Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego na terenach otaczających zbiornik Kolbudy II. ENERGA Elektrownie Straszyn sp. z o.o.

Transkrypt

1 Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego na terenach otaczających zbiornik Kolbudy II ENERGA Elektrownie Straszyn sp. z o.o.

2 Awarie zapór i wałów Górowo Iławeckie Gdańsk, Kanał Raduni 2000 Lipiec 2001 foto: Internet

3 Awarie zapór i wałów Niedów, Witka Świniary, Wisła Sierpień 2010 Maj 2010 foto: Internet

4 Awarie zapór i wałów Zbiornik Nowiec II Wrzesień 2010 Potok Strzyża foto: Internet

5 Hydrauliczne skutki awarii Gwałtowne zwiększenie parametrów przepływu (wydatku i napełnienia) w korycie i dolinie rzeki poniżej budowli Szkody materialne Zagrożenie życia ludzkiego

6 Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie Rozdział 2 - Usytuowanie budowli hydrotechnicznych i ich oddziaływanie na środowisko Dla każdej budowli piętrzącej określa się wielkość przepływu nienaruszalnego i dozwolonego poniżej budowli. 2. Dla budowli piętrzącej o wysokości piętrzenia przekraczającej 2,0 m lub tworzącej pojemność większą niż 0,2 mln m 3 wody określa się przebieg i zasięg fali wezbraniowej wywołanej zniszczeniem lub uszkodzeniem tej budowli. 3. Dla dolin i obszarów, na których fala wezbraniowa wywołana zniszczeniem lub uszkodzeniem budowli piętrzącej może spowodować zagrożenie życia lub straty w środowisku, zabytkach oraz infrastrukturze technicznej, należy: 1) zainstalować systemy ostrzegawcze sygnalizujące niebezpieczeństwo wtargnięcia fali wezbraniowej; 2) wykonać zabezpieczenia chroniące ludność, przemysł i zabytki; 3) wskazać drogi ewakuacyjne oraz opracować plany działań w razie katastrofy.

7 Lokalizacja Budowle piętrzące na rzece Raduni

8 Lokalizacja Węzeł wodny Elektrowni Bielkowo

9 Obliczenia symulacyjne Numeryczny (cyfrowy) model terenu (NMT) - rzeźba terenu - pokrycie i zagospodarowanie terenu Matematyczny model przepływu wody - jednowymiarowy - dwuwymiarowy

10 Numeryczny model terenu Okręgowe Przedsiębiorstwo Geodezyjno Kartograficzne OPGK - rzeźba terenu (założona rozdzielczość 1m) - ortofotomapa

11 Model rzeźby terenu

12 Współczynnik n 0,012 drogi, place 0,025 koryta, zbiorniki 0,035 pola, łąki 0,110 lasy, drzewa 0,150 - zabudowania Model pokrycia terenu

13 Współczynnik n 0,012 drogi, place 0,025 koryta, zbiorniki 0,035 pola, łąki 0,110 lasy, drzewa 0,150 - zabudowania Model pokrycia terenu

14 Dwuwymiarowy model przepływu U E G S 0 t x y h U uh vh uh vh 2 2, E u h 0. 5g h, G uvh uvh v h 0. 5g h 2 2 0, S g h S ox S fx g h S S oy fy rozwiązano metodą objętości skończonych

15 Etapy realizacji projektu Lokalizacja potencjalnych miejsc awarii (10) Przyjęcie parametrów wyrw Określenie hydrogramów wypływu przez wyrwy Generacja siatek numerycznych Obliczenia i interpretacja wyników (mapy)

16 Obwałowanie kanału derywacyjnego kopia mapy Kolbud z okresu przed wykonaniem obecnej zabudowy hydrotechnicznej digitalizacja cieków naniesienie na aktualną mapę miejsca przecięć starego koryta z prawym wałem (3) lokalizacja wskazana jaz Kolbudy

17 zapora_1 zapora_2 zapora_3 zapora_4 Zapory zbiornika Kolbudy II

18 Przyjęcie parametrów wyrw Zapory ziemne i narzutowe - przelanie przez koronę zapory a) b) _ c) 3 4 h h - przebicie hydrauliczne z erozją wewnętrzną korpusu zapory a) b) c)

19 Przyjęcie parametrów wyrw Wyrwy w obwałowaniu kanału derywacyjnego B = 10 m Z = 83,5 m npm

20 Przyjęcie parametrów wyrw Uszkodzenie jednego (środkowego) przęsła jazu Kolbudy B = 12 m Z = 82,0 m npm

21 Przyjęcie parametrów wyrw Wyrwy w zaporach zbiornika Kolbudy II B = 20 m Z = 84,0 m npm

22 H -H h-z Hydrogramy wypływu przez wyrwy Model Singha i Quirogi H 0 = 86,3 m npm korona zapory krawędź wyrwy po czasie t = 0 Z 0 H 0 0 b krawędź wyrwy po czasie t z poziom posadowienia zapory krawędź wyrwy po czasie T f H b

23 Hydrogramy wypływu przez wyrwy Ostatecznie, ze względu na cel modelowania (zagrożenie powodziowe najgorszy wariant) do obliczeń przyjęto: - dla wyrw w zaporach zbiornika Kolbudy II hydrogram uzyskany dla stałego dna wyrwy (Qmax = 105 m 3 /s) - dla wyrwy w korpusie jazu Kolbudy hydrogram uzyskany dla stałego dna wyrwy i dopływu WWQ (Qmax = 140 m 3 /s) - dla wyrw w obwałowaniu kanału derywacyjnego stały hydrogram Q = 22 m 3 /s

24 zapora_1 zapora_2 zapora_3 zapora_4 wie a_5 Siatki numeryczne

25 Symulacja awarii przykład t = 1 min

26 Symulacja awarii przykład t = 5 min

27 Symulacja awarii przykład t = 15 min

28 Symulacja awarii przykład t = 30 min

29 Symulacja awarii przykład t = 45 min

30 Symulacja awarii przykład t = 60 min

31 Symulacja awarii przykład t = 90 min

32 Mapy zagrożenia powodziowego Zasięgi i maksymalne głębokości zalewów Maksymalne prędkości zalewów Strefy czasowe zalewów

33 Podsumowanie Miejscowość Kolbudy leży w strefie zagrożenia powodziowego wynikającego z potencjalnego uszkodzenia jazu Kolbudy I oraz z możliwych przerwań obwałowania kanału derywacyjnego. Głębokość zalewu w dolinie rzeki Raduni może lokalnie przekraczać 4 m, a prędkość przepływu może być większa od 2 m/s. Cała zagrożona powodzią strefa może zostać zalana w czasie krótszym niż 15 minut od chwili awarii poszczególnych urządzeń wodnych. Łączna powierzchnia terenu zagrożonego katastrofalną powodzią w Kolbudach, uwzględniając wszystkie możliwe miejsca wystąpienia awarii (w granicach analizowanego zadania) może osiągnąć około 21 ha.

34 Podsumowanie Tereny zagrożone katastrofalnymi powodziami po uszkodzeniu którejś z zapór zbiornika Kolbudy II obejmują obszary obniżonego terenu leżące między zbiornikiem a doliną Raduni i zbiornikiem Straszyn. Oszacowana łączna powierzchnia strefy zagrożenia powodziowego wynosi około 315 ha. W strefie zagrożenia leżą miejscowości Lublewo i Bielkowo oraz Elektrownia Bielkowo. Na zagrożonych zalaniem terenach głębokość wody może lokalnie przekroczyć 4 m, a prędkość przepływu może być większa od 2 m/s.

35 Podsumowanie Zasadne wydaje się wykonanie map zagrożenia powodziowego wynikającego z potencjalnych awarii zabudowy hydrotechnicznej dla pozostałych stopni wodnych na Raduni Przeszkody techniczne w realizacji projektów - numeryczny model terenu - batymetria zbiorników