Měření mobilním ultrazvukovým průtokoměrem ADCP Rio Grande v období zvýšených a povodňových průtoků na přelomu března a dubna 2006

Transkript

1 Měření mobilním ultrazvukovým průtokoměrem ADCP Rio Grande v období zvýšených a povodňových průtoků na přelomu března a dubna 6 V období zvýšených a povodňových průtoků bylo ve dnech na vybraných vodních tocích Moravy a Čech prováděno ADCP měření. Měření bylo prováděno výhradně z mostů při opakování měření v průměru šestkrát v měrném profilu ve většině případů ve dvou pracovnících. Na území naší republiky se povodně nejčastěji vyskytují v době odtávání sněhových zásob, zpravidla v období od prosince do dubna tzv. zimní nebo jarní povodňový režim. Vznik letošní povodně tohoto typu (v porovnání s povodněmi způsobenými vysokými srážkovými úhrny v červenci 1997 a v srpnu 2) byl ovlivněn výrazným oteplením, vysokou mocností sněhové pokrývky, která rychle odtávala, a na většině území současným výskytem vydatných srážek (od ) a též stavem půdy po dlouhodobých mrazech. Pro dokumentaci situace: srážkové úhrny za období dosáhly např. ve Valašských Kloboucích 54 mm, Uherském Brodě 41 mm, Vranově nad Dyjí 31 mm, Kuchařovicích u Znojma 36 mm, nejvyšší teploty byly změřeny v průměru 15 2 C, zásoby vody ve sněhu např. v povodí Dyje po vodní dílo Vranov na Dyji činily k celkem 19,7 mil.m 3, k ,1 mil.m 3 a k ještě 11 mil.m 3. Během uvedených 16 dnů se při měření střídali pracovníci OHPT za pomoci pracovníků OH poboček Brno, Ostrava a Hradec Králové. Celkem bylo provedeno 58 měření, z toho 12 profilů bylo změřeno pro pobočku Ostrava, 19 měření pro pobočku Hradec Králové a 38 profilů pro brněnskou pobočku. Z toho bylo změřeno 19 profilů v povodí Labe, 5 v povodí Odry, 9 profilů v povodí Dyje, 25 profilů v povodí Moravy bez Dyje. Z hlediska extremity povodně vyjádřené N-letostí kulminačních průtoků se podařilo změřit stoletý průtok ve Vestci na řece Mrlině 62 m 3.s -1 (Graf 1, obr. 1) a navíc se zde ze všech měření nejvíce podařilo přiblížit kulminaci (měření při stavu 315 cm, kulminace při 323 cm, časový rozdíl cca 4 hodiny). V den našeho měření byla nařízena evakuace obyvatel vesnice Vestec. Více než stoletý průtok byl změřen ve Vranově nad Dyjí a v Podhradí nad Dyjí (podle předběžných odhadů dvousetletý) (obr. 5, obr. 6), deseti až padesátiletý průtok v Lanžhotě na řece Moravě, dvaceti až padesátiletý průtok v Hrochově Týnci na Novohradce, deseti až dvacetiletý v Dašicích na Loučné, pětiletý v Lošticích na Třebůvce, více než desetiletý v Nových Mlýnech na Dyji a pěti až desetiletý průtok v Novém Bydžově na Cidlině. Při měření se podařilo přiblížit se kulminačnímu průtoku v Lošticích na Třebůvce (Graf 2, obr. 3) při H=325 cm a Q=76 m 3.s -1, kulminační průtok nastal za cca 1 hodin při H= cm. Rovněž v Nových Sadech na řece Moravě se podařilo změřit průtok blízký kulminačnímu: při H=53 cm a Q=21 m 3.s -1, (mezi dvouletým až pětiletým průtokem) Morava zde kulminovala za cca 14 hodin při H=534 cm. Téměř kulminace byla změřena i v Hrochově Týnci na Novohradce (obr. 2), kde byl změřen průtok 76 m 3.s -1 (dlouhodobý průměrný průtok činí Q a =2,7 m 3.s -1 ).

2 Profil : VESTEC Tok : MRLINA , H = 315 cm 3. SPA SPA , A = 459,4 km 2, Q a = 1,62 m 3.s -1 Graf 1 Čára vodních stavů červeně označeno ADCP měření v profilu Vestec, tok Mrlina Obr. 1 Profil Vestec tok Mrlina Obr. 2 ADCP měření v profilu Hrochův Týnec tok Novohradka

3 Profil : LOŠTICE Tok : MORAVA TŘEBŮVKA , H=325 cm 3. SPA SPA , A = 573,32 km 2, Q a = 2,66 m 3.s -1 Graf 2 Čára vodních stavů červeně označeno ADCP měření v profilu Loštice, tok Třebůvka Obr. 3 Profil Loštice, tok Třebůvka Obr. 4 Profil Nové Sady, tok Morava

4 Profil : NOVÉ SADY Tok : MORAVA , H=53 cm 3.SPA 1. SPA , A = 3323,94 km 2, Q a = 27,1 m 3.s -1 Graf 3 Čára vodních stavů červeně označeno ADCP měření v profilu Olomouc - Nové Sady, tok Morava Stanice : PODHRADÍ Tok : DYJE , H=456 cm , H=22 cm 3. SPA 1.SPA , A = 1755,95 km 2, Q a = 8,5 m 3.s -1 Graf 4 Čára vodních stavů červeně označeno ADCP měření v profilu Podhradí, tok Dyje

5 Obr. 5 Vodoměrná stanice Podhradí, tok Dyje Obr. 6 Profil Podhradí, tok Dyje Obr. 7 Ledové kry na Dyji navrstvené do ledové bariéry cca 5 m nad vodoměrnou stanicí Podhradí Podle velikosti změřeného průtoku je možno uvést měření v profilech na Moravě v Lanžhotě s průtokem 519 m 3.s -1 a na Dyji v Nových Mlýnech 459 m 3.s -1. Z dalších měření: Na řece Dyji v Podhradí bylo měřeno na vzestupné větvi povodňové vlny 97 m 3.s -1 (Graf 4). Kulminace zde nastala při H=472 cm. Zde jsme pozorovali výskyt pohyblivých i pevných ledových útvarů (obr. 7). To byla hladina ve Vranovské přehradě cca 8,5 m pod přelivnou hranou (na hladině ještě led), během 3 dnů se

6 přehrada naplnila a potom více než 4 dny (od do ) přetékala voda přes přelivnou hranu při maximální hladině 95 cm nad přelivem. Dne byla téměř zachycena kulminace v Podhradí na Dyji změřen průtok 34 m 3.s -1 a ve Vranově nad Dyjí naměřeno 262 m 3.s -1. Dále uvádíme průtoky z měření v Ladné na Dyji 421 m 3.s -1, ve Strážnici na řece Moravě 466 m 3.s -1, ve Spačicích na Doubravě 36 m 3.s -1, v Dluhonicích na Bečvě 257 m 3.s -1, v Bohumíně na Odře 373 m 3.s -1, v Děhylově na Opavě 135 m 3.s -1, v Dětmarovicích na Olši 14 m 3.s -1. Některé profily se ukázaly jako nevhodné pro měření při větších stavech, ačkoli za průměrných vodních stavů vhodné jsou. Tato situace nastala v Podhradí nad Dyjí a v Teplicích nad Bečvou. Příčinu vidíme v turbulentním proudění vzhledem k vysokým rychlostem, svou roli hraje i konstrukce mostu, pilíře, typ říčního dna. Při turbulenci se mohou vytvářet mrtvé prostory, kde je nutno pro výpočet průtoku interpolovat. Při měření v Podhradí na Dyji jsme měřili za občasného výskytu plovoucích ledových ker, což vyžaduje velkou obezřetnost při měření. Při standardních situacích stačí k obsluze ADCP dva pracovníci, avšak např. v tomto profilu díky konstrukci mostu a výskytu ledových jevů bylo potřeba o jednoho pracovníka více (sledování plovoucích ker). Mimo překážek v toku plovoucích i statických někdy činí problémy břehy porostlé vegetací (v případě těchto měření hlavně stromy a keře). Největší změřené rychlosti v segmentech (buňkách) se pohybovaly okolo 3,8 m.s -1. Maximální vyhodnocené střední svislicové rychlosti byly okolo 2,8 m.s -1 a maxim středních profilových rychlostí bylo dosaženo okolo 2 m.s -1. Měření byla prováděna při maximálních hodnotách hloubek 6,5 m (např. Lanžhot, Nové Mlýny). Odchylky průtoků od průměru obvykle kolísají v rozmezí do 2 %, v menším množství případů do 4 %. Zkušenosti s měřením ADCP můžeme jednoznačně i přes drobné problémy hodnotit jako pozitivní. Oproti klasickým metodám měření jde především o rychlost a operativnost měření, jedná se o velkou úsporu času a poměrně jednoduchou obsluhu. Tato moderní metoda měření umožňuje získat rychle rychlosti v libovolném místě průtočného profilu, hloubky, šířku řeky a celkový průtok, odpadá nutnost zpracování dat. Brno, duben 6 Mgr. Jiří Sklenář, Ing. Robert Žalio ČHMÚ Praha, OHPT, pracoviště Brno foto: autoři