WDA. Opracowanie i mapy wykonano w Oddziale Morskim IMGW w Gdyni na zlecenie Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Gdańsku

INSTYTUT METEOROLOGII I GOSPODARKI WODNEJ Oddział Morski w Gdyni ul. Waszyngtona 42 81-342 Gdynia WYZNACZENIE GRANIC OBSZARÓW BEZPOŚREDNIEGO ZAGROśENIA POWODZIĄ W CELU UZASADNIONEGO ODTWORZENIA TERENÓW ZALEWOWYCH etap II WDA CZĘŚĆ OPISOWA Opracowanie i mapy wykonano w Oddziale Morskim IMGW w Gdyni na zlecenie Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Gdańsku Autorzy: IMGW Oddział Morski w Gdyni mgr inŝ. Barbara Cygan mgr Alicja Kańska mgr Krzysztof Lubomirski mgr inŝ. Beata Kowalska dr inŝ. Marzenna Sztobryn mgr Katarzyna Krzysztofik mgr Waldemar Stepko mgr inŝ. Beata Letkiewicz mgr inŝ. Leszek Kostrzębski mgr Monika Mykita mgr inŝ. Urszula Józwiak mgr Ida Stanisławczyk mgr Bartosz Zakrzewski Aleksander Dombrowski Bronisław Ziółtkowski Grzegorz Ragin Anna Śledzka Marian Krzysztof Piekarski upr. nr 41/2004 Tomasz Szypryt Jarosław Płonka Sławomir Wiktorowicz Artur Śliwa Hieronim Zakrzewski Ryszard Moroz Sebastian Knetki Kierownik tematu IMGW Oddział Morski Gdynia 2004/2005

Spis treści 1. Podstawa opracowania... 4 2. Zakres opracowania... 5 3. Hydrologia rzeki Wdy... 7 3.1.Opis hydrograficzny rzeki Wdy... 7 3.2 Charakterystyczne przepływy (SSQ i SNQ) i stany wody (SSW i SNW) na posterunkach wodowskazowych...8 3.3 Przepływy i stany wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% na posterunkach wodowskazowych...10 3.4. Przepływy o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na profilach niekontrolowanych... 12 3.5. Obliczenia rzędnych zwierciadła wody... 14 4. Wyznaczenie przekrojów poprzecznych koryta rzecznego i przekrojów dolinowych w miejscach charakterystycznych... 17 4.1. Metodyka pomiarów... 17 4.2. Forma przekazania danych... 18 5. Wyznaczanie terenów bezpośredniego zagroŝenia powodzią od wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% na mapach topograficznych w skali 1:10 000.... 19 5.1 Opracowanie podkładów rastrowych map topograficznych w skali 1:10 000... 19 5.2 Opracowanie warstw tematycznych... 20 5.3 KilometraŜ... 20 5.4 Strefy zagroŝenia powodziowego A1 i A10... 20 5.5 Wodowskazy... 21 5.6 Budowle hydrotechniczne budowle piętrzące... 21 5.7 Budowle mostowe... 21 5.8 Wały przeciwpowodziowe... 21 5.9 Gminy... 21 5.10 Wydruki map... 22 6. Literatura... 25 7. Załączniki... 26

Spis tabel i rysunków Tabela1. Główne dopływy rzeki Wdy...........7 Tabela 2. Posterunki wodowskazowe w sieci pomiarowej IMGW na rzece Wdzie.....8 Tabela 3. Charakterystyczne stany wody SSW i SNW na posterunkach wodowskazowych...9 Tabela 4. Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ na posterunkach wodowskazowym...9 Tabela 5. Stany wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na posterunkach wodowskazowych......10 Tabela 6. Obliczone przepływy o prawdopodobieństwie wystąpienia (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na posterunkach wodowskazowych...11 Tabela 7. Przepływy o 1% i 10% prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) i przepływy SSQ i SNQ obliczone dla miejsc charakterystycznych rzeki Wdy...13 Tabela 8. Zestawienie rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% i przepływów charakterystycznych SSQ i SNQ w przekrojach poprzecznych rzeki Wdy........15 Tabela 9. Zestawienie rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% w przekrojach poprzecznych starego koryta rzeki Wdy...16 Tabela.10 Wykaz wydrukowanych arkuszy map dla rzeki Wdy........23 Rys. 1. Schematyczny układ arkuszy map rzeki Wdy........... 24 Zgodnie z art. 18 ustawy z dnia 17.05.1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne (t.j. Dz. U. 2000 r. Nr 100, poz. 1086, ze zm.) rozpowszechnianie, rozprowadzanie oraz reprodukowanie w celu rozpowszechniania, rozprowadzania niniejszych materiałów wymaga zezwolenia Marszałka Województwa. 3

1. Podstawa opracowania Opracowanie zostało wykonane na zlecenie Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej w Gdańsku nr 35/2003 z dnia 11.07.2003 roku pt: Wyznaczenie granic obszarów bezpośredniego zagroŝenia powodzią w celu uzasadnionego odtworzenia terenów zalewowych. Głównym celem pracy było wyznaczenie granic obszarów bezpośredniego zagroŝenia powodzią dla rzeki Wdy od wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10%. 4

2. Zakres opracowania Zgodnie z Ustawą Prawo Wodne z dnia 18 lipca 2001r. Art. 82 pkt.1 obszary bezpośredniego zagroŝenia powodzią obejmują tereny między wałem przeciwpowodziowym a linią brzegową rzeki, strefę wybrzeŝa morskiego oraz strefę przepływów wezbrań powodziowych. Jako podstawę określenia granic stref zagroŝenia powodziowego uznaje się granice tzw. strefy A1 i A10, określającej zasięg obszaru zalewowego odpowiadającego wysokiemu powodziowemu przepływowi o objętości przepływu Q, którego prawdopodobieństwo przewyŝszenia wynosi 1% i 10%. Zastosowana metodyka wyznaczenia stref zagroŝenia powodziowego zgodna jest z zasadami określania strefy A1 i A10. Obliczenia zostały wykonywane przy wykorzystaniu matematycznego modelu jednowymiarowego ruchu wody oraz innych metod hydrologii stosowanej. Przeprowadzone prace obejmowały następujące zadania: 1. wyznaczenia charakterystycznych przepływów (SSQ i SNQ) i stanów wody (SSW i SNW) na posterunkach wodowskazowych, 2. wyznaczenia wartości przepływów i stanów wody o prawdopodobieństwie przewyŝszenia p=1% i p=10% na posterunkach wodowskazowych, 3. przyjęcie wielkości powierzchni zlewni w profilach charakterystycznych rzeki (według Mapy Podziału Hydrograficznego Polski z 2003 roku i Podziału Hydrograficznego Polski z 1983 roku), 4. wyznaczenie wartości przepływów o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1% i 10% w przekrojach pomiarowych, 5. zaplanowanie, wykonanie (pomiary geodezyjne) i opracowanie kilometraŝu i przekrojów poprzecznych koryta i doliny rzeki Wdy, 6. przeprowadzenie kalibracji modelu i metod hydrologii stosowanej, 7. wykonanie obliczeń rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1% i 10%, SSQ i SNQ, 8. naniesienie na podkładowe mapy topograficzne w skali 1:10000 stref zalewu odpowiadających wyznaczonym rzędnym zwierciadła wody. 5

Część graficzna opracowania składa się z 18 map granic stref zagroŝenia powodziowego, profilu podłuŝnego oraz 84 przekrojów poprzecznych. Mapy zasięgu stref zagroŝenia powodziowego wykonano w programie Arc View. Podkład mapowy stanowiły mapy topograficzne 1:10000 w układzie 1965 przeliczone do układu 1992. Zgodnie z wymaganiami Zamawiającego opracowane zostały dodatkowe wektorowe warstwy tematyczne kilometraŝu, wałów przeciwpowodziowych, budowli mostowych, wodowskazów i granic gmin. 6

3. Hydrologia rzeki Wdy 3.1.Opis hydrograficzny rzeki Wdy Rzeka Wda jest lewostronnym dopływem Wisły o długości około 198.4 km. Wda wpada do Wisły na jej 813,5 km biegu jako lewostronny dopływ w okolicach miasta Świecia. Całkowita powierzchnia zlewni rzeki Wdy wynosi około 2325,2 km 2. Wda wypływa z jeziora Wieckiego na wysokości około 155.5 m n.p.m. W górnym odcinku rzeka przepływa przez Pojezierze Kaszubskie charakteryzujące się ukształtowaniem morenowym. Dolina Wdy powstała w okresie topnienia lodowca, którego wody przemieszczały się w kierunku południowo-wschodnim w kierunku pradoliny toruńskoeberswaldzkiej. Większa część zlewni pokryta jest niskiej jakości glebami (piaszczyste i Ŝwirowe utwory sandrowe). Ze względu na występujące liczne jeziora rynnowe i wytopiskowe oraz wysoki poziom lesistości zlewni (Bory Tucholskie) zlewnia rzeki Wdy naleŝy do bardzo atrakcyjnych rejonów turystycznych. Na jej terenie usytuowane są parki Krajobrazowe: Wdzydzki oraz Wdecki oraz rozległy kompleks wielkich jezior Wdzydze i Gołuń. Główne dopływy Wdy: Trzebiocha, Niechwaszcz, Zelgoszczówka, Prusina, Sobina, Wyrwa. W dolnej części Wdy zlokalizowane są zaporowe zbiorniki wodne (śur, Gródek). PoniŜej 25 km (wg 2004) na długości 6110 m biegnie stare koryto Wdy. Tabela 1. Główne dopływy rzeki Wdy Dopływ Prawy/lewy Kilometr rzeki 2004 dopływ z jez. Karpno km L 186.580 dopływ z jez. Kramsko DuŜe km L 172.485 dopływ z jez. Czystego km L 157.110 rzeka Studzienicka Struga km L 138.615 rzeka Niechwaszcz km P 135.035 dopływ z jez. Trzechowskiego km L 115.500 rzeka Zelgoszczówka km L 93.160 dopływ z jez. Słone km L 82.500 rzeka Brzezianek km P 80.450 dopływ z jez. BrzeŜno km P 66.490 rzeka Prusina km P 43.300 rzeka Sobina km L 33.100 dopływ z jeziora Stelchno km L 16.890 7

3.2 Charakterystyczne przepływy (SSQ i SNQ) i stany wody (SSW i SNW) na posterunku wodowskazowym Charakterystyki stanów i przepływów dla rzeki Wda opracowano na podstawie danych z posterunków sieci pomiarowej Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Dla rzeki Wda obliczenia hydrologiczne zostały przeprowadzone dla kilku posterunków wodowskazowych (tabela 2): Dla posterunków wodowskazowych określono następujące wielkości: - stany charakterystyczne SSW i SNW (tabela 3), - przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ (tabela 4), - stany o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1% i 10% (tabela 5), - przepływy maksymalne roczne o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1% i 10% (tabela 6). Wartości przepływów charakterystycznych, a więc średniego SSQ z wielolecia i średniego niskiego SNQ z wielolecia oraz o określonym prawdopodobieństwie przewyŝszenia obliczono na podstawie ciągów danych z lat 1971-2003 dla posterunku Wawrzynowo, z lat 1951-2003 dla posterunku Czarna Woda, z lat 1971-2003 dla posterunku Błedno oraz z lat 1965-2003 dla posterunku Krąplewice. Stany charakterystyczne wyznaczono dla wszystkich posterunków na podstawie ciągów danych z lat 1984-2003. PoniŜej w tabeli 2 przedstawiono posterunki wodowskazowe w sieci pomiarowej IMGW na rzece Wda wykorzystane do charakterystyki hydrologicznej rzeki. Tabela 2. Posterunki wodowskazowe w sieci pomiarowej IMGW na rzece Wda. Rzeka Wodowskaz Kilometr 2004rok Powierzch nia zlewni Rzędna zera wodowskazu Kr86 [km 2 ] [m npm] Wda Wawrzynowo 171.980 421.5 135.19 Wda Jeziorna 157.335 528.1 131.94 Wda Czarna Woda 133.695 940.1 111.01 Wda Błędno 65.875 1385.7 80.32 Wda Krąplewice 21.960 2021.5 30.90 8

W tabelach 3 i 4 przedstawiono charakterystyczne stany wody oraz charakterystyczne przepływy na poszczególnych posterunkach wodowskazowych. Tabela 3. Charakterystyczne stany wody SSW i SNW na posterunkach wodowskazowych L.p. Wodowskaz Okres SSW [cm] Rzędna wody SSW SNW [cm] Rzędna wody SNW [m npm] [m npm] 1 Wawrzynowo 1984-2003 91 136.10 82 136.01 2 Jeziorna 1984-2003 176 133.70 154 133.48 3 Czarna Woda 1984-2003 74 111.75 46 111.47 4 Błędno 1984-2003 95 81.27 71 81.03 5 Krąplewice 1984-2003 105 31.95 33 31.23 Tabela 4. Przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ na posterunkach wodowskazowych L.p. Wodowskaz Okres SSQ [m 3 /s] SNQ [m 3 /s] 1 Wawrzynowo 1971-2003 3.10 2.02 2 Czarna Woda 1951-2003 6.36 3.35 3 Błędno 1971-2003 9.06 6.03 4 Krąplewice* 1965-2003 11.67 0.17 * Dane z posterunku wodowskazowego zaleŝne od pracy elektrowni śur oraz Gródek powyŝej wodowskazu. 9

3.3 Przepływy i stany wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% na posterunkach wodowskazowych Przepływy maksymalne o określonym prawdopodobieństwie przewyŝszenia wyznaczono w oparciu o Zasady obliczania przepływów rocznych o określonym prawdopodobieństwie przewyŝszenia autorstwa prof. M. Ozgi-Zielińskiej i zespołu oraz w niektórych przypadkach na podstawie innych programów statystycznych. Najlepiej dopasowaną funkcją i najbardziej wiarygodną dla odwzorowania rozkładu maksymalnych przepływów rocznych o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% jest funkcja rozkładu Weibulla. Przy wyznaczaniu stanów wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% jako najbardziej wiarygodny rozkład przyjęto funkcję wartości ekstremalnych. Wyniki obliczeń zostały przedstawione w tabelach 5 i 6. Tabela 5. Stany o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na posterunkach wodowskazowych rzece Wda Wodowskaz Rzędna zera wodowskazu Kr86 Stan p=1% Rzędna wody p=1% Stan p=10% Rzędna wody p=10% [m npm] [cm] [m npm] [cm] [m npm] Wawrzynowo 135.19 128 136.47 119 136.38 Jeziorna 131.94 206 134.00 202 133.96 Czarna Woda 111.01 194 112.95 147 112.48 Błędno 80.32 240 82.72 186 82.18 Krąplewice 30.90 337 34.27 284 33.74 10

Tabela 6. Obliczone przepływy o prawdopodobieństwie wystąpienia (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na posterunkach wodowskazowych rzeki Wda L.p. Wodowskaz Przepływ Q p=1% [m 3 /s] Przepływ Q p=10% [m 3 /s] 1 Wawrzynowo 7.65 5.95 2 Czarna Woda 20.48 15.1 3 Błędno 23.16 18.3 4 Krąplewice 48.6 43 11

3.4. Przepływy o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% na profilach niekontrolowanych W praktyce inŝynierskiej w zaleŝności od połoŝenia przekroju obliczeniowego w stosunku do przekrojów wodowskazowych stosowana jest metoda interpolacji lub metoda ekstrapolacji, przy załoŝeniu, Ŝe przyrost zlewni między przekrojem wodowskazowym i obliczeniowym nie przekracza ±20% w stosunku do powierzchni zlewni w przekroju obliczeniowym. Dla profili niekontrolowanych poszczególne wartości przepływów charakterystycznych (Q maxp1%, SSQ i SNQ) w profilach kontrolowanych obliczono poprzez interpolację bądź ekstrapolację wg wzorów: Q o A n o = Q w A (1) w Q o Q Q = Q + ( A A ) (2) w2 w1 w1 o w1 Aw 2 Aw 1 gdzie Q o - wartość charakterystyki przepływu w przekroju obliczeniowym, Q - wartość charakterystyki przepływu w przekroju wodowskazowym, w A - wielkość powierzchni zlewni zamkniętej przekrojem obliczeniowym, o Aw - wielkość powierzchni zlewni zamkniętej przekrojem wodowskazowym n - parametr empiryczny, n = 2/3. Wyniki obliczeń zostały przedstawione w tabeli 7. 12

Tabela 7. Przepływy o 1% i 10% prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) i przepływy charakterystyczne SSQ i SNQ obliczone dla charakterystycznych miejsc dla rzeki Wda. Q maxp1% Miejsce charakterystyczne [m 3 /s] Q maxp10% SSQ SNQ [m 3 /s] [m 3 /s] [m 3 /s] Wpływ do jeziora Schodno 4.24 3.30 2.87 1.87 Wypływ z jeziora Wdzydze 8.89 6.92 3.60 2.35 Niechwaszcz -dopływ 20.17 14.91 6.26 3.30 Dopływ z jez. Szlachty 20.80 15.53 6.52 3.44 Dopływ z Jez. Trzechowskiego 21.03 16.31 6.85 3.61 Dopływ z Jez. Słone 22.61 17.89 7.43 4.02 Prusina dopływ 25.82 20.43 10.10 6.72 Sobina - dopływ 47.30 41.85 11.36 3.82 Wyrwa - ujście 51.85 45.88 12.45 4.72 13

3.5. Obliczenia rzędnych zwierciadła wody Obliczenia hydrauliczne zostały wykonane przy wykorzystaniu modelu HEC-RAS (US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Centre-River Analysis System) oraz metod hydrologii stosowanej. Model HEC-RAS ma moŝliwość szczegółowego odwzorowania topografii terenu, geometrii budowli w granicach koryta rzeki i terenach zalewowych oraz oddziaływania tych obiektów na hydrauliczne warunki przepływu. Rzędne zwierciadła wody są wyznaczone od jednego przekroju poprzecznego do kolejnego w oparciu o równanie energii (Bernoulliego): gdzie: α Z i + H i + 2 v i 2 g 2 αv = Z i+1 + H i+1 + i 2 g +1 + x i S Z i, Z i+1 wzniesienie dna ponad przyjęty poziom odniesienia odpowiednio w przekroju i oraz i+1 H i, H i+1 głębokość w kanale w przekroju i oraz i+1 ν i, ν i+1 średnia prędkość x i odległość pomiędzy przekrojami S - spadek linii energii miarodajny dla badanego odcinka rzeki W tabeli 8 zostało przedstawione zestawienie rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% i przepływów charakterystycznych SSQ i SNQ w przekrojach poprzecznych rzeki Wda. Rzędne zwierciadła wody górnej na budowlach piętrzących wyznaczano ogólnie według uzgodnień z RZGW: 1. rzędna zwierciadła wody dla przepływu o prawdopodobieństwie przewyŝszenia 1% i 10% równa maksymalnemu piętrzeniu z pozwolenia wodnoprawnego; rzędna zwierciadła wody dla przepływu SSQ i SNQ równa rzędnej zwierciadła wody w dniu pomiaru, 2. w przypadku gdy rzędna pomierzonej wody górnej jest wyŝsza od rzędnej maksymalnego piętrzenia podanego w pozwoleniu wodoprawnym, przyjmowano: 14

rz zww dla Q1% = rz zww dla Q10% = rz zww dla SNQ = rz zww dla SSQ = rzędna zww pomierzona w danym dniu, 3. gdy brak pozwolenia wodnoprawnego i rzędnej maksymalnego piętrzenia przyjmowano rz zww dla Q1% = rz zww dla Q10% = rz zww dla SNQ = rz zww dla SSQ = rzędna zww pomierzona w danym dniu. Tabela 8. Zestawienie rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% i przepływów charakterystycznych SSQ i SNQ w przekrojach poprzecznych rzeki Wdy Nr przekroju KilometraŜ [km] Rzędna zww dla Q 1% [m n.p.m.] Rzędna zww dla Q 10% [m n.p.m.] Rzędna zww dla SSQ [m n.p.m.] Rzędna zww dla SNQ [m n.p.m.] 75 198.250 155.47 155.35 155.35 155.28 74 196.920 154.85 154.74 154.75 154.68 73 194.345 153.95 153.78 153.76 153.70 72 193.505 153.70 153.68 153.68 153.60 71 190.630 152.66 152.58 152.59 152.50 70 187.505 149.79 149.55 149.53 149.37 69 185.460 147.41 147.27 147.07 147.03 68 182.740 145.29 145.01 144.92 144.43 67 181.630 143.29 143.08 142.86 142.82 66 179.140 138.57 138.32 138.27 137.99 65 176.110 137.11 136.95 136.69 136.67 64 171.990 136.47 136.38 136.10 136.01 63 170.580 135.55 135.15 135.15 135.02 62 168.605 134.52 134.19 134.17 134.03 61 165.665 134.05 133.97 133.71 133.71 60 156.330 132.96 132.70 132.59 132.14 59 154.910 130.65 130.53 130.47 130.24 58 151.660 125.78 125.66 125.44 125.30 57 149.950 125.14 124.97 124.80 124.58 56 147.620 124.55 124.36 123.96 123.67 55 144.685 124.05 123.99 123.52 123.28 54 142.955 121.30 121.16 120.90 120.69 53 141.070 119.19 119.02 118.94 118.68 52 138.530 116.70 116.22 116.13 115.83 51 134.810 113.28 112.75 112.68 112.40 50 133.680 112.95 112.48 111.75 111.47 49 131.515 110.89 110.34 109.59 109.40 48 128.695 108.05 107.61 107.05 106.47 47 126.785 105.22 104.75 104.22 103.94 46 124.350 103.05 102.97 102.85 102.63 45 120.940 101.69 101.55 101.53 101.45 44 118.295 101.30 100.90 100.54 100.35 43 115.000 100.44 100.07 99.38 99.08 42 110.525 99.03 98.73 98.03 97.69 41 106.440 97.66 97.02 96.83 96.49 40 102.600 96.54 96.12 95.54 95.24 15

39 98.870 95.45 94.98 94.65 93.98 38 97.720 94.43 93.91 93.41 93.2 37 94.390 92.76 92.41 92.2 91.79 36 91.835 91.75 91.56 91.27 90.95 35 89.895 89.83 89.41 89.39 89.28 34 87.460 89.76 89.29 88.61 88.49 33 83.560 88.36 87.94 87.23 86.93 32 80.010 87.18 86.80 86.27 85.99 31 78.425 86.25 85.81 85.77 85.47 30 75.100 85.42 84.78 84.75 84.43 29 73.470 84.85 84.40 84.20 84.00 28 72.050 84.52 83.97 83.75 83.55 27 69.725 83.89 83.51 82.85 82.41 26 65.835 82.72 82.18 81.27 81.03 25 60.910 81.32 80.55 79.62 79.02 24 56.670 79.48 78.62 77.74 77.34 23 54.790 78.18 77.51 76.88 76.39 22 51.075 74.34 73.69 72.99 72.28 21 48.385 71.45 70.72 69.97 69.71 20 47.700 69.85 69.52 69.46 69.38 19 44.500 68.37 68.05 68.00 67.85 18 42.500 68.12 67.85 67.74 67.73 17 38.700 67.92 67.79 67.72 67.71 16 36.190 67.74 67.72 67.70 67.70 15 35.155 53.65 53.48 52.585 52.54 14 33.225 52.16 52.07 51.88 51.71 13 28.500 51.93 51.92 51.75 51.32 12 23.985 34.74 34.41 33.93 33.90 11 22.025 34.32 33.81 32.15 31.53 10 19.580 33.07 32.54 31.68 31.14 9 16.925 32.07 31.55 30.78 30.30 8 15.160 30.98 30.90 30.25 30.02 7 11.580 30.10 29.97 29.66 29.18 6 9.715 29.52 29.43 29.28 29.04 5 8.890 27.09 25.69 24.80 24.59 4 6.210 27.09 25.69 23.69 23.68 3 3.440 27.090 25.690 21.41 19.97 2 2.000 27.090 25.690 21.25 19.57 1 0.700 27.090 25.690 20.95 19.33 Tabela 9. Zestawienie rzędnych zwierciadła wody dla przepływów o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i p=10% w przekrojach poprzecznych starego koryta rzeki Wdy Nr przekroju KilometraŜ [km] Rzędna zww dla Q 1% [m n.p.m.] Rzędna zww dla Q 10% [m n.p.m.] 14 ST 6.030 40.72 40.70 13 ST 2.295 36.98 36.77 16

4. Wyznaczenie przekrojów poprzecznych koryta rzecznego i przekrojów dolinowych w miejscach charakterystycznych. Jednym z pierwszych etapów realizacji projektu było wykonanie przekrojów poprzecznych koryta rzeki w miejscach charakterystycznych wraz z charakterystycznymi przekrojami dolinowymi oraz, w oparciu o przekroje poprzeczne koryta rzeki, wykonanie przekroju podłuŝnego rzeki Wda. Na rzece wprowadzono nowy kilometraŝ, który został naniesiony na mapy topograficzne w układzie 1965 w skali 1:10 000. 4.1. Metodyka pomiarów Wszystkie pomiary hipsometryczne wykonywano w geodezyjnym poziomym układzie współrzędnych PUWG 1992 i pionowym poziomie odniesienia Kronsztad 86. Na podstawie map topograficznych 1:10 000 oraz wizji lokalnej wytyczano w terenie profile przekrojów hipsometrycznych poprzez stabilizację palikami dwóch punktów wyznaczających profil. Do pomiarów geodezyjnych wykorzystano stację tachimetryczną NIKON DTM-501 oraz aparaturę opartą o technikę GPS (Globalny System Pozycyjny). UŜyto odbiorników GPS Trimble 5700 z anteną Zephyr odbiornik ruchomy i Zephyr Geodetic odbiornik bazowy z radiową transmisją sygnału korekcyjnego w czasie rzeczywistym oraz rejestratora GPS Trimble TSC [ 2, 3, 4, 5 ]. Część pomiarów wykonano pracując w opcji RTK (pomiary w czasie rzeczywistym), a część wykonując pomiary statyczne w opcji FastStatic (postprocessing). Zastosowany sprzęt umoŝliwia wykonanie pomiarów z dokładnością wymaganą przez Instrukcję Techniczną GUGiK G-1-10 oraz pozwala na wykonywanie pomiarów bez konieczności zakładania sieci poligonów. Współrzędne zastabilizowanych w terenie punktów określano metodą statyczną GPS. Do pomiarów były uŝywane dwa odbiorniki TRIMBLE 5700 pracujące w trybie FastStatic. Stacje bazowe ustawiano na punktach naleŝących do sieci punktów POLREF, których współrzędne w układzie WGS-84 i 1992 wraz z wysokościami elipsoidalnymi otrzymano z Centralnego Ośrodka Dokumentacji Geodezyjno-Kartograficznej w Warszawie. Obliczenia na elipsoidzie WGS-84 wykonano przy pomocy oprogramowania TRIMBLE GEOMATICS OFFICE Version 1.61. RóŜnice wysokości geoidy niwelacyjnej i elipsoidy odniesienia obliczono z modelu Geoidy niwelacyjnej 2002 wprowadzonej do stosowania przez Głównego Geodetę Kraju. 17

Wyznaczenie tych róŝnic jest konieczne do przeliczeń wysokości elipsoidalnych do obowiązującego układu wysokości. Pomiary na przekrojach wykonano przy pomocy stacji tachimetrycznej NIKON serii DTM-501. Przeliczenia współrzędnych pomiędzy układami 1965 i 1992 wykonano posługując się oprogramowaniem GEONET_unitrans wersja 8.2. Obliczenia pikiet wykonano programem WinKalk wersja 3.7. Na profilach o głębokości około 1 m i poniŝej, pomiar wykonywano młynkiem hydrometrycznym zgodnie z instrukcją pomiarową obowiązującą w IMGW. W przypadku większych głębokości pomiary były wykonywane za pomocą prądomierza akustycznego Workhorse Rio Grande ADCP firmy RD Instruments. Przetwornik prądomierza doplerowskiego wraz z zintegrowaną z nim anteną GPS holowany był za łodzią motorową wzdłuŝ profilu. Do wyznaczenia przepływów uŝywano standardowego oprogramowania WinRiver firmy RD Instruments. W kaŝdej sesji pomiarowej wyznaczano aktualną rzędną zwierciadła wody dowiązując ją stacją tachimetryczną do punktów bazowych o wyznaczonej wysokości. 4.2. Forma przekazania danych Rezultaty prac pomiarowych wykonanych przez Oddział Morski IMGW w Gdyni przedstawiono w załącznikach zawierających przekroje poprzeczne i podłuŝne poszczególnych rzek. Wszystkie tabele, materiał zdjęciowy oraz przekroje poprzeczne i profile podłuŝne zostały zapisane na dysku CD będącym integralną częścią tego opracowania. 18

5. Wyznaczanie terenów bezpośredniego zagroŝenia powodzią od wody o prawdopodobieństwie występowania (przewyŝszenia) p=1% i 10% na mapach topograficznych w skali 1:10 000. Do tworzenia map stref zagroŝenia powodziowego został wykorzystany program Arc View GIS. Pozwoliło to na stworzenie mapy tematycznej, w której poszczególne elementy składowe mapy zapisane są w oddzielnych warstwach tematycznych. 5.1 Opracowanie podkładów rastrowych map topograficznych w skali 1:10 000 Ze względu na brak map wektorowych z terenu zlewni rzeki Wda jako podkłady mapowe do tworzenia warstw tematycznych map zagroŝenia powodziowego rzeki Wda wykorzystano rastrowe mapy topograficzne w skali 1:10 000 w układzie "PUWG - 1965. Obrazy rastrowe zostały zapisane jako monochromatyczne w formacie TIFF z rozdzielczością 300dpi. Schematyczny układ arkuszy map wykorzystanych w opracowaniu przedstawiono na rys 1. Obrazy rastrowe zostały przeliczone do układu PUWG-1992 zgodnie z algorytmami przeliczeniowymi zawartymi w instrukcji "Wytyczne techniczne. G-1.10. Formuły odwzorowawcze i parametry układów współrzędnych." Przejścia transformacyjne realizowane były na podstawie następującego schematu: 19

Przy tworzeniu nowych przeliczonych plików wykorzystano metodę interpolacji najbliŝszego sąsiedztwa. W metodzie tej wartość nowego piksela zostaje przypisana na podstawie wartości piksela najbliŝszego do transformowanego. 5.2 Opracowanie warstw tematycznych Na podstawie uzyskanych informacji z róŝnych ośrodków administracji, pomiarów terenowych, obliczeń hydraulicznych i opracowanych podkładów rastrowych opracowano dla rzeki Wda następujące warstwy tematyczne: - kilometraŝ rzeki, - wodowskazy, - budowle hydrotechniczne - budowle mostowe, - wały przeciwpowodziowe, - granice gmin, - strefy bezpośredniego zagroŝenia powodziowego od wody 1% i 10%. 5.3 KilometraŜ Warstwa kilometraŝu została opracowana w celu właściwego odwzorowania odległości pomiędzy poszczególnymi przekrojami poprzecznymi. Wyznaczony został poprzez pomiar odległości w linii nurtu koryta rzeki na podkładach mapowych w skali 1:10 000. Próby określenia lokalizacji przekroi na podstawie kilometraŝu według Podziału hydrograficznego Polski IMGW 1983 prowadziły do występowania niewłaściwych odległości pomiędzy przekrojami. Przyczyny takiego stanu rzeczy upatrywać naleŝy w tym, iŝ kilometraŝ przedstawiony w Podziale hydrograficznym Polski opracowany był na podstawie map w skali 1:50000. 5.4 Strefy zagroŝenia powodziowego A1 i A10 Rodzaj warstwy poligon. Podstawą do wyznaczenia granic stref były punkty pomiarowe przekrojów poprzecznych oraz podkład mapowy ze szczególnym uwzględnieniem informacji o rzeźbie terenu doliny rzeki tj. warstwic i pikiet wysokościowych. 20

PoniewaŜ za podstawę wykreślenia granic przyjęto dane wysokościowe z map topograficznych w skali 1:10 000, moŝe powodować to niedokładności zasięgu zalewu w stosunku do map bardziej dokładnych (np. map do celów projektowych). W przypadku wystąpienia w/w niedokładności decyduje rzędna zwierciadła wody. Rzędną moŝna odczytać z tabeli Wda-przekrój podłuŝny.xls w katalogu "Profile_poprz_podl_zdj_budowle" na płycie CD. Rzędne pomiędzy punktami załamania moŝna obliczać korzystając z metody aproksymacji liniowej (jest to linia prosta). 5.5 Wodowskazy Typ warstwy punkty. Warstwa lokalizacji posterunków wodowskazowych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej została opracowana na podstawie danych historycznych IMGW zweryfikowanych pomiarami terenowymi. 5.6 Budowle hydrotechniczne budowle piętrzące Typ warstwy punkty. Warstwę lokalizacji budowli piętrzących opracowano na podstawie materiałów przekazanych przez RZGW Gdańsk, pomiarów terenowych jak równieŝ informacji pozyskanych w powiatach oraz gminach na terenie, których znajdowały się budowle. 5.7 Budowle mostowe Typ warstwy punkty. Warstwa lokalizacji budowli mostowych opracowana została na podstawie materiałów przekazanych przez RZGW Gdańsk oraz pomiarów terenowych. 5.8 Wały przeciwpowodziowe Typ warstwy linia. Warstwa lokalizacji wałów przeciwpowodziowych opracowana została na podstawie Zestawienia oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych uzyskanych z WZMiUW województwa warmińsko-mazurskiego. 5.9 Gminy 21

Typ warstwy linia. Warstwa granic poszczególnych gmin opracowana zgodnie z obecnie panującym podziałem administracyjnym. RóŜnica pomiędzy przebiegiem granic gmin na mapach topograficznych, a wektorową warstwą podziału administracyjnego wynika z wykorzystania jako źródła danych dla warstwy wektorowej map topograficznych w mniejszej skali tzn. 1: 100 000. Stąd teŝ granice w formie wektorowej nie są tak dokładne jak granice jednostek administracyjnych przedstawione na podkładowych mapach topograficznych 1:10 000. Część geometryczna wektorowych warstw tematycznych została uzupełniona o tabele danych atrybutowych dla poszczególnych obiektów. Wszystkie warstwy wektorowe zostały zapisane w formacie *.shp (programu ArcView). 5.10 Wydruki map Kompozycje map zawierających obrazy rastrowe map topograficznych oraz zestawy danych wektorowych zostały wydrukowane barwnie. Obszar wydruku map jest zgodny z obszarem podkładowych map topograficznych w skali 1:10 000. 22

Tabela. 10. Wykaz wydrukowanych arkuszy map dla rzeki Wdy KilometraŜ rzeki Wdy Numer mapy 1 0+000 11+000 2 11+000 22+000 3 22+000 32+000 4 32+000 41+000 5 41+000 51+000 6 51+000 75+000 7 75+000 88+000 8 88+000 100+000 9 100+000 112+000 10 112+000 123+000 11 123+000 134+000 12 134+000 144+000 13 144+000 154+000 14 154+000 161+000 15 161+000 175+000 15 A 162+000 169+000 16 175+000 187+000 17 187+000 196+000 18 196+000 198+600 23

Rys. 1. Schematyczny układ arkuszy map rzeki Wdy 24

6. Literatura 1. Bajkiewicz-Grabowska E., Magnuszewski A., Mikulski Z., Hydrometria, PWN, Warszawa 1993 2. IMPEXGEO, Instrukcja Obsługi Rejestratora GPS Trimble TSCe. 3. IMPEXGEO, Odbiorniki GPS 5700. 4. IMPEXGEO, Oprogramowanie Rejestratora GPS Trimble TSCe Survey Conntroller v.10.6. Podstawowe informacje uŝytkownika. 5. IMPEXGEO, Oprogramowanie TRIMBLE GEOMATICS OFFICE. 6. IMPEXGEO, TOTAL STATION Seria DTM 501, Instrukcja obsługi. 7. Kietlińska Z., Walczak S., Miernictwo w Budownictwie Lądowym i Wodnym, WSziP, Warszawa 1997. 8. Kosiński W., Geodezja, Wyd. SGGW, Warszawa 2002. 9. Nachlik E., Kostecki S., Gądek W., Stochmal R. Strefy zagroŝenia Powodziowego Biuro Koordynacji Projektu Banku Światowego, Wrocław 2000 10. Ozga-Zielińska M., Brzeziński J., Hydrologia stosowana, PWN, Warszawa 1994. 11. Pasławski Z., Metody Hydrometrii Rzecznej, IMGW, WKiŁ, Warszawa 1973. 12. Praca zbiorowa pod kier. Juliusza Stachy, Podział Hydrologiczny Polski, IMGW, Warszawa 1986. 13. Instrukcja modelu HEC-RAS Hydraulic Reference Manual 25

7. Załączniki Profile: o podłuŝny o poprzeczne Mapy stref bezpośredniego zagroŝenia powodzią na rzece Wda Opracowanie w formie elektronicznej na płycie CD Zawartość płyty: 1. Katalog "Wda opracowanie" zawiera podkatalogi: -Wda poprzeczne a-cad -Wda podłuŝne a-cad -zdjęcia budowle hydrotechniczne oraz pliki w formacie *.xls: -Wda zestawienie (opis rzeki, kilometraŝ, m. przekrojów, dopływy i odpływy, budowle hydrotechniczne, budowle opis, wodowskazy, pozwolenia wodnoprawne), - Wda przekrój podłuŝny, - Wda profile poprzeczne, oraz plik w formacie *.doc z opisową częścią projektu. 2. Katalog "Warstwy_map" zawiera warstwy wektorowe w formacie *.shp: - gminy92_1_region - podział na gminy, - "mosty-wda" - lokalizacja mostów, - "Wda kilometraŝ" - warstwa punktowa kilometraŝu rzeki, - "wały przeciwpowodziowe" - lokalizacja obwałowań, - "wodowskazy-wda" - lokalizacja posterunków wodowskazowych, - "przekroje wykonane" - lokalizacja punktów pomiarowych przekrojów poprzecznych, - "woda-10%" - tereny o prawdopodobieństwie wystąpienia wody 10%, - "woda-1%" - tereny o prawdopodobieństwie wystąpienia wody 1%, 3. Katalog "Wydruki" zawiera w podkatalogach ("eps", "jpg") przygotowane do wydruku kompozycje map w formatach *.eps i *.jpg. 4. Katalog "Rastry" zawiera warstwy rastrowe podkładów topograficznych w formacie *tif. 26