hloubka těsnící stěny na bázi hráze profily hráze 2 a 3 jsou modelem zpracována při stejné metodice zadání simulací

1. Úvod Objednatelem předkládané zprávy je firma 4G consite s.r.o. Hlavní náplní zprávy je dokumentace výsledků modelových simulací, popisujících proudění vody ve zvolených příčných profilech tělesa sypané hráze rybníka Rožmberk. Zpráva se skládá z textové a přílohové části. Obrázky a tabulky v textu jsou číslovány podle hlavních kapitol. 2. Metodika řešení, prostor a vstupní data modelu Hlavním zadáním úkolu je predikovat průběh průsakové křivky hrází rybníka Rožmberk při dlouhodobějším zvýšení hladiny (např. povodňový stav). Pro případ že průsaková křivka vystoupí k povrchu terénu vzdušního líce hráze bylo požadováno analyzovat vliv těsnícího prvku na průsak hrází a na vzdálenost hladiny od vzdušního líce. Pro účely posouzení průsaku podzemní vody tělesem hráze bylo zvoleno matematické modelování proudění vody pomocí programu SEEP2D viz následující kapitola. Proudění podzemní vody je analyzováno ve 3 profilech vedených kolmo k ose hráze rybníka Rožmberk. Tabulka 1.1: Přehled modelových variant pro profil 1 profil hráze varianta simulace popis simulace profil 1 1A stávající stav proudění hrází při hospdářské hladině 425.90 m n.m.; K hráze = 3.10-5 m.s -1 profil 1 1B_K1 prognózní stav proudění hrází při zvýšené hladině 429.15 m n.m.; K hráze = 3.10-5 m.s -1 profil 1 1B_K2 prognózní stav proudění hrází při zvýšené hladině 429.15 m n.m.; K hráze = 3.10-6 m.s -1 profil 1 1B_K3 prognózní stav proudění hrází při zvýšené hladině 429.15 m n.m.; K hráze = 3.10-4 m.s -1 profil 1 profil 1 1C 1D prognózní stav proudění hrází při zvýšené hladině 429.15 m n.m.; K hráze = 3.10-5 m.s -1 ; hloubka těsnící stěny 10 m prognózní stav proudění hrází při zvýšené hladině 429.15 m n.m.; K hráze = 3.10-5 m.s -1 ; hloubka těsnící stěny na bázi hráze profily hráze 2 a 3 jsou modelem zpracována při stejné metodice zadání simulací V každém profilu je proudění podzemní vody tělesem hráze analyzováno na základě srovnání výše uvedených variant simulací. Účelem jednotlivých variant je: popis současného stavu proudění (1A), analýza důsledků zvýšení hladiny v rybníce (var1b_k1 1B_K3); včetně analýzy vlivu hydraulické vodivosti tělesa hráze na tvar průsakové křivky, popis vlivu hloubky těsnící štětové stěny na tvar průsakové křivky (1C 1D). Ve shodné metodice zadání jednotlivých variant proudění je modelem řešeno i proudění podzemní vody hrázemi v místě profilů 2 a 3. Celkem tedy bylo provedeno 18 variant simulací pro profily 1,2 a 3. 3

2.1. Popis použitého matematického modelu SEEP2D Model SEEP2D byl vyvinut United States Army Engineer Waterways Experiment Station. Jako Pro- a Preprocesor byl použit software GMS vyvíjený Brigham Young University Envronmental Modeling Research Laboratory ve spolupráci s Waterways Experiment Station. Pomocí modelu SEEP2D je možné simulovat jak proudění s volnou tak napjatou hladinou, proudění v saturované i nesaturované zóně za použití různých okrajových podmínek. Pro numerické řešení rovnice popisující proudění podzemní vody je použita metoda konečných prvků. Výpočet nenasycené hydraulické vodivosti pro popis proudění podzemní vody v nesaturované zóně je založen na pracech Van Genuchtena (1980). 2.2. Diskretizace modelových domén profilů hrází Tvar a rozměry příčných profilů hrází byly sestaveny z bodů se zaměřenými souřadnicemi X, Y, a nadmořské výšky terénu. Vzorový řez lokalitou hráze se znázorněním výpočetní sítě modelu v místě profilu 2 je na obrázku 2.1., na kterých jsou rovněž uvedeny měřené hladiny podzemní vody v hrázy a měřená hladina vody v Rožmberku. Úroveň dna Rožmberka (pata hráze návodního líce) není zaměřena. Schematicky je proto ve všech simulacích uvažována úroveň dna rybníka 419.8 m n.m. Báze nepropustných sedimentů rovněž není známa. Ve všech simulacích je báze nepropustných sedimentů schematizovaně zadána v úrovni 418 m n.m. (1.8 m pod úrovní dna rybníka). Volba úrovně báze nepropustných sedimentů je dle našeho názoru na straně bezpečnosti při menší mocnosti průtočného profilu dojde při simulacích zvýšení provozní hladiny Rožmberku na úroveň 429.15 m n.m. k větším vertikálním vzestupům hladiny podzemní vody. Použitá metoda konečných prvků dovoluje vytvoření nepravidelné výpočetní sítě modelu (Obr. 2.1). K zahuštění sítě na element o hraně 20 cm došlo v místech kontaktu vody v Rožmberku s hrází (simulace kolmatace dna)a v místech pravděpodobného výtoku vody z modelové domény. K zahuštění sítě na element o hraně 30 cm došlo v místech simulace plánovaného těsnění. V ostatních prostorách je modelová doména diskretizována elementy o hraně 50 cm. Obrázek 2.1 Výpočetní síť modelu - profil 2 2.3. Okrajové podmínky a hydraulické parametry modelu Průběh hladiny podzemní vody v tělese hráze je určován především úrovní hladinou vody v Rožmberku a hydraulickými parametry materiálů hráze. Proudění podzemní vody hrází je simulováno zadáním dvou typů okrajových podmínek. Okrajová podmínka "Constant head" je použita pro simulaci tlaku vody v uzlech výpočetních elementů na návodním líci hráze. Tlaková výška 4

v závislosti na variantě simulací odpovídá současné úrovni hospodářské hladiny, nebo navrhované zvýšené úrovni 429.15 m n.m. Okrajová podmínka "Exit face" pro určení výšky hladiny podzemní vody na "výtokové" straně hráze. Tato okrajová podmínka umožňuje odtok vody za předpokladu, že v jejím místě dojde k úplnému nasycení horninového prostředí. Při použití okrajové podmínky "constant head" by všechna voda z modelu odtékala buňkami se zadanou okrajovu podmínkou a hladina by zůstala zafixována. Okrajová podmínka exit face umožňuje fluktuaci hladiny v oblasti odtokové oblasti modelu. Hydraulická vodivost (m.s -1 ) materiálů tvořících těleso hráze byla kalibrována na základě hladin měřených 8.8.2010 (profil 1) a 23.8.2010 (profil 2 a 3). K 8.8.2010 byl změřen sklon hladiny mezi vrty HV-4 a MS-2 odpovídající proudění směrem do rybníka. Geologické profily všech vrtů neprokázaly systematický výběr materiálu pro těsnící jádro a pro vzdušní a návodní líc. Vzhledem k výrazné nehomogenitě sypané hráze nebylo možné vymezit zóny shodných hydraulických vodivostí uvnitř tělesa hráze. Prostor sypané hráze včetně oblasti vrstvy pod tělesem hráze byl výsledně simulován jedinou hodnotou hydraulické vodivosti reprezentující předpokládané "průměrné vlastnosti" materiálů tvořící sypanou hráz. Pro každý profil byla odladěna jiná hodnota průměrné hydraulické vodivosti. U profilu 2 musela být kvůli dosažení dobré shody měřených a modelových hladin uvažována nepropustná zóna jílů vycházející z geologických popisů vrtů HV-3 a HV-4. V místech návodního líce pod stálou úrovní hladiny vody v rybníce je zadána zóna s řádově nižší hydraulickou vodivostí oproti zbylému tělesu hráze. Vrstva simuluje vliv kolmatace dna rybníka. Potřeba simulace této vrstvy vznikla z nepoměrných rozdílů hladiny průsakové křivky mezi návodním lícem a prvním vrtem po směru proudění (obvykle velký skok hladiny podzemní vody). A z minimálních rozdílů hladiny ve zbylých vrtech hloubených po směru proudění ke vzdušnímu líci. Základní hydraulická vodivost tělesa hráze byla ve všech profilech zadána v rozmezí n.10-5 m.s -1. Kolmatace návodního líce byla zadána hodnotou n.10-6 m.s -1. Vliv hodnoty hydraulické vodivosti na tvar průsakové křivky dokumentují simulace variant 1B_K1, 1B_K2, 1B_K3, 2B_K1, 2B_K2, 2B_K3 a 3B_K1, 3B_K2 a 3B_K3. 3. Výsledky matematického modelování Modelové výsledky jsou uvedeny v relativních souřadnicích, kdy úroveň 418 m n.m. je uvažováno jako srovnávací rovina. V modelu této úrovni odpovídá hodnota 0 m n.m. K dokumentovaným modelovým hladinám (piezometrickým tlakovým výškám) je tedy nutné přičíst 418 m. 3.1. Profil 1 Na obrázku 3.1 je zobrazeno schéma prostorové diskretizace modelové domény a okrajových podmínek za kterých byla simulována základní varianta modelu současného proudění vody tělesem hráze Rožmberku. Ke kalibraci modelu byly použity hladiny uvedené v tabulce 3.1, měřené 8.8 2010. Hladina v rybníce byla zadána na úrovni tzv."hospodářské hladiny" na 425.9 m n.m. 5

Obrázek 3.1 Profil 1 - schéma modelové domény Výtoková úroveň hladiny v oblasti výtoku z modelu je modelem stanovena při využití okrajové podmínky exit-face. V tabulce 3.1 jsou uvedeny modelové a měřené hladiny podzemní vody. Kavalitní shody (v řádech cm) měřených a modelových hladin jsme dosáhli u vrtu HV-2 ležícího nejblíže vtoku vody z Rožmberku do tělesa hráze a u vrtu MS-1 zachycujícím hladinu v oblasti paty vzdušního líce. Velice dobře jsou tedy modelem postihnuty podmínky při vtoku a výtoku vody ze systému, které jsou důležité při posuzování vlivu navrhovaných změn na průběh hladiny podzemní vody v hrázy. Méně dobrá shoda měřené a modelové hladiny je dosažena u vrtu HV-1. Tento rozdíl je s největší pravděpodobností způsoben prostorovou variací materiálů tvořící sypanou hráz a prouděním odlišným od směru příčných profilů hrází s monitorovacími vrty. Tabulka 3.1: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 1A) Vrt/ Měřená hladina Modelová hladina rozdíl datum 8.8.10, [m n.m.] [m n.m.] [m] HV-1 424.26 423.73 0.53 HV-2 424.34 424.36-0.02 MS-1 421.26 421.27-0.01 Na obrázku 3.2 jsou zobrazeny izolinie piezometrických výšek v prostoru hráze a tvar freatické hladiny podzemní vody. Největší gradient mezi jednotlivými izoliniemi vychází na vtoku vody z Rožmberka přes zónu simulující kolmataci dna. Nejmenší gradient (sklon hladiny) je v centrální části hráze. Směrem k vzdušnímu líci hráze se gradient zvyšuje v důsledku snižování průtočné plochy. Modelová hladina podzemí vody v místě styku hráze s terénem (geodetický bod č.1009; varianta 1A)vychází na úrovni 421 m n.m. což je 1.85 m pod úrovní terénu. 6

Obrázek 3.2 Profil 1 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 1A Stanovení vlivu zvýšené hladiny vody v Rožmberku na úrovni 429.15 m n.m. bylo simulováno při zadání stejné hydraulické vodivosti jako v základní variantě (1A). Obrázek 3.3 Profil 1 - nátok vody hrází při zvýšené hladině v Rožmberku varianta 1B_K1 Vliv kolmatace dna je simulován pouze do výšky stávající hospodářské hladiny, nad touto úrovní jsou zadány stejné vlastnosti jako u tělesa hráze. Nátok vody do tělesa hráze nad úrovní provozní hladiny tak není omezen kolmatací dna modelem jsou řešeny "rizikové podmínky". Na obrázku 3.3 jsou modře zobrazeny proudnice, oranžově izolinie piezometrických výšek a šipky znázorňují směr a rychlost proudění podzemní vody. 7

Obrázek 3.4 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 1B_K1 Na vzdušním líci hráze se hladina průsakové křivky výrazně přibližuje k terénu. Kóta terénu v bodě 1009 je 422.85 m n.m., modelová hladina vychází 422.56 m n.m (0.29 m pod terénem). Bez přítomnosti těsnícího prvku (varianta 1B_K1) by tedy nemělo v profilu 1 dojít k nárůstu hladiny podzemní vody nad terén, ale k blízkému přiblížení průsakové křivky k terénu. Obrázek 3.5 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek (varianta 1C) Při existenci štětové stěny je průsaková čára v tělese hráze nespojitá. V linii stěny dochází k prudší změně piezometrického tlaku energie proudu podzemní vody je spotřebována na změny směru proudění podzemní vody (obrázky 3.5,3.6) a na zvýšené tření vzhledem k nárůstu rychlosti proudění mezi bází nepropustného podloží a mezi patou těsnící konstrukce. Obrázek 3.6 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek;proudnice (varianta 1C) Pokud porovnáme průběh průsakové křivky bez přítomnosti těsnící stěny a při jejím vybudování (varianty 1B_K1 a 1C), lze konstatovat: 8

Mezi návodním lícem a těsnící konstrukcí má průsaková křivka menší sklon oproti variantě bez těsnící stěny dochází k propagaci úrovně hladiny rybníka až do oblasti těsnící konstrukce; Nevhodné situování těsnícího prvku do oblasti vzdušního líce by v limitním případě samo mohlo způsobit nátok podzemní vody do blízkosti terénu, V oblasti mezi těsnící konstrukcí a patou vzdušního líce hráze má průsaková křivka menší sklon než v případě varianty bez těsnícího prvku, Při uvážení variant bez těsnícího prvku (1B_K1) a variant s těsnícím prvkem (varianty 1C a 1D) vychází v místě bodu 1009 vzdálenost hladiny od terénu 0.29 m, 0.56 m a 1.03 m; Existence neúplné těsnící štětové stěny tak způsobí zaklesnutí průsakové křivky v kritickém místě vzdušního líce hráze o první až vyšší desítky centimetrů oproti poměrům bez těsnícího prvku. V obrázcích 3.7 a 3.8 je zdokumentován vliv hodnoty hydraulické vodivosti hráze na sklon průsakové křivky. Obrázek 3.7 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - zvýšení hydraulické vodivosti(varianta 1B_K3) Obrázek 3.8 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - snížení hydraulické vodivosti(varianta 1B_K2) Na základě provedené analýzy vlivu hydraulické vodivosti došlo při řádovém navýšení její hodnoty (varianta 1B_K3) k výronům podzemní vody v místě paty vzdušního líce hráze. Z následné detailní analýzy vyplynulo, že k nastoupání průsakové křivky až k terénu stačí dvounásobné zvýšení hydraulické vodivosti oproti v modelu zoptimalizované hodnotě průměrné hydraulické vodivosti hráze (3.10-5 pro profil 1). Vzhledem k zásadním nejistotám o: hloubce nepropustného podloží v místě hráze, průměrné hodnotě hydraulické vodivosti hráze, změnám hydraulické vodivosti hráze mezi jednotlivými profily se záměrem hladin nejsme schopni na základě, změnám hydraulické vodivosti v rámci jednotlivých profilů, 9

nejsme na základě výsledků modelu poskytnout garance, že při zvýšení hladiny Rožmberka na úroveň 429.15 m n.m. nedojde k průsakům na vzdušní líc. Naopak z výsledků modelu lze z důvodů bezpečnosti požadovat provedení těsnícího prvku. Kromě provedených analýz vlivu založení štětové stěny se nabízí i varianta vybudování patního drénu, nebo úprav s cílem znepropustnit návodní líc hráze. 3.2. Profil 2 Na obrázku 3.9 je zobrazeno schéma prostorové diskretizace modelové domény a okrajových podmínek za kterých byla simulována základní varianta modelu současného proudění vody tělesem hráze Rožmberku v Profilu 2 (varianta 2A). Ke kalibraci modelu byly použity hladiny uvedené v tabulce 3.2, měřené 23.8 2010. Hladina v rybníce byla zadána na úrovni 426.28 m n.m. měřené při stejném záměru. Modelem odladěná hodnota hydraulické vodivosti materiálů tvořící sypanou hráz je 1.5.10-5 m.s -1. Obrázek 3.9 Profil 2 - schéma modelového prostoru Na obrázku 3.9 a v tabulce 3.2 jsou uvedeny měřené hladiny podzemní vody v tělese hráze. Mezi vrty HV-4 a HV-3 je měřený výrazný spád hladiny podzemní vody. Měřený průběh hladin je zřejmě ovlivněn polohou nepropustných materiálů (jílů) tvořících sypanou hráz. U vrtu HV-3 se tato poloha vyskytuje v rozmezí 424.7 m n.m. - 421.97 m n.m., pod touto polohou se opět vyskytuje dobře zrněný písek. U vrtu HV-4 se známá poloha jílů vyskytuje v rozmezí 424.36 až na bázi vrtu 423.36 m.n.m. Tyto poměry nebylo možné simulovat jednou průměrnou hodnotou hydraulické vodivosti. V modelu byla v prostoru vrtu HV4 simulována zónou se řádově sníženou hodnotou hydraulické vodivosti. Tabulka 3.2: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 2A) Vrt/ Měřená hladina Modelová hladina rozdíl datum 23.8.10, [m n.m.] [m n.m.] [m] HV-4 425.68 425.42 0.26 HV-3 422.02 424.04-2.02 MS-2 421.78 421.90-0.12 10

Obrázek 3.10 Profil 2 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 2A Obrázek 3.11 Profil 2 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 2A; proudnice Největší gradient hladiny podzemní vody se vyskytuje mezi vrty HV-4 a HV-3. Směrem ke vzdušnímu líci přehrady se gradient zmenšuje a hladina podzemní vody se v místě geodetického bodu 2010 nachází na úrovni 420 m n.m. (2.6 m.p.t). Obrázek 3.12 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 2B_K1 Obrázek 3.13 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 2B_K1;proudnice Při zvýšení hladiny vody na úroveň 429.15 m n.m. model predikuje výtok vody na vzdušním líci v oblasti paty (Obr. 3.12 a 3.13). Nepropustná poloha je prosakující vodou obtékána (Obr. 3.13). 11

Obrázek 3.14 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek - varianta 2C Obrázek 3.15 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek - varianta 2C; proudnice Na obrázcích 3.14 a 3.14 je dokumentován vliv umístění 10 m hlubokého nepropustného prvku do tělesa hráze. Za stávajících odladěných hydraulických vodivostí by provedení těsnění způsobilo v oblasti geodetického bodu 2009 pokles průsakové křivky 0.42 m pod hranu vzdušního líce hráze. Při řádovém zvýšení hodnot hydraulické vodivosti materiálů tvořících těleso hráze, stejně jako v předchozím případě, dojde k nárůstu hladiny podzemní vody nad povrch hráze. 3.3. Profil 3 Výsledky pro profil 3 jsou obdobné k výsledkům pro profil 1. Zatímco u profilu 1 byla v modelu zoptimalizována hydraulická vodivost hráze K profil_1 = 3.10-5 m.s -1, u profilu 3 byla zoptimalizována hydraulická vodivost K profil_3 = 9.10-5 m.s -1. Z provedených optimalizací hydraulické vodivosti pro jednotlivé profily 1, 2 a 3 je zřejmé, že hráz je ve své podélné ose nehomogenní a dochází ke změnám hydraulické vodivosti. Vyšší hydraulické vodivosti v oblasti profilu 3 byly odladěny v důsledku malého spádu hladiny mezi hladinou v rybníce a ve vrtu nejblíže ke vzdušnímu líci. Obrázek 3.16 Profil 2 - schéma modelového prostoru 12

Tabulka 3.3: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 3A) Vrt/ Měřená hladina Modelová hladina rozdíl datum 8.8.10, [m n.m.] [m n.m.] [m] HV-6 425.56 425.60-0.04 HV-5 425.51 425.48 0.03 MS-3 425.19 425.00 0.19 Obrázek 3.17 Profil 3 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 3A Obrázek 3.18 Profil 3 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 3B_K1 Vzhledem k vyšší hydraulické vodivosti model v místě profilu 3 predikuje průsak vody na vzdušný líc hráze již v základní variantě 3B_K1 (Obr. 3.18) V oblasti profilu 3 existují z hlediska podmínek průsaku hrází nepříznivější podmínky než v oblasti profilu 1. Obrázek 3.19 Profil 3 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 3C Umístění 10 m hluboké těsnící stěny to tělesa hráze (obr. 3.19) nemá vzhledem k vysoké hydraulické vodivosti materiálů tvořících sypanou hráz zásadní vliv na průběh hladiny podzemní vody (Obr. 3.19) stále je modelem predikován průsak na terén v oblasti vzdušního líce. 4. Přehled výsledků Modelové řešení proudění podzemní vody bylo použito jako nástroj pro analýzu průsaku podzemní vody hrázemi; Výsledky modelu reprezentují pouze schematizovanou aproximaci reality vzhledem ke skutečnosti, že: o Hydraulická vodivost tělesa hráze je známa pouze v řádu (n.10-5 m.s -1 )(v modelu došlo k optimalizaci hodnoty hydraulické 13

vodivosti s cílem minimalizovat rozdíly hladiny průsakové křivky a hladiny v pozorovacích vrtech), o není známo rozložení hydraulické vodivosti ve vlastním tělese hráze, včetně preferenčních průsakových cest (nory po hlodavcích; specifické kombinace propustných a nepropustných poloh), o není známa mocnost propustných kvartérních sedimentů pod tělesem hráze a ani jejich hydraulická vodivost, terénní práce a hodnocení je soustředěno do vybraných profilů v jiných profilech hráze může být hydraulická situace ve srovnání s měřenými údaji nepříznivější. Stávající průsak hrází na základě modelové interpretace výsledků měření ovlivňuje kolmatační vrstva, vytvořená pod úrovní současného stálého nadržení rybníka; Vliv této kolmatační vrstvy se projevuje výrazným rozdílem mezi hladinou Rožmberka a hladinou v monitorovacích vrtech situovaných nejblíže k návodnímu líci; Navýšení provozní hladiny ze 425.90 m n.m. na povodňovou hladinu 429.15 m n.m. jednoznačně povede ke zvýšenému průsaku tělesem hráze i jejím podložím; Obecným důsledkem je modelem simulované zvýšení hladiny podzemní vody v tělese hráze a přiblížení průsakové křivky (svrchní proudnice podzemní vody) k povrchu terénu (profil 1); V profilech 2 a 3 je simulován výtok vody na vzdušní líc hráze; Citlivostní analýzou vlivu velikosti hydraulické vodivosti na polohu průsakové křivky v profilu 1 jsme dospěli k závěru, že již při dvojnásobné hydraulické vodivosti (oproti v modelu zkalibrované) dochází rovněž k výtoku podzemní vody na vzdušném líci hráze (v oblasti paty); Vzhledem k nejistotám vstupních informací modelového řešení (viz první bod přehledu výsledků) a vzhledem k výsledkům pro profily 2 a 3 modelové výsledky signalizují pro podmínky zvýšené hladiny průsak na vzdušní líc; Tento závěr je i v souladu se skutečností, že v době povodní (a zvýšené úrovně hladiny v Rožmberku) byl na terénu lokálně pozorován silný průsak hrází; Zvýšená hladina způsobila nátok v nekolmatované části hráze, Došlo zřejmě i k preferenčnímu proudění tělesem hráze po preferenčních cestách; Existence těsnícího prvku (např. těsnící štětovnicové stěny v centrální části hráze) sníží průsak hrází, ale modelem predikovaný pokles velikosti proudění a snížení úrovně průsakové křivky je za předpokládaným očekáváním; Těsnící prvek, pokud nebude založen až do nepropustného podloží, pouze prodlouží průsakovou dráhu; V oblasti mezi patou těsnícího prvku a bází nepropustného podloží bude docházet k intenzivnímu podtékání, kdy by potenciálně mohlo dojít i k nežádoucímu vyplavování jemnozrnného materiálu z tělesa hráze; Vliv neúplného těsnícího prvku na vývoj hladiny v oblasti paty vzdušního líce hráze je relativně nevelký, obtížně hodnotitelný vzhledem ke skutečnosti, že hloubku nepropustného podloží v místech tělesa hráze neznáme; Určitou vhodnou alternativou k budování těsnícího prvku ze štětovnicové stěny by mohla být úprava návodního líce hráze tak, aby v těchto partiích došlo ke kolmataci a k poklesu hydraulické vodivosti na obdobné hodnoty jaké vytvoří nesedimentované bahno pod dosavadní úrovní stálého nadržení Rožmberku. 14

5. Závěr Hlavním výsledkem modelové analýzy průsaku hráze rybníka Rožmberk po projektovaném zvýšení hladiny je zjištění, že modelem je pro 2 ze 3 posuzovaných profilů predikován průsak hráze s výrony na terén vzdušního líce. Dosavadní poměry proudění jsou ovlivněny kolmatační vrstvou vzniklou zřejmě v důsledku usazování bahna, nebo i z příčin technologického postupu budování hráze v oblasti návodního líce. Projektovaný vzestup hladiny v rybníce oživí průsakové cesty nad úrovní stávající kolmatační vrstvy. Z modelových simulací rovněž vyplývá, že těsnící prvek v podobě štětové stěny bez založení do nepropustného podloží nemusí vzhledem k podtékání průsakové poměry v oblasti vzdušného líce hráze zásadněji zlepšit (snížit hladinu podzemní vody za těsnícím prvkem). I s odhlédnutím od ekonomického posouzení se neúplný těsnící prvek i z hydraulického hlediska jeví jako málo efektivní. Dle našeho názoru možnost náhlého zvýšení hladiny Rožmberka na úroveň 429.15 m n.m. vyžaduje provedení opatření ke snížení průsaku hrází. Možnosti takového technologické řešení je třeba dále diskutovat a ověřit podrobnými hydraulickými výpočty. 27.8.2010 v Roztokách u Prahy Ing. Jan Baier Ing. Jan Uhlík Ph.D. 15

Obsah 1. Úvod... 3 2. Metodika řešení, prostor a vstupní data modelu... 3 2.1. Popis použitého matematického modelu SEEP2D... 4 2.2. Diskretizace modelových domén profilů hrází... 4 2.3. Okrajové podmínky a hydraulické parametry modelu... 4 3. Výsledky matematického modelování... 5 3.1. Profil 1... 5 3.2. Profil 2... 10 3.3. Profil 3... 12 4. Přehled výsledků... 13 5. Závěr... 15 Seznam obrázků Obrázek 2.1 Výpočetní síť modelu - profil 2... 4 Obrázek 3.1 Profil 1 - schéma modelové domény... 6 Obrázek 3.2 Profil 1 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 1A... 7 Obrázek 3.3 Profil 1 - nátok vody hrází při zvýšené hladině v Rožmberku varianta 1B_K1... 7 Obrázek 3.4 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 1B_K1... 8 Obrázek 3.5 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek (varianta 1C) 8 Obrázek 3.6 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek;proudnice (varianta 1C)... 8 Obrázek 3.7 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - zvýšení hydraulické vodivosti(varianta 1B_K3)... 9 Obrázek 3.8 Profil 1 - průběh volné hladiny podzemní vody - snížení hydraulické vodivosti(varianta 1B_K2)... 9 Obrázek 3.9 Profil 2 - schéma modelového prostoru... 10 Obrázek 3.10 Profil 2 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 2A... 11 1

Obrázek 3.11 Profil 2 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 2A; proudnice... 11 Obrázek 3.12 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 2B_K1... 11 Obrázek 3.13 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 2B_K1;proudnice... 11 Obrázek 3.14 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek - varianta 2C... 12 Obrázek 3.15 Profil 2 - průběh volné hladiny podzemní vody - 10m hluboký těsnící prvek - varianta 2C; proudnice... 12 Obrázek 3.16 Profil 2 - schéma modelového prostoru... 12 Obrázek 3.17 Profil 3 stávající průběh volné hladiny podzemní vody varinta 3A... 13 Obrázek 3.18 Profil 3 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 3B_K1... 13 Obrázek 3.19 Profil 3 - průběh volné hladiny podzemní vody - varianta 3C... 13 Seznam tabulek Tabulka 1.1: Přehled modelových variant pro profil 1... 3 Tabulka 3.1: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 1A)... 6 Tabulka 3.2: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 2A)... 10 Tabulka 3.3: Modelové a měřené hladiny podzemní vody popis současného stavu (varianta 3A)... 13 2