pn Steiermark

Říční inženýrství
Protipovodňová ochrana
141RIN
1
141RIN
2
Účinky povodně
Impaktní účinek
141RIN
3
Účinky povodně
Zatopení
141RIN
4
Účinky povodně
Zatopení (Karlín)
141RIN
5
Záplavové území (pro vypočtené
hladiny průtoku Q = 4000 m3/s) a
mobilní stěny
green
greenline
line––in
infunction
functionin
in2002
2002
yellow
yellow++blue
blueline
line––combination
combination
of
offixed
fixedand
andmobile
mobilewalls
walls
141RIN
6
Povodňový model Prahy – simulace na
povodeň 1890
Ke stažení na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm
141RIN
7
Scénář zatopení pražského metra 2002
Ke stažení na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm
141RIN
8
Zatopení pražského metra 2002
141RIN
9
Míra rizika
Porovnání dvou pojmů – zranitelnost území a
nebezpečí
Zranitelnost – citlivost využití pozemků na
vlastnosti povodně – zranitelná - záplava ano/ne,
jaká hloubka vody, jaká doba zaplavení, jaké
rychlosti vody atd.
Nebezpečí – vlastnosti reálné povodně (četnost
výskytu, doba výskytu, hloubky, rychlosti, doba
trvání, režim splavenin, kvalita vody atd.)
141RIN
10
Míra rizika
Ohrožení – představuje vlastní extrémní srážko-odtokový proces, který je
stochastické povahy
Expozice – jedná se o majetek a přírodní prostředí vystavené ohrožení
povodní
Zranitelnost - míra schopností odolávat účinkům povodně představuje třetí
složku modelu povodňového rizika
141RIN
11
Parametrická definice míry rizika
Sociálně/e konomické
proměnné
64
4744
8
A


Míra rizika = f 

 H.S.I.C.F 
Majetkové a
infrastruk turní
proměnné
64748 64 4Vlastnosti
447povodně
4 4 4 48
 S c .S b .I t   D.D t .S d .S z .W. V . P.R 
 . 
 .
. 

 S t .R b  
Proměnné
varovného systému
64474 4
8



 .
 Wo .Wt .Wa 
Proměnné
reakce na povodeň
6474
8
 T 


 R .R 
 a q
A = věkový profil domácnosti
H = Zdravotní stav a pohyblivost domácnosti
S = Ochrana domácnosti
I = Příjem domácnosti
C = Soudržnost lokální komunity
F = Povodňové znalosti
Sc = Náchylnost vnitřního vybavení ke škodám
Sb = Náchylnost stavební konstrukce ke
škodám
It = Čas potřebný k obnově infrastruktury
(zvláště stoková síť, el. energie, spoje)
St = Počet podlaží
Rb = Důkladnost stavební konstrukce
D = Hloubka proudu
Dt = Trvání povodně
Sd = Koncentrace splavenin
Sz = Velikost splavenin
W = Vliv vln
V = Rychlost vody
P = Znečištění vody
R = Intensita nástupu povodně
Wo = Varování ano nebo ne
Wt = Čas na reakci na varování poskytnut
Wa = Varování obsahuje rady
T = Čas potřebný pro pomoc při povodni
nebo k návratu
Ra = Velikost odezvy (tj. počet pomáhajících)
Rq = Kvalita odezvy
Záplavová území a aktivní zóny
versus územní plány
141RIN
14
Zákon o vodách č. 254/2001 Sb.
§ 66
(1) Záplavová území jsou administrativně určená území, která
mohou být při výskytu přirozené povodně zaplavena vodou.
Jejich rozsah je povinen stanovit na návrh správce vodního toku
vodoprávní úřad. Vodoprávní úřad může uložit správci vodního
toku povinnost zpracovat a předložit takový návrh v souladu s
plány hlavních povodí a s plány oblastí povodí.
(2) V zastavěných územích obcí a v územích určených k
zástavbě podle územních plánů vymezí vodoprávní úřad na
návrh správce vodního toku aktivní zónu záplavového území
podle nebezpečnosti povodňových průtoků
141RIN
15
§ 67
(1) V aktivní zóně záplavových území se nesmí umísťovat,
povolovat ani provádět stavby s výjimkou vodních děl, jimiž se
upravuje vodní tok, převádějí povodňové průtoky, provádějí
opatření na ochranu před povodněmi nebo která jinak
souvisejí s vodním tokem nebo jimiž se zlepšují odtokové
poměry, staveb pro jímání vod, odvádění odpadních vod a
odvádění srážkových vod a dále nezbytných staveb dopravní
a technické infrastruktury.
141RIN
16
§ 67
(2) V aktivní zóně je dále zakázáno
a) těžit nerosty a zeminu způsobem zhoršujícím odtok
povrchových vod a provádět terénní úpravy zhoršující odtok
povrchových vod,
b) skladovat odplavitelný materiál, látky a předměty,
c) zřizovat oplocení, živé ploty a jiné podobné překážky,
d) zřizovat tábory, kempy a jiná dočasná ubytovací zařízení.
(3) Mimo aktivní zónu v záplavovém území může vodoprávní
úřad stanovit omezující podmínky. Takto postupuje i v
případě, není-li aktivní zóna stanovena.
141RIN
17
Vyhláška č. 236/2002 o způsobu a
rozsahu zpracování návrhu
stanovování záplavových území
§ 2 e) „ …se rozumí e) aktivní zónou
záplavového území – území v zastavěných
územích obcí a v územích určených
k zástavbě podle územních plánů, jež při
povodni odvádí rozhodující část celkového
průtoku, a tak bezprostředně ohrožuje
život, zdraví a majetek lidí ….,“.
141RIN
18
Ukázka schematizace záplavového území
matematickým modelem (DHI Hydroinform)
141RIN
1D
19
Příklad vynesení aktivní zóny záplavového území
(DHI Hydroinform)
141RIN
20
Návrh Metodiky stanovení AZZÚ
DHI Hydroinform
1.
2.
3.
4.
5.
Pro Q20/Q100 > 0,7 – hranice AZZU je záplavová čára
Q20
Pro Q20/Q100 < 0,7 – určí se průtočná plocha, kterou
protéká 80 % Q100
Pro 1D modely – předpoklad rozdělení rychlostí v
záplavovém území podle Komory (VÚVH Bratislava,
1976)
Vynechat oblasti, pro které h < 0,3 m a zároveň v <
0,5m/s
Zvětšit o „nebezpečné zóny“ – PN (I, q) > 0,75 m2/s
(0,25).
141RIN
21
Fink (1986) a
Bewick (1988)
141RIN
22
USA (zdroj
HINF), 2004
Abt et al, 1989
141RIN
23
US – výzkum (Abt)
V žlabu byly testovány 2 ženy a 18 mužů, dále také tuhá tělesa. Tělesa
demonstrovala dolní mez nestability osob. Hmotnost m osob byla 4191 kg a výška h 1,52-1,91 m. Hmotnost tělesa byla 53,4 kg a výška
1,52 m. Byly vyšetřovány dva sklony (1,5 % a 0,5 %) a 4 různé
povrchy dna, umělá tráva, hladký beton, ocel, štěrk. Osoby byly
podobně oblečeny (džíny, volné kalhoty, mikina, tenisky, polobotky)
Osoby byly ovlivněny použitím záchranných pomůcek.
osoby byly poučeny jak se pohybovat v proudu
podmínky při testu byly optimální; dobré světelné podmínky, bez
pohybu spláví na hladině.
Teplota vody v rozmezí 20 °C až 26
stáří testovaných osob bylo 19 až 54 let všechny byly v dobrém
zdravotním stavu
Osoby nenesly žádné další zavazadlo .
141RIN
24
Helsinky University of Technology,
Karvonen, T. et al, Dec. 2000, EU-project
RESCDAM
Test na sedmi osobách: 5 mužů a 2 ženy; výška 1,60-1,95 m;
hmotnost 48-100 kg; věk 17-60 let
Laboratorní žlab 130 m, hloubka 5,5 m, teplota 16 oC
141RIN
25
Helsinky University of Technology,
Karvonen, T. et al, Dec. 2000, EUproject RESCDAM
Ztráta stability či
manévrovatelnosti
141RIN
26
rychlost x hloubka (m k g)
Závěry EU-project RESCDAM
O
50
100
150
200
výška x hmotnost (m k g)
141RIN
27
Podmínky ovlivňující riziko člověka v
proudící vodě
141RIN
28
Návrhové průtoky pro ochranu před
povodněmi
Návrhové průtoky pro kapacitu koryta dle ČSN 73 6820
Souvislá zástavba, průmyslový
areál, významné liniové stavby
> Q50 *
Velmi cenná půda, vinice,
chmelnice apod.
> Q20
Orná půda
Q5 až Q20
Louky a lesy
Q2 až Q5
*/ V ČR není míra protipovodňové ochrany volena prakticky nikdy na
hodnotu výrazně převyšující Q100.
**/ Pro případ zaústění kanalizačních dešťových vod do UT je třeba vždy
posoudit návrhový průtok s hodnotou vzniklou superpozicí hydrogramů
odtoku z přirozeného povodí (se zmenšenou plochou) a z kanalizace.
141RIN
29
Návrhové průtoky pro ochranu před
povodněmi
Návrhové průtoky pro kapacitu koryta dle nizozemského
standardu CUR-TAW, 1990
Města a urbanistická centra
> Q1000 *
Hustě osídlené oblasti a průmyslová
centra
Málo nebo středně osídlené oblasti
Q200 až Q1000
Intensivně využívané zemědělské
oblasti
Q15 až Q20
Extensivně využívané zemědělské
oblasti
Q6 až Q10
Q100 až Q200
*/ Pro mimořádně významné sídelní celky a průmyslové oblasti je
doporučována hodnota až Q10 000 !!!
Pozn. Území Nizozemska je ohrožováno kombinovaným účinkem
rozvodnění vlivem povodňové vlny vznikající odtokem z povodí a
přílivové vlny ze Severního moře.
141RIN
30
Retence
Řízená
Neřízená
víceúčelové údolní nádrže
rybníky
např. Orlík
mapř. Rožmberk
jednoúčelové údolní retenční
nádrže s manipulací
suché údolní nádrže bez manipulace
např. na Třebovce (Opatov)
např. Kyjice
poldry s řízeným napouštěním
a vypouštěním
např. soutok Moravy a Dyje
zdrže pohyblivých jezů
Labská vod. cesta?
poldry bez manipulace
„
ohrázované území“
průlehy, mokřady
(Rýn u Kehlu)
141RIN
31
Poldry řízené a neřízené
141RIN
32
Způsob neregulovaného ovládání
141RIN
33
Transformace povodňové vlny
v nádrži
40
přítok
35
odtok
dQ /dt > 0
přepad vody
30 %
25
ochrana záplava
3. -1
Q [m s ]
30
20
15
10
dQ /dt = 0
přepad
5
trvání záplavy
0
0
6
12
18
24
30
36
42
T [hod .]
141RIN
34
Transformace PV v soustavě čtyř RN
45
povodňová vlna nad soustavou
odtok z 1. nádrže
odtok z 2. nádrže
odtok z 3. nádrže
odtok ze 4. nádrže
40
35
3. -1
Q [m s ]
30
25
20
15
10
5
0
0
6
12
18
24
T [hod .]
141RIN
30
36
42
48
35
Řešení PPO retenčními nádržemi
v sériové soustavě
Stará Myjava
Horní část povodí Myjavy
Brestovec
Brestovec
Podbranč I a II
Malejov
MYJAVA
Stará Myjava
Myjava
Myjava - armatúrka
Podbranč
Malejov
Turá Lúka
Prietrž I a II
Prietrž
Osuské
Osuské
Jablonica
141RIN
36
Paralelní soustava retenčních nádrží
Rakousko (Steiermark)
dolina Pöllau
Prätisbach
Mausbach
PÖLLAU
Breitenbach
Lambach
Winzendorferbach
Dienerstdorf
Dorfgrabenbach
Kaindorf
Ebersdorf
Neustift
Seberstdorf
Bad Waltersdorf
141RIN
37
Technická opatření- mobilní stěny
141RIN
38
Technická opatření- mobilní stěny
141RIN
39
Technická opatření- mobilní stěny
141RIN
40
Zkapacitnění koryta
Rozšíření koryta
Návrh zkapacitnění Malše v ČB
Snížení berem
dvojitého profilu
Nizozemí - jediná možnost
Vybudování obtokového
povodňového koryta
Valencie -řeka Tajo
Prohloubení koryta
(Dolů - Prakticky nereálné)
Zvýšení břehových hran - nejčastější
(pevné stěny a hráze, mobilní stěny)
Zvýšení podélného sklonu
Snížení spádových objektů
(stupňů ve dně)
Přestavba pevných jezů na pohyblivé
Snížení drsnosti
koryta
Změnou opevnění omočeného obvodu
Údržbou břehové vegetace
Údržba a čištění
koryta
Dvojité profily (Blanice)
Vegetace (zejména údržba dřevin)
141RIN
41
Ochranné hráze
stejná úroveň koruny
hráze na obou březích
různá úroveň koruny
hráze na obou březích
pobřežní
jsou součástí koryta
(většinou upraveného)
odsazené hráze
nejsou součástí koryta
(často neupraveného)
jednoduché koryto
složený profil (s kynetou)
bez možnosti kontrolovaného
zatápění chráněného území
s kontrolovaným zatápěním
chráněného území
s pevným přelivem
kombinace vyšších odsazených
s nižšími pobřežními hrázemi
MOBILNÍ
PROTIPOVODŇOVÉ STĚNY
možnost manipulace
na přelivech
141RIN
42
Stabilizace koryta
Údržba
koryta
Stabilizace podélného
profilu
Stabilizace břehů
Opatření proti
zanášení koryt
opravy díky
opotřebení
jezy
vegetační opevnění
porosty travní,
keřové, stromové
zvýšení rychlosti
vody
(sklon, hloubka vody,
drsnost)
opravy po
povodních
stupně ve dně
a balvanité skluzy
výška nad 0,3 m
nevegetační ("tvrdá")
opevnění
odstranění zdroje
splavenin
(v povodí, v korytě)
údržba vegetačního
opevnění
opevnění dna
a prahy (do 0,3 m)
kombinovaná
opevnění
záchytné nádrže
a prostory,
těžba nánosů
odstraňování
překážek proudu
štěrkové
přehrážky
soustřeďovací
stavby
141RIN
43
Regulace zemědělské činnosti a lesního
hospodářství versus VH opatření - příklad z
Mezinár. komise pro ochranu Rýna
Ve sběrném území Rýna –
navrácení toků do přirozených koryt,
zextenzivnění zemědělství,
rozvoj přírody, zalesnění, „rozpečetění“ půdy,
reaktivace inundačních území
9 miliard US $ - snížení hladiny o 10 cm
Technická protipovodňová ochrana na Rýnu – reaktivace
inundačních území, umělé retenční objemy (3 miliardy US $),
údržba a posilování ochranných hrází, přizpůsobení se na danou ochrannou
úroveň (2 miliardy US $),
opatření v oblasti plánování – využití přizpůsobení na povodně, stanovení
nebezpečí a rizika (0,1 miliardy US $)
☺ Celkem 5,1 miliard US – snížení hladiny o 60 cm
141RIN
44