Rys. 1. Obszar Gdańskiego Węzła Wodnego

Transkrypt

1 Wojciech Majewski, Ewa Jasińska IBW PAN Gdańsk Tomasz Kolerski, Tomasz Olszewski GEOMOR Zagrożenia powodziowe Gdańska oraz proponowane zabezpieczenia w świetle powodzi w lipcu 2001 r. Gdańsk jest miastem o bardzo dużym zagrożeniu powodziowym pochodzącym z trzech różnych kierunków (od Wisły, morza i od wzgórz morenowych). Ostatnia powódź, jaka nawiedziła Gdańsk w lipcu 2001 r. w wyniku intensywnego opadu, spowodowała poważne straty społeczne i gospodarcze. W artykule przedstawiono w skrócie historię powodzi w Gdańsku oraz przebieg i skutki powodzi w 2001 r. Podano działania podjęte po tej powodzi w celu zabezpieczenia Gdańska i Żuław Gdańskich na wypadek podobnej sytuacji w przyszłości. Gdańsk i jego najbliższe otoczenie Żuławy Gdańskie, położone na zachód od głównego koryta Wisły, to obszar o największym zagrożeniu powodziowym w Polsce. Zagrożenie to może pochodzić z trzech kierunków. Kierunek pierwszy pochodzi od północy od Zatoki Gdańskiej przez Martwą Wisłę w wypadku wezbrań sztormowych i przerwania istniejących obwałowań. Na dopływach do Martwej Wisły, która w 1895 r. została odcięta od głównego koryta Wisły w Przegalinie, znajduje się wiele wrót przeciwsztormowych. Wrota te w sposób automatyczny zamykają się, gdy poziom wody od strony Martwej Wisły przewyższa poziom wody w ciekach do niej dopływających. Wrota przeciwsztormowe mają również zabezpieczać przed dopływem wód zasolonych z Martwej Wisły do cieków śródlądowych. Najważniejsze wrota przeciwsztormowe to Kamienna Grodza i Brama Żuławska znajdujące się na Opływie Motławy. Kierunek drugi pochodzi od wschodu, tj. od głównego koryta Wisły, w wypadku wysokich przepływów w Wiśle i przerwania obwałowań. Przy wysokich przepływach w Wiśle zwierciadło wody w jej ujściowym odcinku układa się znacznie powyżej otaczającego terenu i przerwanie wałów grozi ich szybkim zalaniem. Wysokie stany wody mogą być wywołane dużymi przepływami, ale również powstaniem zatorów Rys. 1. Obszar Gdańskiego Węzła Wodnego lodowych. Istotnym elementem jest to, że odwodnienie zalanego terenu nie nastąpi grawitacyjnie, tak jak w innych powodziach wzdłuż rzek, ale teren ten trzeba odwadniać przez odpompowanie wody. Taka sytuacja wystąpiła w 1945 r., kiedy wycofujące się wojska niemieckie wysadziły wały przeciwpowodziowe po obu stronach Wisły, powodując zalanie całych Żuław. Odwodnienie tego terenu zajęło wiele czasu. Trzeci kierunek zagrożenia pochodzi od zachodu, tj. od strony wzgórz morenowych. Są one ostatnio intensywnie urbanizowane przez Gdańsk, przez co utraciły swoją naturalną retencję. Strumienie spływające z tych wzgórz dopływają do kanału Raduni, który ma ograniczoną przepustowość. Został on wybudowany w XIV wieku i przebiega u podnóża wzgórz morenowych wzdłuż głównej drogi (Trakt Św. Wojciecha) prowadzącej do Gdańska od południa. Cała lewobrzeżna zlewnia kanału Raduni znajduje się na terenie wzgórz morenowych. Dotychczas uważano, że największe zagrożenia powodziowe Gdańska i Żuław mogą pochodzić od strony Martwej Wisły lub od głównego koryta Wisły. Inżynierowie hydrotechnicy w ostatnich latach zwracali uwagę na możliwość zagrożenia powodziowego od wzgórz morenowych. Ekstremalny opad desz- 260 Gospodarka Wodna nr 7/2006

2 czu na terenie zlewni kanału Raduni w lipcu 2001 r. wykazał w sposób widoczny to zagrożenie. Powodzie w Gdańsku w XIX wieku Gdańsk jest bardzo ważnym ośrodkiem administracyjnym, przemysłowym, naukowym i kulturowym (ludność 460 tys.). Jest znaczącym portem morskim oraz ośrodkiem turystyki, z pięknymi plażami wzdłuż Zatoki Gdańskiej. Miasto w przeszłości było często nawiedzane przez powodzie, które powodowały duże straty społeczne i gospodarcze. W większości były to powodzie zatorowe, tworzące się na Wiśle Gdańskiej, mającej bardzo skomplikowany układ przestrzenny. W 1829 r. powstał ogromny zator lodowy przy ujściu Wisły poniżej twierdzy Wisłoujście. Zator ten spowodował spiętrzenie wody i zalanie Gdańska do poziomu pierwszego piętra. Wisła przebiła się wtedy na zachód w kierunku Brzeźna, opływając Westerplatte. W 1840 r. olbrzymi zator w rejonie Wiślinki spowodował znaczne spiętrzenie Wisły, która przerwała pasmo wydm nadmorskich, tworząc nowe ujście zwane Wisłą Śmiałą. Wykonanie Przekopu Wisły w 1895 r. spowodowało zmniejszenie tego rodzaju zagrożeń powodziowych. Boczne ramię Wisły, tzw. Wisła Gdańska, zostało odcięte od głównego koryta śluzą żeglugową w Przegalinie. Dawna Wisła Gdańska nazywa się obecnie Martwą Wisłą, ze względu na znaczne ograniczenie przepływu (rys. 1). Gdański Węzeł Wodny Fot. 1. Widok kanału Raduni (Internet) Gdański Węzeł Wodny (GWW) tworzy system cieków, kanałów i rowów odwadniających. Od północy jest ograniczony Martwą Wisłą, od wschodu głównym korytem Wisły, a od zachodu Kanałem Raduni. Ważnymi rzekami GWW są Motława i Radunia. W Pruszczu Gdańskim od Raduni odgałęzia się kanał Raduni, wybudowany jeszcze w XIV wieku i prowadzący wodę do Gdańska. Kanał Raduni, Radunia i Motława są obwałowane, co chroni tereny w ich otoczeniu przed zalaniem. Radunia jest niewielką rzeką spływającą ze wzgórz morenowych o dużym stosunkowo zróżnicowaniu przepływu. Na początku XX wieku wybudowano na niej osiem małych elektrowni wodnych, które zaopatrywały Gdańsk w energię elektryczną. Elektrownie te pracują nadal. Obszar, na którym znajduje się GWW, jest płaski, nieco wzniesiony ponad poziom morza, a jego część stanowi nawet depresja. Obszar GWW pokazano na rys. 1. Strzałkami przedstawiono kierunki zagrożeń powodziowych. Kanał Raduni ma długość całkowitą 13,5 km i rozpoczyna się w Pruszczu Gdańskim. Na początku kanału w Pruszczu Gdańskim znajduje się mała elektrownia wodna o przełyku instalowanym 6,8 m 3 /s. Minimalny przepływ w kanale został określony na 1 m 3 /s. Kanał ten pokazano na fot. 1. Całkowita zlewnia kanału Raduni znajdująca się po jego lewej stronie ma powierzchnię 52,9 km 2. Na jej terenie znajdują się liczne cieki oraz system kanalizacji burzowej odprowadzający wodę do kanału. Stan techniczny kanału jest w wielu miejscach zły i wymaga szybkiego remontu oraz modernizacji. Jest to zabytek kultury technicznej. Rys. 2. Rozkład opadów w dniu 9 lipca 2001 r. w Gdańsku na tle zlewni kanału Gospodarka Wodna nr 7/

3 Rys. 3. Przerwania kanału Raduni i zalane tereny Do kanału Raduni dopływa kilka potoków (rys. 3), których przepływy w warunkach normalnych nie przekraczają 1 m 3 /s. Maksymalny przepływ w kanale szacuje się na ok. 20 m 3 /s i jego powiększenie nie jest możliwe w istniejących warunkach. Kanał odgrywa również rolę zbiornika retencyjnego, którego pojemność ponad normalny poziom napełnienia wynosi ok. 300 tys. m 3. Średni spadek kanału wynosi 0,5, a maksymalne napełnienie ok. 2,7 m. Kanał ma kontrolowany zrzut do Opływu Motławy i odpływ do Motławy. Kanał ma obwałowanie po prawej stronie i przebiega równolegle do głównej drogi dochodzącej do Gdańska od południa. Poziom wody w kanale w wielu miejscach jest wyższy od terenu po jego prawej stronie. Na tych terenach, będących częściowo w depresji, znajdują się stare dzielnice Gdańska: Orunia i Święty Wojciech. Przerwanie obwałowania kanału grozi zalaniem tych terenów. Fot. 2. Woda przelewająca się ponad koroną wału kanału Raduni (częściowo rozmyta skarpa odpowietrzna) (Internet) Opływ Motławy jest dawną fosą miejską i ma obszar ok. 20 ha, co pozwala na zmagazynowanie dodatkowo ok. 300 tys. m 3 wody. Dziś teren w otoczeniu Opływu stanowi obszar rekreacyjny. Opływ ma połączenie z Martwą Wisłą za pośrednictwem wrót przeciwsztormowych Brama Żuławska. Wrota przeciwsztormowe Kamienna Grodza łączą Opływ Motławy z głównym korytem Motławy. Głównym ciekiem GWW jest Motława, która przejmuje wody Kłodawy, Czarnej Łachy i Raduni. Motława dopływa do Opływu Motławy, a następnie poprzez wrota przeciwsztormowe Kamienna Grodza przepływa kilkoma odnogami przez Gdańsk. Pierwszy port gdański, z symbolicznym Żurawiem Gdańskim, był usytuowany nad Motławą. Obszar Żuław Gdańskich jest podzielony na wiele jednostek zwanych polderami. Są one odwadniane za pomocą pompowni. Przebieg powodzi w lipcu 2001 r. Powódź w lipcu 2001 r. w Gdańsku była typową miejską powodzią błyskawiczną (urban flash flood) spowodowaną intensywnym opadem deszczu na obszarze całej zlewni kanału Raduni. Szczegółowy opis przebiegu powodzi zamieszczono w Gospodarce Wodnej (Majewski, 2002). Średni roczny opad dla Gdańska wynosi ok. 600 mm, a średni opad dla lipca 68 mm. Przestrzenny rozkład opadu na terenie Gdańska w dniu 9 lipca pokazano na rys. 2. W ciągu 4 godzin popołudniowych 9 lipca 2001 r. opad wyniósł ok. 80 mm, podczas gdy suma dobowa osiągnęła 120 mm. Prawdopodobieństwo tego opadu oszacowano na 0,5 0,3% (raz na lat). W wyniku intensywnego opadu stoki wzgórz morenowych o dużym spadku w kierunku kanału Raduni, już intensywnie zagospodarowane (wyasfaltowane i wybetonowane powierzchnie), spowodowały gwałtowny spływ wody. Wstępnie oszacowano, że spływ wody do kanału w ciągu 4 godzin intensywnego opadu wynosił ok. 100 m 3 /s, przy przepustowości kanału 20 m 3 /s. W tej sytuacji nastąpiło szybkie wypełnienie kanału i przerwanie jego prawego obwałowania w 5 miejscach. Trudno jest stwierdzić czy przerwanie prawobrzeżnego wału było wynikiem uderzenia strumieni wody ze spływających cieków i wylotów kanalizacji burzowej czy przelaniem wody ponad koroną obwałowania. 262 Gospodarka Wodna nr 7/2006

4 Na fot. 2 pokazano obwałowanie kanału Raduni z przelewającą się wodą ponad jej koroną i częściowo rozmytą skarpą odpowietrzną, natomiast na fot. 3 to samo miejsce z rozmytym już wałem. Rozmycia obwałowania były całkowite, aż do jego podstawy (fot. 4). Przerwanie obwałowania spowodowało zalanie obszarów położonych wzdłuż kanału i głównej drogi prowadzącej do Gdańska od południa. Zlewnię kanału Raduni i miejsca przerwania kanału oraz zalane tereny w czasie powodzi w lipcu 2001 r. w Gdańsku pokazano na rys. 3. Zniszczenia w Gdańsku w czasie powodzi w lipcu 2001 r. były następujące. Główna droga prowadząca do Gdańska od zachodu (ul. Kartuska i Nowe Ogrody) zamieniły się w rwącą rzekę. Dworzec Główny został zalany, co spowodowało tygodniową przerwę w ruchu pociągów. Zapora czołowa zbiornika retencyjnego na potoku Strzyża została przerwana i cały zbiornik uległ opróżnieniu. Spowodowało to zatopienie ul. Słowackiego, która stała się rwącą rzeką, zalewając budynki i skrzyżowanie głównej drogi łączącej Gdańsk z Gdynią, co spowodowało przerwę w komunikacji między tymi miastami. Dzień później, tj. 10 lipca w nocy, zostało przerwane lewobrzeżne obwałowanie Kłodawy, co spowodowało zalanie znacznych terenów rolniczych na terenie wsi Cieplewo. Całkowite straty w infrastrukturze miasta wywołane powodzią zostały ocenione na 200 mln PLN. Dobytek ponad 300 rodzin został zniszczony, wiele domów uległo zalaniu a nawet zniszczeniu. Analiza wykonana po powodzi wykazała, że konieczne jest podjęcie następujących działań: zwiększenie retencji na obszarze zlewni kanału Raduni poprzez budowę zbiorników retencyjnych na potokach spływających ze wzgórz morenowych, remont i modernizacja kanału Raduni, wykonanie dodatkowych zrzutów z kanału Raduni, które w sposób kontrolowany odprowadzą nadmiar wody z kanału do Raduni lub Motławy, modernizacja wałów przeciwpowodziowych Raduni i Motławy tak, aby możliwe było przeprowadzenie przepływów maksymalnych. Fot. 3. Rozmyty prawobrzeżny wał kanału Raduni (to samo miejsce co na fot. 2) (Internet) Projekt ochrony przeciwpowodziowej Gdańska Po powodzi 2001 r. Regionalny Zarząd Gospodarki Wodnej w Gdańsku podjął działania mające na celu zabezpieczenie Gdańska przed wystąpieniem podobnej sytuacji w przyszłości (Majewski i in., 2003/4), a w szczególności w rejonie kanału Raduni (Nather i in., 2002). Analiza istniejącej sytuacji w obrębie miasta wskazuje, że nie ma możliwości podjęcia radykalnych zmian w układzie cieków i kanałów GWW. Utworzono konsorcjum czterech instytucji (Instytut Budownictwa Wodnego PAN w Gdańsku jako koordynator, Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Oddział Morski w Gdyni, Biuro Projektów Hydroprojekt Gdańsk oraz firma konsultingowa GEOMOR, Gdańsk). Miało ono rozwiązać ten problem. Podstawowe zadania projektu były następujące: szczegółowe pomiary wszystkich cieków wchodzących w skład GWW (przekroje poprzeczne i podłużne), analiza hydrologiczna GWW z połączeniem zmian stanów wody w morzu (Martwa Wisła), Fot. 4. Całkowicie rozmyty prawobrzeżny wał przeciwpowodziowy kanału Raduni (Internet) Gospodarka Wodna nr 7/

5 uwzględniono dane z pomiarów z krótszych okresów. Istotnym zagadnieniem było połączenie przepływów od strony lądu ze stanami wody w morzu (Martwa Wisła). W modelu oprócz cieków GWW i Martwej Wisły uwzględniono zlewnię kanału Raduni. Obliczenia hydrauliczne Rys. 4. Układ zbiorników retencyjnych, dodatkowych zrzutów z KR oraz dwóch polderów zalewowych opracowanie 1D modelu przepływu nieustalonego GWW opartego na MIKE 11 HD (DHI Water and Environment) z uwzględnieniem wszystkich konstrukcji hydrotechnicznych (jazy, progi, mosty), wykonanie obliczeń hydraulicznych dla różnych wariantów przepływów w GWW i przy różnych stanach wody w morzu, analiza wyników obliczeń i propozycja rozwiązań technicznych, Rys. 5. Układ zwierciadła wody na końcowym odcinku Raduni propozycja sieci pomiarowej stanów wody i opadów na obszarze GWW. Pomiary terenowe objęły ponad 250 przekrojów poprzecznych z uwzględnieniem istniejących konstrukcji hydrotechnicznych. Pomiary pozwoliły na uzyskanie aktualnych danych, które zostały wykorzystane do opracowania modelu matematycznego GWW. Analiza hydrologiczna objęła głównie dane z okresu , ale również Obliczenia hydrauliczne miały na celu: określenie maksymalnych przepływów w ciekach GWW przy obecnym stanie koryt i obwałowań, określenie układu zwierciadła wody dla przepływu miarodajnego i kontrolnego, określenie możliwości przeprowadzenia przepływów o prawdopodobieństwie 1% i 0,3% przy wzięciu pod uwagę możliwości dodatkowej pojemności w zbiornikach retencyjnych i dodatkowych zrzutów z kanału Raduni do Raduni i Motławy, określenie warunków hydraulicznych (przepływy i stany wody) w GWW w wypadku wystąpienia podwyższonych stanów wody w Martwej Wiśle i konieczności zamknięcia wrót przeciwsztormowych na Martwej Wiśle. Do obliczeń hydraulicznych wykorzystano opracowany 1D model przepływu nieustalonego. Model oparto na wykonanych w ramach projektu przekrojach poprzecznych i podłużnych. W modelu uwzględniono wszystkie istniejące budowle hydrotechniczne, jak mosty, progi, przelewy, obwałowania itp. Układ zbiorników na ciekach w zlewni kanału Raduni przyjęto z propozycji przygotowanej przez Gdańskie Melioracje (Nather i in., 2002). Ze względów topograficznych możliwe jest wykonanie jedynie niewielkich zbiorników o małej pojemności. W sumie przyjęto wykonanie 18 zbiorników o łącznej pojemności użytkowej 480 tys. m 3. Zbiorniki te będą również formą urozmaicenia krajobrazu. Jako konieczne uznano wykonanie dodatkowych zrzutów z kanału. Miejsca tych dodatkowych zrzutów zaproponowano, biorąc pod uwagę możliwości techniczne. Dwa zrzuty zaprojektowano w początkowej części kanału o maksymalnych wydatkach 7 i 13 m 3 /s. Zrzuty te będą odprowadzać wodę do Raduni płynącej tu równolegle w pobliżu kanału. Trzeci zrzut o maksymalnym wydatku 8,75 m 3 /s usytuowano w dolnej części kanału. Będzie on odprowadzać wodę do koryta Motławy. Ostatni czwarty zrzut jest powiększe- 264 Gospodarka Wodna nr 7/2006

6 niem o 6,2 m 3 /s istniejącego już zrzutu do Opływu Motławy w km 2,7, do wartości przepływu 18,2 m 3 /s. Na wypadek pojawienia się ekstremalnej sytuacji hydrologicznej przewyższającej prawdopodobieństwo przyjętych do obliczeń przepływów zaprojektowano dwa poldery zalewowe usytuowane na prawym i lewym brzegu Motławy na terenach przewidzianych w planach zagospodarowania miasta do użytkowania rolniczego. Układ zbiorników retencyjnych, usytuowanie dodatkowych zrzutów z kanału oraz lokalizację polderów pokazano na rys. 4. Przykładowy wynik obliczeń hydraulicznych dla końcowego 13 km odcinka Raduni pokazano na rys. 5. Na rysunku pokazano układ dna, zwierciadła wody, prawego i lewego obwałowania oraz zmianę natężenia przepływu na długości rzeki. Na prawej osi pionowej zaznaczone są przepływy, natomiast na osi pionowej lewej przedstawiono rzędne zwierciadła wody. Obliczenia wykonano dla wyjściowego przepływu w km 13 równego 54 m 3 /s. Z pierwszego zrzutu z kanału Raduni dopływa 7 m 3 /s, natomiast drugi zrzut zwiększa przepływ w Raduni o dalsze 13 m 3 /s i w ten sposób natężenie przepływu Raduni przy ujściu do Motławy (km 0) osiąga wartość 74 m 3 /s. Przepływ ten mieści się w istniejących obwałowaniach. W kilku miejscach górnego biegu Raduni obwałowania Raduni dla tego przepływu są zbyt niskie. Obliczenia wykazały więc, że w tych miejscach wały przeciwpowodziowe muszą być podwyższone. Wrota przeciwsztormowe Rys. 6. Zmiana poziomów wody po obu stronach wrót przeciwsztormowych Rys. 7. Stany wody po obu stronach wrót przeciwsztormowych Opływ Motławy, stanowiący dawną fosę obronną Gdańska, jest zasilany wodami Motławy oraz wodami ze zrzutu z kanału Raduni. Odpływ wód z Opływu Motławy odbywa się poprzez wrota przeciwsztormowe Kamienna Grodza i Brama Żuławska (rys. 1). Opływ Motławy powstał w latach jako jeden z elementów obronnych Gdańska i stanowi obecnie wspaniały zabytek sztuki inżynierskiej oraz miejsce rekreacji. Wschodnia odnoga Opływu ma bezpośredni kontakt z Martwą Wisłą, poprzez wrota przeciwsztormowe zwane Bramą Żuławską (szerokość 20 m). Część wód Motławy przepływa przez zabytkowy stopień Kamienna Grodza, wyposażony również we wrota przeciwsztormowe. Łączy się dalej z Martwą Wisłą po przepłynięciu historycznej gdańskiej Starówki. Szerokość tych wrót wynosi 8,75 m. Zachodnia odnoga Opływu przejmuje odpływ ze zrzutu syfonowego z kanału Raduni. Krytyczna sytuacja powstaje, kiedy w wyniku wzrostu poziomu wody w Martwej Wiśle (już o 2 cm) zamykają się wrota przeciwsztormowe i dopływająca od strony lądu woda spiętrza się najpierw w Opływie Motławy, a następnie tworzy cofkę na Motławie i ciekach do niej dopływających. Maksymalny dopuszczalny poziom wody w Opływie Motławy wynosi 1,30 m n.p.m. Obliczenia hydrauliczne wykonano za pomocą modelu przepływu nieustalonego MIKE 11 HD, odtwarzając działanie wrót przeciwsztormowych. Stany wody w Martwej Wiśle odtwarzano na podstawie opracowanych krzywych spiętrzeń o różnym prawdopodobieństwie (Jasińska, 2002). Dopływ wód do Opływu Motławy określano albo jako konkretną wartość przepływu, albo jako przepływ o określonym prawdopodobieństwie. Charakterystyczne parametry dla spiętrzeń to: maksymalna rzędna zwierciadła wody, czas osiągnięcia tej rzędnej oraz czas powrotu do stanu wyjściowego. Rozpatrywano spiętrzenia w Martwej Wiśle o prawdopodobieństwie H p od 0,3% do 10%. Dla prawdopodobieństwa H p = 0,3% maksymalny poziom wody osiąga rzędną 1,50 m, a czas narastania tego stanu wynosi 16 godz. Gospodarka Wodna nr 7/

7 Rys. 8. Stany wody i przepływ przez Bramę Żuławską Na rys. 6 pokazano sytuację w Martwej Wiśle dla H p = 0,3% i dopływem Motławy 12 m 3 /s. Czas zamknięcia wrót przeciwsztormowych wyniósł 30 godz. Jest to czas, po którym nastąpiło wyrównanie stanów wody po obu stronach wrót. Wyrównanie poziomów wody nastąpiło na rzędnej 0,87 m. Na rys. 7 pokazano analogiczną sytuację zmian poziomów wody w Martwej Wiśle dla H p = 0,3% i dopływu od strony lądu Q = 30 m 3 /s. W tym wypadku wyrównanie poziomów wody po obu stronach wrót nastąpiło po 21 godzinach i w konsekwencji otwarcie wrót. Wyrównanie poziomów wody nastąpiło jednak na wyższej rzędnej 1,29 m, to jest w pobliżu maksymalnej dopuszczalnej rzędnej zwierciadła wody w Opływie Motławy wynoszącym 1,30 m. Przepływy przez wrota przeciwsztormowe Stany wody występujące na Opływie Motławy mają istotne znaczenie ze względu na położenie zwierciadła wody w stosunku do korony obwałowań. Z punktu widzenia hydrotechnicznego istotne są również natężenia przepływów, jakie wystąpią w przekroju wrót przeciwsztormowych. Obliczenia wykonano dla różnych kombinacji stanów wody w Martwej Wiśle i dopływu do Opływu Motławy. Obie te wielkości ujęto w formie prawdopodobieństw pojawienia się Q p i H p. Przykładowe wyniki obliczeń pokazano na rys. 8 i 9. Na rys. 8 pokazano zmiany stanów wody w Opływie Motławy dla dopływu wody od strony lądu o prawdopodobieństwie p = 0,3% i jednocześnie występującym spiętrzeniu w Martwej Wiśle o prawdopodobieństwie p = 10%. Daje to maksymalną rzędną zwierciadła wody 0,9 m oraz całkowity czas spiętrzenia ok. 24 godzin. Jak wynika z obliczeń, stan wody w Opływie Motławy jest cały czas wyższy niż w Martwej Wiśle i wrota są otwarte. Natężenie przepływu przez Bramę Żuławską, w zależności od różnicy poziomów po obu stronach wrót, zmienia się w granicach od 35 do 55 m 3 /s. Maksymalny stan wody w Opływie Motławy wynosi 1,05 m. Maksymalne natężenie przepływu występuje przy różnicy poziomów wody ok. 0,30 m. Na rys. 9 pokazano przebieg stanów wody po obu stronach wrót Kamienna Grodza przy spiętrzeniu w Martwej Wiśle o prawdopodobieństwie 0,3% i dopływie od strony lądu zbliżonym do średniego rocznego. Stan wody w Martwej Wiśle osiąga maksymalną wartość 1,5 m. W tej sytuacji następuje zamknięcie wrót na okres 21 godzin. Otwarcie wrót następuje przy rzędnej zwierciadła wody 1,28 m. Maksymalne natężenie przepływu osiąga wartość ok. 25 m 3 /s po kilku godzinach od momentu otwarcia wrót przy różnicy poziomów wody ok. 0,18 m. Podsumowanie Rys. 9. Zmiany stanów wody po obu stronach wrót i przepływ przez wrota Kamienna Grodza Przedstawione informacje wskazują, że Gdańsk jest miastem o bardzo dużym zagrożeniu powodziowym. Ostatnia powódź miejska o charakterze błyskawicznym przyniosła olbrzymie straty materialne i społeczne. Po powodzi RZGW w Gdańsku podjął inicjatywę opracowania planu zabezpieczeń obszaru wzdłuż kanału Raduni przed podobną sytuacją jak ta z lipca 2001 r. Konsorcjum składające się z 4 instytucji przeprowadziło na szeroką skalę 266 Gospodarka Wodna nr 7/2006

8 badania, które pozwoliły na przedstawienie propozycji zabezpieczeń przeciwpowodziowych GWW w wypadku pojawienia się opadu o dużej intensywności. Zaproponowano następujące działania. Konieczna jest modernizacja i udrożnienie kanału Raduni, ze szczególnym uwzględnieniem prawobrzeżnego obwałowania. Sprawa jest trudna, bowiem KR stanowi zabytek kultury technicznej, a jego brzegi są porośnięte licznymi drzewami i krzewami. Ze względu na przebieg kanału na terenie miejskim nie ma możliwości wykonania większych zmian w jego układzie przestrzennym. Niezbędne jest wybudowanie 18 zbiorników retencyjnych na potokach znajdujących się na obszarze zlewni kanału w celu czasowego zatrzymania wody pochodzącej z nagłego opadu deszczu. Wybudowanie zbiorników retencyjnych nie jest w stanie ograniczyć dopływu wody do kanału do takiego przepływu, który kanał jest w stanie bezpiecznie przeprowadzić. Dlatego niezbędne jest wykonanie kontrolowanych zrzutów bocznych z kanału do Raduni i Motławy, które zabezpieczą przed przepełnieniem kanału i przerwaniem prawego obwałowania. Trudno jest przewidzieć wystąpienia w przyszłości wszystkich niekorzystnych warunków hydrologiczno- -meteorologicznych i dlatego zaproponowano utworzenie na terenach użytkowanych rolniczo dwóch polderów zalewowych po prawej i lewej stronie dolnego biegu Motławy. Poldery te będą wyposażone w niezbędne urządzenia przelewowe i odwadniające. Na podstawie analizy przestrzennego układu cieków GWW zaproponowano system punktów pomiaru opadów i stanów wody, wraz ze sposobem gromadzenia tych danych i ich analizy. Zaproponowane rozwiązania hydrotechniczne są skomplikowane pod względem inżynierskim oraz kosztowne i wymagają długiego czasu oraz konsekwencji w ich realizacji. Szczególnie trudny problem hydrauliczny na obszarze Opływu Motławy stanowią wrota przeciwsztormowe. Efekt ich działania sprawdzono za pomocą modelu matematycznego przepływu w GWW. Podwyższone stany wody w Zatoce Gdańskiej, trwające długi okres, mogą stanowić problem W artykule tym na str. 97 w tabeli pod hasłem Ruch wody w rzece znajduje się następujące stwierdzenie: ruch laminarny (gładka powierzchnia wody) lub turbulentny (powierzchnia zmarszczona) Jest to stwierdzenie niezgodne z zasadami hydrauliki. O tym czy mamy do czynienia z ruchem laminarnym czy turbulentnym decyduje wartość liczby Reynoldsa (Re), a nie stan powierzchni wody. Liczba Reynoldsa dla przepływu w korytach otwartych jest definiowana następująco: przy jednoczesnym dużym dopływie wody ze strony lądowej. Po pięciu latach od momentu pamiętnej powodzi opadowej w Gdańsku można stwierdzić, że postęp zaproponowanych prac hydrotechnicznych jest bardzo wolny i gdyby pojawił się opad o podobnym natężeniu i czasie trwania jak w lipcu 2001 r. mielibyśmy bardzo podobną sytuację powodziową. LITERATURA gdzie: V prędkość średnia (m/s), R promień hydrauliczny (m), ν kinematyczny współczynnik lepkości (m 2 /s). Liczba Reynoldsa jest bezwymiarowa. Gdy wartość liczby Reynoldsa jest większa od 4000 przepływ jest turbulentny, gdy wartość ta jest mniejsza od 2000 przepływ jest la- V4R Re = ν 1. E. JASIŃSKA, 2002, Hydrologia i hydrodynamika Martwej Wisły i Przekopu Wisły, Wydawnictwo IBW PAN, Gdańsk. Uwagi do artykułu pt. Terminologia stosowana w badaniach hydromorfologicznych rzek (Gospodarka Wodna, nr 3/2006 str ) minarny. Dla wartości między 2000 i 4000 przepływ może być laminarny, bądź turbulentny (strefa przejściowa). Dla koryt otwartych o szerokości (B) większej lub równej 10 głębokościom średnim (tzw. szerokie koryto) promień hydrauliczny może być zastąpiony średnią głębokością, która jest prawie identyczna w takim wypadku z promieniem hydraulicznym. Kinematyczny współczynnik lepkości wody zmienia się wraz z temperaturą dla 4 C ν = 1, m 2 /s, dla 10 C ν = 1, m 2 /s, a dla 20 C ν = 1, m 2 /s. Przepływ w rzekach, a nawet w małych strumieniach, jest prawie zawsze turbulentny. Jeżeli weźmiemy dla przykładu mały strumień o szerokości 3 m i średniej głębokości 0,2 m, z wodą płynącą o temperaturze 10 C i z małą prędkością 0,2 m/s, to otrzymamy wartość liczby Re = , a więc dużo więcej niż Mamy więc bezwzględnie do czynienia z przepływem turbulentnym. Wojciech Majewski 2. W. Majewski, 2002, Powódź w Gdańsku w lipcu 2001 r. Gosp. Wodn. nr W. Majewski i in., 2003/2004, Model rozrządu wód Węzła Gdańskiego dla zabezpieczenia przeciwpowodziowego zlewni rzeki Martwej Wisły (Żuławy Gdańskie i miasto Gdańsk), SYNTEZA System sterowania przepływem wód powodziowych w Węźle Gdańskim. Opracowanie wewnętrzne IBW PAN, Gdańsk. 4. M. Nather i in. 2002, Program inwestycyjny, zabezpieczenie przeciwpowodziowe miasta Gdańska od wód ze zlewni Kanału Raduni, Opracowanie wewnętrzne Gdańskie Melioracje, Gdańsk. Gospodarka Wodna nr 7/