Beitrag zur Verbesserung des Systems für hydrologische Messungen von Übergangsgewässern: hydraulische Analyse und Spektralanalyse von Durchflüssen am Fluss Neretva
U priobalnim rijekama koje su pod utjecajem uspora mora često nije moguće odrediti protok na osnovu izmjerenih vodostaja, odnosno jednoznačno definirati protočnu krivulju. Iz toga se razloga u Hrvatskoj još uvijek ne raspolaže pouzdanim podacima o dnevnim količinama slatke vode koja utječe u Jadransko more. Tehničkim razvojem ultrazvučnih strujomjera postigli su se uvjeti za poboljšanje hidroloških mjerenja prijelaznih voda. Prvi takav sustav kontinuiranog mjerenja protoka postavljen je 2015. godine na rijeci Neretvi u Metkoviću. U ovome radu provedena je hidraulička i spektralna analiza nove generacije mjerenja. U prvom je koraku pomoću numeričkog modela istražen utjecaj dinamike pridnenog sloja slane vode na izmjerene protoke u Metkoviću. Potom je provedena nestacionarna spektralna analiza kako bi se usporedili vremenski nizovi izmjerenih i modeliranih razina mora te vodostaja i protoka u Metkoviću, te kako bi se identificirao i okarakterizirao uzrok unutar-dnevnih oscilacija protoka. Provedene su analize pokazale da dinamika slane vode u pridnenom sloju može imati značajan utjecaj na izmjerene vrijednosti protoka, posebno tijekom sušnog perioda. Numerička i spektralna analiza sugeriraju da unutar-dnevne oscilacije izmjerenih vodostaja i protoka djelomično imaju uzrok u plimnim oscilacijama, ali u većoj mjeri uzrok treba potražiti u oscilacijama dotoka s uzvodnog dijela sliva.It is often not possible to determine the flow rate based on the measured water levels, i.e. to unambiguously define the stage-discharge curve, in coastal rivers affected by sea backwater. For this reason, reliable data on the daily quantities of fresh water flowing into the Adriatic Sea are still not available in Croatia. The technical development of ultrasonic flow meters has created the conditions for improving hydrological measurements of transitional waters. The first continuous flow measurement system was installed on the Neretva River at Metković in 2015. This paper is comprised of the conducted hydraulic and spectral analyses of the new generation of measurements. In the first step, the influence of the seawater bottom layer dynamics on the measured discharges at Metković was investigated using a numerical model. This was followed by a non-stationary spectral analysis aimed at comparing the time series of measured and modelled sea levels and water levels and flow rates at Metković, as well as at identifying and characterising the cause of fluctuations in intra-day flow. The conducted analyses showed that seawater dynamics in the bottom layer can have a significant impact on measured values of discharge, especially during a dry period. The numerical and spectral analyses suggest that intra-day fluctuations of measured water levels and discharges are partly caused by tidal fluctuations; however, to a greater extent, their cause should be looked for in inflow fluctuations from the upstream part of the basin.An den küstennahen Flüssen, die wegen des Meeres langsamer fließen, ist es oft unmöglich, den Durchfluss auf Grund von gemessenen Wasserständen zu bestimmen, bzw. die Durchflusskurve eindeutig zu definieren. Aus diesem Grunde stehen in Kroatien zuverlässige Angaben zu den Tagesmengen an Süßwasser, die in das Adriatische Meer fließen, noch immer nicht zur Verfügung. Dank der technischen Entwicklung von Ultraschall-Durchflussmessern konnten die hydrologischen Messungen von Übergangsgewässern verbessert werden. Ein erstes System zur kontinuierlichen Durchflussmessung wurde 2015 am Fluss Neretva in Metković eingesetzt. In dieser Untersuchung wurden die hydraulische Analyse und Spektralanalyse einer neuer Generation von Messungen durchgeführt. In der ersten Phase wurde anhand eines numerischen Modells der Einfluss der Dynamik der bodennahen Salzwasserschicht auf die gemessenen Durchflüsse in Metković untersucht. Danach wurde die nicht-stationäre Spektralanalyse durchgeführt, um die Zeitreihen von den gemessenen und von den modellierten Meeresspiegeln sowie Wasserständen und Durchflüssen in Metković zu vergleichen und die Ursache von täglichen Durchflussschwankungen zu bestimmen und zu beschreiben. Die durchgeführten Analysen zeigen, dass die Salzwasserdynamik in der bodennahen Schicht auf die gemessenen Durchflusswerte einen großen Einfluss haben kann, besonders während der Trockenzeit. Die numerische Analyse und die Spektralanalyse deuten darauf hin, dass die täglichen Durchflussschwankungen von gemessenen Wasserständen und Durchflüssen teilweise ihre Ursache in Flutschwankungen haben. In größerem Maße soll aber die Ursache in Zulaufschwankungen im oberen Teil des Einzugsgebietes gesucht werden
