WYZNACZANIE PRZEPŁYWÓW OBLICZENIOWYCH PRZEPUSTÓW DROGOWYCH PRZYSTOSOWANYCH DO PRZEJŚCIA DLA ZWIERZĄT

Transkrypt

1 MONOGRAFIE KOMITETU GOSPODARKI WODNEJ PAN z. XX 2014 Sławomir BAJKOWSKI Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska WYZNACZANIE PRZEPŁYWÓW OBLICZENIOWYCH PRZEPUSTÓW DROGOWYCH PRZYSTOSOWANYCH DO PRZEJŚCIA DLA ZWIERZĄT 1. WSTĘP Obliczenia hydrologiczne wodnych przepraw drogowych obejmują ustalenie przepływów obliczeniowych, niezbędnych do zwymiarowania ich światła. Literatura dotycząca metod hydrologicznych i procedur obliczeniowych pozwala ustalić przepływy w większości spotykanych lokalizacji mostów i przepustów. W artykule korzystano z metod, które opisują Stachy i Fal (1986, 1987), przytaczają je Byczkowski (1979, 1999), Ciepielowski i Dąbkowski (2006), Prochal red. (1986) oraz Więzik (1993). W publikacjach tych dostępne są zasady ustalania przepływów miarodajnych do zwymiarowania obiektów hydrotechnicznych na dużych, zazwyczaj kontrolowanych rzekach, z wykorzystaniem oceny statystycznej materiału archiwalnego, a także na małych niekontrolowanych ciekach na terenach niezurbanizowanych. Nie mniej cenne od samych metod obliczeniowych są wskazówki proceduralne dotyczące różnorodnych sytuacji terenowych i hydrologicznych (Czarnecka 1987). Właściwie nie ma lokalizacji, dla której nie byłoby dostępnych metod hydrologicznej oceny przepływów. W bardzo obrazowy sposób adaptację procedur hydrologicznych dla zlewni dużych i małych, kontrolowanych i niekontrolowanych, dla obiektów położonych w różnych warunkach hydrograficznych, przedstawili w swojej pracy Stachy i Fal (1986). Inżynierskie podejście do określania charakterystyk hydrologicznych w celu ustalenia przepływów miarodajnych do wymiarowania budowli wodnych w zmiennych warunkach przepływu i odbioru wody (mosty, przepusty, pompownie depresyjne) w swojej pracy zawarli Ciepielowski i Dąbkowski (2006). Przy korzystaniu z metod pośrednich duże trudności występują w obszarze ich adaptacji do nowych technik zbierania i przetwarzania niezbędnych danych hydrogeologicznych oraz wykorzystania ich w programach obliczeniowych. Dotyczy to w szczególności parametrów zlewni o powierzchni od kilku do kilkunastu km 2 z okre- Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:45

2 152 S. Bajkowski sowo pojawiającą się wodą, w których opadem pokrywane są zazwyczaj całe ich powierzchnie. W ostatnim okresie właśnie wezbrania na niewielkich ciekach były powodem powstawania znacznych szkód w lokalnej infrastrukturze komunikacyjnej. Pewnym rozwiązaniem w tej sytuacji jest stosowanie minimalnych wymiarów otworów przepustów (Bajkowski 2006). Nasuwa się jednak pytanie kiedy zastosowanie wymiarów podawanych jako minimalne dla danej przeprawy umożliwia zachowanie jej bezpieczeństwa, a kiedy powinniśmy oszacować przepływ i ustalić wymiary indywidualnie? Szczególną sytuacją jest projektowanie wodnych przejść zespolonych (WZP), w których wymagane jest określenie parametrów przewodu mieszczącego wewnątrz koryto przepływu średniego SQ oraz ścieżki, po których mogłyby przechodzić zwierzęta (Bajkowski, Witczak 2005). Przewód przepustu wymiaruje się na przeprowadzenie wody miarodajnej Q p% w warunkach określonych schematem hydraulicznym, z możliwością częściowego jego zamulenia (Bajkowski 2008). Każdy z tych elementów ma spełniać określone funkcje, a ich minimalne wymiary narzucone są przepisami (Rozporządzenie 2000). Gabaryty takich przepustów określone są kształtem i wymiarami wewnętrznego przewodu wody średniej, przestrzenią zajętą przez strumień, częścią gwarantującą wymagane zapasy przy przepływach wód wielkich, wymaganiami konstrukcyjnymi gwarantującymi bezpieczeństwo komunikacyjne oraz spodziewaną dużą skutecznością migracyjną (Bajkowski, Marzysz 2004, 2005). 2. LOKALIZACJA OBIEKTÓW Analizy przedstawione w artykule dotyczą przepraw drogowych wybranych obiektów zamykających małe zlewnie rolnicze. Są one zblokowane w dwóch grupach lokalizacyjnych. Pierwsza obejmuje przeprawy położone w środkowej części Polski, druga w części północno-wschodniej. Lokalizację obiektów na tle regionów określenia wskaźnika stopnia redukcji przepływów maksymalnych oraz obszarów wyboru metod obliczeniowych pokazano na rys. 1. Według regionalizacji Polski badane obiekty położone są w pasie Nizin Środkowopolskich, grupa od 1 do 5 znajduje się w jej środkowej części na obszarze Niziny Mazowieckiej, pozostałe w części północno-wschodniej na Nizinie Podlaskiej. Obiekt 1 położony jest na pograniczu Równiny Kozienickiej i Doliny Środkowej Wisły; 2 i 3 we wschodniej części Wysoczyzny Rawskiej; 4 w obrębie Równiny Warszawskiej; 5 znajduje się na Równinie Garwolińskiej. Obiekty 6, 7, 8, 9 położone są w Kotlinie Biebrzańskiej, 10 w zachodniej, a 11 i 12 w północnej części Wysoczyzny Białostockiej. Najbardziej na wschód ku Wzgórzom Sokólskim wysunięte są obiekty 13 i 14. Ze względu na przyjmowane wartości wskaźnika stopnia redukcji przepływów maksymalnych obiekty przynależą do makroregionu nizin w regionie 4a (rys. 1a) (Stachy i in. 1986). Obiekty położone w obszarze północno-wschodnim cechuje występowanie wezbrań roztopowych, a w części środkowej kraju wezbrań opadowych. Według hydrologicznego podziału wyboru metod obliczeniowych wszystkie obiekty znajdują się w 6 obszarze nizinno-pojeziernym wschodnim stosowania obszarowych równań regresji (rys. 1b). Obiekty 1, 2, 3, 4 znajdują się w strefie zasięgu stosowania formuły opadowej, pozostałe formuły roztopowej (rys. 1b). Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:45

3 Wyznaczanie przepływów obliczeniowych przepustów drogowych a b Rys. 1. Położenie obiektów: a mapa makroregionów i regionów wskaźnika stopnia redukcji maksymalnych przepływów krzywych regionalnych wg Stachy i in. (1986); 1a, 1b Sudety, 2a, 2b Karpaty, 3a, 3b, 3c Wyżyny, 4a, 4b Niziny, 5a, 5b, 5c Pojezierza, b mapa obszarów równań regresji i zasięgu stosowania formuły roztopowej wg Czarneckiej (1987); 1 sudecki, 2 nizinno-pojezierny zachodni, 3 pomorski, 4 tatrzański, 5 karpacki, 6 nizinno-pojezierny wschodni, 7 lubelski Lp. Obiekt Ciek Parametry hydrograficzne obiektów A [km 2 ] H 1 [mm] φ [-] I d [ ] ψ [ ] F 1 [-] Tablica Sarnów Zwolenka 31, ,40 4,13 8,52 0,0161 0, Lewiczyn Kraska 23, ,40 4,76 9,90 0,0179 0, Kruszew Kruszewka 11, ,35 4,64 11,11 0,0245 0, Dobrzenica dop. z Dralewa 15, ,57 1,70 3,83 0,0188 0, Borków dop. z Chełstu 11, ,43 6,31 11,87 0,0230 0, Mroczki dop. z Milewa 8, ,50 8,29 13,54 0,0342 0, Mejły Kosodka 12, ,50 8,84 17,39 0,0336 0, Kulesze Kosodka 19, ,50 6,81 16,75 0,0246 0,0038 9A. Downary Gołda 20, ,35 9,14 15,80 0,0268 0,0038 9B. 0,0272 9C. 0, A. Krzeczkowo Nareśl 27, ,50 1,95 9,36 0,0170 0, B. 0, Chodorówka Maryna 13, ,40 4,96 14,13 0,0159 0, Okopy Olszanka 33, ,50 7,00 14,44 0,0228 0, A. Mościcha Mościszanka 20, ,50 4,35 16,21 0,0253 0, B. 0, A. Bierwicha Bierwicka 22, ,35 5,10 14,86 0,0205 0, B. 0,0206 K 01 [-] Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:46

4 154 S. Bajkowski W artykule przedstawiono wyniki obliczeń przepływów maksymalnych i średnich do zwymiarowania światła przepustów przystosowywanych do przejścia dla zwierząt. Prowadzono je według dostępnych, najczęściej wykorzystywanych metod, zalecanych do stosowania dla obiektów drogowych na ciekach nizinnych o małych niezurbanizowanych zlewniach. Podstawowe charakterystyki hydrologiczne oraz fizycznogeograficzne cieków i zlewni niezbędne do ustalenia przepływów zestawiono w tablicy 1. Przepływy maksymalne obliczono następującymi metodami: obszarowych równań regresji według Stachy i Fal (1986, 1987), formuły opadowej według Stachy i Fal (1986), w obliczeniach korzystano również ze wskazówek podanych przez Ciepielowskiego i Dąbkowskiego (2006), Czarnecką (1987), Prochala (1986) oraz Więzika (1993), formuły roztopowej według Stachy i Fal (1986). 3. OBLICZENIE PRZEPŁYWU MAKSYMALNEGO 3.1. Obszarowe równanie regresji Zasady opracowania równań i ich wynikowe postacie, a także analizy adaptacyjne przedstawili w swoich publikacjach Stachy i Fal (1986, 1987). Równanie regresji dla obszaru 6 nizinno-pojeziernego wschodniego ma postać: Q Ob. = 3, A 0,92 H 1,11 1 φ 1,07 I 1,10 d ψ 0,35 (1 + JEZ) -2,11 (1 + B) -0,47 (1) A powierzchnia zlewni zestawiona w kolumnie 4 tablicy 1 w [km 2 ], H 1 maksymalny opad dobowy o prawdopodobieństwie pojawienia się p = 1% [mm]. Wartości H 1 odczytane z mapy na rys. 9 wg Stachy i Fal (1986) zestawiono w kolumnie 5 tablicy 1. φ bezwymiarowy współczynnik odpływu (kolumna 6 tablicy 1) ustalono według zasad podanych przez Czarnecką (1987) dla wydzieleń gleb na polskiej mapie gleb w skali 1: I d zwyczajny spadek rzeki i jej suchej doliny w [m km -1, ] podano w kolumnie 7 tablicy 1. Spadek ten obliczono jako stosunek różnicy rzędnych terenu działu wodnego w przedłużeniu doliny cieku W g [m n.p.m.] i w przekroju zamykającym zlewnię W d [m n.p.m.] do sumy długości najdłuższego cieku w zlewni L k [km] i jego suchej doliny, mierzonej od źródeł w górę, do przecięcia osi doliny z działem wodnym L d [km]. ψ średnie nachylenie zlewni ustalone jako iloraz wysokości zlewni i pierwiastka jej powierzchni [m km -1, ] (kolumna 8 tablicy 1). Wysokość zlewni jest równa różnicy najwyższej rzędnej w zlewni W max [m n.p.m.] i rzędnej w przekroju zamykającym zlewnię W d [m n.p.m.]. JEZ wskaźnik jeziorności zlewni. Na terenie badanych zlewni nie ma jezior o powierzchni a j większej od 0,01 powierzchni ich zlewni A j, stąd JEZ = 0. B wskaźnik zabagnienia obliczany jako iloraz powierzchni zajętych przez torfowiska i powierzchni całej zlewni, przy braku bagien w zlewniach B = 0. Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:46

5 Wyznaczanie przepływów obliczeniowych przepustów drogowych Formuła opadowa Obliczenia przepływów miarodajnych dla podanych przekrojów według formuły opadowej prowadzono, wykorzystując wskazówki zawarte w publikacji Stachy i Fal (1986). Do obliczenia maksymalnych przepływów rocznych o zadanym prawdopodobieństwie występowania w małych zlewniach niekontrolowanych (A < 50 km) zastosowano formułę opadową w postaci: Q Ob. = ƒ F 1 φ H 1 A λ p δ J (2) ƒ bezwymiarowy współczynnik kształtu fali. Wszystkie obiekty położone są w makroregionie nizin, w regionie 4a (rys. 1a). Wskazuje to na zasadność przyjęcia stałej wartości współczynnika kształtu fali równego 0,6. F 1 maksymalny moduł odpływu jednostkowego, zależy od hydromorfologicznej charakterystyki koryta cieki i czasu spływu po stokach t s : ø, charakterystykę koryta obliczono ze wzoru: ø r = 100 (L r + L d ) m k I d1 1/3 A 1/4 (φ H 1 ) 1/4 (3) (L r +L d ) długość cieku wraz z suchą doliną do działu wodnego [km], m k współczynnik szorstkości koryta cieku zależny od charakteru koryta. Dla koryt stałych i okresowych rzek nizinnych o stosunkowo wyrównanym dnie z tablicy 20 wg Stachy i Fal (1986) współczynnik m k = 11. I d1 uśredniony spadek rzeki i jej suchej doliny [m km -1 ], obliczony jako równy 0,6 wartości średniego spadku rzeki i jej suchej doliny I d [m km -1 ] ustalonego według wskazówek do wzoru (1). t s, czas spływu po stokach [min] odczytano z tablicy 19 według Stachy i Fal (1986) w zależności od hydromorfologicznej charakterystyki stoków obliczonej ze wzoru: ø s = 100 (L s ) 1/2 m s I s 1/4 (φ H 1 ) 1/2 (4) L s średnia długość stoków [km] liczona jako odwrotność iloczynu 1,8 ρ, gdzie ρ jest gęstością sieci rzecznej [km] określaną ze wzoru: ρ = n i=1(l r + L d ) i A (5) n i=1 (L r + L d ) i suma długości cieków wraz z ich suchymi dolinami [km], m s współczynnik szorstkości stoków określono z tablicy 20 (Stachy, Fal 1986) jako równy 0,20, Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:46

6 156 S. Bajkowski I s średni spadek stoków [m km -1 ]: I s = h m i=1 k A (6) h różnice poziomów między warstwicami [m] podano w kolumnie 4 tablicy 3, jako górny indeks przepływu. Dla większości obiektów przyjęto jedną wartość h. Dla obiektu 9 obliczenia wykonano przy h = 1,25; 2,50 i 5,00 m oznaczając wyniki odpowiednio 9A, 9B i 9C dla obiektów 10, 13 i 14 h wynosiły 2,50 m i 5,00 m. m i=1k łączna długość warstwic [km]. H 1 maksymalny opad dobowy o prawdopodobieństwie pojawienia się p = 1%, określony dla obliczeń według obszarowego równania regresji, φ, A, δ J jak w metodzie obszarowych równań regresji, λ p kwantyl rozkładu zmiennej λ p = μ p /μ 1 odczytany dla p = 1% z tablicy 12 według Stachy i Fal (1986) wynosi λ p =1,0. Według Rozporządzenia (2000) Dla zwierząt dziko żyjących powinno być zapewnione bezkolizyjne przemieszczanie się ich z jednej na drugą stronę drogi klas A, S, GP i G, w miejscach nasilonej migracji, a w szczególności w większych kompleksach leśnych oraz obszarach bagiennych i innych przeciętych drogą siedliskach rzadkich i zagrożonych gatunków, wskazanych przez właściwe organy administracji rządowej lub właściwe jednostki samorządu terytorialnego. Dla wskazanych klas dróg prawdopodobieństwo występowania przepływów miarodajnych do wymiarowania przepustów stałych p = 1%. Wartości maksymalnego modułu odpływu jednostkowego F 1 interpolowane według ø r oraz t s z tablicy 17 (Stachy, Fal 1986) podano w kolumnie 9 tablicy Formuła roztopowa Według Stachy i Fal (1986) formuła roztopowa do obliczania maksymalnych przepływów rocznych o zadanym prawdopodobieństwie występowania w małych zlewniach niekontrolowanych ma postać: Q Ro. = α K 01 h 1 A (A + 1) 0,2 δ J δ B λ p (7) α współczynnik korygujący wartość K 01 odczytany z mapy na rys. 13 (Stachy i Fal 1986) dla wszystkich obiektów jest równy 1,00, K 01 współczynnik stopnia redukcji przepływów maksymalnych w zlewni elementarnej, określony z mapy na rys. 13 według Stachy i Fal (1986) zestawiono w kolumnie 10 tablicy 1. Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:46

7 Wyznaczanie przepływów obliczeniowych przepustów drogowych h 1 wysokość warstwy odpływu roztopowego o prawdopodobieństwie p = 1%, określona z mapy na rys. 12 według Stachy i Fal (1986), φ, A, δ J, δ B, λ p jak w metodach obszarowego równania regresji i opadowej. Wartości obliczonych przepływów maksymalnych według wzorów (1, 2, 3) zestawiono w tablicy 2, a wykres dla poszczególnych obiektów na rys. 2. Widoczne jest znaczne zróżnicowanie wartości przepływów uzyskanych według prezentowanych metod dla analizowanych lokalizacji. Rys. 2. Przepływy maksymalne roczne w przekrojach obliczeniowych Rys. 3. Przepływy średnie roczne: 1, 2,..., 14 oznaczenia obiektów 4. OBLICZANIE PRZEPŁYWU ŚREDNIEGO Średnie przepływy roczne wyznaczane są dla obiektów mostowych, w których znajdują się przejścia dla zwierząt. Poziom założenia ścieżek dla zwierząt ustala się według Rozporządzenia (2000): Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:47

8 158 S. Bajkowski W razie konieczności uwzględnienia ekologicznej funkcji doliny cieku w funkcjonowaniu środowiska i migracji zwierząt, długość mostu powinna być zwiększona o pasy terenu przybrzeżnego pokrytego roślinnością. Pasy te powinny mieć szerokość nie mniejszą niż 1,5 m mierzoną przy średnich poziomach wód Przepusty przewidziane do przechodzenia małych zwierząt powinny mieć uformowaną ścieżkę dla zwierząt o szerokości nie mniejszej niż 0,5 m, wzniesioną ponad zwierciadło średniej wody w przepuście. Roczne przepływy SQ wyznaczono dla wszystkich analizowanych przekrojów metodami empirycznymi zebranymi w publikacjach Byczkowskiego (1979, 1999), wykorzystując wzory określające wysokość warstwy odpływu według: współczynnika odpływu Kajetanowicza dla rzek nizinnych, ze wzoru 4.61 podanego przez Byczkowskiego (1979): SQ K = 0,0317H A = 0,0317c P A = 0,0317 (0,063W s 0,25 ψ 0,10 ) P A (8) H warstwa odpływu [mm], c współczynnik odpływu [-]: P wysokości warstwy normalnego opadu rocznego w [mm], określone według Lorenc (2005). Obiekty 1-5 położone są w strefie opadu poniżej 550 mm, pozostałe w strefie mm. W s średnia rzędna zlewni nad poziomem morza [m n.p.m.] według Reitza (wzór 4.33 za Byczkowskim 1999), ψ średnie nachylenie zboczy (wskaźnik stoczystości) zlewni [m km -1 ], liczone jako iloraz wysokości rzeki i pierwiastka jej powierzchni. Wysokość rzeki jest równa różnicy rzędnej źródeł W z [m n.p.m.] i rzędnej w przekroju zamykającym zlewnię W d [m n.p.m.]. A jak poprzednio. zależności od czynników kształtujących odpływ: Wołoszyna za Byczkowskim (1999): SQ W = 0,0317H A = 0,0317 (0,905P 340) A (9) Punzeta za Byczkowskim (1979): SQ P = 10-3 Sq A = 21, P 2,06 I r 0,065 N -0,044 A (10) Sq średni roczny odpływ jednostkowy [l s -1 km -2 ], I r średni spadek cieku [m km -1 ], liczony jako stosunek różnicy rzędnych terenu źródeł cieku W z [m n.p.m.] i w przekroju zamykającym zlewnię W d [m n.p.m.] do długość cieku od źródeł do badanego przekroju L k [km], N wskaźnik nieprzepuszczalności gleb wg Bołdakowa odczytany z tabeli 4.9 podanej przez Byczkowskiego (1999), W z, W d, P, A jak poprzednio. Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:47

9 Wyznaczanie przepływów obliczeniowych przepustów drogowych Byczkowskiego i Mandes za Byczkowskim (1999): SSQ BM = SSq A = 2, P 2,3 (J +1) 2,6 ψ 0,11 A (11) SSq średni roczny odpływ jednostkowy [l s -1 km -2 ], J jeziorność zlewni [%], liczona jako stosunek powierzchni jezior A j do całkowitej powierzchni zlewni A, ψ, P, A jak poprzednio. Wartości obliczonych przepływów średnich rocznych zestawiono w tablicy 2, a ich graficzną zależność od powierzchni zlewni pokazano na rys. 3. Lp. Tablica 2 Zestawienie wyników obliczeń rocznych przepływów maksymalnych i średnich Obiekt Przepływy maksymalne Q Ob. wzór (1) Q op.* wzór (2) Q Ro. wzór (7) SQ K wzór (8) Przepływy średnie SQ W wzór (9) SQ P wzór (10) SSQ BM wzór (11) Sarnów 8,61 9,62 8,70 0,136 0,138 0,130 0, Lewiczyn 8,11 9,08 9,97 0,110 0,111 0,104 0, Kruszew 3,75 5,28 4,17 0,053 0,054 0,050 0, Dobrzenica 5,21 8,91 6,79 0,060 0,073 0,062 0, Borków 4,40 5,51 4,40 0,053 0,051 0,051 0, Mroczki 4,24 7,02 2,11 0,043 0,051 0,046 0, Mejły 7,00 10,75 3,18 0,067 0,079 0,072 0, Kulesze 9,81 11,86 4,43 0,101 0,119 0,106 0,138 9A. 7,06 9,47 5,44 0,104 0,128 0,114 0,143 9B. Downary 9,62 9C. 9,90 10A. 9,86 11,80 6,83 0,128 0,163 0,135 0,164 Krzeczkowo 10B. 12, Chodorówka 4,94 4,17 4,39 0,065 0,074 0,068 0, Okopy 15,07 18,51 9,71 0,164 0,184 0,168 0,207 13A. 9,43 12,44 5,73 0,097 0,111 0,097 0,121 Mościcha 13B. 12,63 14A. 7,03 7,89 6,48 0,111 0,118 0,107 0,136 Bierwicha 14B. 7,91 5. PODSUMOWANIE Analizowane przekroje lokalizacji przepraw drogowych, położone w różnych warunkach hydrologicznych, wykazały zależność przepływów maksymalnych od Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:47

10 160 S. Bajkowski powierzchni zlewni, a także charakterystyk cieku i układu topograficznego zlewni. W obliczeniach pominięto jeziorność oraz zabagnienie, ponieważ na obszarach badanych zlewni nie zlokalizowano jezior o powierzchni większej od 0,01 obszaru zlewni oraz bagien o powierzchni powyżej 0,20 obszaru zlewni cieku. Dla większości obiektów uzyskano najwyższy przepływ według formuły opadowej, tylko dla obiektu 2 jest to przepływ obliczony z formuły roztopowej (rys. 2). Obiekt ten znajduje się w strefie stosowania formuły opadowej. Obiekt 5, leżący na pograniczu obszaru stosowania empirycznych metod pośrednich, cechuje się podobnymi przepływami, uzyskanymi według poszczególnych metod. Zmniejszenie cięcia analizowanych warstwic nie wpłynęło znacząco na wynikową wartość przepływu (tablica 2, rys. 2). Dla obiektów położonych w rejonie północno-wschodnim kraju formuła roztopowa dała najniższy przepływ maksymalny, jedynie dla obiektu 11 Chodorówka wszystkie analizowane metody dały wartości zbliżone. Przyjmując kryterium największego przepływu, ich wartości w małych zlewniach należy obliczać, stosując formułę opadową. Uzyskujemy wtedy relatywnie duże wymiary wodnych przepraw drogowych. Uwzględniając genezę opracowania metod i zasady obszarowych zakresów ich stosowania, dla obiektów w północno-wschodnim rejonie kraju według formuły roztopowej, uzyskujemy najmniejsze natężenia przepływów miarodajnych. Projektowane obiekty według tych przepływów będą miały stosunkowo małe wymiary. Wartości średnich rocznych przepływów uzyskane ze wzoru (11) dla większości przekrojów obliczeniowych są największe (rys. 3). Jest to wzór opracowany dla dorzecza Narwi i rzek sąsiednich. Uwzględniając zasadę największego przepływu i uzyskanie koryta wewnętrznego dużych wymiarów, wzór ten należy przyjąć do obliczenia wewnętrznego koryta wyznaczającego poziom ścieżek dla zwierząt w obiektach położonych w północno-wschodniej Polsce. Dla obiektów znajdujących się poza wskazanym regionem stosowania wzoru (11) zaprojektowanie ścieżek według tego przepływu umożliwi wykorzystanie ich przez zwierzęta przez dłuższy okres w sezonie. Po uwzględnieniu zasad stosowania formuł przeznaczonych dla danego obszaru dla obiektów w rejonie północno-wschodnim należy stosować wzór (11), dla pozostałych wzór (8) opracowany dla terenów nizinnych lub inną z metod nieprezentowanych w artykule. Zaprojektowanie przejść pod drogami według przepływu miarodajnego Q p% oraz średniego SQ, określonych pośrednimi metodami empirycznymi, nie daje gwarancji dużej ich skuteczności (Bajkowski, Witczak 2005). Jednocześnie należy ustalić czasy ich trwania i okresy dostępności przejścia. Wykorzystanie prezentowanych metod nasuwa wiele wątpliwości przy interpretacji współczynników we wzorach i określaniu parametrów z map, wykresów i tabel. Do obliczenia przepływów w małych niekontrolowanych zlewniach nie wyklucza się stosowania innych metod i formuł lub programów obliczeniowych. Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:47

11 Wyznaczanie przepływów obliczeniowych przepustów drogowych DETERMINING THE DESIGN DISCHARGES FOR ROAD CULVETRS ADAPTED TO THE ANIMALS PASSAGES Abstract The major concern in designing water-road objects is to determine the design flows. Their values impact on the establishment of dimensions and design of the crossing, which in turn affects the operational safety of the communication rout e. Special requirements for designing the cross-section relate to bridges and culverts with animal passageways. The article presents methods for determining the design flows used for designing road culverts. Available methods for determining the mean flows and probability discharges in the small uncontrolled catchment, which are located objects type such that were described. The analysis of the operating conditions the water common passages (WCP), in which the water flow space is used by animals to pass under the roads was presented. Their dimensions are determined using the mean flow to design internal channel and the probability flood discharge to determine the total conductor cross-section according to the requirements of carrying great water and animals crossing. The article presents the characteristics of the examined catchment areas and the results of mean flow and probability discharge calculations for cross watercourses located in various hydrographic conditions. Boundary for maximum river flows were established as well as conditions for the application of the minimum dimensions of the culvert s conduits. Key words: discharge, road culvert, animal passageway. BIBLIOGRAFIA Bajkowski S., 2006, Przejścia dla zwierząt w przepustach i pod mostami, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, XV, 2 (34), Bajkowski S., 2008, Wpływ zabudowy przepustów na ich wydatek, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, XVII, 4 (42), Bajkowski S., Marzysz P., 2004, Możliwości wykorzystania przepustów drogowych na przejścia dla zwierząt, Acta Scientiarum Polonorum. Architectura, 3 (2), Bajkowski S., Witczak U., 2005, Kształtowanie przepustów przeznaczonych na przejścia dla zwierząt. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 507, część 1, Byczkowski A., 1979, Hydrologiczne podstawy projektów wodnomelioracyjnych. Przepływy charakterystyczne, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa Byczkowski A., 1999, Hydrologia, II, Wydawnictwo SGGW, Warszawa Ciepielowski A., Dąbkowski L., Sz., 2006, Metody obliczeń przepływów maksymalnych w małych zlewniach rzecznych (z przykładami), Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO, Bydgoszcz Czarnecka H., 1987, Zasady obliczania maksymalnych przepływów prawdopodobnych parametry fizyko-geograficzne cieków i zlewni, Gospodarka Wodna, 3, Lorenc H., 2005, Atlas Klimatu Polski, IMGW, Warszawa Polska Mapa Gleb 1: , 1972, Komitet Gleboznawstwa i Chemii Rolnej PAN, Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa, Polskie Towarzystwo Gleboznawcze Prochal P. (red.), 1986, Podstawy melioracji rolnych, 1, PWRiL, Warszawa Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:48

12 162 S. Bajkowski Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogowe obiekty inżynierskie i ich usytuowanie, Dz. U. 2000, nr 63, poz. 735, ze zmianami Stachy J., Biernat B., Dobrzańska I., 1986, Zasady obliczania maksymalnych przepływów prawdopodobnych obliczenia przy krótkich seriach statystycznych (cz. II), Gospodarka Wodna, 6, Stachy J., Fal B., 1986, Zasady obliczania maksymalnych przepływów prawdopodobnych, Prace Instytutu Badawczego Dróg i Mostów, 3-4, Stachy J., Fal B., 1987, Zasady obliczania maksymalnych przepływów prawdopodobnych obszarowe równania regresji, Gospodarka Wodna, 1, 8-13 Więzik B., 1993, Obliczenie przepływów maksymalnych rocznych w zlewniach niekontrolowanych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia za pomocą formuły opadowe, Politechnika Krakowska, Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej, Kraków Adres do korespondencji Corresponding author: dr inż. Sławomir Bajkowski, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Inżynierii Wodnej, Warszawa, ul. Nowoursynowska 159, slawomir_bajkowski@sggw.pl Monografia KGW-PAN, z. XX, tom 1.indb :46:48