ÚPRAVA VYBRANÉHO ÚSEKU VODNÍHO TOKU REGULATION OF RIVER

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍCH STAVEB FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF WATER STRUCTURES ÚPRAVA VYBRANÉHO ÚSEKU VODNÍHO TOKU REGULATION OF RIVER BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR HANA ŠMÍDOVÁ prof. Dr. Ing. MILOSLAV ŠLEZINGR BRNO 2015

2 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště B3607 Stavební inženýrství Bakalářský studijní program s prezenční formou studia 3647R015 Vodní hospodářství a vodní stavby Ústav vodních staveb ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student Hana Šmídová Název Vedoucí bakalářské práce Datum zadání bakalářské práce Datum odevzdání bakalářské práce V Brně dne Úprava vybraného úseku vodního toku prof. Dr. Ing. Miloslav Šlezingr prof. Ing. Jan Šulc, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Děkan Fakulty stavební VUT

3 Podklady a literatura Just, T. Vodohospodářské revitalizace, Praha 2005 Patočka,C.,Macura, L. Úpravy toků, Praha 1989 Raplík, M a kol. Úpravy tokov, Bratislava 1989 Šlezingr, M. Říční typy, CERM Brno 2007 Šlezingr, M., Úradníček, L., Vegetační doprovod toků, Brno 2009 Šlezingr, M. Revitalizace toků, VUTIUM Brno, 2010 Úradníček, L.,Šlezingr, M. Stabilizace břehů, CERM Brno 2007 Výbora, P. Úpravy toků, VUT Brno 1988 Zásady pro vypracování - Prohlídka zájmové lokality, zhotovení fotodokumentace, zajištění podkladů dle dohody z vedoucím práce - Posouzení stávajícího stavu říčního koryta - Posouzení stávajícího stavu vegetačního doprovodu - Hydrotechnické výpočty - Výkresová dokumentace - Doklady Předepsané přílohy Licenční smlouva o zveřejňování vysokoškolských kvalifikačních prací... prof. Dr. Ing. Miloslav Šlezingr Vedoucí bakalářské práce

4 Abstrakt Cílem bakalářské práce je zhodnocení současného stavu a následný návrh úpravy vodního toku Olešnice v katastrálním území Žeravice, okres Přerov, v Olomouckém kraji. Řešený úsek se nachází v ř.km.7,226-7,800. Práce je rozdělena do několika částí. První část obsahuje popis všeobecných charakteristik vybraného úseku. Ve druhé části je posouzena kapacita toku původního koryta a návrh nové úpravy toku. Výpočty kapacity toku byly provedeny pomocí programu HEC-RAS Ve třetí části práce je posouzený stávající stav vegetace a návrh vegetačního doprovodu. Poslední částí je výkresová dokumentace současného stavu a návrh úpravy. Klíčová slova Úprava toku, vegetační doprovod,hec-ras,kapacita toku, průtok. Abstract The aim of this thesis is to evaluate the current status and subsequent design modifications watercourse Olešnice in the cadastral area Žeravice, township Prerov, Olomouc Region. Solved segment located in ř.km.7,226-7,800. The work is divided into several parts. The first part describes the general characteristics of the selected section. The second part examined the flow capacity of the original channel and propose new river regulation. Calculations of flow capacity were performed using HEC-RAS The third part is to assess the current state of vegetation and riparian vegetation proposal. The last part is the design documentation of the current status and the draft regulation. Keywords River regulation, vegetation belt, HEC-RAS, capacity of channel, flow

5 Bibliografická citace VŠKP ŠMÍDOVÁ, Hana Úprava vybraného úseku vodního toku. Brno, s., 43s. příl. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb. Vedoucí práce prof. Dr. Ing. Miloslav Šlezingr

6 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval(a) samostatně a že jsem uvedl(a) všechny použité informační zdroje. V Brně dne podpis autora Hana Šmídová

7 PROHLÁŠENÍ O SHODĚ LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP Prohlášení: Prohlašuji, že elektronická forma odevzdané bakalářské práce je shodná s odevzdanou listinnou formou. V Brně dne podpis autora Hana Šmídová

8 Poděkování Chtěla bych poděkovat všem, kteří jakkoliv přispěli při zpracování mojí práce. V první řadě moje poděkování patří panu prof. Dr.Ing. Miloslavu Šlezingrovi, vedoucímu mé bakalářské práce, za čas strávený při vzájemných konzultacích, za cenné rady a připomínky. Rovněž patří můj velký dík rodině za podporu při studiu a naděje, které do mne vkládají.

9 Úvod Cílem bakalářské práce je posouzení a úprava toku Olešnice v ř.km. 7,226-7,800. Zájmový úsek je veden v extravilánu obce Žeravice, která se nachází v okrese Přerov, v Olomouckém kraji. Úprava je provedena na kapacitní průtok Q 5 =17,6 m 3 s -1. Na základě posouzení současného stavu toku je v práci vypracován návrh nového řešení, včetně výpočtu kapacity koryta. Dále je pak navržena nová trasa koryta a opevnění. Vliv těchto úprav na změnu odtokových poměrů je ověřen 1D matematickým modelem. Práce je rozčleněná do několika částí. Na úvod jsou charakterizovány základní informace o toku a území, kterým protéká. Součástí práce je průvodní zpráva, ve které jsou uvedeny informace o hydrologických, geologických či klimatických podmínkách. Další částí je technická zpráva, ve které jsou uvedeny informace o současném stavu na toku. V hydrotechnických výpočtech je proveden výpočet a návrh koryta a popsán program HEC-RAS, který slouží pro výpočet ustáleného a neustáleného proudění v korytech. V další části se věnuji rozboru a návrhu vegetačního doprovodu. 11

10 5. Závěr Cílem bakalářské práce bylo posouzení současného stavu toku Olešnice v katastru obce Žeravice v ř.km. 7,226-7,800, z hlediska kapacity a následná úprava na kapacitní průtok Q 5. Kapacita koryta v tomto úseku nepotřebuje vyšší kapacitu, protože úsek zájmového území se nachází v extravilánu, tudíž při případném vylití nebude nikdo ohrožen a voda se vylije na pole. Po domluvě s povodím Moravy a zemědělským družstvem, jež obhospodařuje přilehlá pole je občasné zaplavení pole přípustné i z ekonomického hlediska není potřeba koryto navrhovat na větší kapacitu. Současný stav toku byl hydraulicky posouzen za použití programu HEC - RAS. Simulace byly provedeny jako N-leté a m-denní průtoky. Z výsledných nadmořských výšek hladin pro jednotlivé průtoky bylo zjištěno, že koryto v současnosti nepřevede v některých místech ani průtok Q 90d ( viz Tab.3.4.). Počátek úpravy je navržen v ř. km 7,226. Tento profil byl navržen z hlediska hranice katastrálního území. V celém zájmovém úseku se navrhuje sklon i = 2,9 a napojuje se na stávající upravené koryto na kótě 223,07 m n.m.. V celé délce navržené úpravy je tvar příčného řezu neměnný. Příčný profil koryta má tvar jednoduchého lichoběžníku s šířkou ve dně 4 m, sklon svahů je navržen 1:2 do výšky 2 m. V rámci zavázání úpravy koryta do terénu jsou nevrženy hrázky s šířkou koruny 1 m a sklonem na vzdušním líci 1:1,5. Z hodnocení stávajícího stavu vegetace vyplynula nutnost zamyslet se nad údržbou toku a vhodnějším umístěním vegetace než tomu bylo doposud. Fungující vegetační doprovod přispěje i ke snížení abraze na březích toku. Ke snížení vodní eroze by mohla přispět vhodná pěstební kultura na zemědělských a travních plochách na svazích nad tokem. Po opravě toku je nezbytně nutné provádět pravidelnou údržbu, především odstraňování náletových břehových porostů v blízkosti břehové linie, aby nedocházelo k porušení opevnění svahů kořenovým systémem těchto náletových stromů a keřů. Kapacita koryta se po navržených úpravách zvýšila na 17,6 m 3 s -1 a koryto je schopné převést Q 5, proto se toto řešení jeví jako vhodné. 39

11 6. Seznam zdrojů a literatury [1] ČHMÚ. Český hydrometeorologický ústav [online]. 2007, [cit ]. Dostupné z: [2] Elektronický digitální povodňový portál. Povodňový plán města Přerov: Hydrologické údaje [online]. 2010, 2015 [cit ]. Dostupné z: [3] Hydroekologický informační systém VÚV TGM. Hydroekologický informační systém VÚV TGM: Výzkumný ústav vodohospodářský T.G.Masaryka [online]. 1998, 2012 [cit ]. Dostupné z: [4] Mapy Google. Mapy Google [online]. [cit ]. Dostupné z: [5] Evidenční list hlásného profilu Kokory. Český hydrometeorologický ústav [online]. 2008, 2015 [cit ]. Dostupné z: [6] Zemědělské družstvo Kokory. Zemědělské družstvo Kokory [online] [cit ]. Dostupné z: [7] HRABAL, Miroslav. Změna účelu využití vodního díla Tršice a jeho efektivnější začlenění do krajiny. Brno, Dostupné z: Diplomová práce. Mendelova univerzita v Brně. Vedoucí práce doc. Ing. PhDr. Ladislav Koutný, Ph.D., CSc [8] DOSTÁL, Josef. Fytogeografické členění ČSR. Praha: Česká společnost zeměpisná, 1951, 5 s [9] Český rybářský svaz. Český rybářský svaz [online]. 2009, 2015 [cit ]. Dostupné z: [10] SMELÍK, Lukáš. Katalog drsností In: Google sites [online]. [cit ]. Dostupné z: [11] Státní vektorová mapa. Geoportál CUZK [online] [cit ]. Dostupné z: [12] HEC-RAS Dostupné z: [13] JANDORA, Jan, UHMANNOVÁ, Hana: Proudění v systémech říčních koryt - studijní opora. FAST VUT v Brně,

12 [14] ŠLEZINGR, M., ÚHRADNÍČEK, L. Vegetační doprovod vodních toků. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s. [15] Vegetační doprovod. Praha, [16] ČSN Výkresy hydrotechnických a hydroenergetických staveb: Stavební část. Český normalizační institut, [17] Roth, Z. a kol. (1962): Vysvětlivky k přehledné geologické mapě ČSSR 1:200000, list M-33-XXIV Olomouc. [18] Janoška, M. (1998): Moravská brána očima geologa. Univerzita Palackého v Olomouci. Olomouc. [19] Demek, J. a kol. (1987): Zeměpisný lexikon ČSR. Hory a nížiny. Academia, Praha. [20] Katastr nemovitostí [online] [cit ]. Dostupné z: [21] ŠLEZINGR, M., Říční typy II. Brno: Akademické nakladatelství CERM,

13 7. Seznam symbolů a zkratek b B C d ef šířka koryta ve dne[m] šířka koryta v hladině [m] Chézyho rychlostní součinitel efektivní zrno [mm] m s poměr svahu 1:m s n stupeň drsnosti [-] R hydraulický poloměr [m] Q m denní průtok dosažený m dní v roce [m 3 s -1 ] Q N N-roční průtok překročený za N roků [m 3 s -1 ] ČHMÚ Český hydrometeorologický úřad ČOV Čistírna odpadních vod CHKO Chráněná krajinná oblast ř.km říční kilometr[km] i 0j podélný průměrný sklon koryta [- ; ] ΔL vzdálenost mezi profily [m] h hloubka vody [m] α Coriolisovo číslo, součinitel kinetické energie [-] v střední profilová rychlost v profilu [m s -1 ] g tíhové zrychlení [m s -2 ] h zj celkové ztráty (ztráty třením a ztráty místní) [m] 8. Seznam obrázků Obr.1.1. Vodohospodářská mapa zájmového území Obr.1.2. Situace zájmového úseku Obr.1.3. Spádová křivka toku Olešnice Obr.1.4. Mapa povodí Moravy Obr.1.5. Vodoměrná stanice Kokory Obr.1.6. Geologická mapa povodé Obr.1.7. Lesní vegetační stupně Obr.2.1. Současný stav koryta toku Obr.2.2. Silniční most km 0,503,pohled proti toku Obr.2.3. Vyústění z odlehčovací komory, km 0, Obr.2.4. Vyústění ČOV, km0, Obr.3.1. Ikona programu HEC - RAS Obr.3.2. Schéma výpočtu nerovnoměrného proudění Obr.3.3. Ukázka výstupu z programu HEC-RAS 4.1.0, profil PF

14 Obr.3.4. Průběh hladiny při Q Obr.3.5. Průběh hladiny při Q 5 v prostorovém zobrazení Obr.3.6. Schéma návrhu toku Obr.3.7. Měrná křivka koryta Obr.4.1. Současná stávající vegetace Obr.4.2. Současná stávající vegetace Obr.4.3. Vylišení vegetačního doprovodu, břehového porostu a doprovodného porostu Seznam tabulek Tab.1.1. Hydrologická data z roku 2014 dle ČHMÚ Tab.2.1. Výpis směrových oblouků Tab.2.2. Celková délka trasy Tab.3.1. Základní vstupní data Tab.3.2. N-leté průtoky Tab.3.3. Hydraulické parametry stávajícího stavu Tab.3.4. Výsledná kapacita koryta Tab.3.5. Výpočet návrhu nového koryta Seznam příloh P.1. Přehledná situace P.2. Podrobná situace M 1:2 000 P.3. Přehledný podélný profil - současný stav M 1:1000/100 P.4. Podrobný podélný profil - nový stav M 1:1000/100 P.5. Příčné řezy M 1:200 P.6. Synoptické řezy M 1:200 P.7. Vzorový příčný řez M 1:100 43