HYDROLOGICKÉ VYHODNOCENÍ PRŮBĚHU POVODNÍ

HYDROLOGICKÉ VYHODNOCENÍ PRŮBĚHU POVODNÍ Příloha - Vhodnocení kulminačních průtoků povodně z května 00 s vužitím hdraulických výpočetních postupů Zhotovitel: Spolupracovníci: Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. - REVITAL Suchý vršek 3 58 00 Praha 5 Ing. Petr Novák Obsah příloh: strana. Úvod............................ Metodika vhodnocení..................... 3. D nerovnoměrné ustálené proudění v otevřených kortech....... 3. Hdraulika objektů za povodní................ 4.3 D proudění v otevřených kortech............ 7.4 Použité matematické model................ 9 3. Vhodnocení kulminačního průtoku na Stonávce nad vzdutím nádrže Těrlicko 9 4. Vhodnocení kulminačního průtoku na Petrůvce........... 3 5. Vhodnocení kulminačního průtoku na Olši v Dětmarovicích....... 8 6. Vhodnocení kulminačního průtoku na Olši ve Věřňovicích....... 7. Souhrn výsledků....................... 30

. Úvod V závěru června spadl zejména v oblasti Beskd a jejich severního podhůří velmi vdatné srážk. Odezvou bl povodňové vln s kulminačními průtok s extrémními pravděpodobnostmi výsktu. Po vzájemných konzultacích s pracovník dotčených poboček ČHMÚ a správců toků bl k vhodnocení zvolen následující profil: Stonávka profil přítoku do nádrže Petrůvka profil Bludovice Olše profil Dětmarovice Olše profil Věřňovice Dostupná geodetická zaměření úseků v okolí výše uvedených profilů posktl bezplatně podnik Povodí Odr, s.p.

. Metodika vhodnocení. D nerovnoměrné ustálené proudění v otevřených kortech Základem metodik na odhad kulminačního průtoku za povodňových situací pomocí hdraulických výpočetních postupů je aplikace výpočetních postupů průběhu hladin nerovnoměrného proudění metodou po úsecích. Pro její správné použití b mělo být splněno několik předpokladů: Předpokládá se, že časové charakteristik proudu a korta se s časem nemění. Předpokládají se natolik dominantní složk rchlosti v podélném směru, že můžeme zanedbat složk rchlosti v příčném i svislém směru. Jinak vjádřeno proudnice se pokládají za rovnoběžné. Předpokládá se takové rozdělení podélných rchlostí v příčném řezu proudu, že lze průřezovou rchlost vjádřit jako poměr průtoku a průtočné ploch. Za předpokladu malých změn mezi sousedními profil můžeme změn hdraulických veličin v podélném směru považovat za tak malé, že lze jejich hodnot zprůměrovat, v takovém případě lze pro výpočet sklonu čár energie použít rovnice pro výpočet rovnoměrného proudění. Sklon dna korta je natolik malý, že nerozhoduje, považujeme-li za hloubku vod svislici nebo kolmici ke dnu. Průběh hladin mezi sousedními profil je znázorněn na obrázku. v g i E dz i v g E dl i 0 dl i 0 dl Obr.. - Průběh hladin při nerovnoměrném proudění 3

4 Potom můžeme pro profil a napsat Bernoulliho rovnici ve tvaru g v v L i g v g v L i E 0 (.) kde L vzdálenost mezi profil [m] ξ - součinitel místní ztrát vlivem náhlého rozšíření či zúžení [-] a rozdíl úrovní hladin lze potom stanovit z rovnice g v v L K Q S S g Q p (.) V případě říčního proudění probíhá výpočet proti směru toku. Řešení vchází se známé hloubk a úrovně čár energie E v dolním profilu. V dalším postupu se volí hloubk, pro kterou vplne úroveň čár energie E. g v E (.3) g v L i E 0 (.4) Při správném odhadu musí platit P P P E R S C Q i L E E (.5) Pokud tato rovnost splněna není, znamená to, že bl odhad proveden špatně a je potřeba jej upravit. Tento postup se opakuje tak dlouho, až je dosaženo potřebné mír shod. Nezbtnou součástí metod je proto iterační postup, dík kterému se jedná o početně náročnou metodu. K výpočtu nerovnoměrného proudění je v současnosti k dispozici řada komerčně dostupných modelů. Všechn jsou založen na uvedené metodě. Navzájem se liší pouze způsobem matematického vjádření iterace. Základem je schéma, podle kterého je proveden první odhad hloubk. Při špatně zvoleném algoritmu může v některých případech (velký sklon korta, velká vzdálenost profilů) iterace selhávat (v horním profilu může chbně dojít k záměně režimu proudění z říčního na bstřinné).. Hdraulika objektů za povodní Výpočet vzdutí hladin mostním objektem Způsob výpočtu charakteristik proudění mostním objektem závisí na průběhu hladin v mostním objektu a jeho blízkém okolí. Celkem je možné stanovit čtři základní režim proudění mostním objektem, které jsou grafick dokumentován na obrázku. a níže popsán (za předpokladu říčního proudění v profilu mostu). Speciální případ nastává v případě přelévání mostní konstrukce.

Jednotlivé režim proudění mostním objektem jsou: proudění s volnou hladinou neovlivněné dolní vodou, proudění s volnou hladinou ovlivněné dolní vodou, proudění se zatopeným vtokem a volným výtokem, proudění se zatopeným vtokem i výtokem (tlakové proudění), přelévaný mostní objekt. 5 4 3 3 4 Obr.. Charakteristické průběh hladin při proudění mostními objekt. Pro řešení proudění s volnou hladinou lze použít přístup, který vchází z Bernoulliho rovnice. Za předpokladu zanedbání sklonu mezi profil a můžeme napsat E v g v g v g kde E úroveň čár energie v profilu [m], hloubk proudění v profilech a [m] v, v střední rchlosti vod v profilech a [ms - ] Q průtok mostním objektem [m 3 s - ] S M průtočná plocha mostního profilu [m ] φ rchlostní součinitel [-] ξ součinitel místní ztrát na vtoku [-] Q g S M (.9) V případě proudění ovlivněného dolní vodou se doporučuje za hloubku dosazovat přímo hloubku dolní vod 4 z profilu 4 těsně za mostem. Hloubka bývá rovněž označována jako, 4 potom jako d. Kromě tohoto postupu je k dispozici metoda vcházející z rovnice zachování hbnosti (momentová rovnice), kterou používá například program HEC-RAS. 5

V případě, že dojde k zatopení vtoku, ale výtok z mostu zůstává i nadále volný, nejedná se ještě o tlakové proudění. V tomto případě je možné použít rovnici E v g H M C Z Q S M g (.0) kde C Z koeficient závisející na míře vzdutí hladin nad spodní líc mostovk [ ] H M vzdálenost mezi dnem a úrovní spodního líce mostovk na jeho horním čele [m] Za povodňových situací jsou běžné případ, kd je most zatopený na svém vtoku i výtoku, proudění se potom stává tlakovým. V tomto případě se použije rovnice E v g 4 Q S kde 4 úroveň hladin v profilu 4 [m] v - součinitel výtoku mostního otvoru [ ] v M g (.) Hdraulickým výzkumem tohoto jevu se v posledních letech zabývala Katedra hdraulik a hdrologie FSv ČVUT (Picek). Výzkum se zaměřil na stanovení součinitele v. Na jeho základě Picek doporučuje použít všší hodnotu, než uvádí manuál programu HEC- RAS. Tato hodnota může dle výsledků výzkumu překročit číslo. Výpočet proudění přepadem Pro výpočet průtoku přepadem se používá zpravidla rovnice.5 h 0 Q m b g (.) kde m součinitel přepadu [-] Především za všších průtoků může u těchto objektů nastat situace, kd je proudění přes objekt ovlivněno úrovní hladin dolní vod. Tento jev je do výpočtu zahrnován takzvaným součinitelem zatopení dolní vodou z. Je-li šířka přelivné hran menší než šířka přítokového korta, dochází vlivem zúžení proudnic k bočnímu zúžení přepadového paprsku. Do výpočtu se potom zavádí účinná šířka přelivu b 0. Rovnice (.) potom přechází na tvar z 0.5 0 Q m b g h (.3) kde b 0 účinná šířka přelivné hran [m] z - součinitel zatopení [-] Pro účinnou šířku přelivné hran platí b b 0. n (.4) 0 h 0 kde b šířka přelivné hran [m] n počet zúžení [-]. - součinitel tvaru pilířů [-] V případě vsokého stupně zatopení dolní vodou se již po hdraulické stránce nedá hovořit o přepadu. V takovém případě je možné problém řešit jako místní ztrátu nerovnoměrného proudění. 6

7.3 D proudění v otevřených kortech V širokém záplavovém území, kde dochází ke složitému prostorovému proudění, jehož důsledkem může být často proměnlivý průběh hladin v údolních profilech, s D výpočt pro detailní analýzu nevstačíme. V takovýchto případech je vhodné použít složitější a také nákladnější postup D matematického modelování. V případě řešení D proudění se vchází z obecných trojrozměrných rovnic vjadřujících zákon zachování hbnosti (momentové rovnice) a hmot (rovnice spojitosti). Z trojrozměrných na dvourozměrné rovnice se přejde po zprůměrování po svislici, za předpokladu, že pohb ve svislém směru je zanedbatelný v porovnání s vodorovným pohbem. Tak zvané řídící rovnice D proudění jsou Rovnice momentové 0 h x h q x p h x z h g h q q h g h q x t q x xx px 0x a x x x (3.) 0 h x h q p h z h g h q q x h g h q t q x p 0 x a x (3.) Rovnice spojitosti 0 q x q t h x (3.3) kde q x, q jsou měrné průtok ve směru os x, [m s - ] t čas [s] h hloubka proudění [m] z úroveň dna [m] 0x, 0 tečná napětí na dně ve směru x, [Pa] px, p tečná napětí na povrchu hladin ve směru x, [Pa] xx, x, x, tečná napětí vlivem turbulence [Pa], - Coriolosovo a Boussinesqovo číslo [-] Exaktní řešení soustav rovnic nepřichází do úvahu, k dispozici jsou pouze numerická řešení. Celkem jsou k dispozici 3 následující zcela odlišné přístup: řešení založené na metodě konečných diferencí, řešení založené na metodě konečných objemů, řešení založené na metodě konečných prvků. Jedním z rozdílů metod jsou různé přístup k návrhu výpočetní sítě. Zatímco v případě metod konečných diferencí je výpočetní síť dána ortogonální sítí, v případě metod konečných prvků může být tvořena jako čtřúhelníkovými, tak i trojúhelníkovými prvk. To umožňuje velmi dobré přizpůsobení složitým podmínkám reliéfu korta a inundace, zejména pak liniovým stavbám jako jsou hráze apod.

.4 Použité matematické model HEC-RAS Spíše než o matematický model se jedná v případě nástroje HEC-RAS (River Analsis Sstem) o uživatelské prostředí, které usnadňuje práci se staršími matematickými model, jejichž základ bl sestaven již pro starý operační sstém DOS. Součástí sstému se postupně stali mimo jiné model HEC (D nerovnoměrné proudění), HEC6 (D pohb splavenin) a UNET (d neustálené proudění). Pro výpočet nerovnoměrného proudění se používá model HEC, který je založen na aplikaci metod po úsecích, která bla popsána v kapitole. Model je rovněž vbaven nástroji na výpočet proudění mostními objekt (režim s volnou hladinou, tlakové proudění i přelévané most) a proudění přepadem přes jezové objekt nebo široké korun. SMS Podobně jako v případě HEC-RAS se i v případě amerického programu SMS (Surfacewater Modeling Sstém) jedná o programové prostředí zaměřené zejména na D modelování proudění vod s volnou hladinou. Součástí uživatelské prostředí jsou Map Module, Mesch Module, Grid Module nebo Scatter Module, jejichž cílem je příprava výpočetních sítí pro model založené jak na metodě konečných prvků, tak i konečných diferencí a prezentace výsledků. Součástí jsou model FESWMS a RMA (D model proudění založené na metodě konečných prvků), TUFLOW (d model proudění založený na metodě konečných diferencí), SEDD (D model pohbu splavenin), RMA4 (D model pohbu látek ve vodě). Při výpočtu proudění v záplavovém území Olše v okolí Věřňovic bl použit model FESWMS (Finit Element Surface-water Modeling Sstem). Model vvinutý ve Federal Highwa Administration U.S Department of Transportation umožňuje řešit výpočet proudění s volnou hladinou jak v říčním, tak i bstřinném režimu. 8

3. Vhodnocení kulminačního průtoku na Stonávce nad vzdutím nádrže Těrlicko Na řece Stonávce se v úseku nad vzdutím do nádrže Těrlicko nachází limnigrafická stanice ČHMÚ. Za vsokých úrovní hladin v nádrži, což bývá zejména za povodňových situací, kd je její retenční prostor již zcela naplněn, ovlivňuje zpětné vzdutí úroveň hladin i v profilu stanice. Měrná křivka stanovená pro neovlivněný stav proto za těchto situací přestává platit. Pro stanovení odhadu kulminačního průtoku na Stonávce bl proto hledán úsek směrem proti proudu, kde již průběh hladin nebl za povodně ovlivněn vzdutím nádrže. Celkem bl nalezen úsek v obci Hradiště, kde se podařilo nalézt a zaměřit hodnověrné stop po kulminační hladině. Jednalo se jednak o úsek kolem cestního mostu v místní části Lesní a dále o most na silnici Těrlicko Třanovice v místní části Vrazidlo. Poloha první lokalit je patrná na obrázku 3.. Pro vhodnocení kulminačního průtoku je důležité upozornit na skutečnost, že se mezi profilem limnigrafické stanice a cestním mostem vlévá do Stonávk levostranný přítok Zavadovický potok. Další přítok tentokráte pravostranný se vlévá do Stonávk blízko pod silničním mostem (obrázek 3.). Zaústění Zavadovického potoka Lávka pro pěší v Hradišti - Lesní Obr. 3. Situace Stonávk v okolí lávk pro pěšá v Hradišti Lesní s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině 9

Obr. 3. Situace Stonávk v okolí silného mostu v Hradišti s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině Řešitel použil z geodetických podkladů správce toku Povodí Odr, s.p. úsek od pevného jezu v ř.km 8.7 (pod zaústěním Zavadovického potoka) až objektu silničního mostu na silnici Těrlicko Třanovicev ř.km. Stop po kulminační hladině se podařilo nalézt v okolí obou mostních objektů. Při výpočtu průběhu hladin za kulminačního průtoku blo potřeb zohlednit nárůst průtoku vlivem obou výše uvedených přítoků. Dno korta blo tvořeno hrubozrnným materiálem, břeh bl hustě zarostlé doprovodnou vegetací. Výsledk výpočtů průběhu hladin pro odhadnutý kulminační průtok včetně úrovní zaměřených stop po kulminační hladině jsou uveden v tabulce 3.. Za velmi přesnou stopu je vhodné označit stopu v profilu lávk pro pěší (ř.km 0.085, úroveň stop 83.3 m n.m.), jednalo se o velmi zřetelnou liniovou stopu zachceného listí na plotě u přístupové cest od chatové osad k lávce pro pěší. přesnost ostatních stop je již menší, jednalo se buď hranici, kde začínala ulehlá tráva v kortě, nebo o zachcenou trávu na větvích stromů. /rove%n zachcené tráv mohla být ovlivněna vzdutím hladin při obtékání kmene nebo nemusela být zachcena za kulminačního průtoku. Grafick je stejný průběh znázorněn na obrázku 3.3. Zjištěným stopám po povodni z června 00 na Stonávce v Hradišti v úseku nad zaústěním Zavadovického potoka nejlépe odpovídal průběh hladin nerovnoměrného proudění pro průtok Q = 80 m 3.s -, v úseku nad dalším pravostranným přítokem potom průtok Q = 70 m 3.s -. 0

Tab. 3. Průběh modelované hladin nerovnoměrného proudění na úseku Stonávk v Hradišti pro odhadnutý kulminační průtok včetně zaměřených stop po povodni Staničení Q H d H 0 H 00 i e v k S B Fr [m 3 s - ] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m s - ] [m ] [m] 8.7 90 80.04 8.54 0.039 3.54 5.4 0.0.00 8.730 90 77.98 8.4 0.008.84 73.4 58. 0.3 8.83 90 79.70 8.47 0.005.46 38.0 05. 0.34 8.935 80 80.57 8.75 0.0039.70 04.9 3.0 0.4 9.009 80 80.3 83.00 0.003.69 98.. 0.38 9.065 80 80.6 83.6 0.0049.0 5. 70.4 0.48 9.083 80 80.43 83.3 0.0068. 37.8 39.3 0.54 9.085 Lávka 83.3 9.087 80 80.43 83.30 0.0060. 40.7 4.9 0.5 9.00 83.5 9.47 80 8.4 84.6 0.004.86 53. 54.4 0.44 9.364 80 8.78 84.64 0.0039.8 54.7 79. 0.43 9.446 80 8.50 84.95 0.0038.8 50.4 36.9 0.43 9.566 80 83.9 85.48 0.0070.33 35. 66.9 0.57 9.73 80 84.6 86.54 0.0057.05 39. 4.7 0.5 9.744 70 84.5 86.65 0.0065.7 3.3 9.7 0.54 9.840 87.07 9.850 87.7 9.860 70 84.36 87.3 0.003.87 37.4 5. 0.40 9.865 Most 9.869 70 84.36 87.37 0.009.8 38.4 5.4 0.39 9.885 87.43 9.890 87.3

Obr. 3.3 Podélný profil modelované hladin nerovnoměrného proudění na úseku Stonávk v Hradišti pro odhadnutý kulminační průtok včetně zaměřených stop po povodni.

4. Vhodnocení kulminačního průtoku na Petrůvce Řeka Petráka protéká na našem území v široké říční nivě a až na krátké výjimk, kd je zejména v okolí zástavb upravena, má charakter meandrujícího toku. Již za menších povodní zde proudí proto voda v širokém pásu často s velmi proměnlivou úrovní hladin po délce jednotlivých údolních profilů. Vhodnocovat průtok z tratí ve volném terénu je proto velmi problematické. K vhodnocení bl proto vbrán úsek, kd bla rozhodující část průtoku soustředěna do mostního otvoru nebo alespoň v okolí zástavb, kde blo snazší nalézt a zaměřit stop po kulminační hladině. Jednalo se celkem o 3 lokalit,jejichž poloha je postupně přiblížena na obrázcích 4. až 4.3. Obr. 4. Situace Petrůvk v YYY v okolí silničního mostu (ř.km YYY) s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině 3

Zatímco v případě silničního mostu v XXX nebla přelévána mostovka ani navazující násp silnice, v druhém případě (lokalita YYY), proudila voda za posuzované povodně i v profilu silničního mostu v celé šíři inundace.t svědčí o tom, že hladina neměla v údolním profilu v místě silničního mostu vodorovný průběh. Tento úsek Petrák je znázorněn na obrázku 4.. Obr. 4. Situace Petrůvk v YYY v okolí silničního mostu (ř.km YYY) s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině 4

Poslední posuzovaná lokalita se nachází v okolí silničního mostu v ZZZ (ř.km ZZZ). Významná část průtoku protékala mostním objektem. Mostní komunikace, která odbočuje za mostem vpravo a vede podél pravého břehu korta má však sníženou úroveň. Přestože bl břeh za povodně navýšen ptli písku, docházelo zde k vlití vod do zástavb. Poloha zamřený ch stop je znázorněna na obrázku 4.3. Obr. 4.3 Situace Petrůvk v ZZZ v okolí silničního mostu (ř.km ZZZ) s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině Výsledk výpočtů průběhu hladin nerovnoměrného proudění na Petrůvce v řešeném úseku pro průtok Q=90m3.s - včetně úrovní zaměřených stop po kulminační hladině jsou uveden v tabulce 4. a obdobně grafick na obrázku 4.4. Součinitel drsnosti korta bl uvažován v rozmezí od 0.045 (úsek v intravilánu obcí) do 0.06 (meandrující přirozené korto. 5

Tab. 4. Průběh modelované hladin na Petrůvce v Petrovicích pro průtok Q=90m3.s - včetně zaměřených stop po povodni Staničení Q H d H 0 H 00 i e v k S B Fr [ř.km] [m 3 s - ] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m s - ] [m ] [m] 0.070 90.00 5.30 0.37 0.00.3 9.9 40.0 0.5 0.78 90.00 4.0 0.5 0.00.07 0.5 3.5 0.9 0.50 0.46 0.70 0.59 0.79 90.00 6.3 0.6 0.00.3 68.6 70.5 0.5 0.87 Bridge 0.94 90.00 6.3 0.75 0.89 0.00.5 7. 79.8 0.4 0.350 0.9 0.389 90.00 5.48 0.89 0.000.05 54.4 405.9 0.8 0.495 90.00 5.36 0.96 0.0006 0.9 33.0 367.0 0.5 0.763 90.00 5.96.08 0.0005 0.75 339.5 368.8 0.4.05 90.00 5.80.5 0.000 0.35 479.3 456.9 0.08 0.63. 90.00 6.9.7 0.96 0.0009.08 77. 438.9 0..7 Bridge 0.97.3 90.00 6.9.0.05 0.0008.05 84.7 44.8 0..33.354 90.00 5.9.8 0.000 0.54 39.4 43.6 0..557 90.00 6.75.34 0.0009 0.8 94.0 34.4 0.7.90 90.00 7.0.6 0.009.6 08.3 304. 0.5.98 90.00 7.00.74 0.004.39 86. 340.4 0.8.44 90.00 7.49.95 0.0006 0.76 307.4 367. 0.5.5 90.00 7.35.5 0.0009 0.86 43. 389.9 0.7.6 90.00 7.50.4 0.0009 0.86 8.4 90.8 0.8.739 90.00 7.3.3 0.0005 0.7 63.7 6.7 0.3.83 90.00 7.64.35 0.007.47 75. 07. 0.4 3.30 90.00 8..65 0.000. 33.7 06.3 0.9.46 3.80 90.00 8.66.67 0.005.4 78.0 89.5 0.7 3.85 Bridge 3.90 90.00 8.66.7 0.004.38 8.8 08.4 0.6.76.93 3.9 90.00 8.09.86 0.0006 0.85 8.8 30.4 0.5 6

Obr. 3.3 Podélný profil modelované hladin nerovnoměrného proudění na úseku Petrůvk v Petrovicích pro průtok Q = 90 m 3.s - včetně zaměřených stop po povodni. Zjištěným stopám po povodni z června 00 na Petrůvce v Petrovicích v úseku ř.km 0.0 až 3.3 nejlépe odpovídal průběh hladin nerovnoměrného proudění pro průtok Q = 90 m 3.s -. 7

5. Vhodnocení kulminačního průtoku na Olši v Dětmarovicích Řeka Olše protéká v okolí části obce Dětmarovice Koukolná upraveným úsekem, korto má složeným lichoběžníkový profil. Protipovodňová ochrana je navýšena oboustrannými ochrannými hrázemi. V úseku se směrem proti proudu nachází železniční most, dále jezových objekt, jehož jedno pole je vbaveno pohblivým uzávěrem a nakonec silničním mostem. Cca 00 m nad tímto mostem se potom nachází profil limnigrafické stanice Dětmarovice. Situace okolí limnigrafické stanice je patrná z obrázku 5.. Profil LS Dětmarovice Proudění části povodňového průtoku v prostoru za pravou hrází Úsek se sníženou úrovní LH Obr. 5. Situace okolí limnigrafické stanice Dětmarovice na Olši Niveleta hrází v úseku zejména nad stanicí však neodpovídá stejnému návrhovému stavu. Zatímco do průtoku Q 0 k vlévání vod za hráze nikde nedochází, u větších průtoků se 8

stává pro proudění důležitým úsek mezi ř.km 7. až 7.4. Zde úroveň pravé hráze poklesává a za větších povodní než Q 0 zde voda přepadá přes těleso hráze a proudí dále v samostatném proudu v pravé inundaci. To pochopitelně ovlivňuje přesnost měření limnigrafické stanice. Zatímco do průtoku Q 0 protéká ohrávaným profilem korta v místě stanice celý průtok, za větších průtoků je to jen již část. Poměr vbřeženého průtoku k průtoku, který zůstává v kortě, roste s velikostí celkového průtoku. Při stanovení odhadu kulminačního průtoku ve stanici za povodně 00 blo proto nutné se zabývat oběma složkami. Vhledem k pravidelnému upravenému kortu lze zcela jistě očekávat pro kortovou část podstatně přesnější odhad, než pro část proudící v široké pravé inundaci za hrází. Pro stanovení průtoku ve vlastním ohrázovaném kortě bl vbrán úsek od jezového objektu až po profil limnigrafické stanice, jeho poloha je přiblížena na obrázku 5.. Profil LS Dětmarovice Obr. 5. Situace Olše v okolí limnigrafické stanice Dětmarovice s vznačením stop Snížená úroveň hráze se nachází zejména v úseku mezi profil ř.km 7.45 až 7.75. Při výpočtu průběhu hladin pro stav při odhadované kulminaci za povodně zde úroveň 9

hladin převšovala niveletu hráze o cca 60 cm. Použijeme-li pro odhad množství přepadající vod přes hráz rovnici přepadu přes širokou korunu (.), dostaneme s uvažováním malé hodnot m = 0.3, L = 00m a h 0 = 0.6 průtok cca 00 m 3.s -. Vzhledem ke konfiguraci terénu je tento proud usměrněn a stažen zpět do korta až v profilu železničního mostu ř.km 5.735. Tato skutečnost bla potom vzata do úvah při stanovení odhadu části průtoku proudícím ve vlastním kortě. Při kalibraci odporů korta pro menší průtok 48 m 3.s -. všla hodnota součinitele drsnosti n = 0.03. Pro výpočt za kulminace bla hodnota zvýšena na 0.035, ab bl vzat do úvah zejména vliv velkého množství připlavovaných předmětů, jehož důsledkem bl zachcený velký strom na silničním mostu pod limnigrafickou stanicí. Pro takovou hodnotu odpovídal průběhu zaměřených stop nejlépe průtok ve vlastním kortě v okolí limnigrafické stanice Q = 800 m 3.s -. Výsledk výpočtů průběhu hladin nerovnoměrného proudění ve vlastním kortě na Olši pro odhad kulminačního průtoku včetně úrovní zaměřených stop po kulminační hladině jsou uveden v tabulce 5. a na obrázku 5.3. Tab. 5. Průběh modelované hladin v kortě Olše pro odhadovaný kulminační průtok včetně zaměřených stop po povodni Staničení Q H d H 0 H 00 i e v k S B Fr [ř.km] [m 3 s - ] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m s - ] [m ] [m] 5.634 950.00 07.3 4.03 0.00.57 408. 0.7 0.35 5.79 950.00 07.50 4. 0.0008.4 48. 6.4 0.9 5.735 Most 5.744 950.00 07.37 4.6 0.0007.09 498.5 7.8 0.8 5.785 800.00 08.30 4.8 0.0007. 434.0 07.9 0.9 5.799 Jez 5.805 800.00 0.43 4.9 0.007 3.0 85.3 0. 0.5 5.830 800.00 0.0 4.38 0.005.96 3. 04.7 0.47 5.88 800.00 09.96 4.39 0.00 3.35 87.5 08.9 0.53 5.890 4,33 5.959 800.00 09.94 4.67 0.005.9 38.6 46.4 0.44 5.970 4.4 6.050 4.6 6.066 800.00 09.78 4.84 0.005.87 39. 04.9 0.45 6.075 Most 6.077 800.00 09.90 4.90 0.004.79 39.8 07.8 0.43 6.00 4.64 6.05 4.74 6.0 4.88 6.53 800.00 09.49 5.3 0.008 3.00 307.6 04.0 0.45 6.75 LS 5.9 6.346 800.00 09.88 5.3 0.0030 3.57 86.4 00.5 0.55 0

Obr. 5.3 Podélný profil modelované hladin nerovnoměrného proudění na úseku Olše v okolí limnigrafické stanice Dětmarovice pro průtok ve vlastním kortě Q = 800 m 3.s - včetně zaměřených stop po povodni. Zjištěným stopám a měřením po povodni z června 00 na Olši v profilu limnigrafické stanice Dětmarovice nejlépe odpovídal při uvažování významného obtékání stanice v pravé inundaci průtok Q = 900 m 3.s -.

6. Vhodnocení kulminačního průtoku na Olši ve Věřňovicích V úseku kolem Věřňovic má řeka Olše již zcela odlišný charakter než kolem Dětmarovic. Korto není ohrázováno a má proto podstatně nižší kapacitu. Za povodní se voda proto voda rozlévá do širokých inundací. Limnigrafická stanice Věřňovice je umístěna na pravém břehu řek několik desítek metrů pod profilem jediného silničního mostu, který v obci spojuje oba břeh. Obec Věřňovice bla postavena na vvýšeném místě, za povodně bla proto až na výjimk většina domů mimo rozsah záplav. Situace úseku Olše včetně širokých inundací v okolí limnigrafické stanice je zobrazen na obrázku 6. Profil LS Věřňovice Obr. 6. Situace okolí limnigrafické stanice Věřňovice s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině

Levá inundace pod obcí je širší než pravá, rozsah záplav však ovlivňuje vvýšená cesta vedoucí 700m od korta řek. Více než 00 m po proudu křižuje nní nově korto Olše stavba dálnice vedoucí do Polska. Dálniční most má šířku téměř 00m, ab se ještě více zmírnilo nevhodné ovlivnění odtokových poměrů, bl ještě před linií vvýšené cest vbudován inundační most, kterým za povodně část průtoku protéká. Vlivem dálnice tak dochází k usměrnění proudu v levé inundaci. Situace úseku Olše s orientačním vznačením směru os dálnice je přiblížena na obrázku 6.. Hlavní mostní objekt přes Olši Násep tělesa dálnice Inundační mostní objekt Obr. 6. Křížení řek s Olše s nově budovanou dálnicí na Polsko s vznačením poloh zaměřených stop po kulminační hladině Vzhledem ke složitosti území se nepodařilo nalézt profil či úsek, kde b blo možné provést odhad kulminačního průtoku pomocí D modelování, blo rozhodnuto vužít zejména na geodetická data náročnější přístup D modelování. Řešitel měl k dispozici starší 3

digitální model terénu a zaměření korta. Z prostředků projektu na vhodnocení bl zaměřen příčné profil po povodni změněného korta a nové mostní objekt profil. U hlavního mostního objektu bl dále zaměřen násep a provizorní most pro stavební dopravu, který za povodně ještě dále omezil průtočnost mostního objektu (Foto 6.) Foto 6. Rozestavěný objekt dálničního mostu přes Olši s provizorním přemostěním Na základě zpřesnění staršího DMT bla následně zpracována výpočetní síť pro model FESWMS, který založen na aplikaci metod konečných prvků. Metoda konečných prvků dovoluje velmi přesně přizpůsobit výpočetní síť zakřivené trase korta, což je i případ řek Olše v okolí Věřňovic. Situace sítě je vkreslena na obrázku 6.3. Na něm je velmi jasně patrné vedení tras korta Olše, náspu nové dálnice včetně obou mostních objektů, při podrobnější prohlídce se podaří snadno identifikovat i linii silnice navazující na most ve Věřňovicích několik desítek metrů nad profilem limnigrafické stanice. Jak se dále ukáže, tato silnice bla v průběhu povodně razantně přelévána. Ke kalibraci drsnosti korta posloužilo měření provedené na poklesové větvi posuzované povodně dne. 5. 00. Při vodním stavu 33 cm bla provedena měření s takřka shodným vhodnoceným průtokem. Nekalibrovaný součinitel drsnosti korta n = 0.039 bl následně použit i při modelování průběhu hladin v době kulminace. Výsledk modelování jsou předložen ve formě map průběhů hladin, hloubek a rchlostí pro celý model na obrázcích 6.4 až 6.6 a pro detail oblasti limnigrafické stanice na obrázcích 6.7 až 6.9. Vektor rchlostí znázorňující, jak těsně pod stanicí, kde končí vvýšený terén se zástavbou, dochází k razantnímu rozlévání vod i do pravé inundace. 4

Obr. 6.3 Výpočetní síť modelu záplavového území Olše u Věřňovic zpracovaná pro model FESWMS Obr. 6.4 Mapa průběhu hladin v záplavovém území Olše u Věřňovic pro modelovaný průtok Q = 00 m 3.s -. 5

Obr. 6.5 Mapa hloubek vod v záplavovém území Olše u Věřňovic pro modelovaný průtok Q = 00 m 3.s -. Obr. 6.6 Mapa rchlostí vod v záplavovém území Olše u Věřňovic pro modelovaný průtok Q = 00 m 3.s -. 6

Obr. 6.7 Mapa průběhu hladin v blízkém okolí limnigrafické stanice Věřňovice na Olši pro modelovaný průtok Q = 00 m3.s- s vkreslením poloh stanice Obr. 6.8 Mapa hloubek vod v blízkém okolí limnigrafické stanice Věřňovice na Olši pro modelovaný průtok Q = 00 m3.s- s vkreslením poloh stanice 7

Obr. 6.9 Mapa rchlostí vod v blízkém okolí limnigrafické stanice Věřňovice na Olši pro modelovaný průtok Q = 00 m3.s- s vkreslením poloh stanice Obr. 6.0 Mapa vektorů rchlostí vod v blízkém okolí limnigrafické stanice Věřňovice na Olši pro modelovaný průtok Q = 00 m3.s- s vkreslením poloh stanice 8

Zaměřeným stopám, přičemž hlavní pozornost bla logick kladena zejména na úroveň kulminační hladin ve stanici (0.67 m n.m., totožná hodnota odečtena i z přesné stop na objektu na opačném břehu) nejlépe odpovídal průtok Q kul = 00 m 3.s -. Kromě toho bla zpracována detailní analýza obtékání stanice pravou inundací. Otvorem silničního mostu nad stanicí a krátkým úsekem, který končí blízko pod stanicí, kde se proud opět spojují, protékalo jen méně než polovina z celkového průtoku - 535 m 3.s -, přes těleso silnice v pravé inundaci potom 565 m 3.s -. 9

7. Souhrn výsledků V následujících tabulkách 7. až 7.4 jsou zpracován přehled odhadů kulminačních průtoků ve všech řešených profilech. Pro každý řešený profil je rovněž uvedena použitá hodnota součinitele drsnosti korta n k, rozsah průřezových rchlostí proudění v kortě v k, v řešeném úseku každé měrné tratě a také předpokládaná přesnost odhadu. Ta závisí zejména na těchto údajích: správnost odhadu součinitele drsnosti korta a inundací, přesnost zaměřených stop po kulminační hladině. Kromě těchto hlavních faktorů závisí přesnost odhadu také na řadě dalších parametrů, kterými jsou například: proměnlivost tvaru, velikosti i odporu korta v podélném profilu říční tratě, proměnlivost šířk hladin za povodňové situace v řešeném úseku se všemi vplývajícími důsledk (příčný sklon hladin, komplikované rchlostní pole, apod.) obecně vliv režimu proudění (doprovodnými jev proudění za vsokých rchlostí zejména v režimu bstřinného proudění je výskt vln na hladině, a to jak v ustáleném, tak i neustáleném režimu). Přesné stanovení vlivu výše uvedených faktorů na přesnost odhadu není jednoduché. V následujících tabulkách je přesnost odhadu pro každý profil stanovena kvalifikovaným odhadem s uvážením všech výše uvedených možností procentuální chbou. Tab. 7. Souhrn výsledků odhadu kulminačních průtoků za povodně z května 00 na tocích povodí Olše Tok Stonávka Profil Hradiště, nad Zavadovickým pot. n k v k Q Odhad chb [s.m -/3 ] [m.s - ] [m 3.s - ] [] 0.05.5 až,5 80 ± 5 Petrůvka Petrovice 0.045 až 0.06.0 až.7 90 ± 5 Olše Olše profil limnigrafické stanice Dětmarovice profil limnigrafické stanice Věřňovice 0.033.5 až 3.5 900 ± 5 0.039.0 až 3.0 00 ± 0 30