lovství zur niederliegenden Aue Ing. Miroslav Rudiš,, DrSc. Doc. Ing. Petr Valenta, CSc. Ing. Jana Valentová,, CSc.

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1 Podklady pro matematické modelování transportu sedimentů erodovaných katastrofáln lní povodní z nádrže e Les Královstv lovství do přilehlp ilehlé údolní nivy Grundlagen für f r die mathematische Modellverfahren der Sedimenten erodierenden durch einen katastrophalen Hochwasser von den Staubecken Les Královstv lovství zur niederliegenden Aue Ing. Miroslav Rudiš,, DrSc. Doc. Ing. Petr Valenta, CSc. Ing. Jana Valentová,, CSc. T. G. Masaryk Forschungsinstitut für f r Wasserwirtschaft Prag, Tschechische technische Hochschule, Katheder der Hydrotechnik Prag rudis@vuv.cz 12. Magdeburger Seminar, Český Krumlov, 2006

2 Staumauer Les Královstv lovství

3 Staubecken Les Královstv lovství

4 Entwicklung des Sedimentinhaltes im Staubecken Les Královstv lovství zwischen 1984 und 2004 Jahr Gesamtinhalt [m 3 ] % des Gesamtinhalte s , , , ,6 Gesamtinhalt des s Staubeckens m 3 Sedimentkomponenten festgelegenen durch Radaruntersuchung Sedimentkomponente [m 3 ] % Neuer nichtgefestigter Sediment ,6 Kohesiver Sediment ,0 Kies ,8 Sandiger Ton ,6 Sandiger Sumpf ,0 Betrag ,0

5 Korngröβenverteilung der Sedimenten Podíl zrn na hmotnosti vzorku [%]. Anteil der Korngröβe [%] Korngröβe [mm] Velikost zrn [mm] VUV 1 VUV 3 VUV 7 VUV 8 VUV 12 0,002 mm 0,06 mm 2 mm 60 mm

6 Beispiel der Resultaten der Radarmessungen Meereshöhe he [m] PF 10 Bezeichnung Wasser Boden 2005 nach Echolot Ursprungliches Boden nach Projekt Ursprungliches Boden nach Radar Länge von linken Ufer [m] Neuer nichtgefestigter Sediment Kohesiver Sediment Sandiger Sumpf Sandiger Ton Kies

7 Zusammenhaltbarkeit der Sedimenten 10 Soudržnost [kpa] Haltbarkeit [kpa] LV Profil 10 LV Profil 10 LV Profil 15 PV Profil 10 PV Profil 10 PV Profil 10 PV Profil 15 PM Profil 15 PM Profil Tiefe Hloubka unter dem pod Boden dnem [m] [m]

8 Chemische Analysen der Sedimenten unter dem Boden Tiefe unter hloubka dem [cm] Boden [cm] PF mg/kg m von LU AOX Ni Pb As Cu Cr Cd Fe Hg Tiefe unter hloubka dem [cm] Boden [cm] PF mg/kg m von LU P celk. NEL Mn Zn Tiefe unter hloubka dem [cm] Boden [cm] PF μg/kg m von LU [μg/kg] PCB DDT

9 Hydrograph des Hochwassers für f r die Aue bei Jaroměř Durchflub Q [m 3 /s] Zeit [Stunden]

10 Wassertiefen beim Qmax = 370 m 3 /s als modelliert mit FAST 2D Modell Wassertiefe [m]

11 Geschwindigkeitsverteilung beim Qmax = 370 m 3 /s als modelliert mit FAST 2D Wassergeschwindigkeit [m/s]

12 Předpoklady modelování sedimentace Voraussetzungen der Sedimentationsmodellierung Rozdělen lení koncentrace plavenin ve vertikáln lním m směru je rovnoměrn rné. Verteilung des Schwebstoffes in vertikalen Richtung ist gleichmäβig. ig. Chod plavenin, zvláš áště pod přehradou p se objevuje jen při p i stoupajícím průtoku. Schwebstoffgang, besonders unter der Talsperre, erscheint nur während w des steigenden Durchflusses. Sedimentaci pomocí modelu FAST 2D je možno řešit jen jako kvazistacionárn rní proces za konstantních průtok toků daných průběhem hydrogramu. Sedimentationsverfahren kann man lösen l mit Hilfe des FAST 2D Modells nur wie ein Quasistationär r Problem mit konstanten Durchflüssen gegebenen durch Hydrograph.

13 Předpoklady modelování sedimentace Voraussetzungen der Sedimentationsmodellierung Sedimentace se projevuje pouze v údolní nivě,, v hlavním m korytě se nevyskytuje vzhledem k vysoké turbulenci dané rychlým proudem a vysokou drsností dna pokrytého hrubým štěrkem. Sedimentation erscheint nur in die Aue; im Hauptstrom erscheint es nicht wegen hohen Turbulenzgrad in schnellem Strom über dem Boden aus groben Kies. Sedimentační člen v modelu FAST 2D je vytvořen pomocí vztahu mezi tečným napětím m na dně a relativní rychlostí sedimentace podle literatury Krone a Mehta (1962) a Mehta a Partheniades (1975). Sedimentationsglied im FAST 2D Modell ist durch Schubspannung auf dem Boden und relativen Sedimentationsgeschwindigkeit zum Ausdruck gebracht (nach Krone und Mehta 1962 und Mehta und Partheniades 1975). Tečné napětí na povrchu údolní nivy je ve vztahu k součiniteli drsnosti v příslušném m elementu její plochy. Schubspannung auf dem Boden der Aue ist in Beziehung mit der Rauhigkeitskoeffizient im zuständigen Flächenelemente.

14 Die Gleichungen für f r die Beziehung zwischen Schubspannung auf dem Boden und relativen Geschwindigkeit der Sedimentation wie in FAST 2D Modell eingesetzt D α = 1 = τ τ b b,max 0 αωc ω C τ s b,min τ s b,min τ = b τ τ τ b τ b,max b g ρ C τ w 2 2 b,max < τ b b,min α = < τ b,max D ω C s

15 Relative Geschwindigkeit der Sedimentation (Q = 350 m 3 /s) Relative Geschwindigkeit der Sedimentation

16 Sedimentablagerungen in kg per m 2 in der Aue Jaroměř modellierenden mit Hilfe des FAST 2D Modells während Verlaufes des Hochwassers Q 500 Sedimentation [kg.m -2 ]

17 Autoři i děkujd kují za vaši pozornost! Die Authoren danken für f ihre Aufmerksamkeit!