SREN

O катедри за хидротехнику и водно‑еколошко инжењерство

“Развој, процват и пропадање цивилизација биле су у директној вези са правилним и мудрим коришћењем њиховог водног богатства.”

UN Manual, Water Resources Series, 26,1964.

Хидротехника обухвата све оне делатности којима се омогућава коришћење воде, спречава штетно дејство вода и којима се воде штите од деструкције квалитета. Ту спада пројектовање, изградња и одржавање хидротехничких објеката и система који се користе за:

  • снабдевање водом насеља и индустрије (развој изворишта, изградња водоводних система, са водозахватима, постројењима за пречишћавање воде и мрежом магистралних преносних и дистрибутивних система);
  • хидроенергетско коришћење вода (планирање и изградња хидроелектрана разних типова, са бранама и пратећим објектима, вештачким језерима, итд.);
  • уређење водотока у циљу формирања пловног пута или у циљу одбране од поплава (грађевине у речном кориту, насипи, канали, пристаништа итд.);
  • хидротехничке мелиорације - наводњавање и одводњавање (црпне станице, заливни системи, дренаже, канали) и
  • заштита вода (каналисање насеља и индустрије, планирање и реализација постројења за пречишћавање отпадних вода из насеља и индустрија, планирање свих других мера заштите вода од загађивања, итд), реализација других систама за коришћење вода (разни типови рибњака, итд).

Хидротехника постаје све значајнија друштвена делатност због све већих потреба друштва за чистом водом. Основни проблеми са којима ће се човечанство суочити у 21. веку су: недостатак воде, хране и енергије, као и загађење животне средине. Вода је у основи сва четири проблема: од воде најнепосредније зависи производње хране и енергије, вода као биотоп је најделикатнији део животне средине коју треба штитити. С друге стране, технолошки развој, убрзани раст становништва и урбанизације поставља све веће захтеве за водом, док се у исто време смањује количина расположивих водних ресурса. Због тога се сматра да је вода ресурс који ће обележити 21. век, на још драматичнији начин него што је нафта обележила 20. век.

По завршетку студија на Одсеку за хидротехнику Грађевинског факултета Универзитета у Београду, грађевински инжењер је оспособљен за пројектовање и изградњу хидротехничких објеката из различитих области хидротехнике, које се описују у наставку.


Слика 1. Постројење “Макиш“ и Београду за прераду савске воде у воду за пиће; на снимцима су приказани базени за издвајање муља и филтрирање воде.
Слика 2. Постројење за пречишћавање отпадних вода; једна од области која постаје све актуелнија и код нас, а која у развијеном свету представља императив, јесте заштита природних водотока од загађења и пречишћавање отпадних вода из урбанизованих подручја пре испуштања у природне водотоке.

Снабдевање водом и каналисање насеља (комунална хидротехника) обухвата све оне објекте који служе за снабдевање становништва водом, као и одвођење отпадних вода. Вода за водоснабдевање се захвата или из површинских токова (река, језера) или бунарима из подземља. Захваћена вода се према потреби најпре доводи до посебних објеката за пречишћавање (популарно назване - "фабрике воде", слика 1), а затим цевном мрежом до насеља - потрошача. Уколико се потрошачи налазе на вишим котама у односу на водозахват, вода се преноси пумпањем, па је неопходна изградња црпних станица, као и резервоара због чувања воде за периоде највеће потрошње.

Употребљену вода се из насеља транспортује канализационом мрежом до реципијената - река и језера. Да не би дошло до њиховог загађења, пре испуштања, отпадне воде пролазе кроз систем објеката за пречишћавање (слика 2). Просторним планом Србије предвиђено је 18 великих регионалних система, чија је изградња већ увелико започела, са преносом воде на врло велика растојања, која се крећу и преко 200 km. Реализација тих система, као и мноштва локалних водовода и дистрибутивних система, представљаће у наредним деценијама једну од највећих инвестиција у Републици. Инвестиције које се не могу заобићи, јер би у противном дошло до онемогућавања даљег привредног и друштваног развоја.


Слика 3. Хидроелектрана "Бајина Башта" на реци Дрини; површина акумулације износи 12 km2, запремина 340 милиона m3, а дужина 50 km; годишња приозводња електричне енергије износи око 1.5 милијарди kWh; поред енергетског значаја, акумулација има вишенаменску улогу у смислу одбране од поплава и водоснабдевања.

Коришћење водних снага (енергетска хидротехника) бави се пројектовањем и изградњом хидроелектрана различитих типова (Слике 3 и 4). Хидроелектрана може да буде “прибранског” типа (уз брану) када користи висинску разлику воде коју ствара брана, или “деривационог типа”, када је удаљена од бране, а вода се кроз доводни тунел преноси од водозахвата на језеру до хидроелектране, при чему се остварује већа висинска разлика, а тиме и већа производња електричне енергије.

Некадашња СР Југославија је искористила само око половину свог технички искористивог потенцијала, који се процењује на око 27 TWh/год. (TWh – милијарда kWh). Планирана је убрзана реализација преосталих потенцијала на Дрини, Лиму, али и на низу река на којима се раније нија планирала (Велика и Западна Морава, Ибар, итд). Такође се планира и реализација низа малих хидроелектрана, јер се ради о наајрационалнијем, обновљивом енергетском ресурсу. Сва планирана постројења су вишенаменска (поред хидроелектрана остварују се и други циљеви у домену коришћења, уређење и заштите вода).


Слика 4. Радови на осигурању обала од ерозије; снимак приказује полагање обалоутврде од крупног камена на подлози од синтетичког материјала; студенти Одсека за хидротехнику се упознају са прорачунима течења воде и кретања наноса у природним водотоцима, на основу којих се димензионишу регулационе грађевине.
Slika 5. Bagerski radovi na održavanju plovnog puta

Регулација река представља хидротехничке делатности којима се спречава да у току периода великих вода реке теку неконтролисано (поплаве), а исто тако у периоду малих вода пресушују. Регулисање корита, учвршћивање обала (Слика 4), изградња насипа, прокопавање новог корита на одређеним деоницама су неке од мера којима се спречавају последице, али не и узроци (пасивне мере). Уколико се жели утицати на узрок и смањити велике воде, односно повећати мале воде, потребна је изградња брана којима се стварају језера у којима се вода задржава у периодима великих вода а испушта у периодима малих вода (активне мере). У насељима, регулација река је урбанистички захват којим се контролише ток воде кроз насељена подручја, уз задовољење одређених еколошких и естетских захтева.

Пловни путеви и пристаништа (саобраћајна хидротехника) обухвата делатности на уређењу река за потребе пловидбе. Поред захвата на трасирању пловног пута, изградњи грађевина и радова на одржавању пловних габарита на природном водотоку (Слика 5), ту спада и пројектовање и изградња вештачких пловних путева – пловних канала. У склопу унутрашњих пловних путева пројектују се и граде преводнице, мостови, аквадукти, пристанишни и други објекти.


Слика 6. Примери система за наводњавање. Студенти Одсека за хидротехнику се кроз вежбе упознају са хидрауличким прорачуном оваквих система

Хидротехничке мелиорације (пољопривредна хидротехника) обухвата наводњавање и одводњавање пољопривредних подручја. Системи за наводњавање (Слика 6), односно одводњавање састоје се од водозахвата, цевне или каналске мреже, црпних станица, дренажних цеви или канала итд.


Слика 7. Бетонска лучна брана на реци Пиви, 10.6 km узводно од њеног ушћа у реку Дрину. Уз ову брану висине 220 m, изграђена је подземна машинска хала ХЕ “Мратиње”. Брана ХЕ “Мратиње” је једна од највиших лучних брана у Европи.

Хидротехничке грађевине. Хидротехнички инжењери се баве хидрауликом објеката и учествују у пројектовању брана, прелива, базена за умирење, хидротехничких тунела и других важних објеката (Слика 7). Поред рачунских поступака у анализама се често користе и лабораторијски модели објеката, изграђени у мањој размери. Ова грана хидротехнике захтева добро познавање фундаменталних дисциплина као што су механика флуида и хидраулика.

Хидротехнички објекти представљају јако скупе објекте од широког друштвеног интереса. Самим тим је и одговорност грађевинских инжењера који пројектују такве објекте велика. Зато је неопходно широко хидротехничко образовање које креће од теоријских основа о кретању воде као флуида које се стиче у оквиру прдмета механика флуида, хидраулика и хидрологија, а завршава низом стручних предмета.


Слика 8. Експериментални рад у Хидрауличкој лабораторији Одсека за хидротехнику; студенти обављају мерења која имају за циљ упознавање разних феномена из области механике флуида, хидраулике и квалитета вода.

Поред теоријске наставе, Одсек за хидротехнику има у програму читав низ експерименталних истраживања, чиме се студенти упућују на проблеме из свакодневне инжењерске праксе. Ова истраживања се обављају на експе-рименталним инсталацијама у две лабораторије које су у саставу Одсека: Хидрауличкој лабораторији (Слика 8) и Лабораторији за санитарну хидротехнику.

Лабораторије су опремљене и рачунарском опремом (већим бројем рачунара), укључујући и сталну везу са интернетом која је студентима на располагању. Вежбе из већине стручних предмета се делом обављају у терминалској учионици, где се студенти упознају и са низом комерцијалних софтверских пакета.

Сви предмети на одсеку су покривени одговарајућим уџбеницима, збиркама задатака и скриптама, које се могу набавити у скриптарници Грађевинског факултета, као и у факултетској библиотеци. Одсек за хидротехнику је претплаћен на 20-так стручних иностраних часописа, који су такође студентима на располагању.

У циљу што бољег упознавања студената са инжењерском праксом, наставним програмом је предвиђена и дводневна екскурзија (у осмом семестру), током које се обилазе сви значајнији хидротехнички објекти у Србији.

Најмање једном годишње организује се манифестација СУСРЕТИ СТУДЕНАТА ХИДРОТЕХНИКЕ где млађи студенти одсека за хидротехнику имају прилику да се упознају са животом и радом студената на вишим годинама, стручним екскурзијама и радним искуствима већ дипломираних инжењера. У исто време се одржава и промоција Хидротехничког смера намењена студентима друге године.