Ochrona przed powodzią. Temat: Środki ochrony przed powodzią

Transkrypt

1 Ochrona przed powodzią Temat: Środki ochrony przed powodzią

2 Zgodnie z obecnie stosowaną w Dyrektywie Powodziowej oraz Prawie Wodnym terminologią środki stosowane w celu ograniczenia ryzyka powodzi dzielimy na: Środki techniczne (dotychczas stosowane w ochronie przeciwpowodziowej) tzw. Środki nietechniczne

3 Do Środków nietechnicznych zaliczamy działania zmierzające do: 1. Zahamowania wzrostu ryzyka powodziowego 1.1. Utrzymanie oraz zwiększanie istniejącej zdolności retencyjnej zlewni w regionie wodnym w tzw. obiektach małej retencji: retencja naturalna (w dolinach rzecznych, mokradłach lasach), zwiększanie retencji na obszarach rolnych i zurbanizowanych Wyeliminowanie, unikanie wzrostu zagospodarowania na obszarach szczególnego zagrożenia powodzią: zakaz budowy obiektów infrastrukturalnych, zagrażających środowisku, obiektów prywatnych i użyteczności publicznej Określenie warunków możliwego zagospodarowywania obszarów chronionych obwałowaniami Unikanie wzrostu oraz określenie warunków zagospodarowania na obszarach o niskim (p = 0,2%) prawdopodobieństwie wystąpienia powodzi.

4 Do Środków nietechnicznych zaliczamy działania zmierzające do: 2. Obniżenie istniejącego ryzyka powodziowego 2.1. Ograniczenie istniejącego zagospodarowania: zmiana zagospodarowania terenu, wykup gruntów i budynków, likwidacja lub zmiana funkcji obiektów Ograniczenie wrażliwości obiektów i społeczności: modernizacja istniejących budynków (uszczelnianie, stosowanie materiałów wodoodpornych), budowa i usprawnianie lokalnych systemów ostrzegania, doskonalenie planów zarządzania kryzysowego, opracowanie instrukcji zabezpieczania i postępowania w czasie powodzi dla obiektów prywatnych, publicznych i zagrażających środowisku.

5 Do Środków nietechnicznych zaliczamy działania zmierzające do: 3. Poprawa systemu zarządzania ryzykiem powodziowym 3.1. Doskonalenie prognozowania i ostrzegania o zagrożeniach meteorologicznych i hydrologicznych, 3.2. Doskonalenie skuteczności reagowania ludzi, firm i instytucji publicznych, 3.3. Doskonalenie skuteczności odbudowy i powrotu do stanu sprzed powodzi, 3.4. Wdrożenie i doskonalenie skuteczności analiz popowodziowych, 3.5. Budowa instrumentów prawnych i finansowych zniechęcających lub skłaniających do określonych zachowań zwiększających bezpieczeństwo powodziowe, 3.6. Budowa programów edukacyjnych poprawiających świadomość i wiedzę na temat źródeł zagrożenia powodziowego i ryzyka powodziowego.

6 Środki techniczne: Środki ochrony czynnej Środki ochrony biernej Zmniejszają wysokość fali wezbraniowej i redukują wielkość przepływów: Poldery Suche zbiorniki Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Obiekty małej retencji Retencyjne przysposobienie zlewni Wpływają na bezpieczne odprowadzenie wód wielkich: Wały przeciwpowodziowe Regulacja rzek Kanały ulgi

7 Lokalizacja: Poldery Obecnie niechronione doliny rzek nizinnych; Mogą być również budowane na odcinkach dolin obecnie chronionych wałami. Polder we Frankfurcie nad Odrą Poldery sterowane (posiadają budowle wpustową i upustową z zamknięciami) - wykorzystywane w przypadku zagrożenia zalaniem w dole rzeki: terenu doliny nie chronionej lub przelania się wody przez wały Poldery przepływowe - zalewane w czasie każdego wezbrania, gdy poziom wody przekracza rzędną stałego przelewu bocznego

8 Poldery Poldery w dolinie Odry po stronie niemieckiej, zalane wodą w czasie powodzi w lipcu 1997 roku Polder we Wrocławiu w lipcu 1997 roku

9 Poldery Proponowane w 1998 roku lokalizacje polderów na odcinku Wisły od ujścia Sanny do ujścia Pilicy: Powierzchnia 56,6 km 2 Pojemność mln m 3 Pojemność ta stanowi ok. 3 % objętości fali powodziowej p = 1 % Według koncepcji lokalizacji polderów z lat 60-tych XX wieku: Powierzchnia 97,6 km 2 Pojemność mln m 3 Redukcja fali p = 0,1% w Warszawie o 0,88 m

10 Poldery Proponowane lokalizacje polderów na środkowej Wiśle Miejsce przerwania wału w 2001 roku Wariant 1 tzw. mały Polder Chodelski

11 Miejsce przerwania wału w 2001 roku Poldery Proponowana lokalizacja Polderu Chodelskiego Wariant 2 duży polder

12 Poldery Obecne zagospodarowanie terenu Polderu Chodelskiego

13 Rzędna zw. wody (m n.p.m.) Środki techniczne ochrony czynnej Polder przepływowy Wpływ działania polderu Chodelskiego na układ zwierciadła wody w korycie Wisły - fala z 1980 roku Obniżenie zw.wody średnio o 0,39 m km Wisły Wzrost zw.wody średnio o 0,44 m WW z 1980r. bez polderu Lewy brzeg dno - Wisła WW z 1980r. z polderem Prawy brzeg dno - polder

14 Rzędna zw. wody (m n.p.m.) Środki techniczne ochrony czynnej Polder sterowany Profil podłużny polderu Chodelskiego Statyczny poziom zw.wody Odległość od wlotu do polderu w km 328,7 Wisły (m) Prawy brzeg (korona wału) Rzędna dna - polder Rzędna wody - polder przepływowy Rzędna wody - piętrzenie na polderze

15 Rzędna zw. wody (m n.p.m.) Środki techniczne ochrony czynnej Profil podłużny polderu Chodelskiego Statyczny poziom zw.wody Przegrody z upustami Odległość od wlotu do polderu w km 328,7 Wisły (m) Prawy brzeg (korona wału) Rzędna dna - polder Rzedna wody - piętrzenie II Rzędna wody - polder przepływowy Rzędna wody - piętrzenie I Rzędna wody - piętrzenie III

16 Rzędna [m npm] Środki techniczne ochrony czynnej 136 Wpływ robót konserwacyjnych na zmianę profilu podłużnego wody wielkiej z 1980 r. na odcinku Wisły km 328,7-355,3 (bez polderu Chodelskiego) Średnie obniżenie zw.wody o 0,36 m km Wisły wsp. szorst. n - wg pomiarów Lewy brzeg (korona wału) wsp. szorst. n - zmniejszony Prawy brzeg (korona wału)

17 Lokalizacja: doliny posiadające duże spadki poprzeczne i podłużne, Suche zbiorniki wąskie doliny, dające się przegrodzić stosunkowo krótką zaporą czołową (czasami stosuje się również zapory boczne), odpowiednie użytkowanie terenu (można je częściowo zmieniać).

18 Cechy: zbiornik jednozadaniowy służy tylko do ochrony przed powodzią, w zaporze czołowej jest umieszczony upust denny i przelew powierzchniowy oba urządzenia nie posiadają zamknięć, powierzchnia zalewu i objętość zgromadzonej wody zależy od wielkości fali wezbraniowej (powodziowej) Suche zbiorniki suchy zbiornik działa automatycznie wypełnia się podczas każdego wezbrania, gdy przepływy przekraczają wydatek upustu.

19 Cechy: doliny posiadające duże spadki poprzeczne i podłużne, wyraźnie wykształcone, wąskie doliny, dające się przegrodzić stosunkowo krótką zaporą czołową (czasami stosuje się również zapory boczne), odpowiednie użytkowanie terenu (można je częściowo zmieniać). Suche zbiorniki Suchy zbiornik działa automatycznie wypełnia się podczas każdego wezbrania, gdy przepływy przekraczają wydatek upustu.

20 Suche zbiorniki

21 Suche zbiorniki Widok suchego zbiornika w Windsor (Anglia)

22 Suche zbiorniki Suchy zbiornik Messnitbach (Austria) Poziom wody 100-letniej

23 Suche zbiorniki Suchy zbiornik Messnitbach (Austria) Widok budowli od strony WD Widok budowli od strony WG Widok doliny poniżej zbiornika

24 Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne stale retencjonują wodę Podział pojemności retencyjnej w zbiorniku wielozadaniowym MaxPP NPP Przelew pow. Poj. użytkowa MinPP Upust denny Całkowita retencja przeciwpowodziowa: R ppow = R s + R f + R p + R w R s pojemność retencyjna stała R f poj. retencyjna forsowana R p poj. retencyjna przypadkowa R w poj. retencyjna wymuszona

25 Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Widok zbiornika wodnego w Czorsztynie Redukcja fali powodziowej w lipcu 1997 roku

26 Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Działanie zbiornika Mietków w czasie powodzi w 1997 roku

27 Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Zalana dolina poniżej zbiornika Nysa w czasie II fali powodziowej w 1997 roku

28 Środki techniczne: Środki ochrony czynnej Środki ochrony biernej Zmniejszają wysokość fali wezbraniowej i redukują wielkość przepływów: Poldery Suche zbiorniki Wielozadaniowe zbiorniki retencyjne Obiekty małej retencji Retencyjne przysposobienie zlewni Wpływają na bezpieczne odprowadzenie wód wielkich: Wały przeciwpowodziowe Regulacja rzek Kanały ulgi

29 Obiekty małej retencji

30 Retencyjne przysposobienie zlewni Retencyjne przysposobienie zlewni polega na stosowaniu różnego rodzaju zabiegów mających na celu: zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego i retencji gruntowej, opóźnianie odpływu wody siecią rzeczną, co powoduje wzrost retencji wód powierzchniowych w korytach i dolinach rzecznych oraz zbiornikach przepływowych

31 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: Zabiegi leśne: zalesienia, zmiana struktury lasów, tworzenie pasów zadrzewień śródpólnych; Zabiegi rolnicze: zmiana struktury upraw, głębokie orki, orka wzdłuż warstwic, tarasowanie zboczy, poprawianie retencji wodnej gleb (wzrost zawartości próchnicy);

32 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: Stosowanie przepuszczalnych nawierzchni dróg lokalnych, parkingów, chodników, itp.

33 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: Odprowadzanie wód opadowych z dachów do zagłębień terenowych

34 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: odprowadzanie wód opadowych z dachów do zbiorników podziemnych Zbiorniki retencyjno-rozsączające

35 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: odprowadzanie wód opadowych z dachów do zbiorników podziemnych Zbiornik retencyjno-rozsączających ze skrzynek typu Azura

36 Retencyjne przysposobienie zlewni Zmniejszenie odpływu powierzchniowego z jednoczesnym zwiększeniem odpływu gruntowego można uzyskać poprzez: odprowadzanie wód opadowych z dachów do zbiorników powierzchniowych Niecka filtracyjna do gromadzenia wód opadowych

37 Retencyjne przysposobienie zlewni Budowa zbiorników na ścieki opadowe odprowadzane z dróg, ulic, parkingów Przed odprowadzeniem ścieków opadowych do gruntu lub odbiornika wód powierzchniowych wymagane jest ich oczyszczenie za pomocą osadników i separatorów olejowych.

38 Retencyjne przysposobienie zlewni tworzenie tzw. zielonych dachów (ogrodów na dachach budynków, wykorzystujących wody opadowe);

39 Retencyjne przysposobienie zlewni Opóźnianie odpływu wody siecią rzeczną osiąga się poprzez: podpiętrzanie jezior i stawów przepływowych renaturyzację rzek, dolin, terenów bagiennych

40 Retencyjne przysposobienie zlewni Renaturyzacja rzeki Skjerne (Dania)

41 Retencyjne przysposobienie zlewni Renaturyzacja doliny rzeki Ren w rejonie Driel (Holandia) Przywracanie naturalnej retencji dolinowej

42 Retencyjne przysposobienie zlewni Renaturyzacja rzeki Ren (Holandia) Zwiększanie retencji korytowej (dolinowej)

43 Retencyjne przysposobienie zlewni Cel: Rzeka Odra Projekt Domaszków-Tarchalice (2007+) przesunięcie 7,5 km wałów - poszerzenie międzywala i uzyskanie około 600 ha terenu dla dodatkowej retencji przeciwpowodziowej rewitalizacja ekosystemów nadrzecznych

44 Retencyjne przysposobienie zlewni Należy bezwzględnie zachować zdolności retencyjne naturalnych dolin rzecznych niedopuszczać do budowy wałów lub innych zabezpieczeń

45 Środki techniczne ochrony biernej Zapewnienie odpowiednich warunków przepływu wód wielkich można osiągnąć poprzez: dostosowanie przepustowości koryta głównego do rolniczego użytkowania doliny i innych wymagań gospodarczych, likwidację miejsc zatorogennych (sprzyjających powstawaniu zatorów lodowych). Cele te osiągamy poprzez Regulację rzeki W przypadku niewystarczającej przepustowości koryta głównego stosujemy Wały przeciwpowodziowe Kanały ulgi

46 Środki techniczne ochrony biernej Regulacja rzek Wały przeciwpowodziowe Maksymalna przepustowości koryta głównego Q p gdzie p = % W dolinach intensywnie zagospodarowanych (zabudowa mieszkaniowa, obiekty przemysłowe i infrastruktury technicznej) często konieczne jest obwałowanie obszar międzywala tworzy koryto wód wielkich.

47 Środki techniczne ochrony biernej Regulacja rzek Maksymalna przepustowości koryta głównego Q brzeg Q p%

48 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe Zmiany zagospodarowania doliny w wyniku budowy wału przeciwpowodziowego Przekrój A - A 1. Dolna naturalna małe straty powodziowe 2. Wykonanie wału 3. Zabudowa terenu 4. Duże straty powodziowe w przypadku przerwania wału Przekrój A - A

49 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe Przy projektowaniu szerokości Dolina międzywala, zalewowa dla warunków przepływu miarodajnego należy spełniać następujące wymagania: Maksymalne spiętrzenie wody: 0,15t o H 0,3t o Dolina zalewowa Maksymalny wzrost prędkości: Taras 0,1V nadzalewowy o V 0,2V o Gdzie t o i V o odpowiednio średnia głębokość i prędkość przy Q miar w korycie głównym przed obwałowaniem. H

50 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe Projektowana szerokość międzywala Mokradło Wały cofkowe Śluza wałowa, pompownia Wzniesienie Starorzecze

51 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe Szerokość międzywala na odcinku Wisły od ujścia Pilicy do ujścia Narwi

52 rzędna wody [m n. p. m.] Środki techniczne ochrony biernej Wpływ obwałowania i regulacji rzeki Rozkład prędkości przy Q 1% = 7214 m 3 /s Zmiany rzędnych wody na wodowskazie Warszawa przy przepływie średnim niskim SNQ = 212 m 3 /s Gutry-Korycka i in. 2006, Model 2D CCHE2D czas

53 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe Dno rzeki w Dno rzeki w Zmiany erozyjne profilu podłużnego Wisły w Warszawie

54 Środki techniczne ochrony biernej Wały przeciwpowodziowe

55 Środki techniczne ochrony biernej Kategoria Wielkość ryzyka Występowanie I II III Wielkość ryzyka powodzi według Mioduszewskiego (2005) ze zmianami Bardzo wysokie zagrożenie życia, zniszczenia budynków mieszkalnych i gospodarczych oraz obiektów infrastruktury Umiarkowane straty głównie w rolnictwie i obiektach infrastruktury Niskie niewielkie straty ekonomiczne, miejscowe uszkodzenia obiektów infrastruktury Obwałowane rzeki w miastach i terenach zamieszkanych, zabudowane doliny pozbawione ochrony Doliny chronione lub doliny pozbawione ochrony użytkowane rolniczo, brak zabudowy mieszkaniowej i gospodarczej Pozbawione ochrony doliny rzeczne pokryte roślinnością (lasy, mokradła, użytki zielone), obiekty infrastruktury o znaczeniu lokalnym

56 Środki techniczne ochrony biernej Regulacja rzek Zwiększenie przepustowości koryta rzeki Widok w planie koryta rzeki meandrującej Likwidacja miejsc zatorogennych Koryto rzeki roztokowej Koryto rzeki meandrującej Przekrój poprzeczny koryta

57 Środki techniczne ochrony biernej Regulacja rzek Zwiększenie przepustowości koryta rzeki Likwidacja miejsc zatorogennych

58 Środki techniczne ochrony biernej W wyniku regulacji rzeki: poprawiają się warunki spływu lodów, większe głębokości wody w korycie wód średnich i niskich umożliwiają bezpieczną pracę lodołamaczy

59 Środki techniczne ochrony biernej Kanały ulgi Kanał ulgi w Opolu

60 Projektowany suchy zbiornik Racibórz