enýrství ová ochrana Protipovodňov 141RIN 1

Transkript

1 Říční inženýrstv enýrství Protipovodňov ová ochrana 141RIN 1

2 141RIN 2

3 Impaktní účinek Účinky povodně 141RIN 3

4 Účinky povodně Zatopení 141RIN 4

5 Zatopení (Karlín) Účinky povodně 141RIN 5

6 Záplavové území (pro vypočten tené hladiny průtoku Q = 4000 m 3 /s) a mobilní stěny green line in in function in in 2002 yellow + blue line combination of offixed and mobile walls 141RIN 6

7 Povodňový ový model Prahy simulace na povodeň 1890 Ke stažení na 141RIN 7

8 Scénář zatopení pražsk ského metra 2002 Ke stažení na 141RIN 8

9 Zatopení pražsk ského metra RIN 9

10 Míra rizika Porovnání dvou pojmů zranitelnost území a nebezpečí Zranitelnost citlivost využit ití pozemků na vlastnosti povodně zranitelná - záplava ano/ne, jaká hloubka vody, jaká doba zaplavení,, jaké rychlosti vody atd. Nebezpečí vlastnosti reáln lné povodně (četnost výskytu, doba výskytu, hloubky, rychlosti, doba trvání,, režim splavenin, kvalita vody atd.) 141RIN 10

11 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

12 Parametrická definice míry m rizika Míra rizika = f Sociálně/e proměnné konomické A H.S.I.C.F Majetkové infrastruk turní a proměnné Vlastnosti povodně S c.s b.i t D.D t.s d.s z.w. V.P.R... S t.r b Proměnné varovného systému W o.w t.w a Proměnné reakce na povodeň T R a.r q

13 A = věkový profil domácnosti H = Zdravotní stav a pohyblivost domácnosti S = Ochrana domácnosti I = Příjem domácnosti C = Soudržnost lokální komunity F = Povodňové znalosti S c = Náchylnost vnitřního vybavení ke škodám S b = Náchylnost stavební konstrukce ke škodám I t = Čas potřebný k obnově infrastruktury (zvláště stoková síť, el. energie, spoje) S t = Počet podlaží R b = Důkladnost stavební konstrukce W o = Varování ano nebo ne W t = Čas na reakci na varování poskytnut W a = Varování obsahuje rady T = Čas potřebný pro pomoc při povodni nebo k návratu R a = Velikost odezvy (tj. počet pomáhajících) R q = Kvalita odezvy D = Hloubka proudu D t = Trvání povodně S d = Koncentrace splavenin S z = Velikost splavenin W = Vliv vln V = Rychlost vody P = Znečištění vody R = Intensita nástupu povodně

14 Záplavová území a aktivní zóny versus územní plány 141RIN 14

15 66 Zákon o vodách č.. 254/2001 Sb. (1) ZáplavovZ plavová území jsou administrativně určen ená území,, která mohou být při p i výskytu přirozenp irozené povodně zaplavena vodou. Jejich rozsah je povinen stanovit na návrh správce vodního toku vodoprávn vní úřad.. Vodoprávn vní úřad můžm ůže e uložit správci vodního toku povinnost zpracovat a předlop edložit takový návrh n 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 vodoprávn vní úřad na návrh správce vodního toku aktivní zónu záplavovz plavového území podle nebezpečnosti nosti povodňových ových průtok toků 141RIN 15

16 67 (1) V aktivní zóně záplavových území se nesmí umísťovat, povolovat ani provádět t stavby s výjimkou vodních děl, d jimiž se upravuje vodní tok, převp evádějí povodňov ové průtoky, provádějí opatřen ení na ochranu před p povodněmi nebo která jinak souvisejí s vodním m tokem nebo jimiž se zlepšuj ují odtokové poměry, staveb pro jímáníj vod, odvádění odpadních vod a odvádění srážkových vod a dále d nezbytných staveb dopravní a technické infrastruktury. 141RIN 16

17 67 (2) V aktivní zóně je dále d zakázáno a) těžt ěžit nerosty a zeminu způsobem zhoršuj ujícím m odtok povrchových vod a provádět t terénn nní úpravy zhoršuj ující odtok povrchových vod, b) skladovat odplavitelný materiál, látky l a předmp edměty, c) zřizovat z oplocení, živé ploty a jiné podobné překážky, ky, d) zřizovat z tábory, t kempy a jiná dočasn asná ubytovací zařízen zení. (3) Mimo aktivní zónu v záplavovz plavovém území může e vodoprávn vní úřad stanovit omezující podmínky. Takto postupuje i v případě,, není-li aktivní zóna stanovena. 141RIN 17

18 Vyhláš áška 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 bezprostředn edně ohrožuje život, zdraví a majetek lidí.,. 141RIN 18

19 Ukázka schematizace záplavovz plavového území matematickým modelem (DHI Hydroinform) 1D 141RIN 19

20 Příklad vynesení aktivní zóny záplavovz plavového území (DHI Hydroinform) 141RIN 20

21 Návrh Metodiky stanovení AZZÚ DHI Hydroinform 1. Pro Q20/Q100 > 0,7 hranice AZZU je záplavovz plavová čára Q20 2. Pro Q20/Q100 < 0,7 určí se průto točná plocha, kterou protéká 80 % Q Pro 1D modely předpoklad rozdělen lení rychlostí v záplavovém území podle Komory (VÚVH VH Bratislava, 1976) 4. Vynechat oblasti, pro které h < 0,3 m a zárovez roveň v < 0,5m/s 5. Zvětšit o nebezpečné zóny PN (I, q) > 0,75 m 2 /s (0,25). 141RIN 21

22 Fink (1986) a Bewick (1988) 141RIN 22

23 USA (zdroj HINF), 2004 Abt et al,, RIN 23

24 US výzkum (Abt( Abt) V žlabu byly testovány 2 ženy a 18 mužů žů,, dále d také tuhá tělesa. Tělesa demonstrovala dolní mez nestability osob. Hmotnost m osob byla kg a výška h 1,52-1,91 1,91 m. Hmotnost tělesat byla 53,4 kg a výška 1,52 m. Byly vyšet etřovány dva sklony (1,5 % a 0,5 %) a 4 různr zné povrchy dna, umělá tráva va, hladký beton, ocel, štěrk. Osoby byly podobně oblečeny eny (džíny, volné kalhoty, mikina, tenisky, polobotky) Osoby byly ovlivněny ny použit itím m záchranných z pomůcek. osoby byly poučeny jak se pohybovat v proudu podmínky při p i testu byly optimáln lní; ; dobré světeln telné 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 m stavu Osoby nenesly žádné další zavazadlo. 141RIN 24

25 Helsinky University of Technology, Karvonen,, T. et al, Dec , EU-project RESCDAM Test na sedmi osobách: 5 mužů a 2 ženy; výška 1,60-1,95 1,95 m; hmotnost kg; věk v k let Laboratorní žlab 130 m, hloubka 5,5 m, teplota 16 o C 141RIN 25

26 Helsinky University of Technology, Karvonen,, T. et al, Dec , EU- project RESCDAM Ztráta ta stability či manévrovatelnosti 141RIN 26

27 Závěry EU-project RESCDAM rychlost x hloubka (m k g) O výška x hmotnost (m k g) 141RIN 27

28 Podmínky ovlivňuj ující riziko člověka v proudící vodě 141RIN 28

29 Návrhové průtoky pro ochranu před p povodněmi Návrhové průtoky pro kapacitu koryta dle ČSN Souvislá zástavba, průmyslový areál, významné liniové stavby Velmi cenná půda, vinice, chmelnice apod. > Q * 50 > Q 20 Orná půda Q 5 až Q 20 Louky a lesy Q 2 až Q 5 */ V ČR není míra protipovodňové ochrany volena prakticky nikdy na hodnotu výrazně převyšující Q 100. **/ 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

30 Návrhové průtoky pro ochranu před p povodněmi Návrhové průtoky pro kapacitu koryta dle nizozemského standardu CUR-TAW, 1990 Města a urbanistická centra > Q * 1000 Hustě osídlen dlené oblasti a průmyslov myslová centra Málo nebo středn edně osídlen dlené oblasti Intensivně využívan vané zemědělsk lské oblasti Extensivně využívan vané zemědělsk lské oblasti Q 200 aža Q 1000 Q 100 aža Q 200 Q 15 až Q 20 Q 6 až Q 10 */ Pro mimořádně významné sídelní celky a průmyslové oblasti je doporučována hodnota až Q !!! Pozn. Území Nizozemska je ohrožováno kombinovaným účinkem rozvodnění vlivem povodňové vlny vznikající odtokem z povodí a přílivové vlny ze Severního moře. 141RIN 30

31 Retence Řízená Neřízená víceúčelové údolní nádrže např. Orlík jednoúčelové údolní retenční nádrže s manipulací např. Kyjice poldry s řízeným napouštěním a vypouštěním např. soutok Moravy a Dyje zdrže pohyblivých jezů Labská vod. cesta? (Rýn u Kehlu) rybníky mapř. Rožmberk suché údolní nádrže bez manipulace např. na Třebovce (Opatov) poldry bez manipulace ohrázované území průlehy, mokřady 141RIN 31

32 Poldry řízené a neřízen zené 141RIN 32

33 Způsob neregulovaného ovládání 141RIN 33

34 Transformace povodňov ové vlny v nádrn drži 40 přítok dq /dt > 0 odtok přepad vody Q [m 3. s -1 ] záplava ochrana 30 % přepad dq /dt = trvání záplavy T [hod.] 141RIN 34

35 Transformace PV v soustavě čtyř RN povodňová vlna nad soustavou odtok z 1. nádrže odtok z 2. nádrže odtok z 3. nádrže odtok ze 4. nádrže Q [m 3. s -1 ] T [hod.] 141RIN 35

36 Řešení PPO retenčními nádrn držemi v sériovs riové soustavě Horní část povodí Myjavy Stará Myjava Brestovec Stará Myjava Brestovec Podbranč Malejov Podbranč I a II Malejov MYJAVA Turá Lúka Myjava Myjava - armatúrka Prietrž I a II Prietrž Osuské Osuské Jablonica 141RIN 36

37 Paralelní soustava retenčních nádrží Rakousko (Steiermark) dolina Pöllau Prätisbach Mausbach Lambach PÖLLAU Breitenbach Winzendorferbach Kaindorf Dienerstdorf Dorfgrabenbach Ebersdorf Neustift Seberstdorf Bad Waltersdorf 141RIN 37

38 Technická opatřen ení- mobilní stěny 141RIN 38

39 Technická opatřen ení- mobilní stěny 141RIN 39

40 Technická opatřen ení- mobilní stěny 141RIN 40

41 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

42 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) kombinace vyšších odsazených s nižšími pobřežními hrázemi bez možnosti kontrolovaného zatápění chráněného území s kontrolovaným zatápěním chráněného území MOBILNÍ PROTIPOVODŇOVÉ STĚNY s pevným přelivem možnost manipulace na přelivech 141RIN 42

43 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

44 Regulace zemědělsk lské činnosti a lesního hospodářstv ství versus VH opatřen ení - příklad z Mezinár.. komise pro ochranu Rýna Ve sběrn rném území Rýna navrácen cení toků do přirozených p koryt, zextenzivnění zemědělstv lství, rozvoj přírody, p zalesnění, rozpečetění půdy, reaktivace inundačních území 9 miliard US $ - snížen ení hladiny o 10 cm Technická protipovodňov ová ochrana na Rýnu reaktivace inundačních území,, umělé retenční objemy (3 miliardy US $), údržba a posilování ochranných hrází,, přizpp izpůsobení se na danou ochrannou úroveň (2 miliardy US $), opatřen ení v oblasti plánov nování využit ití přizpůsobení na povodně,, stanovení nebezpečí a rizika (0,1 miliardy US $) Celkem 5,1 miliard US snížen ení hladiny o 60 cm 141RIN 44