Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny na p.č. 1226/94 v kú Kynšperk nad Ohří ř.km 1,352 Smluvní strany... 2 Cíle posouzení... 2 Dostupné podklady... 2 Studie VT Suchý potok - studie záplavového území... 2 Hydrologická data... 2 Geodetické zaměření... 2 Stanovení drsností... 3 Základní charakteristika území... 3 Hydrotechnické posouzení - výpočty... 4 Posouzení stávajícího stavu... 4 Posouzení návrhového stavu... 5 Metodika stanovení AZZU... 6 Upřesnění průběhu záplavových čar a aktivní zóny... 7 Závěr... 7 V Praze dne 6. dubna 2016 Ing. Ivan Blažek Hydrosoft Veleslavín s.r.o. Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 1 -
Smluvní strany Objednatel: Jan Dvořák Pod Lesem 748, 35751 Kynšperk nad Ohří Email: cdfservis@volny.cz Tel.: 602 322 710 Zhotovitel: Hydrosoft Veleslavín s.r.o. U Sadu 13, 162 00 Praha 6 IČO: 61061557 DIČ: CZ61061557 www.hydrosoft.cz Cíle posouzení Předmětem posouzení je navrhovaná výstavba garáže na pozemku p.č. 1226/94 v k.ú. Kynšperk nad Ohří. Objednatel nesouhlasí se stávajícím průběhem aktivní zóny a záplavových území. Podle něj průběh neodpovídá skutečnosti a nerespektuje morfologii terénu na tomto pozemku. Předmětem posouzení je tedy kontrola výpočetního modelu, zda řádně respektuje terén v této lokalitě, případné úpravy modelu a výpočty. Na základě výsledků výpočtů potom dojde k přehodnocení průběhu záplavových čar či aktivní zóny. Dalším cílem posouzení je, zdali navrhovaná stavba garáže leží či neleží v aktualizované aktivní zóně a zda její případná výstavba nezhoršuje odtokové poměry. Dostupné podklady Studie VT Suchý potok - studie záplavového území Jako podklad pro zpracování tohoto posouzení poskytlo Povodí Ohře, státní podnik tuto SZÚ, kterou zpracovala v roce 2012 společnost Hydrosoft Veleslavín s.r.o. Hydrologická data Hydrologická data z výše uvedené studie jsou stále platná. Jejich hodnoty jsou následující: N-leté průtoky (m3.s-1) N 1 2 5 10 20 50 100 Q N 3,19 4,55 6,57 8,28 10,1 12,7 14,9 Geodetické zaměření Nové geodetické zaměření nebylo nutné provádět. Zaměření zájmové lokality pro potřeby 1D modelu je v okolí propustku P42P dostatečné. Pro posouzení tedy byl použit výpočetní model ze studie. Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 2 -
Stanovení drsností Drsnostní charakteristiky byly navrženy dle Manninga dle běžně používaných hodnot. Popis n dno 0,038 silnice 0,025 keře středně husté 0,060 zahrady 0,060-0,120 Základní charakteristika území Dotčený pozemek leží na levém břehu Suchého potoka nad propustkem P42P ř.km 1,352 v ulici Školní. Nad mostem vede podél pravé břehové hrany ulice Pod Lesem a podél levé břehové hrany panelová cesta za garážemi. Mezi panelovou cestou a garážemi je v délce cca 10 metrů vyvýšený terén od panelové cesty o cca 0,75 metru. Tento vyvýšený pruh terénu je v jednom místě přerušen parkovacím stáním, ve kterém je snížen na úroveň panelové cesty a tvoří zde ze strany toku záliv. V tomto zálivu plánuje objednatel postavit garáž tak, aby nezasahovala do panelové cesty. Koryto pod i nad propustkem provede bez větších problémů Q50 až Q100. Propustek samotný je naopak zcela nekapacitní a provede pouhých 14% průtoku, zatímco 75% průtoku proteče levobřežním inundačním územím. Komunikace na obou březích i část komunikace Školní budou zaplavovány již při povodních menších než Q5. Voda přitékající po panelové cestě nateče do zálivu parkovacího místa, ale nemůže pokračovat dále v proudění přes pozůstatek původního terénu, který zde tvoří příčnou hrázku, která tomuto proudění brání. Jelikož podrobnost zpracování SZÚ není taková, aby podrobně řešila jednotlivá parkovací stání a terénní úpravy kolem nich, je průběh Q100, Q20 a aktivní zóny v SZÚ v tomto místě schematizován, příčná hrázka je zanedbána a záplavové čáry i aktivní zóna vedou přes tuto hrázku a parkovací stání, což je v rozporu se skutečností. Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 3 -
Hydrotechnické posouzení - výpočty Posouzení stávajícího stavu Nejprve bylo nutné posoudit vlastní výpočetní model, zda s hrázkou pracoval, či nikoliv. Pokud by totiž byla hrázka zanedbána již v modelu, byla by i špatně vypočtena hladina a náprava této skutečnosti by změnila odtokové poměry. Jak je ale patrné z tohoto soutisku příčných profilů P42P a P42Ph, výpočetní model hrázku nezanedbal, výpočet odpovídá stávající realitě a vypočtené hodnoty hladin jsou správné. Proto nebylo potřeba pro posuzování aktivní zóny provádět nové hydraulické výpočty a dále se pracovalo s výsledky výpočtů ze SZÚ. Žádná z vypočtených hodnot SZÚ se tedy nemění. Psaný podélný profil pro zájmový úsek: Profil ř.km dno LB PB Q5 Q20 Q100 km m n.m. m n.m. m n.m. m n.m. m n.m. m n.m. P41 1,343 429,67 431,44 431,20 430,55 430,78 431,02 P42P 1,352 429,89 431,74 431,71 431,86 431,91 431,94 P43 1,356 429,92 431,59 431,57 431,86 431,91 431,95 Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 4 -
Posouzení návrhového stavu Výpočetním modelem byl dále prověřován návrhový stav. Cílem bylo zjištění, zda nedojde výstavbou garáže ke zhoršení odtokových poměrů. Veškeré výpočty jsme prováděli programem Hydrocheck, metodou ustáleného nerovnoměrného proudění. Výpočetní model byl použit ze SZÚ. Prověřována byla celková situace dané lokality, jak samotná výstavba garáže, tak odtěžení zemní hrázky, až po rekonstrukci propustku P42P. Výsledky výpočtů jsou tyto: Posouzení výstavby garáže Profil P42P_h - nad propustkem Q5 = 6,57 m3/s Q20 = 10,1 m3/s Q100 = 14,9 m3/s [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] Stávající stav 431,86 431,91 431,94 Výstavba garáže 431,86 431,91 431,94 Rozdíl 0 0 0 Z tabulky je patrné, že pozemek pro výstavbu garáže je ve vzdutí propustku P42P a díky stávající příčné hrázce případná výstavba garáže vůbec neovlivní odtokové poměry. Možnost odstranění příčné hrázky Jednou z možností jak odtokové poměry nad propustkem P42P zlepšit by bylo odstranění příčné hrázky a to ve variantě bez garáže, nebo s garáží. Profil P42P_h - nad propustkem Q5 = 6,57 m3/s Q20 = 10,1 m3/s Q100 = 14,9 m3/s [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] Stávající stav 431,86 431,91 431,94 Odtěžení hrázky 431,84 431,88 431,91 Rozdíl 0,02 0,03 0,03 Jak je z výpočtu patrné, samotné odstranění příčné hrázky odtokovým poměrům příliš nepomůže. Propustek P42P vzdouvá vodu do té míry, že zkapacitňování profilu nad propustkem do odtokových poměrů zasahuje naprosto zanedbatelně a nemá smysl ho samostatně provádět. Rekonstrukce propustku Všechny výpočty ukazují, že propustek P42P zásadním způsobem zhoršuje odtokové poměry. Následující výpočet naznačuje, jaký vliv by na odtokové poměry měla jeho rekonstrukce a zkapacitnění. Profil P42P_h - nad propustkem Q5 = 6,57 m3/s Q20 = 10,1 m3/s Q100 = 14,9 m3/s [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] Stávající stav 431,86 431,91 431,94 Zkapacitnění profilu P42P 431,00 431,26 431,55 Rozdíl 0,86 0,65 0,39 Tento výsledek je zajímavý a poměrně jasně z něj vyplývá nutnost propustek rekonstruovat. Při Q100 navyšuje stávající stav propustku hladinu o cca 0,4 metru. Při povodni výrazně častější, tedy Q5 je již vliv zlepšení odtokových poměrů 0,86 m, což je při této povodni běžná hloubka vody v korytě. Rekonstrukci propustku tedy považujeme za mimořádně důležitou pro zlepšení odtokových poměrů v lokalitě. Výstavbu garáže ale rekonstrukcí propustku nelze podmiňovat, neboť navrhovaná garáž nezhorší odtokové poměry proti stávajícímu stavu a s propustkem nesouvisí. Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 5 -
Metodika stanovení AZZU V posledních letech je stanovení aktivní zóny diktováno Metodikou stanovení aktivní zóny záplavového území. Tato metodika poměrně přesně určuje jednotlivá kritéria posouzení aktivní zóny. Ke všem těmto kritériím bylo při stanovení přihlíženo. Výhodou programu HYDROCHECK verze 5.X, kterým jsme aktivní zónu posuzovali, je řada nástrojů pro vyhodnocení jednotlivých kritérií aktivní zóny a jejího grafického zobrazení. Jaký byl postup zpracování: 1) V první řadě musely proběhnout na celé výpočtové trati hydrotechnické výpočty. Jejich výsledkem pak byly (mimo jiné) hladiny při průtocích Q100 vypočtené metodou ustáleného nerovnoměrného proudění. Tyto vypočtené hladiny a průtoky byly dále posuzovány. 2) z výše zobrazeného příčného profilu (ilustrační obrázek) jsou patrné body A,B, které definují vlastní koryto. Celá část profilu mezi body AB je v aktivní zóně, jak vyplývá z metodiky. 3) Dalším kritériem je 80% průtoku. V aktivní zóně je to území, kudy proteče 80% průtoku. Toto kritérium je hlídáno programem Hydrocheck a na příčném profilu je zobrazeno zelenou kótou. Počítá se tak, že se nejprve načte celý průtok mezi body A,B. Pokud je průtok mezi A,B menší než 80%, přidávají se k průtočné ploše svislice s nejvyšší svislicovou rychlostí tak, aby celkový průtok byl právě 80%. Na tomto obrázku je patrný průleh v pravobřežní inundaci, kde dochází k vyšším rychlostem a proto se toto území přednostně započítává do posuzování 80% průtoku. 4) Další kritériem je součin hloubky a rychlosti, který posuzuje míru nebezpečnosti proudění vody. Ve starších studiích, před platností metodiky (2003 a dříve), byl po dohodě s objednatelem posuzován jako konstanta 0,75, což velmi hrubě odpovídá dnešnímu limitu Fink a Bewick, který má nelineární průběh a je metodikou pevně stanoven. Na obrázku je možné sledovat hloubky, průběh svislicových rychlostí a tmavě červená kóta nám ukazuje, kde jsou hodnoty překročeny. V Metodice je ještě uvedeno posouzení dle ministerstva vnitra USA, které je však velice přísné a je doporučeno pouze pro opodstatněné případy. Toto hodnocení běžně neužíváme, a pokud je použito, je vždy projednáno s objednatelem. Příklad použití: stanovení aktivní zóny v prostoru školy v přírodě pro děti tělesně postižené. 5) Další hodnotící kritéria mohou dodatečně území z aktivní zóny vyjmout, a to například v případě, že rychlost vody je menší než 0,5 m/s a zároveň hloubka menší než 0,3 m. Na obrázku je zobrazeno Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 6 -
fialovou kótou opačného charakteru, tedy od okrajů profilu ke středu. Toto kritérium se ale uplatní pouze ve výjimečných případech, kdy je velice plochá inundace s nekapacitním korytem, kde je překročeno 80% průtoku, avšak při nižších hloubkách a rychlostech, než je stanoveno. Prakticky jsme se s tímto stavem setkali jen jednou, program Hydrocheck jej přesto posuzuje. 6) Výsledné hodnoty výše uvedených kót jsou přeneseny do situace a je stanovena jejich obalová křivka. Současně jsou kontrolována další kritéria. Aby nedocházelo k ostrovům v aktivní zóně, není-li k tomu vážný důvod (například zabezpečená úniková cesta), aby byly zachyceny všechny souběžné vodoteče, kanály, přítoky, aby byla posouzena ochrana na Q100 a podobně. Tedy komplexní posouzení zbývajících kritérií z metodiky. 7) Dále je na základě geodetického zaměření, podrobného průzkumu terénu a výškopisu Zabaged 1:10 000 vynesena konečná čára aktivní zóny, která je ještě s objednatelem projednána na výrobním výboru, často za účasti vodoprávního úřadu. Teprve potom je navrhovaná čára vytištěna do konečných map a odevzdána. Za aktivní zónu záplavového území se tedy považuje území, kterým protéká více než 80% celkového průtoku při stoleté povodni. Dále se za aktivní zónu považuje území, kterým nelze brodit s ohledem na hloubku či rychlost proudění nebo s ohledem na kombinaci těchto dvou parametrů, tedy území, kde hloubka vody přesahuje 1,5 m či rychlost proudění přesahuje 1,5 m.s-1 a dále území, kde součin hloubky vody a rychlosti proudění přesáhne hodnotu 0,75. Do aktivní zóny je zahrnuto též vlastní koryto vodního toku, všechny vodoteče a kanály vedené paralelně s hlavním vodním tokem a též přítoky hlavního toku. Z aktivní zóny záplavového území jsou naopak vyjmuta území, kde je hloubka vody menší než 0,3 m a současně svislicová rychlost proudění menší než 0,5 m.s-1. Upřesnění průběhu záplavových čar a aktivní zóny Kritérium hodnocení aktivní zóny dle parametru Fink & Bevick, tedy nebezpečná rychlost a hloubka na dotčeném pozemku určitě překročena není. Nebezpečné proudění není ani na panelové cestě a zůstává v korytě. Důležitějším hodnotícím kritériem je 80% průtoku. Toto kritérium na levém břehu zasahuje přes celou šířku panelové cesty, mimo stávajícího zálivu parkovací plochy. Zde při Q100 bude cca 0,3 m vody, ta zde však proudit nebude. Toto parkovací místo tedy není v aktivní zóně. Jelikož k nepřesnosti průběhu záplavových čar a aktivní zóny nedošlo ve fázi výpočtů, ale při vynášení těchto čar do nepřesného mapového podkladu, byly čáry následně upraveny tak, aby odpovídal jejich průběh skutečnosti. Závěr Závěrem lze konstatovat, že parkovací místo, kde by měla být postavena garáž, neleží v aktivní zóně. Současně případná výstavba garáže nezhorší odtokové poměry. Není tedy důvod, proč výstavbu garáže nepovolit. Současně ale upozorňujeme na to, že navrhovaná garáž bude pravidelně, již při Q5 zaplavována. Proto na tomto místě důrazně doporučujeme rekonstruovat a zkapacitnit propustek P42P, neboť se tím zásadním důvodem zlepší odtokové poměry v prostoru propustku a cca 50 metrů nad ním, a to ve všech povodňových stavech od Q5 až po Q100 a garáž po rekonstrukci nemusí být zaplavována ani při Q100. Hydrotechnické posouzení průběhu Q5, 20, 100 a aktivní zóny - 7 -