Ochrona przed powodzią Wykład 10. Wały przeciwpowodziowe

Transkrypt

1 Ochrona przed powodzią Wykład 10 Wały przeciwpowodziowe

2 Wały przeciwpowodziowe Najstarszy i podstawowy środek ochrony przed powodzią dolin na obszarach nizinnych Zalety: prosta konstrukcja stosunkowo niskie koszty wykonania bezpośrednia skuteczność (ograniczona wysokością wału i jego szczelnością) łatwość włączenia do kompleksu urządzeń wodno gospodarczych

3 Wady: Wały przeciwpowodziowe utrudniona regulacja stosunków wodnych na obszarze doliny odciętym wałami; zwężenie koryta WW, podniesienie poziomu wody, wzrost prędkości, możliwość erozja koryta głównego; akumulacja rumowiska unoszonego w międzywalu; odcięta retencja dolinowa, wzrost prędkości przemieszczania się fali wezbraniowej, wzrost zagrożenia dla niżej leżących terenów; odcięcie siedlisk dolinowych od rzeki, zanikanie mokradeł, zarastanie starorzeczy i oczek wodnych; zmiana użytkowania doliny chronionej wałami; wzbudzanie fałszywego poczucia bezpieczeństwa mieszkańców.

4 Konstrukcja wału i jego główne wymiary Międzywale Korona wału b k Zawale WW Skarpa odwodna H δ H w = H + δ Skarpa odpowietrzna b p Minimalne wymiary wałów Wysokość wału H w [m] 1,0 2,0 3,0 > 4,0 Skarpa odwodna- nachylenie 1:m 1:2 1:2 1:2 1:2 Skarpa odpowietrzna nachylenie 1:n 1:1,5 1:1,5 1:2 1:2 Korona wału szerokość b k [m] 1,0 1,5 2,0 3,0 Podstawa wału szerokośćb p [m] 4,5 8,5 14,0 19,0

5 Konstrukcja wału i jego główne wymiary Międzywale Korona wału b k Zawale WW karpa odwodna H δ H w = H + δ Skarpa odpowietrzna b p asa wału I II III IV

6 iary wału mogą ulec zmianie na podstawie wyników czeń: tracji wody przez wał ateczności wału Charakter przepływu filtracyjnego: tracja ustalona tracja nieustalona acja ustalona występuje gdy czas trwania wezbrania T w est: łuższy od czasu przesiąkania T p wody przez wał łuższy od czasu ustalenia T u krzywej filtracji

7 dłuższy od czasu przesiąkania T ale jednocześnie acja ustalona występuje gdy czas trwania wezbrania T w st: uższy od czasu przesiąkania T p wody przez wał uższy od czasu ustalenia T u krzywej filtracji T w > T p i T w > T u acja nieustalona występuje gdy czas trwania wezbrania w jest: krótszy od czasu przesiąkania T p i krótszy od czasu ustalenia T u krzywej filtracji: oraz T w < T p i T w < T u

8 liczenia wykonuje się przy założeniu nagłego wzrostu nów wody do poziomu WW -wody miarodajnej

9

10 objętość porów wypełnionych powietrzem porowatość gruntu w korpusie wału, (-) ρ w gęstość szkieletu gruntowego i wody, (kg/m 3 ) wilgotność gruntu, (-) współczynnik filtracji, (m/s) zastępcza długość podstawy wału, (m) maksymalna głębokość wody przy wale, (m) liczanie czasu przesiąkania T p według wzoru Thiema ożenie: wał posadowiony na podłożu słaboprzepuszczalnym T = p n p L 3 kh ρ np = n ρ d w W

11 ł posadowiony na podłożu słaboprzepuszczalnym emat obliczeniowy

12 orpusie wału i podłożu występują te same grunty puszczalne schemat obliczeniowy -zastępujemy L 1 długością L 2 -zastępujemy H 1 głębokością H 2

13 liczanie czasu T u według wzoru Erba 2 npl Tp = 2 H h o = kh 2L0 L długość obliczeniowa równa: L = L o -mh o

14 orpusie wału i podłożu występują te same grunty puszczalne schemat obliczeniowy

15 liczenie jednostkowego przepływu filtracyjnego [m 3 /s*m] zez wał posadowiony na podłożu słaboprzepuszczalnym ( ) n n 2 m H L L kh q = ( ) n 1 w k w 2 n L m H H b H m L = L n βh = m = β

16 Obliczenie rzędnych krzywej filtracji w korpusie wału 2q y = + k 2 ( x m 2 h o ) h o ( 4m 2) q 2 h = + (x, y) -współrzędne krzywej filtracji h o wysokość przecięcia

17 hrona korpusu wału przed skutkami filtracji w przypadku wypływu wody na skarpę odpowietrzną Drenaż rurowy w obsypce żwirowej z odprowadzeniem wody do rowu przywałowego Drenaż żwirowy płaski na skarpie połączony z rowem przywałowym

18 hrona korpusu wału przed skutkami filtracji w przypadku wypływu wody na skarpę odpowietrzną

19 Minimalna odległość krzywej filtracji od skarpy wału Zmiana wymiarów przekroju wału

20 Zmiana wymiarów przekroju wału Zwiększenie wymiarów przekroju poprzecznego wału powoduje wzrost kosztów budowy i wymaga większej powierzchni terenu. Tym niemniej koszt wykonania drenażu lub uszczelnienia wału może być znacznie większy.

21 zczelnienie wału zmniejszenie nadmiernej filtracji przez us wału posadowionego na gruncie słaboprzepuszczalnym ran uszczelniający obecnie konywany z geomembrany b maty bentonitowej (rodzaj iłu) Rdzeń uszczelniający obecnie wykonywany z geomembrany bentonitu lub mieszanki bentonitu z cementem

22 Uszczelnienie wału posadowionego na gruncie przepuszczalnym n połączony z tzw. fartuchem uszczelniającym podłoże wydłużającym drogę filtracji pod wałem. Fartuch obecnie najczęściej wykonywany jest z maty bentonitowej.

23 Uszczelnienie wału posadowionego na gruncie przepuszczalnym

24 abezpieczenie skarpy odwodnej wału przed krą

25 abezpieczenie skarpy odwodnej wału przed krą

26 rządzenia wbudowane lub połączone z wałem wałowania powodują utrudnienia w komunikacji oraz ulacji stosunków wodnych na zawalu. celu złagodzenia tych niedogodności wały muszą być posażone w: rzepusty wałowe ompownie rzelewy (na obszarach polderów) rzejazdy, schody

27 usty wałowe służą do grawitacyjnego odprowadzania z rowów odwadniających dolinę oraz z mniejszych rzek - wów rzeki głównej.

28 ownie wałowe w okresie przepływu wód wielkich służą zerzutu wód z zawala (z sieci rowów odwadniających ę oraz z rzek -dopływów rzeki głównej). zy niskich stanach woda odprowadzana jest rurociągiem

29 wałowe służą do wprowadzania i odprowadzania wód ich na teren polderów. Mogą być również stosowane na ch komunikacyjnych do zamykania przejazdu przez wał.

30 rzejazd przez koronę wału utwardzony odcinek drogi, jazd na międzywale w kierunku zgodnym z kierunkiem przepływu w rzece.

31 rzyczyny uszkodzenia wałów: rzelanie się wody przez koronę 34 % przypadków zbyt mała wysokość wału lub miejscowe osiadanie runtu podłoża). ozostałe 66 % przypadków: ufozja gruntu i przecieki w podłożu, rzecieki przy budowlach wałowych, płynnienie gruntu w korpusie wału, szkodzenia wału w wyniku zatorów lodowych, walonych drzew, itp.

32 Typowy przypadek niewłaściwa przebudowa wału rzebudowa wału i przepustu wałowego stary przepust monolityczny, nowy z odcinków rur źle uszczelnionych

33 Typowy przypadek uszkodzenia wału

34 Doraźne sposoby zabezpieczania wałów (w czasie akcji przeciwpowodziowej) Zabezpieczanie korpusu wału przed nadmierną filtracją ozluźnienie korpusu, sufozja gruntu, rozmywanie skarpy Skarpa odpowietrzna dociążona workami z piaskiem ułożonymi na włókninie - Dolina Iłowsko Dobrzykowska w km 608,3 rejon Świniar ( r.)

35 Zabezpieczanie korpusu wału przed nadmierną filtracją ozluźnienie korpusu, sufozja gruntu, rozmywanie skarpy Zlikwidowane przesiąki na skarpie odpowietrzanej wału doliny Iłowsko Dobrzykowskiej w Pieczyskach Iłowskich ( r.)

36 zczelnienie korpusu starych wałów za pomocą przesłon wych (rdzeni) wykonywanych z korony wału na głębokość do m, często do warstwy nieprzepuszczalnej.

37 ezpieczenie korpusu wału przed zwierzętami ryjącymi Przykrycie skarpy odwodnej siatką stalową

38 raźne podwyższanie wałów, zabezpieczanie wyrw w wałach osowanie koszy gabionowych i elementów typu big bag gabionowe są zabezpieczone geowłókniną i wypełnione kiem lub innym gruntem sypkim (a nie kamieniem jak w

39 raźne podwyższanie wałów, zabezpieczanie wyrw w wałach

40 Zastosowanie elementów Big bag Bardzo szybka metoda tworzenia wytrzymałych przegród oraz podwyższania istniejących wałów

41 Doraźne wykonywanie przegród za pomocą worków z piaskiem Bardzo pracochłonna metoda, przegrody mniej wytrzymałe wymaga dużej ilości ludzi do napełniania, przenoszenia

42 Urządzenie ułatwiające napełnianie worków z piaskiem

43 oraźne podwyższanie wałów -Elementami z tworzyw sztucznych napełnianych wodą

44 Powódź w Dolinie Iłowsko - Dobrzykowskiej Przegroda dolinowa podwyższona i dociążona workami z piaskiem

45 Obszar Doliny Iłowsko- Dobrzykowskiej zalany podczas powodzi w maju 2010 roku Przegroda dolinowa Wionczemin Piaski (wg projektu z 1987 r.) Miejsce przerwania wału w Świniarach

46 Obszar Doliny Iłowsko- Dobrzykowskiej jaki byłby zalany podczas powodzi w maju 2010 roku dyby istniała przegroda dolinowa Wionczemin Piaski Przegroda dolinowa Wionczemin Piaski (wg projektu z 1987 r.) Miejsce przerwania wału w Świniarach

47 j 2010 roku -widok zalanych pompowni Dobrzyków I i II ojektowana przegroda dolinowa w Dobrzykowie

48 Dolina Iłowsko - Dobrzykowska podczas powodzi w maju 2010 roku Widok na pompownię Dobrzyków I Projektowana przegroda dolinowa w Dobrzykowie osłona pompowni I i II Przegroda dolinowa - wzmocniona i podwyższona w czasie powodzi

49 iękuję za uwagę