Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Ministerstvo životního prostředí n Státní fond životního prostředí ČR
www.opzp.cz n zelená linka 800 260 500 n [email protected]
Odborná podpora pro omezování
rizika povodní – zvláštní povodně
a bezpečnost suchých nádrží,
připravované dotační tituly z OPŽP
2014 – 2020
Úvod
Rozmach v budování suchých nádrží
- Extrémní povodně minulých let
- Programy ochrany před povodněmi
- Suché nádrže - dotační fondy - EIB 2002 až 2011
- I. etapa – 14 SN v ceně cca 0,42 mld. Kč (Žichlínek
386 mil. Kč)
- II. etapa – 30 SN v ceně cca 2,43 mld. Kč (Teplice
2,06 mld. Kč)
„Krize“ v navrhování a budování hrází
3
Nedostatek kvalifikovaných kapacit (projekčních,
dodavatelských)
Systém investorské přípravy (Povodí, LČR, obce, soukromé
subjekty)
otázky financování (časový stres, pozdní uzavírání smluv,
financování před dokončením prací)
investor mnohdy nedisponuje technickou komisí
z různých (např. „úsporných“) důvodů podceněna
technická kontrola a dozor investora
Definice
TNV 75 2415 - Suchá nádrž (SN):
- je vodní nádrž určená k ochraně před účinky povodní, ve
které je celkový objem nádrže téměř shodný se součtem
ovladatelného a neovladatelného ochranného prostoru. Plní
retenční funkci a snižuje povodňový průtok ve vodním toku;
může mít v poměru k celkovému objemu zanedbatelné stálé
nadržení, které plní krajinotvornou či ekologickou funkci.
zapadají do celkové koncepce PPO v řešeném povodí
je k dispozici vhodné místo pro realizaci SN - dostatečný objem retenčního prostoru,
- majetkoprávní vztahy k pozemkům
- jiné zájmy v území
povodně mají - rychlý nástup bez možnosti varování ohroženého území,
- vysoké kulminační průtoky při relativně malém objemu vlny
je třeba zachytit splaveniny (včetně rozměrného spláví)
MOŽNOSTI POUŽITÍ SN
Definice
ČSN 75 2410 - Malé vodní nádrže (dále MVN):
– objem nádrže po normální hladinu nepřesahuje 2 mil. m3
– největší hloubka vody v nádrži nepřesahuje 9 m
SN překračují často parametry dle ČSN 75 2410
Definice, odchylky
MVN - Zjednodušení návrhu oproti „klasickým“ velkým
přehradám
Pouze přiměřeně pro nádrže s objemem pod 5 tis. m3
Za vodní nádrž se považuje i tzv. suchá nádrž (nedoporučuje se
termín „polder“, resp. „poldr“)
Zvláštní kategorie „vzdouvacích staveb“ jsou ochranné hráze na
vodních tocích
Definice „poldru“
Poldr = nízko položené území (typické pro Nizozemí),
které bylo odvodněno a obvykle je kultivováno.
Toto území je chráněno hrázemi.
Odvodnění musí být mnohdy zajištěno čerpáním, v
některých případech stačí odvodnění za nízkého stavu
hladiny moře (odliv) stavidlovými otvory.
poldr – prostor v říčním údolí přilehlý k toku, který po naplnění vodou při povodni
plní retenční funkci a snižuje povodňový průtok v toku. Po průchodu povodně se
prostor zcela vyprázdní (je suchý) a zpravidla se zemědělsky využívá .
Definice „poldru“
Postup při návrhu suché nádrže
Prokázání splnění účelu
- Primární je vodohospodářské řešení (SOP, VH plán, …)
- Technicko-ekonomické hodnocení
Průkaz realizovatelnosti
- Územní a majetkoprávní otázky
- Kvantifikace vlivů díla
- Stavebně-technické předpoklady
- Požadavky na bezpečnost a spolehlivost díla
- Finanční krytí
Jednotlivé úrovně dokumentace
- IZ
- DÚŘ
- DSP
- Realizační dokumentace
- Na všech úrovních kvalifikovaná technická supervize investora !!!
Mapové podklady
VH mapy - 1 : 50 000 - Základní VH údaje,
- VH souvislosti
- Vazba na ostatní VH prvky
Mapy 1 : 10 000
- Klasické, ZM10 (Zabaged)
- RZM – pozor na přesnost !!!
Ortofotomapy
Zaměření místa hráze a zátopy Nejpozději na úrovni DÚŘ, Nezbytné pro vodohospodářské řešení
Kvalifikovaný geodet – účast vodohospodáře
Hydrologické a klimatické
podklady
Zákl. hydrologické údaje ve smyslu ČSN 75 1400 - Č. hydrologického pořadí, plocha povodí, Qa, …
- N – leté průtoky, M – denní průtoky
V případě návrhu a posouzení retenční fce (u SN vždy) - parametry povodňových vln - doporučuje se provést vlastní analýzu
- vliv vodních děl v soustavě
Podle účelu - Teplota, jakost vody, splaveninový režim
Hydrologické nejistoty dané:
- dobou hydrologických pozorování
- přesností měření a vyhodnocení průtoků ve vodoměrných profilech
- změnami režimu odtokových poměrů (urbanizace, zásahy v povodí,…)
- metodami vyhodnocení
Nejistoty v hydrologických podkladech
Třída
I II III IV Hydrologický údaj
Směrodatná chyba v [%]
Dlohodobý průměrný průtok (Qa) 8 12 20 30
M – denní průtoky (Q30d až Q300d) 10 15 25 40
M – denní průtoky (Q330d až Q364d) 20 30 45 60
N – leté průtoky (Q1 až Q10) 10 20 30 40
N – leté průtoky (Q20 až Q100) 15 30 40 60
ČSN 75 1400 Hydrologické údaje povrchových vod
Spolehlivost KPV ????? klasické postupy (extrapolace)
modelování (srážky, odtok)
Údaje N-letých průtoků pro VD Vranov
N 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 10000
2008 107 129,9 173,1 216,2 269,1 355,7 435 527,6 673 802,1 1374
1998 108 141,5 188,5 225 263 314,5 355 400 458 510 685
IG a hydrogeologické podklady
Na úrovni DÚŘ !!!
Skladba a propustnost vrstev podloží - Průzkumné vrty
- Skladba vrstev
- Úroveň HPV
- Nálevové zkoušky
- Průzkum v profilu hráze i v zátopě
- Průzkum naleziště - zemníky, lomy, …
- podle skladby tělesa hráze
- Sledování a dokumentace poměrů během výstavby - přítomnost geologa
- ověřování dosažených vlastností sypaniny během výstavby
IG a hydrogeologické podklady
Granulometrický rozbor
Geotechnické charakteristiky
Pevnostní charakteristiky
Zhutnitelnost
IG a hydrogeologické podklady
Granulometrický rozbor
Geotechnické charakteristiky
Pevnostní charakteristiky
Zhutnitelnost
Vzorek 1745 1746
Sonda S-I S-2
Hloubka 1,3 0,8
fI%] 49.4205 52.4714
Podíl s[%] 47.8630 21.9066
frakcí g[%] 2.7165 25.6220
cb[%] 0.0000 0.0000
b[%] 0.0000 0.0000
Průměry d10 0.0014 0.0010
d30 0.0162 0.0094
d60 0.1176 0.3102
Konzist. WL [%] 3 1.40 52.80
meze wp [%] 20.60 22.20
Ip 10.80 30.60
Vlhkost 20.00 18.30
le 1.06 1.13
Cu 81.991 303.346
Ce 1.566 0.276
-7 -7
Koef.fi1trace 3.848.10 2.439.1 O
Symbol F4=CS F2=CG
Název jíl písčitý jíl
štěrkovitý
IG a hydrogeologické podklady
Granulometrický rozbor
Geotechnické charakteristiky
Pevnostní charakteristiky
Zhutnitelnost
IG a hydrogeologické podklady
Granulometrický rozbor
Geotechnické charakteristiky
Pevnostní charakteristiky
Zhutnitelnost
Koncepční úvahy – musí sledovat:
- Posouzení vlivu SN v celém komplexu
- Na vodohospodářské poměry (množství, jakost vody), soustava, …
- Na životní prostředí (fauna, flóra, …)
- Účely díla a hlavní funkce SN
- Retenční
- Rekreační
- Bezpečnost a spolehlivost díla – zejména při povodních (posudek)
- Soulad s územně plánovací dokumentací a VH plánem
- Začlenění do krajiny, ochrana přírody, apod.
- Potřeby zemědělství a lesnictví
- Stavebně-konstrukční řešení, umístění nádrže a hráze, …
Vodohospodářské řešení
• Stanovení objemů jednotlivých prostorů
• Vyšetření způsob optimálního využití objemu a řízení odtoku
• Stanovení požadavků na návrhové parametry
- Spodní výpusti
- Bezpečnostního zařízení
- Odběrů, kapacit přivaděčů, apod.
• Posouzení bezpečnosti díla při povodních na parametry kontrolní povodně
• Zjišťování vlivu vodního díla na průběh průtoků v toku
- Na ostatní VD po toku
- V místě soutoků
• Podklady pro ekologické hodnocení
21
Pravidlo „pětinásobku“
- Náklady „ušetřené“ na průzkumu se projeví pětinásobkem
nákladů na sanaci problémů při výstavbě a během provozu
- „Ušetřené“ provozní náklady (údržba, TBD, …) se projeví
pětinásobkem nákladů na sanaci poruch, popř. havárií
Obsah vodohospodářského řešení
Dle významu a funkce nádrže
Obsah :
- úvodní část - identifikační údaje :
- název a kategorie VD
- název a staničení vodního toku,
- číslo hydrologického pořadí,
- názvy krajů a obcí,
- katastrální území,
- dále:
- požadavky na nádrž jako celek,
- stupeň dokumentace,
- použité podklady,
- zdůvodnění rozsahu VH řešení a popis metody,
- odkazy na předpisy, normy, zákony, vyhlášky apod.,
- seznam použitých značek,
- použitý software,
- výsledky vodohospodářského řešení a jejich zhodnocení,
- seznam platných rozhodnutí, souvisejících s vodním dílem.
Koncepce
- Rozbor stavu v širším území, SOP
- Umístění nádrže (nádrží)
- Návrh parametrů objektů
- Návrh rozdělení retenčních prostorů
Řešení ochranné funkce nádrže
tVOtOdt
tdVtOtQ ;
Neškodný průtok pod nádrží
- Může se v čase měnit
- Požadavky, důsledky urbanizace
- Morfologie koryta, zanášení
- Vliv mezipovodí pod VN či SN
Hydrogram návrhové povodňové vlny (PV100)
- Rozdělení objemů vody v nádrži
- Transformace – pro různé povodňové scénáře
Převedení KPV
http://storm.fsv.cvut.cz/123456.php?id=4projekty-ke-stazeni-
detaily&sekce=RIV&item=ASW-suche-nadrze
- Zaměření koryta a objektů
- Hydraulický výpočet
- Posouzení míry ochrany – N – letost
- Přijatelná míra ochrany – “Strategie ochrany před povodněmi pro území České republiky“
Charakter chráněného území Míra ochrany
Historická centra měst, historická zástavba, provozy používající při
výrobě nebezpečné látky Q100
Souvislá zástavba, průmyslový areál, významné liniové stavby a
objekty Q50
Rozptýlená bytová a průmyslová zástavba, souvislá chatová zástavba Q20
Neškodný odtok pod nádrží
Kategorie
VD)
Označení
výše
škody
Hodnotící hlediska Požadovaná míra
bezpečnosti VD
Škody Ztráty lidských životů p 1/N N
[let]
I. velmi
vysoké
mimořádně vysoké ekonomické škody,
škody na životním prostředí a sociální
dopady v rozsahu státu
předpokládají se ztráty lidských
životů 0,000 1 10 000
II.
vysoké
vysoké ekonomické škody, škody na
životním prostředí a sociální dopady
v rozsahu regionu, případně státu
předpokládají se ztráty lidských
životů 0,000 1 10 000
ztráty lidských životů jsou
nepravděpodobné 0,000 5 2 000
III. střední
značné ekonomické škody, škody na
životním prostředí a sociální dopady v
rozsahu regionu
ztráty lidských životů se
předpokládají 0,001 1 000
ztráty lidských životů jsou
nepravděpodobné 0,005 200
IV. nízké
nízké ekonomické škody, škody na
životním prostředí a sociální dopady
lokálního rozsahu
předpokládají se ojedinělé ztráty
lidských životů 0,005 200
ztráty lidských životů jsou
nepravděpodobné 0,01 100
nízké ekonomické škody pouze u
vlastníka VD, ostatní škody jsou
nevýznamné
ztráty lidských životů jsou
nepravděpodobné 0,05 20
Návrhové charakteristiky povodně
NPV – odpovídá kategorii VD (PV100 , PV1000) - Transformovaný – pečlivý výběr povodňové vlny - Při návrhové (maximální) hladině
Kontrolní povodňová vlna (KPV) - Převedena při hladině < MBH (obvykle koruna hráze po sednutí) - Dle kategorie - ČSN 75 2935
výrazné a rychlé kolísání hladiny,
nelze ověřovacím provozem vyzkoušet těsnost,
povrchové vrstvy vystaveny povětrnosti a biologickým vlivům (hlodavci),
provádění kontroly a údržby
SPECIFIKA OBJEKTŮ SN
HRÁZE
průměr potrubí volit větší (seškrcení na na vtoku),
trvanlivé materiály,
objekty pro tlumení energie pod výpustí,
dostatečná kapacita a parametry česlí před vtokem,
možnost realizace ověřovacího provozu
SPODNÍ VÝPUSTI
zásadně nehrazené,
řešit odtok vody do bezpečné vzdálenosti do podhrází,
materiály odolné povětrnostním vlivům,
esteticky příznivé řešení
PŘELIVY
Z hlediska TBD - nestandardní provoz
Hráz suché nádrže je nutné pečlivě sledovat při výstavbě – dodržení
technologické kázně a kvalitu použitých materiálů
Ve většině případů nelze provést zkušební napouštění a dílo je ve funkci až v
průběhu povodně
Nedostatečná údržba, zarůstání svahů náletem, nečištění výpusti…..
Vady a poruchy
Příčiny
- vady projektů – hlavní příčinou
- nekvalitní výstavba
- nedostatečná údržba a provoz
Vady projektů
Nedostatečné podklady
- geodetické
- hydrologické
- inženýrsko-geologické, hydrogeologické
Chyby ve výpočtech
- vodohospodářské řešení, celková situace, koncepce
- hydraulika toků a objektů (zejména pojistných zařízení)
- geotechnické výpočty (statická stabilita, filtrační deformace)
- statické výpočty (betonové a ocelové konstrukce)
Vadné technické řešení
- materiál hráze – snaha o použití místních materiálů (náplavů)
- založení hráze a objektů (nerovnoměrné sedání, filtr. deformace)
- dimenze opevnění (náv. svah hráze)
Vady při výstavbě
ověřování předpokladů projektu
- autorský dozor, tech. dozor investora
- skutečné I-G poměry
- projekt zemní hráze končí až při dokončení výstavby !!!
- dokumentace skutečného provedení, zpětná dokumentace
zakládání - vady
- neočištěná základová spára, kaluže, organické částice, zbytky ornice
- betonové konstrukce
- v jámě se svislými stěnami – nestabilní, náznaky sesuvu, trhliny
- nedostatečné hutnění
- „ztracené“ bednění, pažení je nevhodné
objekty – vady
- propustný podsyp pod betonovými objekty
- hrdlové potrubí není obetonované nedodržení projektu
- vytýčení stavby
- rozměrové parametry (kóta koruny hráze, vyšší přelivná hrana, založení objektu,...)
porušování technologické kázně
- odlišné rozměry
- předepsané vlastnosti zemin (org. částice, zhutnění, vlhkost, ...)
30
Nedostatky v projektové dokumentaci
• Potrubí HOBAS uložené bez obetonování do násypu hráze – deformace jak v podélném směru, tak i deformace kruhového profilu.
• Napuštěno - listopad 2004, porucha na spoji trub zjištěna v červnu 2005, havárie 5.4.2006
Provoz a údržba
naráží na
- finanční náročnost
- velikost SN
špatný technický stav
- funkčních zařízení – hrázové výpusti a přelivy
- hráz – prosednutí, sesuvy, deformace
- zásahy do tělesa hráze
TBD, údržba
- stav tělesa hráze – deformace, antropogenní zásahy,...
- stav objektů – uzávěry, česle, …
- průsaky, nestabilita svahů - za povodní (SN)
Ministerstvo životního prostředí n Státní fond životního prostředí ČR
www.opzp.cz n zelená linka 800 260 500 n [email protected]
Děkuji za pozornost.
Evropská unie
Spolufinancováno z Prioritní osy 8 – Technická pomoc
financovaná z Fondu soudržnosti