B.1.SO 01 SN Purkratice (kat. B.1.3.3 - Suché retenční nádrže) Všechna navrhovaná či řešená opatření vycházejí ze zpracovaných listů terénního průzkumu, které jsou přílohou A. Analytická část a jsou zobrazena v příloze B.3.1 Přehledná situace navrhovaných opatření. B.1.1 PODROBNÝ POPIS NAVRHOVANÉHO OPATŘENÍ V blízkosti navrhovaného opatření se nachází okraj zástavby města Písek, který je v povodí Jiheru nejvíce povodněmi ohroženým zastavěným územím. Je to především kvůli zatrubněnému úseku Jiheru před soutokem s Otavou. Tento úsek by měl mít po provedení připravovaných dílčích úprav (popsáno v analytické části studie) kapacitu alespoň 7 m 3 /s. Tato hodnota však dosahuje přibližně průtoku Q 2, což bylo potvrzeno i výsledky z hydrodynamického modelu (viz analytická část této studie, kapitola A1.5 Hydrotechnické posouzení stávajícího stavu). Jedná se o významný problém, kdy při vyšších průtocích je zasažena zástavba na sídlišti Portyč. Pro ochranu této části je nutné realizovat více dílčích opatření v celé ploše povodí vodního toku Jiher, především pak na samotném Jiheru a ve spodních úsecích významných přítoků. Jako jedno z vhodných opatření se jeví nádrž na levostranném přítoku Jiheru vedoucím od Purkratické rybniční soustavy. Umístění profilu a pohled do zátopy je zobrazen na obrázcích níže. Obr. 1 - Pohled na profil hráze přes zátopu suché nádrže Strana 1 z 11
obr. 2 - Umístění profilu hráze a střety se zajištěnými prvky ÚAP Profil suché retenční nádrže Purkratice byl vybrán na základě místního šetření. Jedná se o profil nacházející se přibližně 260 m nad soutokem s Jiherem v katastrálním území Písek. Z pohledu morfologie terénu se jedná o vhodný profil. Touto nádrží by bylo možné znatelně snížit povodňové průtoky z významného přítoku. B.1.1.1 PROSTOR ZÁTOPY Vodní tok v zátopě uvažované nádrže je dle provedené hydromorfologické analýzy zařazen do kategorie C střední, do stejné kategorie byla zařazena i větší část nivy, která částečně spadá i do třidy B dobrý. Vodní tok je v tomto úseku směrově a technicky upraven, kde se jedná především o opevnění dna a části svahů koryt dlažbou a polovegetačními tvárnicemi. Plocha v uvažované zátopě je zemědělsky využívána s převládající ornou půdou. Z výše uvedených důvodů se doporučuje revitalizace zátopy, v rámci které je navrženo nové koryto vodního toku s rozvolněnou osou. Nově navržené koryto bude méně zahloubené s kapacitou řádově na úrovni 30-denní vody a původní koryto bude zasypáno, případně lokálně využito pro vytvoření tůně. Podoba příčného profilu v přímé trati a oblouku je zobrazena na 3. V zátopě je navrženo několik tůní, jejichž výsledné umístění a velikost může být upravena v závislosti na finálním vedení trasy revitalizovaného toku. Dle doporučované literatury (např. ZAVADIL, Vít, Jiří SÁDLO a Jiří VOJAR, ed. Biotopy našich obojživelníků a jejich management: metodika AOPK ČR. Praha: Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, 2011. ISBN 978-80-87457-18-4.) je uvažováno s hloubkou tůní 0,5 až 1,0 m. U hráze vodní nádrže může být umístěna průtočná tůň (prostor stálého nadržení), která se zde v některých případech navrhuje s ohledem na potenciálně větší bezpečnost vodního díla, jak je uvedeno například v publikaci ŘÍHA, Jaromír. Návrh a realizace suchých nádrží z pohledu technickobezpečnostního dohledu. Praha: Ministerstvo životního prostředí, 2014. ISBN 978- Strana 2 z 11
80-7212-600-2. Nepatrné stálé nadržení může udržovat trvalý vodní režim v základové spáře a funkčních objektech. Bližší specifikování revitalizačních opatření je uvedeno v samostatné zprávě týkající se objektu SO 50. Prostor zátopy může být s dílčími omezeními využíván jako doposud obr. 3 - Vzorové příčné profily revitalizovaného koryta B.1.1.2 TĚLESO HRÁZE Pro účely této studie je uvažováno s variantou suché nádrže na levostranném přítoku Jiheru (ID toku 10250613) pro snížení povodňových průtoků a zvýšení protipovodňové ochrany zástavby v intravilánu města Písek. Vzdouvací prvek je tvořen sypanou homogenní zemní hrází, jedná se o nejpoužívanější a bezpečný typ hráze malých vodní nádrží a suchých nádrží. Kóta koruny hráze šířky 4,0 m je navržena v úrovni 373,5 m n. m. Sklon návodního svahu je navržen ve sklonu 1:3,7, sklon vzdušného svahu 1:2,2. Finální sklon, v případě realizace, bude závislý na materiálu hráze, je počítáno s nejméně příznivým materiálem. Dá se předpokládat, že dojde k snížení sklonů přibližně na 1:3 u návodního líce a 1:2 u vzdušného líce. Celková výška tělesa hráze nad stávajícím terénem na návodní straně je 6,8 m. Objem hráze při sklonu návodního líce 1:3,7 a vzdušného líce 1:2,2 je 3 100 m 3. obr. 4 - Vzorový příčný řez hrází Strana 3 z 11
tab. 1 - Základní parametry suché nádrže Délka hráze 135 m Maximální výška hráze 6,8 m Objem zemní hráze 3 100 m 3 Kóta dna spodní výpusti 366,70 m n. m. Kóta koruny bezpečnostního přelivu 372,50 m n. m. Kóta maximální hladiny 373,00 m n. m. Kóta koruny hráze 373,50 m n. m. Maximální objem nádrže 94 500 m 3 Maximální plocha zátopy 59 400 m 2 tab. 2 - Charakteristika nádrže Hloubka Výška Plocha Objem [m] [m n.m.] [m2] [m3] 0 366,7 0 0 0,5 367,2 37 7 1,0 367,7 120 42 1,5 368,2 286 131 2,0 368,7 753 367 2,5 369,2 2 535 1 081 3,0 369,7 6 292 3 201 3,5 370,2 10 353 7 389 4,0 370,7 15 883 13 892 4,5 371,2 23 143 23 549 5,0 371,7 31 859 37 090 5,5 372,2 40 913 55 241 6,0 372,7 51 229 78 021 6,3 373 59 414 94 492 Objem [tis. m3] 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0 7,0 7,0 Hloubka [m] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000 70 000 Plocha [m2] Čára zatopených ploch Čára zatopených objemů obr. 5 - Čára zatopených ploch a objemů Strana 4 z 11
Hodnota objemového ukazatele suché nádrže: Dle ČSN 75 2410 je vhodnost profilu hráze dána hodnotou poměrového ukazatele, který je definován poměrem zadrženého objemu V A (objem při maximální hladině v m 3 ) a objemu hráze V H (nad stávajícím terénem v m 3 ). Tato hodnota nemá klesnout pod 4. ƞ = V V = 94 500 3 100 = 30,5 Navržený profil má vyhovující hodnotu poměrového ukazatele. B.1.1.3 SPODNÍ VÝPUST ŠKRTÍCÍ OBJEKT Vodní dílo je opatřeno spodní výpustí a předsazeným vtokovým objektem (škrtící objekt), který umožňuje automatické převádění běžných průtoků. Kapacita spodní výpusti je navržena na základě požadavků na co největší redukci povodňových průtoků v Písku. Dle v současné době platných metodik a doporučení se navrhuje nejmenší možná velikost spodní výpustě o DN 300, která umožní bezproblémové převádění běžných průtoků a zároveň významné snížení odtoku při povodňových stavech. Přesné konstrukční řešení spodní výpusti bude zpracováno v dalším stupni projektové dokumentace. Předpokládá se, že spodní výpust bude součástí monolitického železobetonového sdruženého objektu. Nátoková hrana bude vhodně hydraulicky přizpůsobena (zaoblený vtok). Tabulka 1-1 - Základní parametry spodní výpustě Kóta dna spodní výpusti 366,70 m n. m. Délka spodní výpusti 43 m Rozměry spodní výpusti DN 300 B.1.1.4 BEZPEČNOSTNÍ PŘELIV S ohledem na velikosti vodního díla se předpokládá, že suchá nádrž bude dle technickobezpečnostního dohledu nad vodními díly spadat do IV. kategorie. Bezpečnostní přeliv je tedy dle ČSN 75 2340 dimenzován na převedení průtoku s dobou opakování sto let (dále jen Q 100). Návrhové parametry bezpečnostního přelivu jsou zvoleny tak, aby v případě krizové varianty (ucpání nátoku do spodní výpustě) nedošlo při transformaci TPV100 k překročení maximální hladiny. Kóta přelivné hrany je zvolena na úrovni 372,50 m n. m. V podhrází na odpadní koryto navazuje vývar, který slouží k efektivnímu utlumení kinetické energie. Voda z vývaru odtéká korytem bezejmenného levostranného přítoku Jiheru, které je v délce 10 m pod vývarem opevněno těžkou kamennou rovnaninou. Tabulka 1-2 Základní parametry bezpečnostního přelivu Kóta přelivné hrany přelivu 372,50 m n. m. Délka bezpečnostního přelivu Maximální přelivná výška 16,2 m 0,5 m Při návrhu bezpečnostního přelivu byly provedeny následující výpočty: Kapacita přelivu vypočtena dle vztahu Q = m. b 2g. h / Strana 5 z 11
kde Q průtočné množství [m 3 /s], Studie odtokových poměrů včetně návrhů možných protipovodňových opatření m součinitel přepadu (m=0,50); dle Kramera pro půlkruhovou přepadovou hranu (r =0,3 m), b šířka přelivu [m], h je přepadová výška [m] 407,6 407,5 Hladina (m n.m.) 407,4 407,3 407,2 407,1 407 406,9 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 Q (m3/s) Konzumpční křivka BP Kóta koruny bezpečnostního přelivu Mezní bezpečná hladina obr. 6 - Konzumpční křivka bezpečnostního přelivu B.1.1.4.1 POSOUZENÍ BEZPEČNOSTI VODNÍHO DÍLA PŘI POVODNÍCH Stanovení mezní bezpečné hladiny (MBH): Kóta koruny hráze 373,50 m n. m. Výběh větrových vln: 0,5 m (pro délku rozběhu do 300 m, sklon svahu 1:3, vegetační pokryv) MBH = 373,50 0,5 = 373,00 m n. m. Kontrolní maximální hladina (KMH) je uvažována max. hladina při převádění kontrolní povodňové vlny s dobou opakování N=100 let, tedy kótu 372,87 m n. m. MBH KMH = 373,0 m n. m. 372,87 m n. m. = 0,13 m Návrh nové nádrže vyhovuje požadavkům bezpečnosti při povodních ve smyslu ČSN 75 2935 Posuzování bezpečnosti vodních děl při povodních. V souvislosti s výstavbou se doporučuje provést geologický průzkum, kterým lze zjistit geotechnické parametry podloží hráze, určení smykových pevností materiálů podloží, úklony jednotlivých geologických vrstev apod. Průzkum se provádí ve dvou etapách. V první etapě se jedná o předběžný průzkum, který zahrnuje především základní informace o geologických a hydrogeologických podmínkách v profilu hráze i v ploše zátopy. V druhé fázi se provádí podrobný průzkum, který již zahrnuje hustší síť vrtů a mimo jiné také například hutnící zkoušky. V první fázi průzkumu se předpokládá realizace min. 3 průzkumných vrtů v profilu hráze a 10 vrtů v ploše zátopy. Strana 6 z 11
B.1.1.5 TRANSFORMACE POVODŇOVÝCH PRŮTOKŮ Pro výpočet účinnosti navržené suché nádrže byly použity stanovené základní hydrologické údaje a vypočtené průběhy teoretických povodňových vln (dále také jako TPV) s dobou opakování N= 5, 20 a 100 let. B.1.1.5.1 TRANSFORMACE POVODŇOVÉ VLNY S DOBOU OPAKOVÁNÍ N = 5 LET Povodňová vlna byla analogicky odvozena na podkladu základních hydrologických dat, která byla získána ze sady hydrologických údajů, teoretických povodňových vln pořízených od ČHMÚ. Kulminační průtok Q 5 = 4,30 m 3 /s, vypočtený objem povodňové vlny W TPV5 je 68 500 m 3. Průběh transformace teoretické povodňové vlny je zobrazen na obrázku níže. Při transformaci vystoupala hladina v nádrži na kótu 372,03 m n. m. Maximální odtok z nádrže spodní výpustí byl roven průtoku Q = 0,56 m 3 /s. 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Přítok do nádrže Odtok z nádrže obr. 7 - Průběh transformace teoretické povodňové vlny (TPV5) funkční spodní výpust Strana 7 z 11
374,0 373,0 372,0 371,0 370,0 369,0 368,0 Hladina v nádrži Kóta hrany bezpečnostního přelivu Maximální hladina 367,0 366,0 obr. 8 - Průběh hladiny v nádrži při transformaci TPV5 funkční spodní výpust B.1.1.5.2 TRANSFORMACE POVODŇOVÉ VLNY S DOBOU OPAKOVÁNÍ N = 20 LET Povodňová vlna byla získána ze sady hydrologických údajů, teoretických povodňových vln pořízených od ČHMÚ. Kulminační průtok Q 20 = 7,68 m 3 /s, vypočtený objem povodňové vlny W TPV20 je 122 300 m 3. Průběh transformace teoretické povodňové vlny je zobrazen na obrázku níže. Při transformaci vystoupala hladina v nádrži na kótu 372,67 m n. m., pro převedení průtoků byl tedy zapojen i bezpečnostní přeliv. Maximální odtok z nádrže byl roven průtoku Q = 3,1 m 3 /s. 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Přítok do nádrže Odtok z nádrže 0,0 obr. 9 - Průběh transformace teoretické povodňové vlny (TPV20) funkční spodní výpust Strana 8 z 11
374,0 373,0 372,0 371,0 370,0 369,0 368,0 Hladina v nádrži Kóta hrany bezpečnostního přelivu Maximální hladina 367,0 366,0 obr. 10 - Průběh hladiny v nádrži při transformaci TPV20 funkční spodní výpust B.1.1.5.3 TRANSFORMACE POVODŇOVÉ VLNY S DOBOU OPAKOVÁNÍ N = 100 LET Povodňová vlna byla získána ze sady hydrologických údajů, teoretických povodňových vln pořízených od ČHMÚ. Kulminační průtok Q 100 = 12,8 m 3 /s, vypočtený objem povodňové vlny W TPV100 je 201 600 m 3. Průběh transformace teoretické povodňové vlny je zobrazen na obrázku níže. Při transformaci vystoupala hladina v nádrži na kótu 372,87 m n. m., pro převedení průtoků byl tedy zapojen i bezpečnostní přeliv. Maximální odtok z nádrže byl roven průtoku Q = 8,9 m 3 /s. 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 Přítok do nádrže Odtok z nádrže 0,0 obr. 11 - Průběh transformace teoretické povodňové vlny (TPV100) funkční spodní výpust Strana 9 z 11
374,0 373,0 372,0 371,0 370,0 369,0 368,0 Hladina v nádrži Kóta hrany bezpečnostního přelivu Maximální hladina 367,0 366,0 obr. 12 - Průběh hladiny v nádrži při transformaci TPV100 funkční spodní výpust B.1.1.5.4 SOUHRNNÉ VÝSLEDKY EFEKTIVITY SUCHÉ RETENČNÍ NÁDRŽE Posuzovaný profil je schopen zcela zachytit povodňovou vlnu TPV5 a významně transformovat vlnu TPV20 (o cca 60 %). Při převádění povodňové vlny TPV100 dojde k její transformaci o 30 %. Jedná se o vhodný profil, který je schopen významně ovlivnit především nižší povodňové průtoky. U extrémních průtoků je možné nádrží snížit a oddálit kulminační průtok. Větší výška hráze není s ohledem na zástavbu a zahrady u konce zátopy možná. Profil nádrže by bylo možné posunout níže po toku o cca 20 m. Vzhledem k rozevírajícímu se údolí by tím však došlo k prodloužení délky hráze a relativně nevýznamnému zvětšení retenčního objemu o cca 6 500 m 3. Uvažovaná retenční nádrž Purkratice nemá sama o sobě velký vliv na povodněmi ohroženou zástavbu v Písku. Pro ochranu této zástavby by bylo nutné realizovat opatření v celé ploše povodí Jiheru, především pak na významných vodních tocích. Q max [m 3 /s] Čas kulminace TPV [h:min] O max [m 3 /s] H max [m n. m.] Snížení kulm. průtoku [m 3 /s] Čas kulminace při transf. [h:min] Transf. [%] TPV5 4,3 3:00 0,6 372,0 3,7 8:57 86 TPV20 7,7 3:05 3,1 372,7 4,6 6:03 60 TPV100 12,8 3:05 8,9 372,9 3,9 4:32 31 Pozn. Qmax kulminační průtok, Omax transformovaný odtok z nádrže, Hmax maximální dosažená hladina. B.1.1.6 ÚZEMNÍ STŘETY Profil nádrže a ani zátopa nádrže nezasahuje do stávající technické infrastruktury a ani do ochranných pásem sítí, viz obr. 2 a příloha B.3.SO 01.1. Strana 10 z 11
B.1.1.7 MAJETKOPRÁVNÍ SITUACE Celkem je navrženým opatřením dotčeno 10 pozemků z toho 7 trvalým záborem (prostor hráze, funkční objekty a odpadní koryto) a 3 dočasným záborem (zátopa suché nádrže). Podrobnější vlastnická struktura je zobrazena v tabulce níže. Název KU Kód KU Parcelní číslo Typ záboru Vlastník Písek 720755 613 trvalý Město Písek Písek 720755 602/1 trvalý Město Písek Písek 720755 602/3 dočasný Město Písek Písek 720755 602/4 trvalý Česká republika, Povodí Vltavy, státní podnik Písek 720755 606/1 dočasný Město Písek Písek 720755 609/1 trvalý Ing. Lukáš Plechatý Písek 720755 609/5 dočasný Česká republika, Státní pozemkový úřad Písek 720755 609/6 trvalý Mgr. Jan Hruška Písek 720755 609/7 trvalý Česká republika, Státní pozemkový úřad Písek 720755 617/1 trvalý Jihočeský kraj, Střední zemědělská škola, Písek, Čelakovského 200 B.1.2 PŘÍLOHY Textová část - B.1.SO 01 tato zpráva Tabulkové a grafické přílohy jsou součástí této zprávy Grafická část: o B.3.SO 01.1 - Podrobná situace navrhovaného opatření o B.3.SO 01.2 - Podélný profil navrhovaným opatřením o B.3.SO 01.3 Vzorový profil funkčního objektu o B.3.SO 01.4 - Vzorový údolnicový profil v místech uvažované hráze Strana 11 z 11