93 Pregled višinskih datumov Slovenije Božo Koler * , Tilen Urbanč ič * , Miran Kuhar * , Polona Pavlovč ič Prešeren * , Bojan Stopar * , Oskar Sterle* Povzetek V prispevku predstavljamo pregled višinskih datumov nivelmanskih mrež Slovenije, ki so bili določ eni na osnovi več letnih opazovanj na različ nih mareografih ob Jadranski obali. Predstavljamo določ itev višinskega datuma Koper za novo državno nivelmansko mrežo 1. reda. Uvedba novega višinskega datuma v Sloveniji ima poleg določ itve izhodišč a za določ itev nadmorskih višin pomen tudi v določ itvi globinskega datuma. Povezava višinskega in globinskega datuma bo omogoč ila enolič no povezavo višin na kopnem z globinami na morju. Ključ ne besede: mareograf, višinski datum, globinski datum Keywords: Tide gauge, height datum, chart datum Uvod Mareograf je naprava, ki v č asovni vrsti beleži nivo morja. Srednji nivo morja predstavlja ekvipotencialno ploskev, ki poteka skozi izbrano izhodišč no toč ko, to je mareograf, in predstavlja referenč no ploskev za določ itev višin s postopki geometrič nega nivelmana. Mareografska opazovanja služijo za določ itev višinskega datuma nivelmanskih mrež oziroma izhodišč e za določ itev nadmorskih višin toč k na kopnem. Določ itev višinskega datuma nivelmanskih mrež na območ ju Slovenije je povezana z opazovanji na mareografih v Trstu, Bakru, vzdolž vzhodne jadranske obale (Koper, Rovinj, Bakar, Split in Dubrovnik) in Kopru. Na osnovi mareografskih opazovanj je določ en tudi globinski datum. Povezava med višinskim in globinskim datumom je pomembna za varno odvijanje pomorskega prometa kot tudi poenotenje oziroma povezavo višin na kopnem z globinami na morju. Višinski datum nivelmanske mreže nam predstavlja srednji nivo morja, ki ga izrač unamo iz dolgoletnih opazovanj nihanj nivoja morja na mareografu. Da dobimo zanesljive podatke, moramo nihanje nivoja morja neprekinjeno opazovati vsaj 18,6 let. Po dogovoru ima srednji nivo morja oziroma nič elna nivojska ploskev absolutno višino enako nič . Lega nič elne nivojske ploskve je definirana z vertikalno oddaljenostjo od normalnega reperja, ki je stabiliziran na geološko stabilnem območ ju (Stefanović , 1955). Pregled višinskih datumov nivelmanskih mrež v Sloveniji Višinski datumi na območ ju Slovenije so povezani z različ nimi obdobji, ko je bilo ozemlje Slovenije sestavni del drugih držav. Prvi višinski datum je bil določ en v č asu Avstro-Ogrske monarhije, drugi v č asu SFRJ in zadnji v č asu Slovenije kot samostojne države. Kakovost določ itve višinskega datuma je povezana s kakovostjo instrumentov kot tudi z nekaterimi ključ nimi odloč itvami tedanjih strokovnjakov. Kot primer naj izpostavimo več krat slišano problematiko mareografa v Trstu, kjer so za določ itev datuma privzeli le enoletna opazovanja nihanj nivoja morja. Takratne odloč itve so vodile do anomalij, na katere so kasneje opozarjali številni strokovnjaki. * Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana 94 Tehnološki razvoj je omogoč il posodobitev opreme na mareografih. Medtem ko je bil stari mareograf v Kopru (slika 1) še mehanski, je novi opremljen z radarskim mareografom in mareografom s plovcem, katerega položaj se registrira digitalno. Slika 1: Stari mareograf (levo) in novi mareograf (desno) v Kopru Višinski datum Trst 1875 Normalni reper za navezavo avstro-ogrske nivelmanske mreže predstavlja reper na pomolu Sartorio v Trstu (slika 3). Č eprav so mareograf postavili leta 1869, so prve podatke o registraciji nivoja Jadranskega morja za leto 1875 objavili leta 1877, torej pred pretekom 18,6-letnega niza potrebnih kontinuiranih opazovanj na mareografu. Odloč itev, da bodo višino normalnega reperja (3,352 m ± 0,01 m) določ ili na osnovi enoletnih opazovanj, so sprejeli zato, ker so želeli povezati srednji nivo Sredozemskega morja s severnimi morji in določ iti enotni normalni reper za celo Evropo. Normalni reper v Trstu nikoli ni bil prerač unan na enotni normalni reper Evrope. Razlog za to je bilo dejstvo, da je srednji nivo Sredozemskega morja za 13 cm nižji od srednjega nivoja severnih morij, zato so države obdržale svoje normalne reperje (Zeger, 1986). Te odloč itve niso bile podrobno utemeljene oziroma zapisane, zato so kasneje o problematič ni višini normalnega reperja v Trstu strokovnjaki le sklepali oziroma nanjo opozarjali. Prvi je na to opozoril leta 1904 Sterneck, kasneje tudi drugi. Kasumović je izrač unal razliki 8,9 cm (1933) in 10,6 cm (1948) na osnovi opazovanj nihanj morja v Bakru za leto 1933 in z upoštevanjem spremembe konstante mareografa leta 1948. Na Istituto Talassografico Trieste so iz opazovanj mareografa v Trstu za leto 1969 izrač unali razliko 18,5 cm (Koler, 1994). Leta 1991 so z opazovanji nihanja nivoja morja v Bakru in z znano višinsko razliko med reperjema mareografov v Bakru in Trstu določ ili razliko 6,056 cm (Bilajbegović in Marchesini, 1991). Bilajbegović je izrač unal razliko 13,8 cm iz opazovanj nihanj nivoja morja v Bakru za leto 1971. Na sliki 2 prikazujemo različ ne vrednosti srednjega nivoja morja v Trstu. 95 Slika 2: Srednji nivoji morja v Trstu za različ na obdobja Slika 3. Objekt na pomolu Sartorio v Trstu, v katerem se nahaja mareograf Problematič na višina normalnega reperja v Trstu je vrsto let vplivala na izrač une nadmorskih višin toč k v Sloveniji. Različ ne vrednosti srednjih nivojev v Trstu so se pri avtorjih pojavile zato, ker so bile vrednosti določ ene na različ nih mareografih (Bakar, Trst), nanašale so se na različ ne nize opazovanj in so bile določ ene za različ na leta (1901, 1933, 1948, 1969 in 1971). Po 2. svetovni vojni je bila na območ ju bivše SFRJ narejena izmera I. nivelmana visoke natanč nosti (I. NVN) in navezana na ohranjene reperje avstro-ogrskega nivelmana. Mreža I. NVN ima isti višinski datum (Trst1875) kot avstro-ogrska nivelmanska mreža. 96 Višinski datum Bakar 1933 Leta 1957 so v Kopru postavili mehanski mareograf (slika 1). Takrat je bil za izhodišč ni reper za navezavo nivelmanske izmere na območ ju tedanje Jugoslavije (I. NVN) privzet reper mareografa v Bakru. Nove mareografe ob vzhodni jadranski obali so vključ ili v nivelmansko mrežo na osnovi srednjega nivoja morja mareografa v Bakru, ki ga je izrač unal Geofizič ki institut v Zagrebu iz meritev v obdobju od 1930 do 1938 za leto 1933. Prvi podatek o višinski razliki med reperjem 5486 koprskega mareografa in vrhom vodomerne late izvira iz poroč ila iz februarja 1958 in skice nivelmanske izmere, ki je bila izdelana 26. 8. 1958. Na osnovi te izmere je bila določ ena nadmorska višina reperja 5486, ki je znašala 2,0356 m. Konstanta mareografa, ki predstavlja višinsko razliko med nič lo vodomerne late in vrhom reperja mareografa 5486 v Kopru, je bila 4,0356 m, kar pomeni, da je srednji nivo morja v vertikalnem datumu Bakar 1933 bil na 200,00 cm vodomerne late. Nadmorske višine reperjev na tem območ ju so bile do prerač una nivelmanske mreže v letu 2000 določ ene v višinskem datumu Bakar 1933. Višinski datum Maglaj 1971 Nivelmanska mreža II. reda je bila prvič navezana na normalni reper bivše SFRJ. Stabilizirali so ga v mestu Maglaj v Bosni in Hercegovini. Višinski datum II. NVN je bil določ en na osnovi mareografskih opazovanj na mareografih vzdolž vzhodne Jadranske obale. Najstarejša sta mareografa v Bakru in Splitu, ki so ju postavili leta 1929. Po 2. svetovni vojni so zgradili še mareografe v Splitu na rtu Marjana (1952), v Dubrovniku (1954), v Rovinju (1955), v Kopru (1957) in Baru (1964). Srednji nivoji morja na posameznih mareografih so določ eni za dan 3. 7. 1971 iz podatkov registracij nihanj nivoja morja od 1962,2 do 1980,8 (Bilajbegović , 1989). Višinski datum evropske nivelmanske mreže UELN95 Nivelmanska mreža II. NVN je bila vključ ena v evropsko nivelmansko mrežo UELN95, ki je navezana na normalni reper v Amsterdamu. Na območ ju Slovenije smo stabilizirali 11 reperjev in jim višine določ ili tudi v višinskem datumu Amsterdam, med njimi je bil tudi reper 5486 v Kopru, katerega višina je 1,5392 m. Slovenski višinski sistem 2000 (SVS2000) Geodetska uprava Republike Slovenije (GURS) je leta 1990 zač ela sanirati nivelmanske mreže. Za nivelmanske mreže višjih in nižjih redov, ki so stabilizirane na območ ju Slovenije, je bilo znač ilno, da niso bile nikoli izravnane kot celota. Več kratno prerač unavanje nivelmanskih poligonov je povzroč ilo dvojne ali celo trojne višine identič nih reperjev, ki so se med seboj razlikovale. Probleme so rešili z izravnavo nivelmanske mreže Slovenije v letu 2000, ki so jo navezali na avstro-ogrski fundamentalni reper FR-1049. Ta se nahaja v bližini Ruš, ob železniški progi Maribor–Dravograd (slika 4). Višina reperja FR-1049 se nanaša na višinski datum Trst 1875. Nadmorske višine toč k, ki jih danes uporabljamo v Sloveniji, so zato določ ene v višinskem datumu avstro-ogrske nivelmanske mreže. 97 Višinski datum Koper 2010 Stari mareograf v Kopru so postavili leta 1957 in ga leta 2005 modernizirali s sodobno mareografsko opremo. Nahaja se na Ukmarjevem trgu, kjer je več desetletij stala stara mareografska postaja. Poleg spremljanja srednjega nivoja in temperature morja so danes na voljo tudi natanč ni meteorološki podatki (hitrost in smer vetra, zrač ni tlak, temperatura zraka in vlažnost) ter geodetska opazovanja (GNSS, gravimetrič ne meritve in geometrič ni nivelman). Preglednica 1. Srednji nivoji nivelmanskih mrež Slovenije Višinski datum Srednji nivo Razlika Naziv Določ en Iz niza opazovanj nihanj morja morja (cm) (cm) Trst 1875 1 leto 208,5 0 Bakar 1933 1930 –1938 200,0 8,5 Maglaj 3. 7. 1971 1962,2 –1980,8 215,2 – 6,7 Koper 10. 10. 2010 21.5.1997 – 31.12.2015 224,0 – 15,5 NAP 1995 (UELN95) 18,6 let 249,6 –41,1 Preglednica 1 vsebuje informacije o določ itvi srednjih nivojev morja posameznih višinskih datumov nivelmanskih mrež na območ ju Slovenije. Višinska datuma Maglaj in Koper sta bila določ ena iz niza 18,6 –letnih opazovanj. Nivelmanske mreže na območ ju Slovenije, razen območ je Kopra in dela Primorske, ki je bilo navezano na vertikalni datum Bakar, so navezane na višinski datum Trst (enoletna opazovanja). V višinskem datumu Maglaj so bile izrač unane višine reperjev v II. nivelmanski mreži velike natanč nosti (II. NVN), ki nikoli niso bile uradne nadmorske višine na območ ju Slovenije, saj se je Slovenija pred izrač unom osamosvojila. Po prerač unu nivelmanskih mrež leta 2000 so vse višine na območ ju Slovenije določ ene v Slovenskem višinskem sistemu 2000 (SVN2000) v višinskem datumu Trst 1875. Iz preglednice vidimo, da odstopanja glede na višinski datum Trst znašajo od 8,46 cm do –15,55 cm. To pomeni, da so z odstopanjem obremenjene vse nadmorske višine reperjev v nivelmanskih mrežah Slovenije. Zaključ ek Iz zgoraj zapisanega vidimo pestro dogajanje pri določ anju višinskega datuma nivelmanskih mrež Slovenije. Danes so uradne višine v Sloveniji določ ene v višinskem datumu Trst, ki je bil določ en leta 1875 na osnovi enoletnih opazovanj nivoja morja na mareografu v Trstu. Številni raziskovalci so na osnovi različ nih analiz ugotovili, da je bil srednji nivo morja v Trstu iz leta 1875 previsok od 6,1 cm do 18,5 cm. V letu 1957 postavljen mareograf v Kopru so povezali v mrežo mareografov vzdolž vzhodne jadranske obale. Srednji nivo v Kopru je bil določ en na osnovi srednjega nivoja morja na mareografu v Bakru za leto 1933. To pomeni, da so bile višine reperjev na območ ju Kopra določ ene v vertikalnem datumu Bakar 1933. Nivelmanska mreža II. NVN, ki je bila izmerjena v 70. letih prejšnjega stoletja in navezana na normalni reper v Maglaju, vendar višine v Sloveniji niso bile nikoli uradne višine v višinskem datumu Maglaj 1971. 98 Leta 2000 so bile višine reperjev nivelmanskih mrež na območ ju Slovenije prerač unane v višinski datum Trst 1875, ki je bil na območ ju Slovenije realiziran z višino reperja FR 1049 v Rušah. Takrat so bile višine vseh reperjev na območ ju Slovenije prvič določ ene v enotnem višinskem datumu Trst 1875. Po letu 2000 smo prič eli z novo izmero nivelmanske mreže 1. reda Slovenije. V projektu Posodobitev prostorske podatkovne infrastrukture za zmanjšanje tveganj in posledic poplav, ki ga je ob finanč ni podpori Finanč nega mehanizma EGP 2009–2014 izvajala GURS s partnericama Norveško geodetsko upravo in Islandsko geodetsko upravo, je bil določ en višinski datum Koper 2010, ki prvič predstavlja enotno slovensko izhodišč e za določ itev višin na območ ju Slovenije. Literatura Bilajbegović , A., 1989. Nivelman visoke toč nosti Jugoslavije – svezak 1. Geodetski fakultet Sveuč ilišta u Zagrebu, Zavod za višu geodeziju, Zagreb, 3–4. Bilajbegović , A., Marchesini, C.,1991. Jugoslavenski vertikalni datumi i preliminarno povezivanje nove jugoslovenske nivelmanske mreže s austrijskom i talijanskom. Geodetski list (45), Zagreb, štev. 7–9, 233– 49. Koler, B., 1994. Vertikalni datumi nivelmanskih mrež Slovenije. Geodetski vestnik, let. 38, št. 1, 11–15. Stefanović , M., 1955. Normalni reper nivelmanske mreže. Geodetski list (9), štev. 1–2, 3–14. Zeger, J., 1986. HistorischeEntwicklungdesPräzisionsnivellements in Ő sterreich. Ő sterreichischeZeitschriftfürVermessungswesen in Photogrammetrie (74), štev. 4, 250 –263.