskih seizmologov in gradbenikov, ki se ukvarjajo s potresnim in�inirstvom. Udele�ilo se je je 1371 strokovnjakov iz celega sveta. Do leta 2006 so bili organi ESC: � ESC Biro: predsednik, dva podpredsednika, glavni tajnik in pomo�ni tajnik, � Izvr�ni komite ESC, sestavljen iz petih �lenov Biroja, sedem vodij Podkomisij in predstavnikov mednarodnih organizacij (IASPEI, EMSC, ORFEUS, EAEE) � Svet ESC, ki je sestavljen iz predstavnikov dr�av in Izvr�nega komiteja. Nazivi Podkomisij so se spreminjali skozi �as; ene so delovale dlje �asa, nekatere so se ukinjale in odpirale so se nove, z novimi temami in izzivi. Vsaka Podkomisija je bila razdeljena na ve� delovnih skupin, ki so se ukvarjale z natan�neje dolo�enimi temami raziskav. V letu 2006 so v ESC delovale naslednje Podkomisije: 1. SC-A Seizmi�nost podro�ja Evrope in Sredozemlja 2. SC-B Pridobivanje, teorija in interpretacija podatkov 3. SC-C Fizika potresnih �ari�� 4. SC-D Struktura skorje in zgornjega pla��a 5. SC-E Raziskovanje napovedovanja potresov 6. SC-F In�inirska seizmologija 7. SC-G Skupina za hitro posredovanje po mo�nem potresu ESC je vedno zelo uspe�no delovala kot most, ki je povezoval in zbli�eval raziskovalce iz zahodnih in vzhodnih evropskih dr�av, predvsem v obdobju pred 1990. V zadnjem �asu je veliko naporov usmerjenih k vklju�evanju dr�av z ju�nega roba Sredozemskega morja v sodelovanje in izmenjavo podatkov in znanj. Slovenija je �lanica ESC od leta 1994. Nova struktura (�eneva, 2006) Od septembra 2006 ESC deluje po spremenjenih pravilih. Podkomisije so ukinjene, namesto njih ve�je odgovornosti dobijo delovne skupine. Imeti morajo dolo�en cilj, izdelke in �as, v katerem naj bi opravile delo. Organe ESC zdaj predstavljajo Izvr�ni komite ESC, predstavniki dr�av, Svet ESC in delovne skupine. �lani Izvr�nega komiteja ESC v obdobju 2006-2008 so: predsednik Domenico Giardini (�vica), podpredsednik Gerassimos Papadopoulos (Gr�ija), generalni tajnik Mariano Garcia-Fernandez (�panija), pomo�na tajnica Ina Ceci� (Slovenija), �lani Steinunn Jakobsdottir (Islandija), Rami Hofstetter (Izrael) in Dario Slejko (Italija), potem �e prej�nji predsednik Claudio Eva (Italija), prej�nji podpredsednik Jochen Zschau (Nem�ija), in predstavniki mednarodnih zdru�enj in organizacij: za IASPEI Peter Suhadolc (Italija), za EAEE Atilla Ansal (Tur�ija), za EMSC Chris Browitt (ZK), za ORFEUS Bernard Dost (Nizozemska) in predstavnik Azijske seizmolo�ke komisije, ASC. 84 V prehodnem obdobju 2006-2007 je v ESC delovalo 23 delovnih skupin. Po izteku tega roka je vsaka posamezna delovna skupina morala izdelati na�rt dela in se ponovno prijaviti za odobritev. Generalna skup��ina 2008 Naslednja Generalna skup��ina ESC bo od 7. do 12. septembra 2008 v Gr�iji, v kraju Hersonissos na Kreti. Lokalni organizator je In�titut za geodinamiko Nacionalnega observatorija v Atenah. Trenutno poteka �ivahen proces organizacije posameznih sekcij. Ve� informacij o konferenci lahko dobite na spletni strani ESC www.esc-web.org Nekaj dosedanjih aktivnosti in dose�kov ESC ESC je bila v ve� kot petdesetih letih svojega delovanja organizator in pokrovitelj �tevilnih pomembnih raziskav, sre�anj in dogodkov. Na�tejemo le nekaj najbolj pomembnih v evropskih in svetovnih merilih: � leta 1964 je Vit Karnik objavil prvo evropsko karto najve�jih opa�enih intenzitet. � v letih 1969 in 1971 je Karnik objavil tudi prvi evropski katalog potresov (Karnik, V. Seismicity of the European Area, Part 1 & 2, D. Reidel Publishing Company, Dordrecht, Holland, 1969, 1971) � od leta 1952 do danes je mnogo storjenega na podro�ju arhiviranja in ohranjanja zgodovinskih seizmogramov; danes se s tem ukvarja projekt EUROSISMOS � leta 1976 je ustanovljen EMSC � Evropsko sredozemski seizmolo�ki center, kot raziskovalna organizacija ki se ukvarja z hitrim dolo�anjem epicentrov potencialno ru�ilnih potresov v podro�ju Evrope in Sredozemlja. Danes center deluje v Bruyeres-le-Chatel, v bli�ini Pariza. (ve� na www.emsc-csem.org) � veliko �lanic ESC sodeluje v ORFEUS (Observatoriji in raziskovalne ustanove za evropsko seizmologijo), ki deluje kot sredi��e in sti�i��e tistih, ki �irokopasovne seizmolo�ke podatke zajemajo, obdelujejo in interpretirajo. ORFEUS vzdr�uje Podatkovni center (ODC) in omogo�a dostop do podatkov iz celega evropsko-sredozemskega obmo�ja. Podatkovni center je v Utrechtu na Nizozemskem. (ve� na www.orfeus-eu.org) � v letih 1992 in 1998 je objavljen zelo pomemben prispevek neinstrumentalne seizmologije: Evropska potresna lestvica, ki je trenutno najbolj popolno in sodobno orodje za dolo�anje intenzitet potresa. (ve� na http://www.gfz-potsdam.de /pb5/pb53/projekt/ems) � zelo pomemben projekt je Evropska baza akcelerogramov, kjer so na enem mestu zbrani instrumentalni zapisi in drugi podatki o pospe�kih mo�nih potresov v Evropi in Sredozemlju (ve� na http://www.isesd.cv.ic.ac.uk) � v letu 2002 je objavljena nova izdaja najbolj pomembnega u�benika observatorijske seizmologije: New Manual of Observatory Practice (ve� na www.gfz-potsdam.de/bib/nmsop_formular.html) � po ve� letih zdru�enih naporov, v letu 2003 je prvi� v zgodovini izdelana karta potresne nevarnosti za Evropo in Sredozemlje po enotni metodologiji (ve� na http://wija.ija.csic.es/gt/earthquakes) 85 Na�rti za prihodnost V �asih, ki so pred nami, ima ESC namen delovati predvsem na naslednjih podro�jih: � �e naprej podpirati razvoj seizmologije v Evropi in Sredozemlju, � trajno sodelovati s drugimi seizmolo�kimi in gradbeni�kimi organizacijami, � skrbeti za izdajanje standardov in priporo�il, � sodelovati pri izobra�evanju in prizadevati si za ve�je razumevanje seizmologije, � sodelovati pri zmanj�evanju potresne ogro�enosti, predvsem v dr�avah v razvoju, � ukvarjati se z novimi idejami v seizmologiji in sorodnih vedah. Literatura: Arhiv ESC. Garcia-Fernandez, M., I. Ceci� and A.B. Walker, 2007. European Seismological Commission: Past, Present and Future. Oral presentation at IUGG Conference, Perugia, Italy. Mayer-Rosa, D. History of the ESC. A keynote at the 28th General Assembly of the European Seismological Commission in Genova, 1.-7. September 2002. 86
 
Izvedba, lastnina in pravice: NUK 2005-2014    |    pogoji uporabe    |    napišite svoje mnenje    |    na vrh