2. Hydrotechnické výpočty 2.1.Popis modelu Výpočet průběhu hladin jsme provedli výpočtem nerovnoměrného neustáleného proudění pomocí programu MIKE11, vyvinutým Dánským hydraulickým institutem pro výpočet pseudo-dvojrozměrného proudění v toku a inundacích. Program řeší výpočet rovnice kontinuity : dq/dt+da/dt=q a rovnice o zachování hybnosti dq/dx+d(ß*q*q/a)/dx+gady/dx+gai(f)=gai(b) Modelem jsme popsali vlastní koryto Moštěnky a souvisejícího úseku Moravy a Bečvy nad a pod soutokem,včetně inundací i veškerých objektů na toku. Drsnosti jednotlivých úseků toku, byly zadány na základě pochůzek v terénu a při nich pořízených fotodokumentací charakteru dna i svahů jednotlivých úseků toků. 80
2.2. Okrajové podmínky - a popis simulovaných variant průtoků Dolní okrajovou podmínkou byla konzumční křivka Moravy pod Kroměříží, převzatá ze záplavového území Moravy v úseku Vnorovy-Kroměříž Horní okrajovou podmínkou byla časová závislost průtoků v Moštěnce, doplněná o průtoky na přítocích do příslušné hodnoty N letých povodní Q1-Q100. Podle studie Meteorologického úřadu z Velké Británie současné prognózy pro globální oteplení podhodnocují riziko povodní a nadhodnocují účinek sucha tím, že neberou do úvahy účinek rostlin v pohlcování CO. Vědci poukazují na to, že vyšší obsah skleníkových plynů předpovídaná ke konci tohoto století povede ke zvýšení množství vody, kterou rostliny drží v půdě. Během fotosyntézy vlivem vyššího obsahu CO ve vzduchu se malé póry, kterými proces probíhá tolik neotevřou a tudíž méně vody bude evapotranspirováno a více jí zůstane v půdě. To způsobí další zvýšení odtoku o 6% proti původně předpokládanému zvýšení 11%. Ve výpočtu označeném v grafických přílohách GW100 jsme proto uvažovali se zvýšením hodnoty stoleté povodně o 17%. Rozdělení povodí Moštěnky. Zalesněnost povodí Reliéf povodí Sklonitost povodí Sklony svahů povodí jsou značně strmé a zalesněnost není dostatečná, takže v povodí jsou ideální podmínky pro vznik bleskových povodní. 81
2.3. Výsledky výpočtů Výsledky výpočtu jednotlivých N -letých průtoků Q1, Q5, Q10, Q20, Q50, Q100 jsou uvedeny v příloze Podélné profily a příčné profily. Kapacity koryta i mostních objektů jsou uvedeny ve zprávě. Rozsah záplavového území je zpracován v situacích 1:10 000 pro povodně : Q100, Q20 a Q5. Rozsah záplavy Q500 je zřejmý z mapy povodňového ohrožení a rizika. Kromě stoleté povodně udávané v jednotlivých profilech ČHMÚ Brno, jsme provedli i výpočet pro předpokládanou budoucí stoletou povodeň, která se zvýší v důsledku globálního oteplení. Podle studie Meteorologického úřadu z Velké Británie současné prognózy pro globální oteplení podhodnocují riziko povodní a nadhodnocují účinek sucha tím, že neberou do úvahy účinek rostlin v pohlcování CO. Vědci poukazují na to, že vyšší obsah skleníkových plynů předpovídaná ke konci tohoto století povede ke zvýšení množství vody, kterou rostliny drží v půdě. Během fotosyntézy vlivem vyššího obsahu CO ve vzduchu se malé póry, kterými proces probíhá tolik neotevřou a tudíž méně vody bude evapotranspirováno a více jí zůstane v půdě. To způsobí další zvýšení odtoku o 6% proti původně předpokládanému zvýšení 11%. Ve výpočtu označeném v grafických přílohách GW100 jsme proto uvažovali se zvýšením hodnoty stoleté povodně o 17%. Q5-zelená plocha Q20-červená plocha Q100-modrá plocha Q500-žlutá plocha 82
Rozsah zaplaveného území včetně přilehlého území na soutoku Moštěnky a Moravy činí: Q5-1,963km 2 Q20-31,121km 2 Q100-38,104km 2 Q500-53,791km 2 Plocha zaplavených budov: Q5-4445m 2 Q20-203612m 2 Q100-318750m 2 Q500-574159m 2 Počet ohrožených obyvatel: Q5-121 Q20-5553 Q100-8693 Q500-15659 Plocha zaplavených areálů: Průmysl sport kult.památky školství Q5-11969 264 0 0m 2 Q20-189279 8222 213 54m 2 Q100-330491 89919 27728 941m 2 Q500-801070 104590 30196 1488m 2 Délka zaplavených komunikací: Silnice Q5-66m Q20-2743m Q100-5578m Q500-8367m Délka ohrožených mostů a lávek: Mosty silniční Q5-1ks-9m Q20-16ks-129m Q100-27ks-313m Q500-31ks-351m 83
Zhodnocení povodňového nebezpečí, ohrožení a rizika Pro vyhodnocení map povodňového nebezpečí a map povodňového rizika úseku Moštěnky a souvisejícího úseku Moravy byl proveden výpočet i pro pětisetletou povodeň. Mapy intenzity povodně a mapy povodňového ohrožení a povodňového rizika byly stanoveny na základě hloubek, rychlostí a rozsahu povodně Q5, Q20, Q100 a Q500. V mapě povodňového rizika zpracované přímo na mapě povodňového ohrožení byly vyznačeny ohrožené citlivé objekty podle typu zástavby. Ohrožení - riziko bylo stanoveno podle vztahu RI=IP.P P=1/N N= doba opakování povodně 84
Max. rychlosti v korytě Moštěnky Q5 85
Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q20 Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q100 Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q500 Rychlosti v korytě dosahují při povodních hodnot 2-4m/s, zejména u objektů. Rychlosti v inundacích dosahují hodnot do 1m/s 86
Mapa hloubek při Q5 Mapa hloubek při Q20 Mapa hloubek při Q100 87
Mapa hloubek při Q100 Mapa hloubek při Q500 Mapa intenzity povodně při Q100 88
Mapa povodňového ohrožení při Q100 VÝSLEDNÁ MAPA POVODŇOVÉHO OHROŽENÍ (Z POVODNÍ Q5-Q500) U staveb v červené a modré ploše je překročeno maximálně přijatelné riziko! Citlivé objekty-školy, školky, hasičské zbrojnice, nemocnice by měly být přemístěny alespoň do žluté-reziduální zóny. Maximální přijatelné riziko pro zástavbu pro bydlení a průmysl je nízké riziko vyznačené oranžovou plochou. To znamená, že u zástavby situované v modré a červené ploše je překročeno přijatelné riziko. 89
Pro sport a rekreaci je přijatelné střední riziko vyznačené modrou plochou. V mapách jsou vyznačeny zóny s reziduálním, nízkým, středním a vysokým rizikem a dále další rizika jako např. zátarasy na objektech za povodní, přelévané mosty, zanášení koryta, vyústění kanalizace, rozlivy z koryta. Rovněž jsou vyznačeny objekty, které jsou nevhodně umístěny vzhledem k rozlivu povodní (např. školy, nemocnice, průmysl, benzinové ČS, čistírny odpadních vod apod.). MAPA ZRANITELNOSTI ÚZEMÍ MAPA POVODŇOVÉHO OHROŽENÍ A RIZIKA (U ZÁSTAVBY SITUAOVANÉ NEBO NAVRŽENÉ V ČERVENĚ A MODŘE VYBARVENÝCH PLOCHÁCH JE PŘEKROČENO PŘIJATELNÉ RIZIKO) 90
Plocha budov v riziku: Vysoké riziko 29358m 2 801obyvatel Střední riziko 143221m 2 3906obyvatel Nízké riziko 74634m 2 2035obyvatel Reziduální riziko 81580m 2 2225obyvatel Plochy účelových areálů v riziku: Průmysl a zemědělství sport kult.památky škola Vysoké riziko 52449 5505 108 0m 2 Střední riziko 106297 70280 601 119m 2 Nízké riziko 66308 9447 1032 832m 2 Reziduální riziko 71332 9612 26246 535m 2 2.4. Posouzení objektů Obecně lze říci, že průtokově nevhodné objekty jsou veškeré objekty, které mají v průtočném profilu různé podpěrné a dělící konstrukce zasahující do průtočného profilu, na nichž se mohou zachytávat plovoucí předměty a objekty, u nichž není dodrženo normové převýšení spodní konstrukce nad hladinou stoletého průtoku. Všechny konstrukce úzkých lávek, mostů a hradící konstrukce stavidel způsobují, že v korytě toku Moštěnka se při zvýšených průtocích a při povodních nabalují na těchto překážkách v průtočném profilu různé plovoucí předměty ( větve stromů, kmeny stromů a odpady ), které spadly do průtočného profilu vlivem stáří nebo byly záměrně do koryta vhozeny obyvateli v příbřežní zástavbě. Velké naplaveniny pak podstatně zužují původní průtočný profil a způsobují velké vzdutí nad nevyhovujícími objekty. Na toku Moštěnka je 50% objektů z hlediska teoretického výpočtu nekapacitních. S velkou pravděpodobností dojde při povodni ke změně koryta jak v příčném, tak i podélném profilu, takže ve skutečnosti lze očekávat zátarasy v profilu mostních objektů. U následujících nekapacitních mostních objektů, které nepřevedou stoletou povodeň bez normového převýšení ( zatopené mostovky ) nebo zasahuje-li voda do mostovky a přesto dojde k převedení Q100 bez normového převýšení, doporučujeme provést jejich rekonstrukci : KM : Objekty 14,775 OCELOVÁ LÁVKA 28,689 DŘEVĚNÁ LÁVKA 28,744 BETONOVÁ LÁVKA 30,605 OCELOVÁ LÁVKA - ROZPADLÁ 32,179 HOSPODÁŘSKÝ BET. MOST U ZD ŽÁKOVICE 33,387 HOSPODÁŘSKÝ BETONOVÝ MOSTEK 34,314 HOSPODÁŘSKÝ DŘEVĚNÝ MOSTEK 35,073 SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST PŘED VÍTONICEMI 35,254 BETONOVÁ LÁVKA VÍTONICE 35,356 SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST VÍTONICE 35,513 CESTNÍ BETONOVÁ LÁVKA U KOSTELA 35,826 SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST VÍTONICE 36,046 CESTNÍ BETONOVÝ MOSTEK 36,156 BETONOVÝ MOSTEK 36,216 OCELOVÝ MOSTEK 36,285 OCELOVÁ LÁVKA 91
36,287 DŘEVĚNÁ LÁVKA 36,318 OCELOVÁ LÁVKA 36,347 OCELOVÁ LÁVKA 36,360 OCELOVÁ LÁVKA 36,540 DŘEVĚNÁ LÁVKA Výustní objekty U výustních objektů s minimálním průměrem DN 500mm v nezastavěných částech toku a u výustních objektů v zastavěných částech obcí, vyúsťujících do toku Moštěnka, doporučujeme osazení zpětné klapky a stavítek v kanalizačních šachtách pro zabránění nátoku vody při velkých průtocích z koryta toku do přilehlé zástavby. 2.5 Kapacita koryta Kapacita koryta toku Moštěnka zpracována v tabulce. Kapacita koryta toku Moštěnka byla z hlediska teoretického výpočtu rozdělena na úseky a bylo zde přihlédnuto i na vliv záplavy u větších a menších přítoků, které se do toku vlévají. Kapacita koryta v zaměřených profilech : km kapacita km kapacita km kapacita km kapacita 0,000 Q100 4,6668 Q100 8,8437 Q100 13,4570 Q50 0,620 Q20 4,7238 Q100 8,9645 Q100 13,5956 Q20 0,1582 Q10 4,7238 Q100 9,0852 Q5 13,6678 Q100 0,3229 Q10 4,8364 Q100 9,2115 Q100 13,7067 Q20 0,4780 Q10 4,9831 Q100 9,3808 Q5 13,8022 Q20 0,6403 Q10 5,1809 Q100 9,5250 Q5 13,8874 Q20 0,7890 Q20 5,2985 Q100 9,5250 Q5 13,9744 Q5 0,9116 Q10 5,3771 Q100 9,6369 Q100 14,0647 Q10 0,9618 Q100 5,4239 Q5 9,7186 Q5 14,1394 Q20 1,0026 Q20 5,6293 Q100 9,8312 Q5 14,2187 Q20 1,0535 Q10 5,8027 Q100 9,8945 Q5 14,2187 Q20 1,1168 Q20 5,9752 Q100 9,9734 Q5 14,2771 Q100 1,2357 Q100 6,1839 Q100 10,0919 Q100 14,3646 Q5 1,3040 Q100 6,2997 Q100 10,1797 Q100 14,4167 Q10 1,3443 Q100 6,3357 Q100 10,3063 Q100 14,5157 Q5 1,4050 Q100 6,4528 Q100 104544 Q50 14,5906 Q10 1,5251 Q100 6,5622 Q100 10,5885 Q5 14,7151 Q20 1,6988 Q100 6,6853 Q100 10,6892 Q5 14,7756 Q20 1,8288 Q100 6,7708 Q100 10,8455 Q5 14,8189 Q5 1,9832 Q100 6,8669 Q100 10,9698 Q5 14,9401 Q5 2,1516 Q100 6,9728 Q100 11,0912 Q100 15,0150 Q1 2,2859 Q100 7,0454 Q100 11,2953 Q20 15,1029 Q10 2,4076 Q100 7,1477 Q100 11,4235 Q20 15,2517 Q1 2,6226 Q20 7,3195 Q100 11,5245 Q20 15,3567 Q5 2,8461 Q100 7,4008 Q100 11,6416 Q50 15,4227 Q100 2,9265 Q100 7,4778 Q100 11,7657 Q20 15,5057 Q1 92
km kapacita km kapacita km kapacita km kapacita 3,0752 Q20 7,5634 Q100 11,8735 Q20 15,6431 Q20 3,1799 Q1 7,6674 Q100 11,9664 Q100 15,7258 Q20 3,3413 Q5 7,7756 Q100 12,0916 Q100 15,8727 Q20 3,4620 Q5 7,8850 Q5 12,1992 Q100 15,9846 Q20 3,5601 Q1 7,9700 Q100 12,2614 Q100 16,0662 Q50 3,6572 Q5 8,0581 Q5 12,3027 Q100 16,1289 Q100 3,7804 Q5 8,1298 Q100 12,4019 Q100 16,2443 Q100 3,9017 Q1 8,1802 Q5 12,5556 Q100 16,3291 Q100 3,9861 Q5 8,2315 Q5 12,6691 Q100 16,4030 Q20 4,0388 Q1 8,3537 Q100 12,7656 Q100 16,4980 Q100 4,1202 Q10 8,4843 Q100 12,8464 Q100 16,5652 Q50 4,3094 Q100 8,5482 Q100 12,9635 Q100 16,6557 Q50 4,4951 Q100 8,5890 Q5 12,1067 Q50 16,7184 Q100 4,6124 Q5 8,7132 Q100 13,1964 Q100 16,7700 Q100 16,8029 Q100 19,6099 Q5 22,3360 Q20 24,7228 Q100 16,8456 Q100 19,7197 Q10 22,3932 Q20 24,7598 Q100 16,9333 Q100 19,7807 Q5 22,4510 Q20 24,7918 Q100 16,9956 Q100 19,8215 Q20 22,4811 Q1 24,8384 Q100 17,0531 Q100 19,8534 Q5 22,5235 Q5 24,9045 Q50 17,1128 Q100 19,9298 Q20 22,5646 Q5 24,9552 Q20 17,2204 Q100 20,0149 Q50 22,6123 Q5 25,0179 Q20 17,2979 Q100 20,1135 Q50 22,6618 Q5 25,1001 Q50 17,4099 Q100 20,1644 Q50 22,7167 Q5 25,1497 Q20 17,4412 Q50 20,2348 Q50 22,7618 Q1 25,2403 Q50 17,5057 Q20 20,3016 Q100 22,9004 Q5 25,3194 Q20 17,5677 Q50 20,3313 Q20 22,9816 Q20 25,4033 Q50 17,8992 Q100 20,4044 Q50 23,0396 Q20 17,6371 Q50 18,0552 Q100 20,4583 Q20 23,0956 Q5 17,6918 Q50 18,0877 Q100 20,5486 Q20 23,1755 Q20 17,6918 Q50 18,1082 Q100 20,6038 Q20 23,2200 Q20 17,7882 Q50 18,1396 Q100 20,6914 Q20 23,2784 Q20 25,4537 Q20 18,1807 Q100 20,7393 Q20 23,3424 Q20 25,4893 Q50 18,2634 Q100 20,8667 Q20 23,3895 Q20 25,5180 Q20 18,3481 Q10 20,7986 Q20 23,4045 Q50 25,5663 Q100 18,4339 Q5 20,9140 Q5 23,4827 Q20 25,6059 Q20 18,4939 Q5 20,9509 Q20 23,5373 Q20 25,6467 Q20 18,5904 Q5 20,9999 Q10 23,5981 Q20 25,6972 Q10 18,6713 Q1 21,0488 Q10 23,6685 Q20 25,7057 Q10 18,7446 Q5 21,1288 Q10 23,7358 Q20 25,7202 Q10 18,8202 Q1 21,2135 Q20 23,8038 Q50 25,8697 Q10 18,8790 Q1 21,2634 Q20 23,8389 Q100 26,0755 Q10 18,9205 Q1 21,3353 Q20 23,8828 Q20 26,3774 Q20 18,9514 Q5 21,3908 Q50 23,9404 Q20 26,3858 Q20 18,9795 Q5 21,4316 Q100 23,9918 Q20 26,3933 Q20 19,0311 Q100 21,4616 Q20 24,0865 Q20 26,7752 Q5 19,0456 Q100 21,4914 Q20 24,2472 Q20 26,8443 Q10 19,0685 Q50 21,527 Q20 24,1551 Q20 26,9739 Q10 19,1041 Q1 21,6229 Q20 24,2732 Q20 26,9861 Q100 19,1368 Q5 21,7541 Q5 24,3004 Q20 27,2869 Q100 19,1658 Q5 21,8121 Q5 24,3552 Q20 27,3473 Q20 93
km kapacita km kapacita km kapacita km kapacita 19,1886 Q5 21,8504 Q5 24,4038 Q50 27,5658 Q5 19,2295 Q5 21,9027 Q100 24,4387 Q100 28,1855 Q5 19,2871 Q1 21,9801 Q5 24,4919 Q100 28,6893 Q100 19,3386 Q1 22,0889 Q1 24,5249 Q100 29,3073 Q20 19,3939 Q1 22,1438 Q1 24,5751 Q50 29,9953 Q10 19,4779 Q1 22,2273 Q1 24,6189 Q50 30,2033 Q10 19,5337 Q5 22,2792 Q5 24,6683 Q50 30,5763 Q10 31,1453 Q50 34,6489 Q1 36,0485 Q20 32,1726 Q100 35,0574 Q1 36,0638 Q5 32,1767 Q50 35,0791 Q10 36,1467 Q5 32,6319 Q100 35,0964 Q1 36,1764 Q1 33,1575 Q100 35,2458 Q5 36,2109 Q5 33,2613 Q100 35,2553 Q10 36,2183 Q20 32,6124 Q100 35,3394 Q5 36,2866 Q20 33,1694 Q100 35,3628 Q100 36,3017 Q10 33,1860 Q100 35,3800 Q1 36,3343 Q10 33,3167 Q100 35,4986 Q1 36,3479 Q10 33,3383 Q100 35,5196 Q1 36,3572 Q5 33,3789 Q100 35,6582 Q1 36,4068 Q20 33,3892 < Q1 35,7327 Q1 36,4633 Q10 33,3955 Q1 35,8136 Q1 36,5396 Q5 33,9399 Q1 35,8297 Q10 36,5856 Q20 34,3005 Q1 35,8931 Q20 36,6817 Q100 34,3156 Q1 35,9530 Q1 36,8069 Q100 34,4491 Q1 36,0317 Q5 94