Kanał Krakowski przeszłość czy przyszłość?

Transkrypt

1 Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Kanał Krakowski przeszłość czy przyszłość? Ocena zasadności budowy Kanału Krakowskiego pod kątem obniżenia zwierciadła wód powodziowych na obszarze Krakowa 1

2 Pierwszy projekt Kanału 1900 r. - liczba ludności Krakowa: 85,3 tys. Podgórza: 17,7 tys r. - liczba ludności Krakowa: 750 tys. 2

3 Powrót do koncepcji Kanału Krakowskiego w XX wieku przełom lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych: budowa koncepcji i projekt Kanału z uwzględnieniem funkcji przeciwpowodziowej i żeglugowej; koniec lat dziewięćdziesiątych: zawieszenie realizacji, ale utrzymanie koncepcji. 3

4 Ocena oparta na odpowiedziach na pytania: Na jaką wodę realnie chroniony jest obecnie Kraków? Na jakich kryteriach oprzeć jego przyszłą ochronę? Jakie systemowe rozwiązanie spełni przyjęte kryteria ochrony Krakowa przed powodzią? 4

5 Na jaką wodę realnie chroniony jest Kraków? Sterowana retencja powodziowa Kozłowa Góra Przeczyce Łąka Nowy Bieruń Przemsza Chechło Smolice KRAKÓW Wisła Wisła Czarne Goczałkowice Wapienica Soła Oświęcim Czaniec Porąbka Zator Świnna Poręba Proszówki Dobczyce Tresna Skawa Raba 5

6 6

7 Schemat układu hydrograficznego Skawa - Wisła 7

8 Q [m3/s] Rzeczywiste fale powodziowe Wisła Skawa Dwory na Wiśle km 3,8 - wezbranie 1970 Wadowice na Skawie km 21,2 - wezbranie 1970 Q [m3/s] Smolice na Wiśle km 23,3 - wezbranie 1970 Zator na Skawie km 4,8 -wezbranie Q [m3/s] Q [m3/s]

9 Hipotetyczne fale powodziowe Q 1% Q 0,5% Q 0,3% Q 0,1% , , , ,97 Q [m 3 /s] rz. W isła wod. Gromiec t [godz] Q1% Q0,5% Q0,3% Q0,1% 9

10 Hipotetyczne fale powodziowe godz Q 1% Q 0,5% Q 0,3% Q 0,1% V [mln m 3 ] 915, , , ,30 Q [m 3 /s] rz. Wisła wod. Smolice Q1% Q0,5% Q0,3% Q0,1% t [godz] 10

11 Q [m 3 /s] t [godz.] Q0,1% (wod. Wadowice) Q0,1% (wod. Gromiec) Przekrój Gromiec na Wiśle i Wadowice na Skawie podstawowe - hipotetyczne hydrogramy dopływu dla Q 0,1% 11

12 River: Wisla2 Reach: Reach 1 RS: Legend Flow - S_Q0.1%_werB Flow - S_Q0.1%_werA Flow - S_Q0.1%_werE Flow - S_Q0.1%_werC Flow - S_Q0.1%_werD Flow - S_Q0.1%_werG Flow - S_Q0.1%_werF Flow (m3/s) /1/2001 Time Reakcja przekroju Smolice na Wiśle Q (t) 12

13 Zbiornik Świnna Poręba w budowie Wpływ zbiornika Świnna Poręba w Krakowie analiza fali tysiącletniej 13

14 Uzyskane obniżenie zwierciadła wody pod wpływem zbiornika Świnna Poręba Rejon miasta identyfikowany poprzez obiekt na jego obszarze Uzyskane obniżenie zwierciadła wody [cm] dla przepływów wysokich o gwarancjach p% Q 0.1% Q 0.3% minimalne wiarogodne minimalne wiarogodne Stopień wodny Kościuszko Most technologiczny Most Dębnicki Most Grunwaldzki Most PowstańcówŚląskich Brak niedoboru Most kolejowy I Most kolejowy II Stopień wodny Dąbie Most Wandy Stopień wodny Przewóz 14

15 Na jaką wodę realnie chroniony jest Kraków? Modernizacja obwałowań (z uwzględnieniem kryterium architektonicznego) Według Studium... Hydroprojektu Kraków z 1997 roku zmodernizowane wały przeciwpowodziowe miały spełniać następujące warunki: 1) bezpieczny zapas wzniesienia korony wałów ponad rzędną zwierciadła wody miarodajnej Q m =Q 0,5% =2820 m 3 /s - 1,3 m. 2) rzędne korony wałów nie niższe niż rzędne zwierciadła wody kontrolnej Q k =Q 0,1% =3560 m 3 /s (co odpowiada założeniu 1). 15

16 Na jaką wodę realnie chroniony jest Kraków? Modernizacja obwałowań (c.d.) - Stopień Dąbie 16

17 Na jaką wodę realnie chroniony jest Kraków? 1. Po zakończeniu modernizacji wałów i bulwarów w Krakowie - rzeczywista przepustowość wałów < 3300 m 3 /s. 2. Dodatkowe obniżenie w/w przepływu bezpiecznego powodowane będzie spiętrzeniem wywoływanym przez stopień Dąbie. Wniosek końcowy: Po modernizacji wałów przeciwpowodziowych i bulwarów w Krakowie wzrośnie istotnie poziom zabezpieczenia przeciwpowodziowego miasta. Bezpieczny przepływ będzie wynosić wówczas około 2900 m 3 /s. Po modernizacji stopnia Dąbie wielkość przepływu bezpiecznego w Krakowie wzrośnie o ok.150 m 3 /s i można ją szacować na około m 3 /s. 17

18 Na jaką wodę powinien być chroniony Kraków? Co oznacza przepustowość obwałowań w Krakowie oceniona na wartość 2900 m 3 /s, czy nawet m 3 /s? Obecnie wartość przepływu Q 0.1% (tysiącletni) wynosi: 3179 m 3 /s bez błędu oszacowania, 3628 m 3 /s z błędem oszacowania. Kraków powinien być chroniony na wodę tysiącletnią z uwzględnieniem błędu oszacowania. Dlaczego? 18

19 Wynika to z warunków przejścia katastrofalnych przepływów przez Kraków: Przyjęcie wielkości przepływu kontrolnego bez błędu oszacowania, w sytuacji zasilenia Wisły powyżej Krakowa dopływami górskimi należy uznać za ryzykowne. Nie można zaakceptować braku bezpiecznego zapasu wzniesienia korony wałów (budowli ziemnych) ponad zwierciadło wody kontrolnej. Aktualnie przepisy wymagają zachowania bezpiecznego wzniesienia korony wału ponad zwierciadło wody kontrolnej co najmniej 0,3 m. Dotychczas nie analizowano i nie oceniono szczegółowo wpływu objętości fali wezbraniowej na efekty transformacji tej fali. 19

20 Wynika to z warunków przejścia katastrofalnych przepływów przez Kraków: Na odcinku intensywnej zabudowy miejskiej, powyżej stopnia Dąbie, występuje zalądowanie koryta Wisły. Przepływy maksymalne o wielkości rzędu Q0,1% i wyższe, w kontekście reguł transformacji fali powodziowej należy interpretować inaczej niż przepływy powodziowe niższe. W przypadku przepływów wyższych zanika rola zbiorników retencyjnych. W czasie przepływów katastrofalnych powstają liczne awarie, szkody powodziowe i nieprzewidziane przypadki losowe, mogące pogorszyć warunki odpływu wody, co może dodatkowo spowodować obniżenie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego w Krakowie. 20

21 Efekty oddziaływania Kanału Krakowskiego (w warunkach działania zbiornika Świnna Poręba) 21

22 Połączone efekty oddziaływania Kanału Krakowskiego i modernizacji stopnia Dąbie (w warunkach działania zbiornika Świnna Poręba) 22

23 Kompleksowe podejście do ochrony Krakowa przed powodzią w warunkach rozwoju aglomeracji 1. Dokończenie zbiornika Świnna Poręba 2. Dokończenie modernizacji obwałowań 3. Budowa Kanału Krakowskiego wraz z modernizacją stopnia Dąbie 4. Modernizacja stopnia Przewóz 5. Poszukiwanie dalszych, efektywnych rozwiązań, dostosowywanych do rozwoju miasta 23

24 Kompleksowe podejście do ochrony Krakowa przed powodzią w warunkach rozwoju aglomeracji (c.d.) 24

25 Kanały ulgi ich geneza i nowoczesny sposób podejścia (1) Przykład Wiednia 1930 po dokonaniu przekopu w starorzeczu 25

26 Kanały ulgi ich geneza i nowoczesny sposób podejścia (1) Przykład Wiednia (c.d.) 1988 Dunaj po powstaniu Nowego Dunaju i po utworzeniu Wyspy Dunajskiej 26

27 Kanały ulgi ich geneza i nowoczesny sposób podejścia (2) Zlewnia Sawy dorzecze Dunaju Górna Sawa system zbiorników Środkowa Sawa system kanałów 27

28 (3) Kanał ulgi w Opolu jako element kompleksowego rozwiązania 28

29 Ocena końcowa Skuteczność Kanału Krakowskiego pod warunkiem modernizacji stopnia Dąbie: automatycznie działające rozwiązanie, eliminujące błędy człowieka i niepewność prognozy dopływu, pozwalające na przeprowadzenie wód katastrofalnych przez miasto przy znaczącym obniżeniu poziomu ich zwierciadła; rozwiązanie wpływające na podniesienie niezawodności systemu ochrony wałami przeciwpowodziowymi; rozwiązanie gwarantujące znaczący wzrost poziomu bezpieczeństwa, gdyż umożliwia uzyskanie przepustowości koryta Wisły (poszerzonego o Kanał) na poziomie m 3 /s, zaś przy niewielkiej modernizacji istniejących obwałowań, nawet do 3400 m 3 /s. rozwiązanie atrakcyjne także z innych punktów widzenia. 29