ĆWICZENIA TERENOWE RZEKA MSZANKA, 31 maja 2010 r. Ryc. 1. Zlewnia Mszanki. 1
Tabela 1. Cechy charakterystyczne obszaru badań Rzeka Mszanka Posterunek wodowskazowy Mszana Dolna Powierzchnia zlewni (km 2 ) 175 Max wys. zlewni (m n.p.m.) 1276 Min wys. zlewni (m n.p.m.) 370 Długość koryta (km) 19,5 Spadek koryta ( ) 46,5 Szerokość koryta (m) 1-35 Q śr. (m 3 /s) 3,25 Q 50% (m 3 /s) 52 Q 10% (m 3 /s) 190 Q 5% (m 3 /s) 255 Q 1% (m 3 /s) 640 Ryc. 2. Przebieg maksymalnych przepływów rocznych Mszanki w przekroju wodowskazowym Mszana Dolna 2
Ryc. 3. Zmiana przebiegu koryta Mszanki w latach 1910-1997 (1910, 1956 r. na podstawie map topograficznych w skali 1:75 000 i 1:25 000, 1975, 1997 r. na podstawie ortofotomap w skali 1:10 000) 3
Ryc. 4. Zmiany szerokości koryta Mszanki w XX w. (na podstawie projektów regulacji nr: 11/90/8 (1911 r.), 2196 (1959 r.) i ortofotomapy (2003 r.) Ryc. 5. Tendencja malejąca wartości minimalnych rocznych stanów wody na Mszance w wieloleciu w przekroju wodowskazowym Mszana Dolna Ryc. 6. Historia regulacji koryta Mszanki. A profil podłuŝny: 1a koryto skalne w 1975 r., 1b koryto skalne w 2004 r., B stan uregulowania pod koniec kolejnych dekad: 2-5 rodzaje budowli regulacyjnych: 2 zapora przeciwrumowiskowa, 3 stopnie betonowe lub rampy kamienne, 4 budowle podłuŝne (ostrogi lub kierownice), 5 umocnienia brzegowe 4
Ryc. 7. Zmiany wykształcenia koryta Mszanki w odcinku z zaporą przeciwrumowislową w Mszanie Górnej: A-B na podstawie projektów regulacyjnych nr 2196 i 1682, C na podstawie kartowania terenowego, 1 kierunek biegu rzeki, 2 przemiał, 3 ploso, 4 łacha, 5 próg skalny, 6 wychodnie, 7 skarpa wysokiego brzegu, 8 podcięcie erozyjne o wysokości 2-5 m, 9 podcięcie erozyjne o wysokości 0-2 m, 10-12 wykonane budowle regulacyjne: 10 stopień betonowy, 11 zapora przeciwrumowiskowa, 12 narzut kamienny, 13-15 projektowane budowle regulacyjne: 13 grobla ziemna, 14 zapora przeciwrumowiskowa, 15 stopień betonowy, 16 zasięg zbiornika zapory, 17 zarośnięte łachy, 18 olszyny, zarośla, 19 las, 20 grunty orne. STANOWISKO I ZAPORA PRZECIWRUMOWISKOWA W MSZANIE GÓRNEJ (km 7,835) 5
1959 r. powstanie projektów technicznych budowy zapory Cel inwestycji zatrzymanie transportu rumowiska i zapobieŝenie w ten sposób podnoszeniu się dna koryta między zaporami planowaną i istniejącą w 5,724 km, co groziło zalewem przyległych terenów rolniczych Plan wyprofilowanie koryta, zabezpieczenie brzegów wikliną i budowa między dwiema zaporami 4 stopni betonowych o spadzie 2,3 m, które miały zmniejszyć spadek koryta z 10,5 do 6,0 1961 budowa zapory, stopni nie wykonano: - zapora betonowa ze skrzydłami ziemnymi - wysokość 3,5 m, długość części przelewowej 58,05 m, długość wypadu 8,4 m, głębokość niecki 1 m, wysokość murków bocznych 2,4 m, łączna długość grobli ziemnych 100 m, wysokość grobli ziemnych 4,5 m - przy zaporze przepławka dla ryb i ujęcie wody dla tartaku - na lewym brzegu wał cofkowy o długości 200 m - powierzchnia zbiornika zapory 3,02 ha, pojemność 90 700 m 3,Ŝywotność 25 lat 1967 projekt nieznacznej zmiany przebiegu koryta oraz budowy 2 stopni o wysokościach 1,8 i 1,2 m w celu zmniejszenia spadku koryta z 11,8 do 6,0 (zaniechanie budowy stopni uprzednio planowanych zwiększyło spadek i zagraŝało stabilności zapory, której gurt juŝ został odsłonięty); projekt ten został wykonany Ryc. 8. Odmienne wykształcenie koryta Mszanki powyŝej i poniŝej zapory przeciwrumowiskowej w Mszanie Górnej Ryc. 9. Zmiany poziomu dna w korycie Mszanki w odcinku z zaporą przeciwrumowiskową w Mszanie Górnej (na podstawie projektów technicznych regulacji nr: 2196 (1959 r.), 1682 (1967 r.) i 3375 (1981 r.)) 6
STANOWISKO II REGULACJA ZA POMOCĄ BUDOWLI PODŁUśNYCH W MSZANIE GÓRNEJ (km 6,981-6,224) Przed regulacją Mszanka płynie korytem aluwialnym, transportuje duŝe ilości rumowiska, które deponuje w postaci łach środkowych i bocznych, lewy brzeg wzdłuŝ drogi Mszana Dolna-Szczawa ubezpieczony za pomocą muru oporowego, w korycie kładka dla pieszych; zarówno mur oporowy, jak i filary kładki uszkodzone przez wody wezbraniowe (podcięte) 1976 r. powstanie projektu technicznego regulacji Cel inwestycji ochrona drogi asfaltowej Mszana Dolna-Szczawa oraz filarów kładki dla pieszych 1978 realizacja projektu: - wyprofilowanie koryta o przekroju trapezowym i szerokości w dnie 16 m - umocnienie lewego brzegu za pomocą tamy podłuŝnej siatkowo-kamiennej, a prawego(wklęsłego) za pomocą ostróg siatkowo-kamiennych - wyrównanie profilu podłuŝnego poprzez pogłębienie dna w niektórych odcinkach ora jego nadbudowanie w innych Ryc. 10. Zmiany koryta Mszanki w Mszanie Górnej na skutek regulacji za pomocą ostróg ok. 1978 r. (B na podstawie projektu nr 114, D na podstawie kartowania terenowego): 1 koryto wypełnione wodą, 2 łacha, 3-5 krawędzie brzegów o wysokościach: 3 0-2 m, 4 2-5 m, 5 >5 m, 6 próg skalny, 7 wychodnie skalne, 8-9 projektowane budowle regulacyjne: 8 kierownice i opaski, 9 ostrogi, 10-12 budowle regulacyjne występujące w korycie: 10 opaski siatkowo-kamienne, 11 zabudowa biologiczna (wiklina), 12 narzut kamienny, 13 droga asfaltowa, 14 droga gruntowa 7
Ryc. 11. Projektowana zmiana profili podłuŝnego i poprzecznych koryta Mszanki na skutek regulacji za pomocą ostróg: 1 profile dna koryta naturalnego w 1976 r., 2 profile dna projektowanego koryta (wg projektu nr 114 z 1976 r.), 3 skala pozioma dla profili poprzecznych Ryc. 12. Profile podłuŝne dna koryta Mszanki w odcinku 8,0-5,2 km (od ujścia) w latach 1911 i 1959 (na podstawie projektów technicznych regulacji nr: 11/90/8 i 2196) 8
STANOWISKO III KOREKCJA STOPNIOWA W MSZANIE GÓRNEJ I DOLNEJ (km 5,724-0,000) Cel: zahamowanie erozji, ograniczenie transportu rumowiska, zmniejszenie spadku koryta oraz ochrona przyległych terenów i obiektów komunalnych przed powodzią 1977 zakończenie trwającej kilka lat budowy korekcji stopniowej w odcinku 5,724-3,840 km: - wyprofilowanie koryta i obudowanie brzegów za pomocą opasek z prefabrykatów - budowa 10 stopni betonowych 1989 zakończenie trwającej kilka lat budowy korekcji stopniowej w odcinku 3,688-2,140 km: - uformowanie koryta trapezowego o szerokości 30-34 m, - budowa 9 stopni o spadzie 0,63-1,21 m (wg projektu stopnie miały mieć jednakową wysokość 1,00 m) - zabezpieczenie dna pomiędzy stopniami korekcją progową - umocnienie brzegów elementami betonowymi i zabudową biologiczną 2003 budowa korekcji stopniowej w odcinku 52,140-0,000 km (odpowiedź na zniszczenie przez wezbrania w 1997 r. i w 2001 r. występujących tu umocnień brzegowych): - wyprofilowanie koryta trapezowego o szerokości 34 m - budowa 6 stopni betonowych o spadzie 0,8 m - wykonanie poniŝej stopni narzutu kamiennego na długości 6 m i zakończenie go głazami o cięŝarze min 1 tony - umocnienie brzegów wklęsłych i miejsc szczególnie naraŝonych na erozję boczną opaską z narzutu kamiennego - wykonanie w odcinku ujściowym, na lewym brzegu, tamy podłuŝnej (w postaci faszynady z narzutem kamiennym), kierującej wody Mszanki zgodnie z nurtem rzeki Raby Ryc. 13. Zmiana przebiegu koryta Mszanki w Mszanie Górnej i Dolnej między 1910 i 2005 r. (A na podstawie topograficznej mapy austriackiej z 1910 r., B na podstawie ortofotomapy z 1997 r. oraz projektów technicznych nr 3337 i 1750): 1 koryto wypełnione wodą, 2 łacha, 3 stopnień betonowy, 4 granice odcinków objętych trzema etapami prac regulacyjnych, 5 daty zakończenia trzech etapów prac regulacyjnych 9
Ryc. 14. Zmiany profilu podłuŝnego i profili poprzecznych koryta uregulowanego za pomocą korekcji stopniowej w dolnym biegu Mszanki: 1-4 profile podłuŝne i poprzeczne koryta w latach: 1 1910 (na podstawie projektu nr 11/90/8), 2 1977 (na podstawie projektu nr 3337), 3 1987 (na podstawie projektu nr 4175), 4 2000 (na podstawie projektu nr 1750), 5 lokalizacja kolejnych profili poprzecznych, 6 koryto wypełnione wodą, 7 łacha, 8 pastwisko, 9 zarośla 10
Ryc. 15. Koryto Mszanki w Mszanie Górnej w trakcie powstawania korekcji stopniowej w 1975 r. i zmiany koryta po 22 latach 11
a b c Ryc. 16. Korekcja stopniowa w Mszanie Górnej: a realizacja prac regulacyjnych, b koryto świeŝo uregulowane, c koryto zabliźnione w 1993 r. (a, b fotografie K. Krzemienia, c fotografia M. Komędery). 12
Ryc. 17. Koryto Mszanki poniŝej połączenia z Porębianką podczas przeprowadzania korekcji stopniowej i tuŝ po jej zakończeniu, po przejściu wezbrania w maju 1987 r.; zdjęcia dołączone do projektu technicznego nr 4175: a roztokowy odcinek koryta naturalnego, tuŝ przed uregulowaniem, b, c odcinki koryta aktualnie regulowanego, ze zniszczonymi strukturami dna, d uszkodzone, podcięte umocnienia brzegowe po wezbraniu w 1987 r., e, f uszkodzone lub zniszczone progi betonowe po wezbraniu w 1987 r. Skutki wezbrania: powstanie przed przelewami niektórych stopni kotłów o głębokościach do 1,0 m, wypełnienie rumowiskiem niecek wypadowych stopni, uszkodzenie umocnień den niecek z materaców siatkowo-kamiennych, powstanie w dnach niecek wybojów o głębokościach 0,3-1,1 m, powstanie wyrw w skarpach wypadów, podmycie progów i powstanie poniŝej nich kotłów o głębokościach 0,2-1,3 m, zniszczenie niektórych progów i podcięcie brzegów pomiędzy progami. 13
Wykorzystane projekty: 11/90/8, Projekt regulacji potoku Mszanka w km 0,000-12,500, C. K. Namiestnictwo we Lwowie, 1910. 2196, Projekt koncepcyjnego rozwiązania zabudowy potoków Mszanka i Łostówka od km 8,165 do km 5,140, Hydroprojekt Oddział w Krakowie, 1959. 1682, Projekt techniczno-roboczy zabudowy potoku Mszanka w km 7,834-7,500, Okręgowy Zarząd Wodny w Krakowie, 1967. 114, Zabezpieczenie brzegu potoku Mszanki w km 6,224-6,981 w Mszanie Górnej, Przedsiębiorstwo Budownictwa Wodnego w Krakowie, Pracownia Projektowa, 1976. 3337, Regulacja potoku Mszanki wraz z dopływem potoku Poręba w miejscowościach Mszana Dolna-Poręba Wielka, Przedsiębiorstwo Budownictwa Wodnego w Krakowie, Pracownia Projektowa, 1977. 3375, Analiza stosunków wodnych w węźle potoku Mszanka ujście potoku Łętowego, Hydroprojekt Oddział Kraków, 1981. 4175, Inwentaryzacja powykonawcza korekcji stopniowej na potoku Mszanka, 1989. 1750, Systematyczna zabudowa potoku Mszanka w km 0,000-2,140 w miejscowości Mszana Dolna, Projekt budowlany i wykonawczy, Ośrodek Usług InŜynierskich STAAND sp. z o.o., 2000. 14