Odborná podpora pro omezování rizika povodní zvláštní povodně a bezpečnost suchých nádrží, připravované dotační tituly z OPŽP

Transkript

1 Odborná podpora pro omezování rizika povodní zvláštní povodně a bezpečnost suchých nádrží, připravované dotační tituly z OPŽP Ministerstvo životního prostředí Státní fond životního prostředí ČR zelená linka dotazy@sfzp.cz

2 Úvod Rozmach v budování suchých nádrží - Extrémní povodně minulých let - Programy ochrany před povodněmi - Suché nádrže - dotační fondy - EIB 2002 až I. etapa 14 SN v ceně cca 0,42 mld. Kč (Žichlínek 386 mil. Kč) - II. etapa 30 SN v ceně cca 2,43 mld. Kč (Teplice 2,06 mld. Kč)

3 Krize v navrhování a budování hrází Nedostatek kvalifikovaných kapacit (projekčních, dodavatelských) Systém investorské přípravy (Povodí, LČR, obce, soukromé subjekty) otázky financování (časový stres, pozdní uzavírání smluv, financování před dokončením prací) investor mnohdy nedisponuje technickou komisí z různých (např. úsporných ) důvodů podceněna technická kontrola a dozor investora 3

4 Definice TNV Suchá nádrž (SN): - je vodní nádrž určená k ochraně před účinky povodní, ve které je celkový objem nádrže téměř shodný se součtem ovladatelného a neovladatelného ochranného prostoru. Plní retenční funkci a snižuje povodňový průtok ve vodním toku; může mít v poměru k celkovému objemu zanedbatelné stálé nadržení, které plní krajinotvornou či ekologickou funkci.

5 MOŽNOSTI POUŽITÍ SN zapadají do celkové koncepce PPO v řešeném povodí je k dispozici vhodné místo pro realizaci SN - dostatečný objem retenčního prostoru, - majetkoprávní vztahy k pozemkům - jiné zájmy v území povodně mají - rychlý nástup bez možnosti varování ohroženého území, - vysoké kulminační průtoky při relativně malém objemu vlny je třeba zachytit splaveniny (včetně rozměrného spláví)

6 Definice ČSN Malé vodní nádrže (dále MVN): objem nádrže po normální hladinu nepřesahuje 2 mil. m 3 největší hloubka vody v nádrži nepřesahuje 9 m SN překračují často parametry dle ČSN

7 Definice, odchylky MVN - Zjednodušení návrhu oproti klasickým velkým přehradám Pouze přiměřeně pro nádrže s objemem pod 5 tis. m 3 Za vodní nádrž se považuje i tzv. suchá nádrž (nedoporučuje se termín polder, resp. poldr ) Zvláštní kategorie vzdouvacích staveb jsou ochranné hráze na vodních tocích

8 Definice poldru Poldr = nízko položené území (typické pro Nizozemí), které bylo odvodněno a obvykle je kultivováno. Toto území je chráněno hrázemi. Odvodnění musí být mnohdy zajištěno čerpáním, v některých případech stačí odvodnění za nízkého stavu hladiny moře (odliv) stavidlovými otvory.

9 Definice poldru poldr prostor v říčním údolí přilehlý k toku, který po naplnění vodou při povodni plní retenční funkci a snižuje povodňový průtok v toku. Po průchodu povodně se prostor zcela vyprázdní (je suchý) a zpravidla se zemědělsky využívá.

10 Postup při návrhu suché nádrže Prokázání splnění účelu - Primární je vodohospodářské řešení (SOP, VH plán, ) - Technicko-ekonomické hodnocení Průkaz realizovatelnosti - Územní a majetkoprávní otázky - Kvantifikace vlivů díla - Stavebně-technické předpoklady - Požadavky na bezpečnost a spolehlivost díla - Finanční krytí Jednotlivé úrovně dokumentace - IZ - DÚŘ - DSP - Realizační dokumentace - Na všech úrovních kvalifikovaná technická supervize investora!!!

11 Mapové podklady VH mapy - 1 : Základní VH údaje, - VH souvislosti - Vazba na ostatní VH prvky Mapy 1 : Klasické, ZM10 (Zabaged) - RZM pozor na přesnost!!! Ortofotomapy Zaměření místa hráze a zátopy Nejpozději na úrovni DÚŘ, Nezbytné pro vodohospodářské řešení Kvalifikovaný geodet účast vodohospodáře

12 Hydrologické a klimatické podklady Zákl. hydrologické údaje ve smyslu ČSN Č. hydrologického pořadí, plocha povodí, Q a, - N leté průtoky, M denní průtoky V případě návrhu a posouzení retenční fce (u SN vždy) - parametry povodňových vln - doporučuje se provést vlastní analýzu - vliv vodních děl v soustavě Podle účelu - Teplota, jakost vody, splaveninový režim Hydrologické nejistoty dané: - dobou hydrologických pozorování - přesností měření a vyhodnocení průtoků ve vodoměrných profilech - změnami režimu odtokových poměrů (urbanizace, zásahy v povodí, ) - metodami vyhodnocení

13 Nejistoty v hydrologických podkladech ČSN Hydrologické údaje povrchových vod Hydrologický údaj Třída I II III IV Směrodatná chyba v [%] Dlohodobý průměrný průtok (Q a ) M denní průtoky (Q 30d až Q 300d ) M denní průtoky (Q 330d až Q 364d ) N leté průtoky (Q 1 až Q 10 ) N leté průtoky (Q 20 až Q 100 ) Spolehlivost KPV????? klasické postupy (extrapolace) modelování (srážky, odtok) Údaje N-letých průtoků pro VD Vranov N ,9 173,1 216,2 269,1 355, , , ,5 188, ,

14 IG a hydrogeologické podklady Na úrovni DÚŘ!!! Skladba a propustnost vrstev podloží - Průzkumné vrty - Skladba vrstev - Úroveň HPV - Nálevové zkoušky - Průzkum v profilu hráze i v zátopě - Průzkum naleziště - zemníky, lomy, - podle skladby tělesa hráze - Sledování a dokumentace poměrů během výstavby - přítomnost geologa - ověřování dosažených vlastností sypaniny během výstavby

15 IG a hydrogeologické podklady Granulometrický rozbor Geotechnické charakteristiky Pevnostní charakteristiky Zhutnitelnost

16 IG a hydrogeologické podklady Granulometrický rozbor Geotechnické charakteristiky Pevnostní charakteristiky Zhutnitelnost Vzorek Sonda S-I S-2 Hloubka 1,3 0,8 fi%] Podíl s[%] frakcí g[%] cb[%] b[%] Průměry d d d Konzist. WL [%] meze wp [%] Ip Vlhkost le Cu Ce Koef.fi1trace O Symbol F4=CS F2=CG Název jíl písčitý jíl štěrkovitý

19 Koncepční úvahy musí sledovat: - Posouzení vlivu SN v celém komplexu - Na vodohospodářské poměry (množství, jakost vody), soustava, - Na životní prostředí (fauna, flóra, ) - Účely díla a hlavní funkce SN - Retenční - Rekreační - Bezpečnost a spolehlivost díla zejména při povodních (posudek) - Soulad s územně plánovací dokumentací a VH plánem - Začlenění do krajiny, ochrana přírody, apod. - Potřeby zemědělství a lesnictví - Stavebně-konstrukční řešení, umístění nádrže a hráze,

20 Vodohospodářské řešení Stanovení objemů jednotlivých prostorů Vyšetření způsob optimálního využití objemu a řízení odtoku Stanovení požadavků na návrhové parametry - Spodní výpusti - Bezpečnostního zařízení - Odběrů, kapacit přivaděčů, apod. Posouzení bezpečnosti díla při povodních na parametry kontrolní povodně Zjišťování vlivu vodního díla na průběh průtoků v toku - Na ostatní VD po toku - V místě soutoků Podklady pro ekologické hodnocení

21 Pravidlo pětinásobku - Náklady ušetřené na průzkumu se projeví pětinásobkem nákladů na sanaci problémů při výstavbě a během provozu - Ušetřené provozní náklady (údržba, TBD, ) se projeví pětinásobkem nákladů na sanaci poruch, popř. havárií 21

22 Obsah vodohospodářského řešení Dle významu a funkce nádrže Obsah : - úvodní část - identifikační údaje : - název a kategorie VD - název a staničení vodního toku, - číslo hydrologického pořadí, - názvy krajů a obcí, - katastrální území, - dále: - požadavky na nádrž jako celek, - stupeň dokumentace, - použité podklady, - zdůvodnění rozsahu VH řešení a popis metody, - odkazy na předpisy, normy, zákony, vyhlášky apod., - seznam použitých značek, - použitý software, - výsledky vodohospodářského řešení a jejich zhodnocení, - seznam platných rozhodnutí, souvisejících s vodním dílem.

23 Řešení ochranné funkce nádrže Koncepce - Rozbor stavu v širším území, SOP - Umístění nádrže (nádrží) - Návrh parametrů objektů - Návrh rozdělení retenčních prostorů Neškodný průtok pod nádrží - Může se v čase měnit - Požadavky, důsledky urbanizace - Morfologie koryta, zanášení - Vliv mezipovodí pod VN či SN Hydrogram návrhové povodňové vlny (PV100) - Rozdělení objemů vody v nádrži Q t - Transformace pro různé povodňové scénáře Převedení KPV t dv O t ; dt O t O V t

24 Neškodný odtok pod nádrží - Zaměření koryta a objektů - Hydraulický výpočet - Posouzení míry ochrany N letost - Přijatelná míra ochrany Strategie ochrany před povodněmi pro území České republiky Charakter chráněného území Historická centra měst, historická zástavba, provozy používající při výrobě nebezpečné látky Míra ochrany Q 100 Souvislá zástavba, průmyslový areál, významné liniové stavby a objekty Q 50 Rozptýlená bytová a průmyslová zástavba, souvislá chatová zástavba Q 20

25 Návrhové charakteristiky povodně NPV odpovídá kategorii VD (PV 100, PV 1000 ) - Transformovaný pečlivý výběr povodňové vlny - Při návrhové (maximální) hladině Kontrolní povodňová vlna (KPV) - Převedena při hladině < MBH (obvykle koruna hráze po sednutí) Kategorie VD ) I. II. III. IV. - Dle kategorie - ČSN Označení Hodnotící hlediska výše škody velmi vysoké vysoké střední nízké Požadovaná míra bezpečnosti VD Škody Ztráty lidských životů p 1/N N mimořádně vysoké ekonomické škody, škody na životním prostředí a sociální dopady v rozsahu státu vysoké ekonomické škody, škody na životním prostředí a sociální dopady v rozsahu regionu, případně státu značné ekonomické škody, škody na životním prostředí a sociální dopady v rozsahu regionu nízké ekonomické škody, škody na životním prostředí a sociální dopady lokálního rozsahu nízké ekonomické škody pouze u vlastníka VD, ostatní škody jsou nevýznamné předpokládají se ztráty lidských životů předpokládají se ztráty lidských životů ztráty lidských životů jsou nepravděpodobné ztráty lidských životů se předpokládají ztráty lidských životů jsou nepravděpodobné předpokládají se ojedinělé ztráty lidských životů ztráty lidských životů jsou nepravděpodobné ztráty lidských životů jsou nepravděpodobné [let] 0, , , , , , , ,05 20

26 SPECIFIKA OBJEKTŮ SN HRÁZE výrazné a rychlé kolísání hladiny, nelze ověřovacím provozem vyzkoušet těsnost, povrchové vrstvy vystaveny povětrnosti a biologickým vlivům (hlodavci), provádění kontroly a údržby SPODNÍ VÝPUSTI průměr potrubí volit větší (seškrcení na na vtoku), trvanlivé materiály, objekty pro tlumení energie pod výpustí, dostatečná kapacita a parametry česlí před vtokem, možnost realizace ověřovacího provozu PŘELIVY zásadně nehrazené, řešit odtok vody do bezpečné vzdálenosti do podhrází, materiály odolné povětrnostním vlivům, esteticky příznivé řešení

27 Z hlediska TBD - nestandardní provoz Hráz suché nádrže je nutné pečlivě sledovat při výstavbě dodržení technologické kázně a kvalitu použitých materiálů Ve většině případů nelze provést zkušební napouštění a dílo je ve funkci až v průběhu povodně Nedostatečná údržba, zarůstání svahů náletem, nečištění výpusti.. Vady a poruchy Příčiny - vady projektů hlavní příčinou - nekvalitní výstavba - nedostatečná údržba a provoz

28 Vady projektů Nedostatečné podklady - geodetické - hydrologické - inženýrsko-geologické, hydrogeologické Chyby ve výpočtech - vodohospodářské řešení, celková situace, koncepce - hydraulika toků a objektů (zejména pojistných zařízení) - geotechnické výpočty (statická stabilita, filtrační deformace) - statické výpočty (betonové a ocelové konstrukce) Vadné technické řešení - materiál hráze snaha o použití místních materiálů (náplavů) - založení hráze a objektů (nerovnoměrné sedání, filtr. deformace) - dimenze opevnění (náv. svah hráze)

29 Vady při výstavbě ověřování předpokladů projektu - autorský dozor, tech. dozor investora - skutečné I-G poměry - projekt zemní hráze končí až při dokončení výstavby!!! - dokumentace skutečného provedení, zpětná dokumentace zakládání - vady - neočištěná základová spára, kaluže, organické částice, zbytky ornice - betonové konstrukce - v jámě se svislými stěnami nestabilní, náznaky sesuvu, trhliny - nedostatečné hutnění - ztracené bednění, pažení je nevhodné objekty vady - propustný podsyp pod betonovými objekty - hrdlové potrubí není obetonované nedodržení projektu - vytýčení stavby - rozměrové parametry (kóta koruny hráze, vyšší přelivná hrana, založení objektu,...) porušování technologické kázně - odlišné rozměry - předepsané vlastnosti zemin (org. částice, zhutnění, vlhkost,...)

30 Nedostatky v projektové dokumentaci Potrubí HOBAS uložené bez obetonování do násypu hráze deformace jak v podélném směru, tak i deformace kruhového profilu. Napuštěno - listopad 2004, porucha na spoji trub zjištěna v červnu 2005, havárie

31

32

33 Provoz a údržba naráží na - finanční náročnost - velikost SN špatný technický stav - funkčních zařízení hrázové výpusti a přelivy - hráz prosednutí, sesuvy, deformace - zásahy do tělesa hráze TBD, údržba - stav tělesa hráze deformace, antropogenní zásahy,... - stav objektů uzávěry, česle, - průsaky, nestabilita svahů - za povodní (SN)

34 Děkuji za pozornost. Evropská unie Spolufinancováno z Prioritní osy 8 Technická pomoc financovaná z Fondu soudržnosti Ministerstvo životního prostředí Státní fond životního prostředí ČR zelená linka dotazy@sfzp.cz