Prognózování a ovlivňování extrémních hydrologických stavů řízením vodohospodářské soustavy povodí Odry

Transkript

1 Prognózování a ovlivňování extrémních hydrologických stavů řízením vodohospodářské soustavy povodí Odry 12. Magdeburský seminář o ochraně vod říjen 2006 Ing.Břetislav Tureček Povodí Odry s.p. Ing.Lukáš Pavlas Varenská OSTRAVA

2 Obsah prezentace 1. Komentář k příspěvku ve sborníku 2. Konkrétní přiblížení jedné z činností - predikce průtoků na vodních tocích a řízení údolních nádrží tvořících Vodohospodářskou soustavu povodí Odry za povodně v březnu Závěr

3 Vymezení české části povodí v rámci Mezinárodní oblasti povodí Odry

4 Anotace příspěvku Státní podnik Povodí Odry v rámci své působnosti na české části povodí Odry postupně vybudoval a provozuje ucelený systém prognózování hydrologických stavů a jejich ovlivňování řízením VH soustavy, který zajišťuje: kontinuální sběr hydrologických dat z měřících stanic predikci průtoků na vodních tocích za povodní optimalizaci řízení údolních nádrží tvořících Vodohospodářskou soustavu povodí Odry za povodní spolupráci s Integrovaným záchranným systémem optimální řízení údolních nádrží v rámci Vodohospodářské soustavy povodí Odry v obdobích sucha automatický sběr dat technicko - bezpečnostního dohledu za extrémních situací

5 Anotace příspěvku Státní podnik Povodí Odry v rámci své působnosti na české části povodí Odry postupně vybudoval a provozuje ucelený systém prognózování hydrologických stavů a jejich ovlivňování řízením VH soustavy, který zajišťuje: kontinuáln lní sběr r hydrologických dat z měřm ěřících ch stanic predikci průtoků na vodních tocích za povodní optimalizaci řízení údolních nádrží tvořících Vodohospodářskou soustavu povodí Odry za povodní spolupráci s Integrovaným záchranným z systémem optimáln lní řízení údolních nádrn drží v rámci r Vodohospodářsk ské soustavy povodí Odry v obdobích sucha automatický sběr r dat technicko - bezpečnostn nostního dohledu za extrémn mních situací

6 Predikce průtoků na vodních tocích a řízení údolních nádrží tvořících Vodohospodářskou soustavu povodí Odry za povodně v březnu 2006 Oblast povodí Odry Charakteristika oblasti povodí Odry rozloha 6252 km 2, charakterově odlišné dvě části -rozlehlejší jesenická s mírnějším reliéfem a nižší hustotou osídlení -menší beskydská část, která je výrazně exponovanější délka toků celkově činí 5925 km, z toho s.p.povodí Odry spravuje 1360 km. 7 významných údolních nádrží, které spolu s převody vody tvoří Vodohospodářskou soustavu

7 Vodohospodářská soustava povodí Odry

8 Matematický model HYDROG o přípravě a tvorbě srážkoodtokového modelu pro prognózování průtoků v korytech vodních toků a řízení údolních nádrží, který byl nazván HYDROG, bylo rozhodnuto v roce 1990 (autor Prof. Starý). Model HYDROG byl poprvé nasazen u státního podniku Povodí Odry, a to v povodí Ostravice za povodně v roce 1997 (plocha povodí km 2 ), kde se osvědčil na výbornou, a proto bylo rozhodnuto o jeho rozšíření na celé povodí Odry, tj. na km 2 (kromě okrajových částí povodí, z nichž vody bezprostředně odtékají do Polské republiky a nevytvářejí větší řeky viz Hlučínsko), které bylo dokončeno v roce účelem je předpovídat průtoky na vodních tocích a optimalizovat řízení existujících nádrží pracujících v soustavě, aby jejich tlumící efekty na povodně nebyly pouze izolované. prognózy průtoků jsou realizovány k významným lidským sídlům v povodí Odry ve vazbě na znalost kapacity koryt vodních toků přes ně protékajících, a to platí i pro optimalizační řízení nádrží. Předpověď je realizována pro 66 profilů říční sítě, z nichž je odvozováno nebezpečí ohrožení zástavby pro 120 lidských sídel. do HYDROGu vstupují měřené srážky a teploty v reálném čase (kontinuálně) pomocí automatického sběru dat z rádiové sítě, která má 100 procentní energetickou zálohu.

9 Měřící stanice Povodí Odry s.p. měření veličin v reálném čase 83 stanic celkem z toho 63 srážkoměrných (hustota 1 stanice na ~ 100 km 2 ) a 53 měří průtoky

10 Povodňová situace v březnu 2006 Tání sněhu a srážková činnost způsobily ve dnech vznik povodňových průtoků Stav na nádržích k Vodní tok Vodní dílo Celkový objem [mil.m3] Zaplnění zásobního prostoru [%] Moravice Sl.Harta 218,7 Moravice Kružberk 35,5 74,3 Ostravice Šance 57,1 43,5 Morávka Morávka 11,9 42,7 Lučina Žermanice 25,2 46,3 Stonávka Těrlicko 27,4 87,9 Olešná Olešná 4,4 91,1 Výška sněhové pokrývky Stanice Oblast Výška sněhu [cm] Praděd Jeseníky 205 Ramzová Jeseníky 170 Kozlov Oderské vrchy 75 Bílý Kříž Beskydy 130 Šance Beskydy 85 Morávka Beskydy 65 Javorový Beskydy 130

11 Povodňová situace v březnu 2006 Tání sněhu a srážková činnost způsobily ve dnech vznik povodňových průtoků Srážková činnost během povodňové situace Stanice Dílčí povodí Celkový úhrn [mm] Úhrn [mm] maximum / 48 hodin Děhylov Opava Vyšní Lhoty Ostravice Šance Ostravice Olešná Ostravice Bohumín Odra Věřňovice Olše Javorový Beskydy 60 32

12 Povodňová situace v březnu 2006 Ukázka zprávy a tabulky o prognóze průtoků

13 Ukázka Řeka: Odra Profil: Ostrava Výsledky prognózy matematickým modelem HYDROG

14 Ukázka Řeka: Olše Profil: Věřňovice Výsledky prognózy matematickým modelem HYDROG

15 Vodní tok Profil Kulmina ce [m 3 /s] N-letý průtok Qn Dosa žený SPA Opava Opava Průtoky ve vodních tocích Moravice Valšov Opava Děhylov Odra Odry Odra Bohumín Ostravice Ostrava Olše Věřňovice Povodňová vlna Opava - profil Děhylov Průtok [m 3 /s] Hladina [cm] průtok DĚHYLOV III.SPA 190 II.SPA I.SPA

16 Řízení údolních nádrží ve VH soustavě

17 Řízení údolních nádrží v březnu 2006 Kaskáda údolních nádrží Slezská Harta Kružberk na Moravici Transformace povodňové vlny Kaskáda údolních nádrží SLEZSKÁ HARTA - KRUŽBERK Qmax = 160 m 3 /s Celkový přítok do kaskády nádrží 100 Průtok [m 3 /s] Qmax = 35 m 3 /s Q = 5 m 3 /s Celkový odtok

18 Řízení údolních nádrží Údolní nádrž Šance na Ostravici Transformace povodňové vlny Vodní dílo ŠANCE Průtok [m 3 /s] Q2 = 82 m 3 /s Q1 = 55 m 3 /s Přítok do nádrže Qmax = 80 m 3 /s Hladina v nádrži Hladina v nádrži [m n.m.] Qmax = 14 m 3 /s Q = 3 m 3 /s Odtok z nádrže : : : : : : : : : : : : : :00

19 Stav hladin v údolních nádržích Vodní tok Vodní dílo Celkový objem nádrže [mil.m3] Celkový zadržený objem [mil.m3] Moravice Sl.Harta 218,7 47,0 Moravice Kružberk 35,5 8,5 Ostravice Šance 57,1 21,1 Morávka Morávka 11,9 3,5 Lučina Žermanice 25,2 7,1 Stonávka Těrlicko 27,4 2,5 Olešná Olešná 4,4 0,5

20 Povodňová situace v březnu 2006 Průtok [m 3 /s] Povodňová vlna Srovnání průtoků - skutečného a bez vlivu nádrží Odra - Bohumín, Opava - Děhylov, Ostravice - Ostrava III.SPA na Odře v profilu Bohumín průtok BOHUMÍN_bez nádrží průtok BOHUMÍN_skutečný průtok DĚHYLOV_bez nádrží průtok DĚHYLOV_skutečný průtok SLEZSKÁ OSTRAVA_bez nádrží průtok SLEZSKÁ OSTRAVA_skutečný : : : : : : : : : : : : :00

21 Otázky k řešení a postřehy zimní x letní režim měření sněhové pokrývky a její vodní hodnoty kalibrace modelu a dostupnost dat pro ní ledové jevy na nádržích a vodních tocích obtížná prognóza malých povodí délka výpočtu a jeho započetí predikce délky povodně, a tak zatížení hrází

22 Význam údolních nádrží údolní nádrže jsou významným nástrojem k ovlivňování extrémních hydrologických stavů efekt nádrží se zvyšuje, pokud pracují v soustavě a jejich řízení je optimalizováno při povodni v březnu 2006, která byla největší zimní povodní na české Odře za více než stoletou dobu pozorování, došlo k výrazné transformaci průtoků a velkých vod a tím k ochraně majetku v Ostravě Koblově a k eliminaci nebezpečí pro Bohumín efekt byl znásoben předpuštěním nádrží soustavy, což bylo umožněno průběžným bilancováním zásob vody ve sněhu každý systém je efektivní jen do určité míry

23 Priority funkcí vodních děl Vodohospodářské soustavy povodí Odry Zásobení pitnou vodou 1 Zabezpečení minimálních průtoků v tocích pod vodními díly 2-3 Zásobení provozní a užitkovou vodou 2-3 Povodňová ochrana 4 Ovlivňování jakosti vody ve vodních tocích 5 Zajištění rekreačních podmínek u vody (vodních toků, nádrží) 6 Výroba elektrické energie 7

24 Lokality pro akumulaci vod - územní hájení Lokalita Vodní tok Plocha povodí v km 2 Celkový objem v mil.m 3 Poznámka Spálov Odra 318,0 285,0 Heřmánky Odra 359,8 24,2 dílčí povodí Odry Hukvaldy Ondřejnice 31,1 11,4 Nové Heřminovy Opava 281,2 100,5 Spálené Opavice 20,7 21,7 Čeladná Čeladenka 31,1 17,7 Krásná Mohelnice 34,0 14,3 Horní Lomná Lomná 30,0 16,1 Bukovec Olše 60,8 67,8 Malá Kraš Černý potok 57,8 1,5 Nýznerov Stříbrný potok 8,8 1,3 Ondřejovice Javorná 10,9 24,8 dílčí povodí Opavy dílčí povodí Ostravice dílčí povodí Olše dílčí povodí okrajových přítoků Odry

25 Povodí horní Opavy v současné době aktuálním tématem je návrh údolní nádrže Nové Heřminovy jako opatření k ochraně sídel podél řeky Opavy před povodněmi povodňovými průtoky jsou zde ohrožována sídla Zátor, Brantice, Krnov, Brumovice, Holasovice, Držkovice, Vávrovice a Opava celkem je přímému ohrožení zdraví a životů vystaveno ~ obyvatel, potenciální škody na majetku by činily až 4 miliardy Kč výstavbou ÚN Nové Heřminovy by došlo k účinné transformaci povodňových průtoků a ochraně obyvatel a majetku

26 Povodí horní Opavy ÚN Nové Heřminovy Průtok [m 3 /s] tabulka Transformace povodňové vlny PV 100 nádrží Nové Heřminovy (Q 100 = 206 m 3 /s, W PV100 = 36,9 mil.m 3 ) Hmax = 397,21 m n.m. Přítok do nádrže - max. 206 m3/s Odtok z nádrže - 60 m3/s Čas [hod] Hladina v nádrži Hladina v nádrži [m n.m.]

27 Závěry povodí Odry má ze své rozlohy km 2 zhruba 700 km 2 výskytu fluvizemí, to znamená, že 11 % jeho území je ohroženo povodněmi. přitom lesnatost povodí Odry činí celých 38,5 % jeho plochy, dalších 17 % plochy povodí tvoří travní porosty a smíšené zemědělské oblasti. střední hustota osídlení je 212 obyvatel na 1 km 2 oproti celostátnímu průměru 129 obyvatel na 1 km 2. kromě realizace stavebních opatření na ochranu proti povodním patří preventivní opatření prognózování a ovlivňování extremních hydrologických stavů - knejúčinnějším a vzhledem k míře ohroženosti povodí Odry je nutno o popisovaný systém neustále pečovat a rozvíjet jej.

28 Děkujeme za pozornost Ing. Břetislav Tureček Ing. Lukáš Pavlas odbor Vodohospodářských koncepcí a informací Povodí Odry, státní podnik