Dokumentacja hydrologiczna określająca wpływ wód opadowo roztopowych, odprowadzanych kolektorami deszczowymi, na reżim hydrologiczny w odbiornikach tych wód, wskutek przyrostu przepływu spowodowanego prognozowanymi zrzutami, na etapie eksploatacji. Nazwa i adres obiektu budowlanego: Uzbrojenie terenu w rejonie ul. Senatorskiej w Rzeszowie, w ramach, którego planowana jest budowa kanalizacji deszczowej wraz ze zbiornikami retencyjnymi gromadzącymi wody opadowe w miejscu ich powstania z podziałem na dwa zadania: Zadanie I Budowa kanalizacji deszczowej dla zlewni położonej w rejonie ulic: Herbowej, Chmielnej, Miejskiej, Jana Pawła II z wylotami W-2-2 i rzeki Strug. Zadanie II Budowa kanalizacji deszczowej dla zlewni położonej w rejonie ulic: Senatorskiej, Dębinowej, Alternatywy, Lotosowej, Miejskiej i Papieskiej z wylotami do rowów W-2, W-2-8, W-2-1 oraz do rzeki Wisłok. Lokalizacja: Osiedle Budziwój w Rzeszowie, obręb 225 Inwestor: Gmina i Miasto Rzeszów Urząd Miasta Rzeszowa ul. Rynek 1, 35 064 Rzeszów Branża: Opracowujący: Hydrologia DHI Polska Sp. z o. o. z siedzibą ul. Koszykowa 6, 00 564 Warszawa Umowa: WI P.7011.99.15.2015 z 23 lipca 2015r., Aneks z 9 grudnia 2015r. Kierownik Projektu Zespół projektowy Waldemar Mlaś Monika Szpila, Paulina Lech-Surowiec, Marcin Kieżun Numer projektu 38800336 Data 09 Grudzień 2015 Wersja Finalna
2
Spis treści: 1.1 Istniejący stan topograficzny terenu... 6 1.2 Charakterystyka przedsięwzięcia, dla którego opracowywana jest dokumentacja hydrologiczna7 2.1 Wstęp... 8 2.2 Cel realizacji projektu... 9 3.1 Pozyskane dane topografii sieci kanalizacyjnej... 9 3.2 Pozyskane modele hydrauliczne sieci rzecznej... 11 3.3 Projekty pozyskane z PZMiUW... 11 3.4 Dane hydrologiczne... 11 5.1 Wariant W0 - stan obecny kanalizacji deszczowej i cieków otwartych... 14 5.1.1 Sieć rzeczna... 14 5.1.2 Kanalizacja deszczowa... 16 5.1.3 Wyniki modelowania wariant W0... 16 5.2 Wariant W1 planowana rozbudowa sieci kanalizacji deszczowej oraz stan obecny cieków otwartych... 17 5.2.1 Sieć rzeczna... 17 5.2.2 Kanalizacja deszczowa... 17 5.2.3 Wyniki modelowania wariant W1... 23 5.3 Wariant W2 planowana rozbudowa sieci kanalizacji deszczowej oraz planowana rozbudowa umocnień na ciekach otwartych... 24 5.3.1 Sieć rzeczna... 24 5.3.2 Wyniki modelowania wariant W2... 26 5.4 Wariant W3 - planowana rozbudowa kanalizacji deszczowej z uwzględnieniem zbiorników retencyjnych oraz planowana rozbudowa umocnień na ciekach otwartych... 26 5.4.1 Sieć rzeczna... 26 5.4.2 Kanalizacja deszczowa... 26 5.4.3 Wyniki modelowania wariant W3... 29 5.5 Analiza hydrauliczna zbiorników retencyjnych... 29 5.6 Badanie wzajemnego odziaływania sieci rzecznej i projektowanej kanalizacji deszczowej... 48 W rozdziale tym przedstawiono zmiany w przepływach i rzędnych zwierciadła wody rzek Strug i Wisłok w wyniku wprowadzenia kanalizacji deszczowej.... 48 5.6.1 Wariant W1... 48 5.6.2 Wariant W2... 50 5.6.3 Wariant W3... 53 5.6.4 Wpływ wód opadowo-roztopowych odprowadzanych kolektorami deszczowymi, na reżim hydrologiczny w odbiornikach wód opadowo-roztopowych... 55 5.7 Wpływ zagospodarowania zlewni ograniczenie stopnia wielkości zrzutów wód opadowych w obrębie Jednolitych Części Wód Powierzchniowych... 65 DHI 3
Spis rysunków: Rys. 1. Obszar objęty opracowaniem... 6 Rys. 2. Wykorzystanie danych do budowy poszczególnych elementów modelu.... 10 Rys. 3. Przykład przekroju w km 5+600 Strugu wprowadzonego do modelu wariantu W0 zlokalizowanego w rejonie wylotu nr 3... 15 Rys. 4. Zestawienie długości przewodów proj. sieci kanalizacyjnej w zależności od jej średnicy... 19 Rys. 5. Zlewnie cząstkowe dla obszaru objętego opracowaniem... 21 Rys. 6. Schemat przekształcania rozkładu blokowego na rozkład Sifalda... 22 Rys. 7. Porównanie rozkładu blokowego z rozkładem Sifalda... 23 Rys. 8. Przykład przekroju w km 5+813 wprowadzonego do modelu wariantu W2 zlokalizowanego w okolicach wylotu nr 4 (kolorem pomarańczowym przedstawiono przekrój nieaktualny)... 25 Rys. 9. Krzywe pojemności zbiorników w funkcji ich wysokości... 28 Rys. 10. Przekrój w kilometrze 4+489 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ... 48 Rys. 11. Przekrój w kilometrze 74+810 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ. 49 Rys. 12. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ. 50 Rys. 13. Przekrój w kilometrze 3+375 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ... 51 Rys. 14. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ. 51 Rys. 15. Przekrój w kilometrze 4+435 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ... 52 Rys. 16. Przekrój w kilometrze 74+810 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ. 53 Rys. 17. Przekrój w kilometrze 1+535 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ... 54 Rys. 18. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ. 54 Rys. 19. Przekrój w kilometrze 4+656 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ... 55 Rys. 20. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 1... 57 Rys. 21. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 2... 58 Rys. 22. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 3... 59 Rys. 23. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 4... 60 Rys. 24. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 1... 61 Rys. 25. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 2... 62 Rys. 26. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 3... 63 Rys. 27. Wykres przedstawiający przepływy w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 4... 64 Rys. 28. Wypływy z poszczególnych wylotów projektowanej sieci kanalizacji deszczowej... 66 4
Rys. 29. Objętości wypływów z poszczególnych wylotów projektowanej sieci kanalizacji deszczowej... 67 Rys. 30. Suma wypływów z kanalizacji deszczowej dla poszczególnych jednostek zadaniowych... 68 Spis tabel: Tab. 1. Elementy modelowe poszczególnych wariantów... 13 Tab. 2. Charakterystyka studzienek... 18 Tab. 3. Charakterystyka przewodów... 18 Tab. 4. Zbiorniki retencyjne przepływowe kanałowe... 19 Tab. 5. Lista zbiorników retencyjnych dla Wariantu W3.... 27 Tab. 6. Zestawienie procentowe zmian przepływów dla różnych prawdopodobieństw w stosunku do odpowiedniego wariantu bez kanalizacji deszczowej... 56 Tab. 7 Zestawienie zmian rzędnych dla różnych prawdopodobieństw w stosunku do odpowiedniego wariantu bez kanalizacji deszczowej... 56 DHI 5
1 Podstawa opracowania dokumentacji hydrologicznej 1.1 Istniejący stan topograficzny terenu Obszar, przez który przebiega projektowana kanalizacja deszczowa położony jest przy południowo zachodniej granicy miasta, na osiedlu Budziwój. Jest to teren, na którym brak jest obecnie obowiązującego miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego. Projektowana sieć kanalizacji deszczowej przebiega w pasach komunikacyjnych ulic głównych: Herbowej, Chmielnej, Miejskiej, Jana Pawła II, Senatorskiej, ulic bocznych: Strzelców, Wakacyjnej, Magicznej, Karmelickiej, Tarnopolskiej, Św. Agnieszki, Pogodne Wzgórze, Legionistów, Dębinowej, Alternatywy, Lotosowej i Papieskiej, w chodnikach prywatnych dróg dojazdowych oraz częściowo w istniejących rowach. Obszar objęty opracowaniem przedstawiony jest na Rys. 1. Rys. 1. Obszar objęty opracowaniem 6
1.2 Charakterystyka przedsięwzięcia, dla którego opracowywana jest dokumentacja hydrologiczna Zgodnie z 3 ust.1 pkt. 79 Rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (Dz. U. 2010 nr 213 poz. 1397, z późn. zm.) przedsięwzięcie polegające na budowie sieci kanalizacyjnej o całkowitej długości przedsięwzięcia powyżej 1 km zalicza się do przedsięwzięć mogących potencjalnie znacząco oddziaływać na środowisko. Opis przedsięwzięcia pochodzący z Biura Projektów Budownictwa Komunalnego znajduje się w załączniku 1 Charakterystyka przedsięwzięcia, dla którego opracowywana jest dokumentacja hydrologiczna. DHI 7
2 Wprowadzenie 2.1 Wstęp Opracowanie dokumentacji hydrologicznej dla przedsięwzięcia pn. Uzbrojenie terenu w rejonie ul. Senatorskiej w Rzeszowie powstało na zlecenie Urzędu Miasta Rzeszowa, jako uzupełnienie do Raportu Oddziaływania Planowanego Przedsięwzięcia na Środowisko dla Inwestycji Polegającej na: Uzbrojeniu terenu w rejonie ul. Senatorskiej polegającej na budowie kanalizacji deszczowej w ramach dwóch zadań: Zadanie I budowa kanalizacji deszczowej dla zlewni położonej w rejonie ulic: Herbowej, Chmielnej, Miejskiej, Jana Pawła II z wylotami do rowu W-2-2 i rzeki Strug. Zadanie II budowa kanalizacji deszczowej dla zlewni położonej w rejonie ulic: Senatorskiej, Dębinowej, Alternatywy, Lotosowej, Miejskiej i Papieskiej z wylotami do rowów W-2, W-2-8, W-2-1 oraz rzeki Wisłok wykonywanego przez firmę EkoPerfekt. Podstawą do realizacji projektu była opinia Regionalnego Dyrektora Ochrony Środowiska w Rzeszowie z dnia 01.04.2014r. (numer pisma WOOŚ.4240.18.4.2014.KB-7) o konieczności przeprowadzenia oceny oddziaływania na środowisko, w tym sporządzenie raportu oddziaływania przedsięwzięcia na środowisko, której częścią jest dokumentacja hydrologiczna. 8
2.2 Cel realizacji projektu Celem realizacji projektu było sprawdzenie wpływu przedsięwzięcia pn. Uzbrojenie terenu w rejonie ul. Senatorskiej w Rzeszowie na zmiany zasilania cieków powierzchniowych Strugu oraz Wisłoka, w szczególności na: Celem projektu było sprawdzenie wpływu uzbrojenia terenu na Strug i Wisłok. 1. Wpływ wód opadowo-roztopowych odprowadzanych kolektorami deszczowymi, na reżim hydrologiczny w odbiornikach wód opadowo-roztopowych, wskutek przyrostu przepływu spowodowanego prognozowanymi zrzutami na etapie jego eksploatacji (rozdział 5.6, strona 48). 2. Wpływ prognozowanych zmian reżimu hydrologicznego w odbiornikach wód opadowo-roztopowych na wzrost zagrożenia powodziowego na terenach usytuowanych poniżej projektowanych zrzutów (rozdział 5.6, strona 48). 3. Wyjaśnienie, czy założenia przedmiotowej inwestycji nie stoją w sprzeczności (nie kolidują z założeniami i są uwzględnione w założeniach), do projektu zabezpieczenia przed powodzią miasta Rzeszów i gm. Tyczyn poprzez kształtowanie koryta rzeki Strug (rozdział 5.6, strona 48). 4. Wpływ zagospodarowania zlewni ograniczenie stopnia infiltracji w obrębie Jednolitych Części Wód Powierzchniowych (rozdział 5.7, strona 65). 3 Dane wykorzystane w celach projektowych 3.1 Pozyskane dane topografii sieci kanalizacyjnej W celu utworzenia hydraulicznego modelu sieci kanalizacyjnej zostały udostępnione Wykonawcy materiały niezbędne do wykonania przedmiotu zamówienia. Pozyskano następujące dane: Mapa sytuacyjno wysokościowa w środowisku CAD. Projekt zagospodarowania terenu mapy w skali 1: 2 500. Schemat projektowanej sieci kanalizacyjnej w środowisku CAD. Zebrane mapy zostały przeanalizowane pod kątem możliwości ich wykorzystania do budowy modelu sieci kanalizacji deszczowej. Dostępne dane zostały zgeneralizowane, wyodrębnione z nich zostały elementy niezbędne do utworzenia topologii cyfrowego modelu hydraulicznego. DHI 9
W kolejnym etapie wykorzystano dane dotyczące powierzchni terenu objętego opracowaniem tj. położenie budynków, przebieg dróg oraz wielkość i kształt zlewni cząstkowych projektowanej sieci kanalizacji deszczowej. Projektowane zlewnie cząstkowe charakteryzują się zmienną zdolnością retencjonowania wód opadowych i mają znaczący wpływ na zmianę relacji opad odpływ na danym obszarze. W celu określenia odpływu wód deszczowych ze zlewni, obszarom utwardzonym przypisano współczynniki spływu powierzchniowego ψ (dla budynków i dróg 90%, dla obszarów niezabudowanych 10%). W ten sposób model sieci kanalizacyjnej mógł zostać uzupełniony o element niezbędny do przeanalizowania projektowanego systemu - hydrologiczny model spływu powierzchniowego. Pozyskane dane były podstawą do opracowania modelu hydraulicznego sieci cieków i kanalizacji deszczowej. Rys. 2. Wykorzystanie danych do budowy poszczególnych elementów modelu. 10
3.2 Pozyskane modele hydrauliczne sieci rzecznej Zamawiający Urząd Miasta Rzeszowa pozyskał z zasobów RZGW Kraków modele hydrauliczne dla rzeki Strug oraz Wisłok, uzyskał również zgodę na wykorzystanie tych modeli dla potrzeb przedmiotowego opracowania (znak sprawy: DHI wykorzystało w swoich pracach model Strugu i Wisłoka otrzymany z RZGW Kraków. ZP-rr-74-48/15). Wyżej wymienione modele wykonane zostały w oprogramowaniu MIKE 11 firmy DHI. Z uwagi na prowadzone w ostatnim czasie prace regulacyjne sieć rzeczna przedstawiona we wskazanym modelu była już częściowo nieaktualna. Nie odzwierciedlała przeprowadzonej regulacji koryta rzeki Strug. DHI wykonało modyfikację modelu, następnie bazując na jego wynikach przeprowadziło wymagane analizy. 3.3 Projekty pozyskane z PZMiUW W ramach przedmiotowego opracowania oraz w zgodzie z pismem z Podkarpackiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych w Rzeszowie (numer sprawy IRz.506.4.243.2015) z dnia 20.04.2015 r. DHI Polska dokonało analizy projektu budowlanego Zabezpieczenie i przebudowa koryta rzeki Strug w km 3+640 3+800, 6+350-7+440 oraz zabezpieczenie koryta potoku Hermanówka w km 0+490 0+600 nazwa, adres obiektu budowlanego: Strug - etap I odcinkowa przebudowa - kształtowanie przekroju podłużnego i poprzecznego koryta rzeki Strug na długości 8,62 km oraz obustronna odcinkowa budowa obwałowania rzeki w km 0+000 8+620 na terenie miejscowości: Rzeszów, gm. Rzeszów, Biała, Tyczyn, Budziwój, gm. Tyczyn, woj. Podkarpackie. Pozyskano dane i przekroje opisujące projektowany przebieg koryta rzeki Strug. W latach 2011-2012 na podstawie powyższej dokumentacji wykonano I etap prac budowlano-montażowych. DHI uzyskało od PZMiUW szczegółową informację, jaka część prac została dotychczasowo wykonana, a jaka planowana jest do realizacji w II etapie. W chwili obecnej trwa postępowanie administracyjne w sprawie wydania decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach realizacji II etapu. 3.4 Dane hydrologiczne Na potrzeby realizacji projektu Zamawiający pozyskał z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej dane dotyczące Obliczenia przepływu średniego rocznego SSQ dla rzeki Wisłok w profilu niekontrolowanym w Rzeszowie. Dane te zostały udostępnione Wykonawcy. DHI 11
4 Metodyka przyjęta do prowadzenia działań analitycznych Zgodnie z zapisami umowy przeprowadzono modelowanie hydrauliczne do obliczeń przepływu wody w ciekach otwartych. Bazując na modelach przekazanych przez Zamawiającego, a pochodzących z zasobów RZGW dokonano modyfikacji sieci rzecznej tak, aby w zależności od wariantu, odzwierciedlała aktualny lub projektowany stan koryta rzeki Strug. W kolejnym etapie scalono modele rzeki Strug i Wisłok. Zadanie to wykonane zostało w programie MIKE 11. Równolegle stworzono modele sieci kanalizacji deszczowej w programie MIKE Urban. Ostatni etap zadania polegał na połączeniu modeli cieków otwartych z modelami kanalizacji deszczowej w programie MIKE Flood. Zgodnie z powszechnie stosowanymi metodykami oraz ustaleniami z RDOŚ, nie zmieniano warunków brzegowych w modelu jednowymiarowym cieków otwartych. Dopięty został jedynie wypływ wody z kanalizacji deszczowej do modelu jednowymiarowego sieci rzecznej. Działania analityczne wykonano w oparciu o zintegrowany model cieków powierzchniowych oraz sieci kanalizacji deszczowej. 5 Analiza wpływu planowanego przedsięwzięcia na reżim hydrologiczny w zlewni Dokumentację hydrologiczną opracowano w czterech wariantach W0 stan obecny, W1 rozbudowa W0 o kanalizację deszczową, W2 składający się z W1 rozbudowanego o planowaną regulacją koryta rzeki Strug oraz W3 obejmujący W2 rozbudowany o zbiorniki retencyjne do gromadzenia wód opadowych w miejscu ich powstania. Dodatkowo stworzono wariant W2 bez kanalizacji, który służył do porównania zmian rzędnych i przepływu w korycie rzek po wykonaniu całej projektowanej regulacji koryta rzeki Strug, ale bez wprowadzania kanalizacji deszczowej. Wariant ten nazwany został W4. Takie podejście pozwoliło na pełne sprawdzenie wpływu projektowanego przedsięwzięcia na reżim hydrologiczny. W Tab. 1 opisano, jakie elementy wchodziły w skład poszczególnych wariantów. 12
Tab. 1. Elementy modelowe poszczególnych wariantów Wariant\Elementy zawarte w wariancie Stan obecny rzeki Strug (aktualizacja modelu) Model rzeki Wisłok Projektowana regulacja koryta rzeki Strug Kanalizacja deszczowa Zbiorniki retencyjne do gromadzenia wód opadowych w miejscu ich powstania W0 W1 W2 W3 nie uwzględniono w modelu danego wariantu uwzględniono w modelu dany wariant DHI 13
5.1 Wariant W0 - stan obecny kanalizacji deszczowej i cieków otwartych W ramach wariantu W0 zaktualizowany został model rzeki Strug bez wprowadzania sieci kanalizacji deszczowej. 5.1.1 Sieć rzeczna Aktualizacja modelu sieci rzecznej wariantu W0 wykonana została przy wykorzystaniu pozyskanego z RZGW Kraków modelu rzeki Strug. Przeprowadzono ją poprzez usunięcie nieaktualnych przekrojów korytowych w pliku *.nwk oraz wprowadzeniu nowych wraz z odpowiednimi szorstkościami. Przekroje pochodziły z opracowania Strug - etap I odcinkowa przebudowa - kształtowanie przekroju podłużnego i poprzecznego koryta rzeki Strug na długości 8,62 km oraz obustronna odcinkowa budowa obwałowania rzeki w km 0+000 8+620 na terenie miejscowości: Rzeszów, gm. Rzeszów, Biała, Tyczyn, Budziwój, gm. Tyczyn, woj. Podkarpackie. Prace wskazane w powyższym projekcie zostały już częściowo zrealizowane. Dla pełnego odwzorowania stanu obecnego Wykonawca zwrócił się do Podkarpackiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych o sprecyzowanie zakresu wykonanych robót oraz wskazanie części, która zostanie zrealizowana w przyszłości. Działania opisane w części już zrealizowanej zostały uwzględnione w modelu W0. Pozwoliło to na hydrauliczne odwzorowanie aktualnego stanu koryta rzeki Strug po dotychczas wykonanych pracach regulacyjnych. Wariant W0 obejmował analizę aktualnego koryta cieków otwartych oraz obecnego stanu sieci kanalizacji deszczowej (przed rozbudową). 14
Rys. 3. Przykład przekroju w km 5+600 Strugu wprowadzonego do modelu wariantu W0 zlokalizowanego w rejonie wylotu nr 3 DHI 15
5.1.2 Kanalizacja deszczowa W związku z brakiem na omawianym terenie kanalizacji deszczowej nie budowano modelu sieci kanalizacyjnej, a spływ powierzchniowy z obszaru objętego opracowaniem uwzględniony został w warunkach brzegowych modelu sieci rzecznej. 5.1.3 Wyniki modelowania wariant W0 Wyniki obliczeń hydraulicznych dla wariantu obecnego W0 przedstawione zostały w załączniku 2 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W0. 16
5.2 Wariant W1 planowana rozbudowa sieci kanalizacji deszczowej oraz stan obecny cieków otwartych Wariant W1 opierał się na przygotowanym w ramach wariantu W0 modelu sieci rzecznej. W porównaniu do W0 rozbudowano go o projektowaną sieć kanalizacji deszczowej. W1 = W0 + projektowana kanalizacja deszczowa 5.2.1 Sieć rzeczna W modelowaniu wariantu W1 nie przewidziano żadnych zmian w istniejącej sieci rzecznej. Wykorzystano zaktualizowany model wariantu W0. 5.2.2 Kanalizacja deszczowa Poniżej zostały opisane poszczególne elementy wchodzące w skład hydraulicznego modelu projektowanej sieci kanalizacji deszczowej. 5.2.2.1 Topologia modelu sieci kanalizacyjnej Baza danych modelu zawiera informacje na temat przebiegu przewodów projektowanej sieci kanalizacyjnej, średnic i materiałów, z których wykonano przewody. W trakcie tworzenia topologii sieci utworzone zostały węzły w miejscach połączeń pomiędzy poszczególnymi przewodami. DHI 17
Węzły obliczeniowe zostały wstawione na początku i na końcu każdego z przewodów. Dodatkowo studzienki zostały umieszczone na rowach w miejscach zmiany ich geometrii oraz w celu podzielenia rowu o tej samej geometrii na odcinki krótsze, aby uniknąć sytuacji, gdzie cały spływ powierzchniowy koncentrowałby się w jednym jego punkcie. Tab. 2. Charakterystyka studzienek Studzienki Ilość 833 Rzędna terenu [m n.p.m.] Wartość minimalna 199,27 Wartość maksymalna 238,40 Wartość średnia 209,10 Podobnie jak studzienki przewody zostały zaimportowane z cyfrowej mapy sytuacyjno wysokościowej. Tab. 3. Charakterystyka przewodów Przewody Ilość 766 Średnia długość Najmniejsza średnica Największa średnica Całkowita długość 33,00 m 0,20 m 2,00 m ~26,00 km Wykres zamieszczony na Rys. 4 prezentuje rozkład długości projektowanej sieci kanalizacji deszczowej w zależności od średnicy kolektora. 18
Długość [km] 3.5 3.223 3 2.981 3.064 2.864 2.777 2.5 2 1.692 1.81 2.03 1.5 1 1.268 1.253 1.065 1.089 0.5 0 0.244 0.116 0.131 0.093 0.029 200 250 300 315 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1400 1500 1600 1800 2000 Średnica [mm] Rys. 4. Zestawienie długości przewodów proj. sieci kanalizacyjnej w zależności od jej średnicy Do modelu wprowadzono zbiorniki retencyjne przepływowe kanałowe (Tab. 4) według danych pozyskanych od Zamawiającego. Tab. 4. Zbiorniki retencyjne przepływowe kanałowe Numer zadania Zadanie I Zadanie II Nazwa zbiornika Średnica zbiornika [mm] KOL A ul. Jana Pawła II - 1 1 000 KOL A ul. Jana Pawła II - 2 1 200 KOL A ul. Strzelców 1 200 KOL A ul. Jana Pawła II - 3 1 500 KOL B ul. Magiczna - 1 2 000 KOL B ul. Magiczna - 1 2 000 KOL D ul. Karmelicka 800 KOL D ul. Tarnopolska 1 600 KOL D ul. Herbowa 1 200 KOL E ul. Herbowa 2 000 KOL P ul. Senatorska 1 800 KOL T ul. Miejska 1 000 DHI 19
Zlewnie dla poszczególnych kolektorów zostały wprowadzone do modelu na podstawie pozyskanych map z projektowanym zagospodarowania terenu. Zaimplementowane do modelu zlewnie wraz z topologią modelu przedstawiono Rys. 5. 20
Rys. 5. Zlewnie cząstkowe dla obszaru objętego opracowaniem DHI 21
5.2.2.2 Obliczanie opadu modelowego wg rozkładu Sifalda Sieć kanalizacji deszczowej w rejonie ul. Senatorskiej zaprojektowana została na deszcz o prawdopodobieństwie wystąpienia p = 20% (średnio raz na 5 lat), intensywności 172 l/s/ha i czasie trwania t = 10 min. Przyjęty do projektowania opad charakteryzował się stałą intensywnością w całym okresie jego trwania. Do Kanalizacja deszczowa została zaprojektowana na p=20%, opad=172 l/s/ha, t=10min. sprawdzenia przepustowości projektowanych kolektorów postanowiono zmienić charakterystykę intensywności opadu poprzez zastosowanie rozkładu Sifalda. Rozkład ten zakłada stopniowy wzrost intensywności opadu od początku jego wystąpienia do 25% czasu jego trwania. Następne 25% czasu trwania opadu charakteryzował się maksymalną intensywnością, po czym do końca trwania deszczu następowało stopniowe zmniejszanie się jego intensywności. Schemat przekształcanie opadu blokowego na opad modelowy o rozkładzie Sifalda zaprezentowano na Rys. 6. Rys. 6. Schemat przekształcania rozkładu blokowego na rozkład Sifalda Rozkład taki ze względu na zmienną intensywność wartości opadu pozwala na lepsze odwzorowanie dynamicznej pracy sieci kanalizacyjnej oraz sprawdzenie czy kolektory posiadają odpowiednią przepustowość. Na Rys. 7 przedstawione zostało porównanie rozkładu blokowego z rozkładem Sifalda. 22
Natężenie opadu [μm/s] 45.0 40.0 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Czas [min] Rozkład Blokowy Rozkład Sifalda Rys. 7. Porównanie rozkładu blokowego z rozkładem Sifalda 5.2.3 Wyniki modelowania wariant W1 W załączniku 3 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W1, przedstawione zostały wyniki obliczeń hydraulicznych dla rzędnych i przepływów w ramach wariantu W1 oraz zestawienie porównawcze rozwiązań w stosunku do wariantu W0. DHI 23
5.3 Wariant W2 planowana rozbudowa sieci kanalizacji deszczowej oraz planowana rozbudowa umocnień na ciekach otwartych Wariant W2 obejmował modyfikację sieci rzecznej wariantu W0. Projektowana sieć kanalizacji deszczowej została wprowadzona taka jak dla wariantu W1. W2 = W1+regulacja koryta Strugu 5.3.1 Sieć rzeczna Modyfikacja modelu sieci rzecznej wariantu W2 polegała na implementacji przekrojów poprzecznych oraz odpowiednich szorstkości do modelu Strugu wariantu W0. Przekroje te pochodziły z opracowania Strug - etap I odcinkowa przebudowa - kształtowanie przekroju podłużnego i poprzecznego koryta rzeki Strug na długości 8,62 km oraz obustronna odcinkowa budowa obwałowania rzeki w km 0+000 8+620 na terenie miejscowości: Rzeszów, gm. Rzeszów, Biała, Tyczyn, Budziwój, gm. Tyczyn, woj. Podkarpackie. Z modeli usunięte zostały przekroje, które obrazowały aktualny przebieg koryta w lokalizacji, gdzie zakładano regulację. W ich miejsce wstawiono przekroje projektowane. Działanie to pozwoliło na hydrauliczne odwzorowanie przyszłego stanu koryta rzeki Strug po wykonaniu wszystkich prac regulacyjnych przewidzianych w ww. projekcie budowlanym. Na Rys. 8 przedstawiono zmianę przekroju poprzecznego rzeki Strug przed i po wprowadzeniu modyfikacji w modelu. Projektowany przekrój koryta rzeki Strug w km 5+813 przedstawiono czarną linią, a usunięty przekrój z km 5+888 linią pomarańczową. 24
Rys. 8. Przykład przekroju w km 5+813 wprowadzonego do modelu wariantu W2 zlokalizowanego w okolicach wylotu nr 4 (kolorem pomarańczowym przedstawiono przekrój nieaktualny) DHI 25
5.3.2 Wyniki modelowania wariant W2 W załączniku 4 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W2, przedstawione zostały wyniki obliczeń hydraulicznych dla zadań planowych w ramach wariantu W2 oraz zestawienie porównawcze rozwiązań w stosunku do wariantu W4 (czyli W2 bez kanalizacji deszczowej). 5.4 Wariant W3 - planowana rozbudowa kanalizacji deszczowej z uwzględnieniem zbiorników retencyjnych oraz planowana rozbudowa umocnień na ciekach otwartych Wariant W3 w stosunku do wariantu W0 obejmował modyfikację sieci rzecznej oraz wprowadzenie projektowanej kanalizacji deszczowej. Wariant W3 został zbudowany na podstawie wariantu W2, a jedyna zmiana polegała na wprowadzeniu zbiorników retencyjnych, gromadzących wody opadowe w miejscu ich powstawania do modelu kanalizacji deszczowej. W3 = W2+projektowane zbiorniki retencyjne 5.4.1 Sieć rzeczna W modelowaniu wariantu W3 wykorzystano model sieci rzecznej wykonany w ramach wariantu W2 bez żadnych zmian. 5.4.2 Kanalizacja deszczowa W wariancie tym do modelu sieci kanalizacji deszczowej wstawionych zostało 11 retencyjnych zbiorników do gromadzenia wód opadowych. Lista wszystkich zbiorników wprowadzonych do modelu została zestawiona w Tab. 5. 26
Tab. 5. Lista zbiorników retencyjnych dla Wariantu W3. Numer zadania Nazwa zbiornika Średnica zbiornika [mm] Długość zbiornika [m] Pojemność zbiornika [m3] A1 2 000 196 615 A2 2 000 196 615 B1 3 000 174 1 225 Zadanie I B2 3 000 174 1 225 D1 2 500 72 350 D2 3 000 66 466 E1 1 000 230 180 E2 2 500 66 323 M1 3 000 68 480 Zadanie II P1 3 000 156 1 102 T1 3 000 80 560 SUMA 7 141 Zbiorniki retencyjne do gromadzenia wód opadowych znajdują się na głębokości od 2 do 4 metrów, połączone z istniejącymi zbiornikami przepływowymi przewodami znajdującymi się w ¾ wysokości zbiornika przepływowego. Wartość spadku hydraulicznego wpustu, stanowiącego połączenie pomiędzy zbiornikami, wynosi 0,4%. Dla potrzeb modelu hydraulicznego wyznaczono krzywe pojemności zbiorników w funkcji ich wysokości. Krzywe pojemności dla wszystkich zbiorników zostały zaprezentowane na Rys. 9. DHI 27
28 Rys. 9. Krzywe pojemności zbiorników w funkcji ich wysokości
5.4.3 Wyniki modelowania wariant W3 W załączniku Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W3, przedstawione zostały wyniki obliczeń hydraulicznych dla zadań planowych w ramach wariantu W3 oraz zestawienie porównawcze rozwiązań w stosunku do wariantu W4. 5.5 Analiza hydrauliczna zbiorników retencyjnych W rozdziale tym zaprezentowana została analiza hydrauliczna projektowanych zbiorników retencyjnych oraz przyległych do nich kolektorów. Symulację wykonano w ramach analiz modelowych wariantu W3. Poniższe karty, w podziale na analizowane zbiorniki, stanowią: podsumowanie, charakteryzujące główne problemy na analizowanych odcinkach sieci, analizę projektowanych inwestycji, propozycję wdrożenia nowych rozwiązań. DHI 29
KOLEKTOR A Charakterystyka kolektora: Kolektor DN1800 biegnący pomiędzy ul. Jana Pawła II, a ul. Miejską. Napełnienie kolektora A Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 15% 85% Wypełnienie Rezerwa 36% 64% Wypełnienie Rezerwa Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) NIE NIE NIE Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor może wypełnić się nawet w 85%, nie powoduje jednak ciśnieniowej pracy kolektora. 30
ZBIORNIKI A1, A2 Napełnienie zbiorników A1 (V = 615 m 3 ) A2 (V = 615 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 2 000 Charakterystyka techniczna zbiorników retencyjnych A1 oraz A2 Długość zbiornika [m] 196 Pojemność zbiorników (A1 + A2) [m 3 ] 1 230 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 36 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 6 Wnioski: Budowa zbiorników gromadzących wody opadowe A1 oraz A2 zwiększa możliwości retencyjne projektowanej sieci kanalizacji deszczowej. Sugeruje się rozważyć obniżenie wysokości wpięcia przewodów połączeniowych między zbiornikami, a kanałem. Działanie takie może pozwolić na efektywniejsze wykorzystanie możliwości retencyjnych zbiorników. DHI 31
KOLEKTOR B Charakterystyka kolektora: Kolektor DN2000 biegnący od ul. Magicznej do Wylotu 2. Napełnienie kolektora B Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 0% 14% Wypełnienie Rezerwa Wypełnienie Rezerwa 100% 86% Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) TAK NIE TAK Zastosowany regulator przepływu o wydajności Q = 348 dm 3 /s powoduje spiętrzenie się poziomu wód deszczowych w kolektorze B. Podczas wystąpienia deszczu nawalnego może dojść do przepełnienia kolektora i niekorzystnej pracy pod ciśnieniem. 32
ZBIORNIKI B1, B2 Napełnienie zbiorników B1 (V = 1 225 m 3 ) B2 (V = 1 225 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 3 000 Charakterystyka techniczna zbiorników retencyjnych B1 oraz B2 Długość zbiornika [m] 174 Pojemność zbiorników (B1 + B2) [m 3 ] 2 450 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 1 201 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 49 Wnioski: Budowa zbiorników retencyjnych B1 oraz B2 korzystnie wpłynie na pracę projektowanej sieci kanalizacji deszczowej. Ich budowa zredukuje przepełnienie sieci podczas wystąpienia deszczu nawalnego oraz pozwoli zmagazynować ok. 1200 m 3 wody. DHI 33
KOLEKTOR D1 Charakterystyka kolektora: Kolektor DN1200 biegnący wzdłuż ul. Chmielnej do Wylotu 3. Napełnienie kolektora D1 Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 0% 0% Wypełnienie Rezerwa Wypełnienie Rezerwa 100% 100% Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) TAK NIE TAK Zastosowany regulator przepływu o wydajności Q = 788 dm 3 /s powoduje spiętrzenie się poziomu wód deszczowych w kolektorze D1. Podczas wystąpienia deszczu nawalnego może dojść do przepełnienia kolektora i niekorzystnej pracy pod ciśnieniem. Zastosowanie zbiornika przyczynia się do redukcji ciśnienia w kolektorze jednak nie redukuje go całkowicie. 34
ZBIORNIK D1 Napełnienie zbiornika D1 (V =350 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 2 500 Charakterystyka techniczna zbiornika retencyjnego D1 Długość zbiornika [m] 72 Pojemność zbiornika [m 3 ] 350 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 350 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 100 Wnioski: Budowa zbiornika retencyjnego pozwoli na obniżenie ciśnienia panującego w zbiorniku przepływowym, ale sugeruje się zwiększenie jego pojemności. Projektowany zbiornik po przejęciu 350 m 3 wody nie odciąży wystarczająco kolektora D1. DHI 35
KOLEKTOR D2 Charakterystyka kolektora: Kolektor DN2000 biegnący od skrzyżowania ul. Herbowej i Pogodne Wzgórze do Wylotu 4. Napełnienie kolektora D2 Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 0% 0% Wypełnienie Rezerwa Wypełnienie Rezerwa 100% 100% Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) NIE NIE TAK Podczas wystąpienia deszczu nawalnego może dojść do przepełnienia kolektora i niekorzystnej pracy pod ciśnieniem. Zastosowanie zbiornika przyczynia się do redukcji ciśnienia w kolektorze jednak nie redukuje go całkowicie. 36
ZBIORNIK D2 Napełnienie zbiornika D2 (V =466 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 3 000 Długość zbiornika [m] 66 Charakterystyka techniczna zbiornika D2 Pojemność zbiornika [m 3 ] 466 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 466 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 100 Wnioski: Budowa zbiornika retencyjnego pozwoli na obniżenie ciśnienia panującego w zbiorniku przepływowym, ale sugeruje się zwiększenie jego pojemności. Projektowany zbiornik po przejęciu 466 m 3 wody nie odciąży wystarczająco kolektora D2. DHI 37
KOLEKTOR E1 Charakterystyka kolektora: Kolektor DN2000 biegnący od skrzyżowania ul. Herbowej i Pogodne Wzgórze do Wylotu 4. Napełnienie kolektora E1 Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 0% 0% Wypełnienie Rezerwa Wypełnienie Rezerwa 100% 100% Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) NIE NIE TAK Podczas wystąpienia deszczu nawalnego może dojść do przepełnienia kolektora i niekorzystnej pracy pod ciśnieniem. Zastosowanie zbiornika przyczynia się do redukcji ciśnienia w kolektorze jednak nie redukuje go całkowicie. 38
ZBIORNIK E1 Napełnienie zbiornika E1 (V =180 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 1 000 Charakterystyka techniczna zbiornika retencyjnego E1 Długość zbiornika [m] 230 Pojemność zbiornika [m 3 ] 180 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 180 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 100 Wnioski: Budowa zbiornika retencyjnego pozwoli na obniżenie ciśnienia panującego w zbiorniku przepływowym, ale sugeruje się zwiększenie jego pojemności. Projektowany zbiornik po przejęciu 180 m 3 wody nie odciąży wystarczająco kolektora E1. DHI 39
KOLEKTOR E2 Charakterystyka kolektora: Kolektor DN1600 biegnący przy ul. Tarnopolskiej. Napełnienie kolektora E2 Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 35% Wypełnienie 26% Wypełnienie 65% Rezerwa 74% Rezerwa Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) NIE NIE NIE Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor może się wypełnić w 65%. Kolektor nie jest przeciążony i jest w stanie sprawnie, grawitacyjnie odprowadzić wody deszczowe. 40
ZBIORNIK E2 Napełnienie zbiornika E2 (V =323 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 2 500 Długość zbiornika [m] 66 Charakterystyka techniczna zbiornika E2 Pojemność zbiornika [m 3 ] 323 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 0 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 0 Wnioski: Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor E2 wypełnia się w 65%. Jest to zbyt małe wypełnienie, aby woda przelała się do zbiornika E2. Obniżenie poziomu wody w kolektorze dla Wariantu W3 spowodowane jest przejęciem wód przez zbiornik E1 i zmniejszenie poziomu wód cofkowych z kolektora E1 do kolektora E2. DHI 41
KOLEKTOR M Charakterystyka kolektora: Kolektor DN 1800 biegnący do Wylotu 1 Napełnienie kolektora M Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 38% Wypełnienie 38% Wypełnienie 62% Rezerwa 62% Rezerwa Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) NIE NIE NIE Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor może wypełnić się w 38%. Kolektor nie jest przeciążony i jest w stanie sprawnie, grawitacyjnie odprowadzić wody deszczowe. 42
ZBIORNIK M1 Napełnienie zbiornika M1 (V =480 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 3 000 Długość zbiornika [m] 68 Charakterystyka techniczna zbiornika E2 Pojemność zbiornika [m 3 ] 480 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 0 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 0 Wnioski: Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor M wypełnia się w 38%. Jest to zbyt małe wypełnienie, aby woda przelała się do zbiornika M1. Sugeruje się nie budowanie w miejscu tym zbiornika retencyjnego. DHI 43
KOLEKTOR P Charakterystyka kolektora: Kolektor DN 1800 biegnący do Wylotu 1 Napełnienie kolektora P Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 10% 10% Wypełnienie Rezerwa Wypełnienie Rezerwa 90% 90% Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) TAK NIE NIE Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor może wypełnić się w 10%. Kolektor nie jest przeciążony i jest w stanie sprawnie, grawitacyjnie odprowadzić wody deszczowe. 44
ZBIORNIK P1 Napełnienie zbiornika P1 (V = 1 102 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 3 000 Długość zbiornika [m] 156 Charakterystyka techniczna zbiornika E2 Pojemność zbiornika [m 3 ] 1 102 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 0 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 0 Wnioski: Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor P wypełnia się w 10%. Jest to zbyt małe wypełnienie, aby woda przelała się do zbiornika P1. Sugeruje się nie budowanie w miejscu tym zbiornika retencyjnego. DHI 45
KOLEKTOR T Charakterystyka kolektora: Kolektor DN 1000 biegnący wzdłuż ul. Miejskiej. Napełnienie kolektora T Wariant W1 oraz W2 Wariant W3 74% 26% Wypełnienie Rezerwa 74% 26% Wypełnienie Rezerwa Charakterystyka eksploatacyjna sieci bez zastosowania zbiorników retencyjnych Wnioski: Zastosowany regulator przepływu Podtopienia (wylania ze studzienek kanalizacyjnych) Całkowite wypełnienie kolektora (praca ciśnieniowa) TAK NIE NIE Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor może wypełnić się w 26%. Kolektor nie jest przeciążony i jest w stanie sprawnie, grawitacyjnie odprowadzić wody deszczowe. 46
ZBIORNIK T1 Napełnienie zbiornika T1 (V =480 m 3 ) Średnica zbiornika [mm] 3 000 Długość zbiornika [m] 80 Charakterystyka techniczna zbiornika E2 Pojemność zbiornika [m 3 ] 560 Ilość zmagazynowanej wody [m 3 ] 0 Napełnienie zbiorników retencyjnych [%] 0 Wnioski: Podczas wystąpienia deszczu nawalnego kolektor T wypełnia się w 26%. Jest to zbyt małe wypełnienie, aby woda przelała się do zbiornika T1. Sugeruje się nie budowanie w miejscu tym zbiornika retencyjnego. DHI 47
5.6 Badanie wzajemnego odziaływania sieci rzecznej i projektowanej kanalizacji deszczowej W rozdziale tym przedstawiono zmiany w przepływach i rzędnych zwierciadła wody rzek Strug i Wisłok w wyniku wprowadzenia kanalizacji deszczowej. 5.6.1 Wariant W1 Poniżej przedstawiono analizę wyników z załącznika 3 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W1. Przepływy o prawdopodobieństwie wystąpienia 1% Maksymalny wzrost przepływu dla rzeki Strug dla prawdopodobieństwa Q1% zaobserwowano w kilometrze 4+489. Przepływ wyniósł tu odpowiednio 219,24 m 3 /s dla wariantu W0 oraz 219,57 m 3 /s dla wariantu W1. Dało to różnicę w wysokości 0,33 m 3 /s, co stanowi wzrost o 0,15%. W wariancie W1 dla Q=1% projektowana inwestycja ma znikomy wpływ na zmianę rzędnych na Strugu i Wisłoku. Zmiana ta związana była z wypływem wody z umiejscowionego w okolicy km 4+489 wylotu nr 2 oraz napływem wody z wylotów nr 3 i 4 umiejscowionych w górę biegu rzeki. Projektowana inwestycja nie wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Strug. Rys. 10. Przekrój w kilometrze 4+489 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ 48
Wzrost przepływu na rzece Wisłok widoczny był w zakresie km 77+700 73+920. Zmiany, które zaobserwowano na tym odcinku związane były z ujściem rzeki Strug. Przepływ dla wód Q1% zmienił się maksymalnie o 0,39 m 3 /s w kilometrze 75+231, co daje zmianę na poziomie 0,06% w stosunku do W0. Projektowana inwestycja nie wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Wisłok. Rys. 11. Przekrój w kilometrze 74+810 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ Przepływy SSQ Największa zmiana przepływu SSQ dla rzeki Strug wystąpiła w km 4+489. Wykazała ona wzrost o 0,28 m 3 /s. Przy przepływie 1,85 m 3 /s dla W0 oraz 2,13 m 3 /s dla W1 wartość ta stanowiła wzrost o 15%. Poziom wody wzrósł maksymalnie o 0,04 m w okolicach wylotu nr 2. Dla rzeki Wisłok największa zmiana przepływu wystąpiła w kilometrze 73+920 i wyniosła 0,51 m 3 /s, czyli zaobserwowano wzrost o 2,73%. Poziom zmienił się poniżej ujścia rzeki Strug, maksymalnie o 0,01 m. DHI 49
Rys. 12. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ 5.6.2 Wariant W2 Poniżej przedstawiono analizę wyników zawartych w załączniku 4 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W2. Przepływy o prawdopodobieństwie wystąpienia 1% Przepływy dla rzeki Strug z przeprowadzoną kompletną regulacją koryta oraz kanalizacją deszczową (W2) zmieniły się w stosunku do wariantu obrazującego sytuację bez kanalizacji deszczowej (W4) maksymalnie W wariancie W2 dla Q=1% projektowana inwestycja ma znikomy wpływ na zmianę rzędnych na Strugu i Wisłoku. o 0,34 m 3 /s dla przekroju w kilometrze 3+375. Przepływ w tym kilometrze dla wariantu W4 wyniósł 224,05 m 3 /s oraz 224,38 m 3 /s. dla wariantu W2. Zmiana ta to wzrost o 0,15%. Projektowana inwestycja nie wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Strug. 50
Rys. 13. Przekrój w kilometrze 3+375 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ Różnicę w przepływach dla rzeki Wisłok widoczne były w kilometrze 75+231 73+920. Zmiany przepływu, które można zaobserwować na tym odcinku związane były z ujściem rzeki Strug. Przepływ dla wariantu W2 rożnie najbardziej w kilometrze 73+920 o 0,45 m 3 /s, co daje wzrost na poziomie o 0,09% w stosunku do W4. Projektowana inwestycja nie wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Wisłok. Rys. 14. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ DHI 51
Przepływy SSQ Największa zmiana przepływu na rzece Strug dla SSQ wystąpiła w kilometrach 4+656-4+435. Sytuacja ta związana była z ujściem wylotu nr 2. Maksymalna różnica wyniosła 0,28 m 3 /s, co przy przepływie 1,85 m 3 /s dla W4 oraz 2,13 m 3 /s dla W2 stanowi wzrost przepływu o 15%. Poziom wody wzrósł maksymalnie o 0,03 m. Rys. 15. Przekrój w kilometrze 4+435 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ Największa zmiana przepływu na rzece Wisłok wystąpiła w km 75+231 i wyniosła 0,52 m 3 /s. Stanowiło to wzrost przepływu dla wariantu W2 o 2,87%. Poziom zmienił się poniżej ujścia rzeki Strug, maksymalnie o 0,01 m. 52
Rys. 16. Przekrój w kilometrze 74+810 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ 5.6.3 Wariant W3 Poniżej przedstawiono analizę wyników znajdujących się w załączniku 5 Rzędne zwierciadła wody i przepływy wariant W3. Przepływy o prawdopodobieństwie wystąpienia 1% Maksymalny spadek przepływu dla rzeki Strug wariantu W3 stosunku do wariantu W4 zaobserwowano w km 1+535 i wyniósł 0,53 m 3 /s (spadek o 0,22%). Maksymalny spadek rzędnej wyniósł 0,01 m. W wariancie W3 dla Q=1% projektowana inwestycja ma znikomy wpływ na zmianę rzędnych na Strugu i Wisłoku. DHI 53
Rys. 17. Przekrój w kilometrze 1+535 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ Na rzece Wisłok zauważono spadek przepływu w kilometrze 73+920 o 0,25 m 3 /s, jest to zmiana o 0,04%. Projektowana inwestycja nie wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Wisłok. Rys. 18. Przekrój w kilometrze 73+920 rzeki Wisłok z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ 54
Przepływy SSQ Przepływu SSQ dla rzeki Strug wzrósł maksymalnie 0,27 m 3 /s w kilometrze 4+656. Była to zmiana o 19%. Projektowana inwestycja wpłynęła na zmianę rzędnych na rzece Strug maksymalnie o 0,03 m. Rys. 19. Przekrój w kilometrze 4+656 rzeki Strug z zaznaczonymi stanami wód dla Q1% oraz SSQ Przepływu SSQ dla rzeki Wisłok wzrósł maksymalnie 0.04 m 3 /s w kilometrze 73+920. Była to zmiana o 2.47%. Projektowana inwestycja wpłynęła na obniżenie rzędnych na rzece Wisłok maksymalnie o 0,01 m. 5.6.4 Wpływ wód opadowo-roztopowych odprowadzanych kolektorami deszczowymi, na reżim hydrologiczny w odbiornikach wód opadoworoztopowych W Tab. 6 zestawiono wyniki analiz zmian przepływów. Wykazały one dla prawdopodobieństwa Q1% znikomy wpływ wód opadowo-roztopowych odprowadzanych kolektorami deszczowymi, na reżim hydrologiczny w odbiornikach wód opadoworoztopowych, wskutek przyrostu przepływu spowodowanego prognozowanymi zrzutami na etapie jego eksploatacji. Dla SSQ rzeki Strug zmiany te są znaczne jednak należało mieć na uwadze charakterystykę budowy modelu sieci rzecznej. Zadano tam stały przepływ SSQ, do którego wpięto kanalizację deszczową. Rzeka nie była zasilana przez opad natomiast kanalizacja deszczowa wypełniała się deszczem o prawdopodobieństwie wystąpienia 20%. Model odzwierciedlał sytuację, w której Wystąpił opad wpływający jedynie do kanalizacji, a następnie pośrednio do rzeki. Zmiany SSQ dla rzeki Wisłok to maksymalny wzrost przepływu o 2,87% w wariancie W2. DHI 55
Tab. 6. Zestawienie procentowe zmian przepływów dla różnych prawdopodobieństw w stosunku do odpowiedniego wariantu bez kanalizacji deszczowej Rzeka W1 W2 W3 Q1% SSQ Q1% SSQ Q1% SSQ Strug 0,15% 15% 0,15% 15% 0,22% 19% Wisłok 0,07% 2,73% 2,73% 2,87% 0,04% 2,47% W Tab. 7. zestawiono wyniki analiz zmian rzędnych. Wykazały one dla prawdopodobieństwa Q1% znikomy wpływ projektowanej kanalizacji deszczowej na zmiany reżimu hydrologicznego w odbiornikach wód opadowo-roztopowych i na wzrost zagrożenia powodziowego na terenach usytuowanych poniżej projektowanych zrzutów. Dla stanów wysokich, czyli prawdopodobieństwa wystąpienia powodzi stuletniej, nie zaobserwowano wzrostu poziomów wód. W wariancie W3 zauważono obniżenie rzędnych o 0,01 m. Z powyższych analiz wynika, iż założenia przedmiotowej inwestycji nie kolidują z założeniami projektu zabezpieczenia przed powodzią miasta Rzeszów i gm. Tyczyn poprzez kształtowanie koryta rzeki Strug. Dla SSQ widoczne są lokalne zmiany poziomów, maksymalnie o 0,04 m w wariancie W1. Wzrost ten przy stanach niskich wód nie powoduje wzrostu zagrożenia powodziowego. Należy jednak pamiętać, iż w symulacji samej pracy sieci kanalizacyjnej przyjęto opad o prawdopodobieństwie wystąpienia p=20%, zgodnie z wytycznymi projektowymi opisanymi w akapicie 5.2.2.2. Projektowana kanalizacja będzie miała znikomy wpływ na przepływy Q=1%. Tab. 7 Zestawienie zmian rzędnych dla różnych prawdopodobieństw w stosunku do odpowiedniego wariantu bez kanalizacji deszczowej Rzeka W1 W2 W3 Q1% SSQ Q1% SSQ Q1% SSQ Strug bez zmian 4 cm bez zmian 3 cm 1 cm 3 cm Wisłok bez zmian 1 cm bez zmian 1 cm 1cm 1 cm Na rysunkach poniżej zestawiono rzędne zwierciadła wody i przepływy we wszystkich wariantach dla przekrojów zlokalizowanych w okolicy poszczególnych wylotów. 56
Rys. 20. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 1 DHI 57
58 Rys. 21. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 2
Rys. 22. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 3 DHI 59
60 Rys. 23. Wykres przedstawiający rzędną w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 4
Rys. 24. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 1 DHI 61
62 Rys. 25. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 2
Rys. 26. Wykres przedstawiający przepływ w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 3 DHI 63
64 Rys. 27. Wykres przedstawiający przepływy w różnych wariantach dla prawdopodobieństwa Q1% w okolicy wylotu nr 4
5.7 Wpływ zagospodarowania zlewni ograniczenie stopnia wielkości zrzutów wód opadowych w obrębie Jednolitych Części Wód Powierzchniowych W części tej przedstawione zostały wyniki symulacji dla poszczególnych wylotów projektowanej sieci kanalizacji deszczowej. Na podstawie obliczeń modelu hydraulicznego wyznaczone zostały wypływy z wylotów do odbiorników oraz sumaryczny odpływ wód opadowych dla danej jednostki zadaniowej. Na Rys. 28 zostały przedstawione wypływy dla wylotów z sieci kanalizacyjnej. DHI 65
66 Rys. 28. Wypływy z poszczególnych wylotów projektowanej sieci kanalizacji deszczowej
Rys. 29. Objętości wypływów z poszczególnych wylotów projektowanej sieci kanalizacji deszczowej DHI 67
Objętość [m 3 ] 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 1 031 1 054 400 300 200 100 0 Zadanie I Zadanie II Rys. 30. Suma wypływów z kanalizacji deszczowej dla poszczególnych jednostek zadaniowych 68
6 Podsumowanie Niniejsza dokumentacja wyjaśniła wpływ wprowadzenia planowanej inwestycji polegającej na budowie kanalizacji deszczowej w rejonie ul. Senatorskiej w Rzeszowie na reżim hydrologiczny. Przepływy oraz stany wód zmieniły się w wyniku wprowadzenia inwestycji, ale zmiany te nie wpłynęły negatywnie na bezpieczeństwo powodziowe omawianego rejonu. Inwestycja w ramach wariantu W3 zawiera zbiorniki retencyjne, co umożliwia zatrzymanie i wykorzystywanie wód opadowych w miejscu ich powstawania. Dodatkowo zbiorniki te zlokalizowane są poza ciekami wodnymi, co stanowi podstawę do rozważenia możliwości skorzystania z Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko 2014-2020. Znajduje się tam Działanie 2.1 Adaptacja do zmian klimatu wraz z zabezpieczeniem i zwiększeniem odporności na klęski żywiołowe, w szczególności katastrofy naturalne oraz monitoring środowiska, w które wpasowuje się rozważana inwestycja. DHI 69