Ekspertyza dotycząca wpływu przebiegu trasy drogi obwodowej w Wadowicach na przepływ wód powodziowych rzeki Skawy.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Ekspertyza dotycząca wpływu przebiegu trasy drogi obwodowej w Wadowicach na przepływ wód powodziowych rzeki Skawy."

Włodzimierz Sikora
6 lat temu
Przeglądów:

1 Ekspertyza dotycząca wpływu przebiegu trasy drogi obwodowej w Wadowicach na przepływ wód powodziowych rzeki Skawy. Inwestor: Urząd Miejski w Wadowicach Projektant drogi: PROULID s.c. Projektowanie Techniczne Dróg, Lotnisk i Ulic Janina i Roman Lorenc Wykonawca ekspertyzy: dr inŝ. Janusz Filimowski uprawnienia budowlane 68/65/Kr specjalność budownictwo wodne nr.ewid. MAP/BO/0871/04 Kraków, kwiecień

2 Cel ekspertyzy. Burmistrz Wadowic pismem znak PP /2006/2007 z dnia r. zwrócił się do Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Krakowie o uzgodnienie zmiany przebiegu trasy drogi obwodowej. W odpowiedzi (zał.1) uzyskał mapę z liniami zalewów wodami powodziowymi rzeki Skawy (wg. Studium określającym granice obszarów bezpośredniego zagroŝenia powodzią dla terenów nieobwałowanych w zlewni Skawy ) w rejonie przebiegu drogi obwodowej. Teren zmiany drogi znajduje się w strefie zalewu wodami o prawdopodobieństwie 5% (wg mapy ze studium w skali 1:10000). Celem ekspertyzy jest wykonanie analizy hydraulicznej, dotyczącej określenia nowych zasięgów wód powodziowych w warunkach przepływu wywołanych zawęŝeniem przekroju dolinowego i podpiętrzeniem wód, jak równieŝ kwestii ewentualnej konieczności podniesienia rzędnych korony prawego wału rzeki Skawy. Opis terenu Rozpatrywany odcinek rzeki Skawy znajduje się powyŝej przekroju wodowskazowego w km (przekrój między mostami ) i sięga około 1 km w górę rzeki. Rzeka Skawa ma zwarte koryto szerokości około 50 m i głębokości do 3 m. PrawobrzeŜny pas doliny po obwałowanie ma szerokość od 60 m do 230 m i wznosi się jednostajnie. Teren ten jest częściowo nieporośnięty lub częściowo zakrzaczony. Na granicy jego biegnie wał przeciwpowodziowy. LewobrzeŜny pas doliny na szerokości około 60 m wznosi się stopniowo by potem lekko się obniŝyć i spłaszczyć sięgając w dolinę potoku Dąbrówka. Szerokość płaskiej doliny osiąga 400 m. W terenie tym przebiega, najbliŝej rzeki Skawy, nasyp zlikwidowanej kolei Wadowice Sucha lekko wzniesiony ponad terenem. Poza nasypem jest teren zabudowany. Na załączonej mapie w rysowano granicę zalewu wodą o prawdopodobieństwie 3,33%. Średnia głębokość zalewu w tym terenie wynosi około 0,5 m. Teren ten jest teŝ częściowo pod wpływem wylewów potoku Dąbrówka. 2

3 Opis problemu Projektowana droga ma przebiegać po obszarze zalewowym wodą 3,33%. NaleŜy przedstawić wielkość spiętrzenia wody 1% i 3,33% spowodowane zawęŝeniem przekroju doliny rzeki. Zgodnie z sugestią RZGW teren ten będzie od 2010 r pod ochroną zbiornika wodnego Świnna Poręba. RZGW proponuje rozpatrzenie problemu podpiętrzenia wody odpływającej ze zbiornika, który odpowiadał będzie wodzie o prawdopodobieństwie 3,33% bez zbiornika. Sposób obliczeń. Dla rzeki Skawy w ramach Studium.. zostały wykonane obliczenia w przekrojach w km ( przekrój wodowskazowy) i w km Rzędne wód prawdopodobnych dla powyŝszych przekrojów określone w Studium.. wynoszą Rzędna zw.wody (m n.p.m.) Qp% Km Km % 260,26 261,78 3,33% 259,75 261,21 Na podstawie wyników z tych przekrojów ustalono spadek zwierciadła wody, który wynosi dla wody 1% I=0,00294, dla wody 3,33% I=0, Na podstawie ksiąŝki Dorzecze górnej Wisły 1991r. rozdział Przepływy charakterystyczne autor J.Punzet w tabeli Maksymalne przepływy w głównych profilach wodowskazowych odczytano dla rzeki Skawy w przekroju Wadowice przepływ wody 1% wynosi 1020 m3/s i przepływ 10% wynosi 535 m3/s. Po wniesieniu na krzywą prawdopodobnych przepływów odczytano przepływ 3,33% wynoszący 780 m3/s. Przekrój obliczeniowy ze Studium... jest w połowie odcinka projektowanej drogi. Przekrój obliczeniowy ze Studium... znajdujący się w km (rys 3) potraktowano jako wyjściowy do wykonywanych obliczeń hydraulicznych. Odległości i rzędne tego przekroju uzyskano ze Studium.. Wprowadzono te dane do określenia poszczególnych pasków szerokości i głębokości wody w przekroju. Następnie wykonano obliczenia prędkości w poszczególnych paskach pionowych przekroju wzorem Chezy gdzie: v prędkość w m/s v=k R I I spadek zwierciadła wody R promień hydrauliczny w pasku w m K współczynnik do wzoru Chezy 3

4 Współczynnik K przyjęto wstępnie wg wzoru Manninga K = 1/n R**0,166 gdzie n współczynnik szorstkości koryta. Przepływ w poszczególnych paskach wynosi q = v x b x tsr gdzie b szerokość paska przekroju w m tsr średnia głębokość wody w pasku w m Suma przepływów w paskach stanowi przepływ w przekroju obliczeniowym. Następnie skorygowano globalnie współczynniki K w poszczególnych paskach dopasowując je do wyników uzyskanych w Studium.. Korekta ta prowadziła do uzyskania sumarycznego przepływu równego zadanemu do odpowiadającej mu rzędnej zwierciadła wody. W ten sposób wytarowano model obliczeniowy do dalszych analiz. Przeprowadzone analizy obliczeniowe. Na podstawie mapy terenu w skali 1:1000 pomniejszonej ze skali 1:500 pozyskanej z zasobów geodezyjnych starostwa sporządzono dodatkowe przekroje rzeki Skawy w km ; ; Przekroje te wybrano w zawęŝających się miejscach doliny. Natomiast przekrój koryta w/w przekrojach rzeki przyjęto podobny do przekroju z km Przyjęto tak ze względu na nie wiele zmieniającą się trasę i prawdopodobnie nie wiele zmieniający się kształt koryta na odcinku rozpatrywanym. Przekroje te przedstawia rysunek 3. Wartość współczynnika prędkości przyjęto z uzyskanych wielkości w przekroju z km Dla powyŝszych przekrojów wykonano obliczenia ustalające poziom zwierciadła wody dla przepływu o prawdopodobieństwie 3,33% tj 780 m3/s i dla 1% tj m3/s w dwu wariantach. Pierwszy wariant przekroju bez korpusu projektowanej drogi i drugi z korpusem drogi. Poprzez iterację dopasowywano spadek w kolejnych przekrojach i rzędną zwierciadła wody. Następnie odcinano część przekroju spoza projektowanej drogi i przez zwiększanie poziomu zwierciadła wody obliczano potrzebne spiętrzenie dla przeprowadzenie wymaganej ilości wody. W ten sposób uzyskano wielkość odcinanego przepływu przez projektowaną drogę jak i wielkość spiętrzenia wody na skutek wprowadzenia drogi w teren zalewowy. 4

5 Wyniki obliczeń. W poniŝszej tabeli zestawiono informacje charakteryzujące rozwiązanie problemu. Km Przekroju Przepływ 3,33% Przepływ 1% Procent odciętego przepływu przez korpus drogi Spiętrzenie w rzece od korpusu drogi w m Procent odciętego przepływu przez korpus drogi Spiętrzenie w rzece od korpusu drogi w m ,00 5 0, ,08 8 0, ,05 5 0, ,08 7 0,07 Przez odcięty obszar poprzez korpus drogi przepływa kilka procent przepływu wody powodziowej. Dlatego spiętrzenie wody waha się od kilku do kilkunastu cm. Rzędne zwierciadła wody spiętrzonej przez korpus drogi przedstawiają poniŝsze tabele. Przekrój rzeki Przekrój drogi Rzędna zw. wody 3,33% Rzędna korony proj. drogi Rzędna korony wału prawego Szerokość lewego międzywala Szerokość prawego międzywala km Km m npm m npm m npm m M ,21 261,87 262, ,22 262,88 263, ,45 263,27 263, ,71 263,81 263, Suma szerokości międzywali jest od 225 m do 310 m. Koryto rzeki niewiele zmienia swą szerokość. Przepływ koncentruje się w korycie rzeki, a uzupełnia go przepływ w tarasie zalewowej przemieszczając się z prawego na lewy brzeg. Zwierciadło wody 3,33% układa się poniŝej korony projektowanej drogi (od 0,66 do 1,10 m). RównieŜ zwierciadło wody 3,33% jest poniŝej korony wału prawego od 1,09 do 1,49 m. 5

6 Przekrój rzeki Przekrój drogi Rzędna zw. wody 1% Rzędna korony proj. Drogi Rzędna korony wału prawego km km m npm m npm m npm ,78 261,87 262, ,67 262,88 263, ,88 263,27 263, ,11 263,81 263,80 Zwierciadło wody 1% układa się poniŝej korony projektowanej drogi (od 0,09 do 0,70 m). RównieŜ zwierciadło wody 1% jest poniŝej korony wału prawego od 0,69 do 0,92 m. Maksymalne prędkości wody w pasie głównego koryta kształtują się około 2,5 m/s. Świadczy to o poprawnym doborze parametrów hydraulicznych koryta. Obliczenia wykonano na modelu opisanym w arkuszu kalkulacyjnym. 6

7 Wnioski. 1. Projektowana droga znajduje się w pasie zalewu wodą 3,33% o głębokości od 0,0 m do 0,65 m. Zwierciadło wody o prawdopodobieństwie 1% jest około 0,4 m wyŝej. 2. Zwierciadło wody o prawdopodobieństwie 3,33% występuje poniŝej korony projektowanej drogi. Korpus drogi będzie chronić tereny poza nim przed zalaniem. 3. Zwierciadło wody o prawdopodobieństwie 1% występuje poniŝej korony prawego wału. Nie występuje konieczność podniesienia korony wałów. 4. Niweleta korony projektowanej drogi jest powyŝej lustra wody o prawdopodobieństwie 3,33%. 5. Niweleta korony projektowanej drogi jest nieznacznie powyŝej zwierciadła wody o prawdopodobieństwie 1% 6. Korpus projektowanej drogi będzie stanowił obwałowanie terenu i winien spełniać wymagania zagęszczenia gruntu jak dla wałów przeciwpowodziowych. 7. Dolną część skarpy korpusu projektowanej drogi naleŝy zabezpieczyć przed rozmyciem przy prędkości wody około 0,7 m/s. 7

Podobne dokumenty

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO Tamara Tokarczyk, Andrzej Hański, Marta Korcz, Agnieszka Malota Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy