FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍCH STAVEB STUDIE PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ V LOKALITE DOLNÍ LOUČKY

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERZITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV VODNÍCH STAVEB FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF WATER STRUCTURES STUDIE PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ V LOKALITE DOLNÍ LOUČKY FEASIBILITY STUDY OF THE FLOOD PROTECTION MEASURES A. Průvodní a technická zpráva BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR THESIS VYPRACOVAL: Jan Charvát AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE: Doc. Ing. Aleš Dráb, Ph.D. SUPERVISOR BRNO 2015

2

3

4 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl všechny použité informační zdroje. V Brně dne podpis autora Jan Charvát

5 Děkuji vedoucímu práce doc. Ing. Aleši Drábovi, Ph.D. za ochotu a trpělivost, se kterou mi poskytoval odborné rady a připomínky při vypracování této bakalářské práce. Tato bakalářská práce byla zpracována s využitím infrastruktury Centra AdMaS.

6 Abstrakt Tato bakalářská práce se zabývá posouzením a návrhem protipovodňových opatření v lokalitě Dolní loučky. Využívá spřaženého 1D a 2D numerického modelu proudění vody k provedení hydraulických výpočtů průchodu povodňových průtoků zájmovou lokalitou. Bylo zpracováno několik variant výpočtů na různou velikost návrhových n-letých průtoků. Hydraulické výpočty byly provedeny pro vodní tok Bobrůvky, Libochůvky a Loučky. Výsledky jsou zpracovány v podobě mapy rozlivu a podélných profilů zmíněných toků. Klíčová slova povodeň, protipovodňová opatření, Dolní loučky, spřažený 1D a 2D numerický model, Loučka, Bobrůvka, Libochůvka Abstract This bachelor s thesis deals with the assessment and design of flood control measures in the area of Dolní loučky. It uses a combined 1D and 2D numerical model of water flow to perform hydraulic calculations of flood flows passing interest location. Several variants of the calculations for different size heads of n-year floods. Hydraulic calculations were made for water flow Bobrůvka, Libochůvky and Loucky. The results are processed in the form of inundation maps and longitudinal profiles of these flows. Keywords flood, flood protection measures, Dolní loučky, combined 1D and 2D numerical model, Loučka, Bobrůvka, Libochůvka

7 Bibliografická citace VŠKP Jan Charvát: Studie protipovodňových opatření v lokalitě Dolní Loučky. Brno, stran, 10 příloh Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodních staveb. Vedoucí práce doc. Ing. Aleš Dráb, Ph.D.

8 OBSAH: 1. ÚVOD CÍLE PRÁCE PODKLADY PODKLADY K ZÁJMOVÉ LOKALITĚ LEGISLATIVA OSTATNÍ ZHODNOCENÍ PODKLADŮ POPIS ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ VYMEZENÍ A CHARAKTERISTIKA ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ HYDROLOGICKÉ ÚDAJE HYDRAULICKÉ VÝPOČTY KONCEPČNÍ MODEL A VOLBA PROGRAMOVÉHO VYBAVENÍ MATEMATICKÝ POPIS MODELU D model D model VSTUPNÍ DATA MORFOLOGIE ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ DRSNOSTI POVRCHŮ OKRAJOVÉ PODMÍNKY VYHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ VÝPOČTŮ STÁVAJÍCÍ STAV Bobrůvka průtok Q Bobrůvka průtok Q Bobrůvka průtok Q Libochovka průtok Q Libochovka průtok Q Libochovka průtok Q NÁVRHOVÝ STAV STAVEBNĚ TECHNICKÝ POPIS NAVRŽENÝCH PROTIPOVODŇOVÝCH OPATŘENÍ ZÁVĚR... 4

9 1. Úvod Přirozené povodně jsou přírodní jevy, které nastávají po dlouhotrvajících nebo intenzivních přívalových deštích. Již od starověku vznikala lidská sídla v blízkosti vodních toků nebo na pobřeží jezer a moří. S následným rozvojem společnosti se zvyšovaly požadavky na jejich ochranu. V některých oblastech mají povodně příznivý vliv na zemědělství, avšak v našich podmínkách působí spíše negativně a to ohrožením života obyvatel a jejich majetku. Z tohoto důvodu se na mnoha místech navrhují technická i organizační opatření, která snižují škody napáchané povodněmi. Zároveň se zlepšuje a rozšiřuje monitorovací síť na tocích a zvyšuje se množství srážkoměrných stanic, které pomáhají k včasnému varování před blížící se povodní. Tato práce se zabývá návrhem protipovodňových opatření v obci Dolní Loučky. V zájmové lokalitě již byla realizována určitá protipovodňová opatření, která jsou spíše lokálního charakteru a neřeší komplexní ochranu obce jako celku. Pro posouzení stávajícího stavu byly provedeny hydraulické výpočty za pomoci spřaženého 1D a 2D numerického modelu. Na základě výsledků hydraulických výpočtů byl proveden návrh konkrétních technických opatření, která zajistí bezeškodné převedení návrhových průtoků zájmovou lokalitou. ~ 1 ~

10 2. Cíle práce Cílem této práce je provést hydraulické výpočty proudění vody v tocích a záplavových územích, zhodnotit stávající stav území z hlediska ochrany před povodněmi a následně navrhnout protipovodňová opatření v obci Dolní Loučky. Oblast zájmu zahrnuje tok řeky Bobrůvky v délce 638 metrů proti proudu od soutoku a tok řeky Libochovky v délce 657 metrů proti proudu od soutoku. Poslední částí je tok řeky Loučky v délce 57 metrů po proudu od soutoku. Hydraulické výpočty byly řešeny pomocí spřaženého 1D a 2D numerického modelu proudění. Konkrétně bylo použito programové vybavení SMS (Surface- Water Modelling System), které umožňuje výpočty pomocí numerického modelu TUFLOW. Výstupem práce je situace rozlivů za stávajícího stavu lokality Dolní Loučky, celková situace stavby a katastrální situace, podélné profily toků v zájmové lokalitě a jejich vzorové příčné řezy, ve kterých byla zakreslena navržená protipovodňová opatření. ~ 2 ~

11 3. Podklady 3.1. Podklady k zájmové lokalitě 3.2. Legislativa 3.3. Ostatní 3.4. Zhodnocení podkladů 4. Popis zájmového území 4.1. Vymezení a charakteristika zájmového území 4.2. Hydrologické údaje 5. Hydraulické výpočty 5.1. Koncepční model a volba programového vybavení Matematický popis modelu D model D model 6. Vstupní data 6.1. Morfologie zájmového území 6.1. Drsnosti povrchů 6.2. Okrajové podmínky ~ 3 ~

12 7. Vyhodnocení výsledků výpočtů 7.1. Stávající stav Bobrůvka průtok Q Bobrůvka průtok Q Bobrůvka průtok Q Libochovka průtok Q Libochovka průtok Q Libochovka průtok Q Návrhový stav 8. Stavebně technický popis navržených protipovodňových opatření 9. Závěr V této bakalářské práci byl zhodnocen stávající stav ochrany území obce Dolní Loučky. Byl zpracován spřažený 1D a 2D numerický model proudění v zájmové lokalitě, ze kterého vyplynulo, že stávající ochrana proti stoletému průtoku je na mnoha místech nedostatečná. Na základě výsledků numerického modelu byl proveden návrh protipovodňových opatření. Stávající spádový stupeň na řece Libochůvce byl nahrazen pohyblivým vakovým jezem, který je schopný flexibilně regulovat hladinu a tím přispívá k výraznému snížení hladiny při povodňových událostech. Dalším krokem k ochraně zastavěných obytných ploch v záplavových oblastech je ohrázování obou toků na kritických místech protipovodňovými zdmi. Kombinace těchto dvou opatření povede k bezeškodnému převedení stoletých průtoků obcí Dolní loučky, aniž by došlo k ohrožení majetku či životů jejich obyvatel. ~ 4 ~