Ochrona przed powodzią. Wały przeciwpowodziowe

Transkrypt

1 Ochrona przed powodzią 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 szerokość b p [m] 4,5 8,5 14,0 19,0

5 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 Klasa wału I II III IV Bezpieczne wzniesienie korony δ [m] 1,3 1,0 0,7 0,5

6 Wymiary wału mogą ulec zmianie na podstawie wyników obliczeń: filtracji wody przez wał stateczności wału Charakter przepływu filtracyjnego: filtracja ustalona filtracja nieustalona Filtracja ustalona występuje gdy czas trwania wezbrania T w jest: dłuższy od czasu przesiąkania T p wody przez wał dłuższy od czasu ustalenia T u krzywej filtracji T w > T p i T w > T u

7

8 Filtracja nieustalona występuje gdy czas trwania wezbrania T 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 dłuższy od czasu przesiąkania T p ale jednocześnie krótszy od czasu ustalenia T u krzywej filtracji T w > T p i T w < T u

9 Ochrona korpusu wału przed skutkami filtracji w przypadku wypływu wody na skarpę odpowietrzną Rów przywałowy do zbierania wód filtracyjnych

10 Ochrona 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

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

12 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.

13 Uszczelnienie wału zmniejszenie nadmiernej filtracji przez korpus wału posadowionego na gruncie słaboprzepuszczalnym Ekran uszczelniający obecnie wykonywany z geomembrany lub maty bentonitowej (rodzaj iłu) Rdzeń uszczelniający obecnie wykonywany z geomembrany bentonitu lub mieszanki bentonitu z cementem

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

15 Uszczelnienie wału posadowionego na gruncie przepuszczalnym Ekran z maty bentonitowej

16 Zabezpieczenie skarpy odwodnej wału przed krą

17 Zabezpieczenie skarpy odwodnej wału przed krą Narzut kamienny w płotkach faszynowych na geowłókninie

18 Urządzenia wbudowane lub połączone z wałem Obwałowania powodują utrudnienia w komunikacji oraz regulacji stosunków wodnych na zawalu. W celu złagodzenia tych niedogodności wały muszą być wyposażone w: przepusty wałowe pompownie przelewy (na obszarach polderów) przejazdy, schody

19 Przepusty wałowe służą do grawitacyjnego odprowadzania wody z rowów odwadniających dolinę oraz z mniejszych rzek - dopływów rzeki głównej.

20 Pompownie wałowe w okresie przepływu wód wielkich służą do przerzutu wód z zawala (z sieci rowów odwadniających dolinę oraz z rzek - dopływów rzeki głównej). Przy niskich stanach woda odprowadzana jest rurociągiem grawitacyjnym.

21 Śluzy wałowe służą do wprowadzania i odprowadzania wód wielkich na teren polderów. Mogą być również stosowane na ciągach komunikacyjnych do zamykania przejazdu przez wał. Śluza wałowa zamknięcie wjazdu na nabrzeże przystani

22 Przejazd przez koronę wału utwardzony odcinek drogi, zjazd na międzywale w kierunku zgodnym z kierunkiem przepływu w rzece.

23 Przyczyny uszkodzenia wałów: Przelanie się wody przez koronę 34 % przypadków (zbyt mała wysokość wału lub miejscowe osiadanie gruntu podłoża). Pozostałe 66 % przypadków: Sufozja gruntu i przecieki w podłożu, Przecieki przy budowlach wałowych, Upłynnienie gruntu w korpusie wału, Uszkodzenia wału w wyniku zatorów lodowych, zwalonych drzew, itp.

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

25 Typowy przypadek uszkodzenia wału Nadmierna filtracja w podłożu wału

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

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

28 Uszczelnienie korpusu starych wałów za pomocą przesłon pionowych (rdzeni) wykonywanych z korony wału na głębokość do m, często do warstwy nieprzepuszczalnej.

29 Zabezpieczenie korpusu wału przed zwierzętami ryjącymi Przykrycie skarpy odwodnej siatką stalową

30 Doraźne podwyższanie wałów, zabezpieczanie wyrw w wałach Zastosowanie koszy gabionowych i elementów typu big bag Kosze gabionowe są zabezpieczone geowłókniną i wypełnione piaskiem lub innym gruntem sypkim (a nie kamieniem jak w umocnieniach brzegowych i innych konstrukcjach hydrotechnicznych)

31 Doraźne podwyższanie wałów, zabezpieczanie wyrw w wałach Sierpień 2010 Dobrzyków tymczasowe zabezpieczanie odcinka przerwanego wału ścianką szczelną i zagęszczanie podłoża metodą wibroflotacji

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

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

34 Urządzenie ułatwiające napełnianie worków z piaskiem

35 Doraźne podwyższanie wałów - Elementami z tworzyw sztucznych napełnianych wodą

36 Powódź w Dolinie Iłowsko - Dobrzykowskiej Przegroda dolinowa podwyższona i dociążona workami z piaskiem 24 maja podjęto próbę zamknięcia wyrwy blokami betonowymi i workami napełnionymi gruzem które były zrzucane przez śmigłowce

37 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

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

39 Maj 2010 roku - widok zalanych pompowni Dobrzyków I i II Projektowana przegroda dolinowa w Dobrzykowie

40 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