Nauka Przyroda Technologie

Podobne dokumenty
Nauka Przyroda Technologie

Nauka Przyroda Technologie

Nauka Przyroda Technologie

Analiza wpływu sterowania retencją korytową małego cieku na redukcję fal wezbraniowych przy wykorzystaniu modeli Hec Ras i Hec ResSim

CZĘŚĆ II: RZEKA WITKA

Wstępne warianty modernizacji Odry do IV klasy żeglowności wyniki modelowania. Odra swobodnie płynąca od Brzegu Dolnego do ujścia Nysy Łużyckiej

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej ul. Piątkowska 92A, Poznań. Mateusz Hämmerling

15.1. Opis metody projektowania sieci kanalizacyjnej

Wstępne warianty modernizacji Odry do wymogów klasy żeglowności Va wyniki modelowania dla Odry granicznej

PRZYGOTOWANIE DANYCH HYDROLOGICZNYCH W ZAKRESIE NIEZBĘDNYM DO MODELOWANIA HYDRAULICZNEGO

MODELOWANIE BIFURKACJI PRZEPŁYWU W KANALE OTWARTYM Z PRZELEWEM BOCZNYM MODELING OF FLOW BIFURCATION IN THE OPEN CHANNEL WITH SIDE WEIR

Nauka Przyroda Technologie

DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH

Katedra Inżynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska SGGW Department of Hydraulic Engineering and Environmental Recultivation WULS

Nauka Przyroda Technologie

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej ul. Piątkowska 92A, Poznań. Tomasz Kałuża

Nauka Przyroda Technologie

Obszar Oddziaływania Kanał Zaborowski

Przykłady modelowania numerycznego warunków hydraulicznych przepływu wody w przepławkach ryglowych i dwufunkcyjnych

Opracowanie koncepcji ochrony przed powodzią opis ćwiczenia projektowego

Kanał Krakowski przeszłość czy przyszłość?

Koncepcja renaturyzacji Wełny i Flinty. Krzysztof Szoszkiewicz Tomasz Kałuża Karol Pietruczuk Paweł Strzeliński Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego na terenach otaczających zbiornik Kolbudy II. ENERGA Elektrownie Straszyn sp. z o.o.

Nauka Przyroda Technologie

Grzegorz Siwek. Studenckie Koło Naukowe Geografów UMCS im. A. Malickiego w Lublinie. Naukowa Sieć Studentów Geoinformatyki

WARUNKI HYDRAULICZNE PRZEPŁYWU WODY W PRZEPŁAWKACH BLISKICH NATURZE

Modernizacja stopnia Chróścice przystosowanie do III klasy drogi wodnej

Rozkłady prędkości przepływu wody w korytach z roślinnością wodną Distributions of water velocities in open-channels with aquatic vegetation

Zbiornik retencyjny na rzece Dzierżęcince

Monika Ciak-Ozimek. Mapy zagrożenia powodziowego i mapy ryzyka powodziowego stan obecny i wdrażanie

Operat hydrologiczny jako podstawa planowania i eksploatacji urządzeń wodnych. Kamil Mańk Zakład Ekologii Lasu Instytut Badawczy Leśnictwa

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

PROGRAM REURIS PODSUMOWANIE

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

XX Ogólnopolska Szkoła Hydrauliki Kraków - Ustroń września 2000 r. MAKROWIRY W KORYCIE O ZŁOŻONYM PRZEKROJU POPRZECZNYM

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

Śródlądowe drogi wodne w Regionie Wodnym Dolnej Wisły

WPŁYW METODY OKREŚLANIA OPORÓW RUCHU NA MODELOWANIE ROZPŁYWÓW W SIECI DOLNEJ ODRY

CEL I ZAKRES MODERNIZACJI WROCŁAWSKIEGO WĘZŁA WODNEGO

Wykład Charakterystyka rozwiązań projektowych

Nauka Przyroda Technologie

2. Obliczenia ilości ścieków deszczowych

Regulacja stosunków wodnych w dorzeczu Wykład 2. Modelowanie przepływu w ciekach

Mapa działań technicznych i nietechnicznych (Narzędzie nr 8)

"Działania przygotowawcze do częściowego odtworzenia żwirowych siedlisk dla litofilnych gatunków ryb na odcinku Wisłoki od jazu w Mokrzcu do

RAMOWY PROGRAM UDROŻNIENIA BOBRU I PRZYWRÓCENIA HISTORYCZNYCH TARLISK RYB DWUŚRODOWISKOWYCH CZĘŚĆ I

Stan techniczny i parametry dróg wodnych

CZĘŚĆ I: RZEKA MIEDZIANKA

Przepływ w korytach otwartych. kanał otwarty przepływ ze swobodną powierzchnią

Nauka Przyroda Technologie

Charakterystyka inwestycji

" Stan zaawansowania prac w zakresie częściowego odtworzenia żwirowych siedlisk dla litofilnych gatunków ryb na odcinku Wisłoki od jazu w Mokrzcu do

Numeryczna symulacja rozpływu płynu w węźle

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski

Pomiary hydrometryczne w zlewni rzek

Ochrona przeciwpowodziowa cennych dolin rzecznych delta śródlądowa rzeki Nidy

Modelowanie zjawisk erozyjnych w zakolu rzeki Nidy

T. 32 KLASYFIKACJA I OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH ŚRÓDLĄDOWYCH I MORSKICH

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

HYDROGRAMY FALI POWODZIOWEJ W 1997 R. W WĘŹLE ODRA-WIDAWA HYDROGRAMMES OF THE FLOOD IN THE KNOT ODRA-WIDAWA

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

WSTĘPNA PROGNOZA WPŁYWU ODMULENIA RZEKI NER NA WARUNKI HYDRAULICZNE JEJ KORYTA

INŻYNIERIA RZECZNA Konspekt wykładu

ANALIZA WPŁYWU MAŁYCH ELEKTROWNI WODNYCH NA DYNAMIKĘ PRZEPŁYWU RZEKI NA PRZYKŁADZIE DUNAJCA

Bogusław Michalec* Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych nr 45, 2010 r.

Bogusław Michalec ** Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus 11 (4) 2012, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Katedra InŜynierii Wodnej i Rekultywacji Środowiska SGGW Department of Hydraulic Engineering and Environmental Recultivation WAU

Wprowadzenie do opracowania map zagrożenia i ryzyka powodziowego

OPIS UKŁADU POZIOMEGO ZAKOLI RZEKI PROSNY PRZY WYKORZYSTANIU KRZYWEJ COSINUSOIDALNEJ

Zbiornik Słupca remont odpływu ze zbiornika, m. Słupca PROJEKT BUDOWLANY

Wstępna analiza zagrożenia podtopieniami w zlewni Potoku Strzyża w Gdańsku

Tomasz Nowak Analiza porównawcza koryt pomiarowych standardu ISO do pomiaru przepływu cieczy w przewodach otwartych

Wprowadzenie. Opis modelu HEC-RAS. Izabela CHMIELEWSKA

OPORY RUCHU w ruchu turbulentnym

Ogłoszenie o udzieleniu zamówienia. Usługi

Dane hydrologiczne do projektowania zbiorników wielozadaniowych i stopni piętrzących wraz z obiektami towarzyszącymi

Opinia techniczna dotycząca wpływu inwestycji na budynki gospodarcze znajdujące się na działce nr 104

on behavior of flood embankments

mgr inż. Małgorzata Leja BM 4329 Katedra Inżynierii Wodnej i Geotechniki Uniwersytet Rolniczy Hugona Kołłątaja w Krakowie Kraków,

Janusz URBAŃSKI doktor inżynier - adiunkt

Wykorzystanie oprogramowania HEC-RAS w modelowaniu hydrologicznym. The use of HEC-RAS software in hydrological modelling

WSTĘPNE SZACOWANIE WPŁYWU RETENCJI POLDEROWEJ NA OBNIŻENIE RYZYKA POWODZI

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Wykorzystanie modelu matematycznego SSIIM do analizy rozkładów prędkości: zbiornik Jeziorsko na rzece Warcie

Inżynieria Rolnicza 5(93)/2007

PRZESTRZENNY ROZKŁAD PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWÓW W UJŚCIOWYM ODCINKU RZEKI ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW

KOMPUTEROWE MODELOWANIE SIECI WODOCIĄGOWYCH JAKO NARZĘDZIE DO ANALIZY PRĘDKOŚCI PRZEPŁYWU WODY

Renaturyzacja rzek i ich dolin. Wykład 4

OCENA ZAGROśENIA I SYSTEM OCHRONY PRZED POWODZIĄ. Wykład 7 kwietnia 2008 roku - część 2. Wykład 14 kwietnia 2008 roku

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

ANALIZA ROZKŁADU CIŚNIEŃ I PRĘDKOŚCI W PRZEWODZIE O ZMIENNYM PRZEKROJU

901 MLN ZŁ NA POPRAWĘ BEZPIECZEŃSTWA POWODZIOWEGO WROCŁAWIA - TRWA MODERNIZACJA WROCŁAWSKIEGO WĘZŁA WODNEGO

ŁAPACZ RUMOWISKA DENNEGO W KORYTACH RZECZNYCH RBT (RIVER BEDLOAD TRAP) autor dr Waldemar Kociuba

WPŁYW TECHNICZNEGO UZBROJENIA PROCESU PRACY NA NADWYŻKĘ BEZPOŚREDNIĄ W GOSPODARSTWACH RODZINNYCH

MODELOWANIE PRZEPŁYWÓW DOLNEJ ODRY W RÓŻNYCH WYSOKOŚCIOWYCH UKŁADACH ODNIESIENIA

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

Konferencja, PRZEBUDOWA SYSTEMU OCHRONY PRZECIWPOWODZIOWEJ M. WROCŁAWIA MODERNIZACJA WROCŁAWSKIEGO WĘZŁA WODNEGO

WPŁYW ZMIAN KRZYWEJ PRZEPŁYWU NA REJESTRACJĘ PRZEPŁYWU NIENARUSZALNEGO

Bogusław MICHALEC, Tarnawski MAREK, Agata MAJERCZYK, Katarzyna WACHULEC

Transkrypt:

Nauka Przyroda Technologie 2013 Tom 7 Zeszyt 2 ISSN 1897-7820 http://www.npt.up-poznan.net #27 Dział: Melioracje i Inżynieria Środowiska Copyright Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu TOMASZ KAŁUŻA 1, PAWEŁ ZAWADZKI 1, IRENEUSZ LAKS 2, TOMASZ TYMIŃSKI 3 1 Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu 2 Katedra Mechaniki Budowli i Budownictwa Rolniczego Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu 3 Instytut Inżynierii Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu WPŁYW OKRESOWEGO PIĘTRZENIA WODY NA PRZEPŁYWY W POZNAŃSKIM WĘŹLE WODNYM INFLUENCE OF PERIODIC WATER LEVEL INCREASE ON FLOW IN POZNAŃ WATER WAYS SYSTEM Streszczenie. W latach 1968-1972 zrealizowano inwestycję pod nazwą Przebudowa węzła wodnego w Poznaniu, jednak od kilku lat trwa dyskusja o odtworzeniu Zakola Chwaliszewskiego Warty zasypanego w wyniku tych prac. W artykule przedstawiono wyniki obliczeń hydraulicznych, w których rozpatrzono lokalizację jazu w dwóch różnych przekrojach rzeki, oraz wstępnie określono wysokości niezbędnego piętrzenia i zakres jego oddziaływania na poznańskim odcinku Warty. Do analizy warunków przepływu rzeki Warty na odcinku Poznańskiego Węzła Wodnego (PWW) wykorzystano dwa programy przeznaczone do jednowymiarowych obliczeń hydraulicznych, analizy i prognozowania przepływów nieustalonych: HEC-RAS i SPRuNeR. Lokalizacja jazu w obu rozpatrywanych lokalizacjach pozwoli na wypełnienie głównego koryta Warty wodą, zwiększenie minimalnych głębokości, wody a tym samym podniesienie walorów architektonicznych i rekreacyjnych rzeki. W obu przypadkach przewiduje się, że piętrzenie wody konieczne jest tylko w okresie przepływów mniejszych niż 100 m 3 /s, czyli przy przepływach niskich i średnich. Wybudowanie jazu nie może utrudniać żeglugi ani migracji ryb, dlatego muszą powstać dwa obiekty towarzyszące: śluza i przepławka dla ryb. Słowa kluczowe: rzeka Warta, model matematyczny, Poznański Węzeł Wodny

2 Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim Wstęp W latach 1968-1972 zrealizowano inwestycję pod nazwą Przebudowa węzła wodnego w Poznaniu. Inwestycja ta miała trzy główne cele: przepuszczenie wód przez miasto w sposób całkowicie nieszkodliwy dla Starego Miasta i zabytkowych obiektów na Ostrowie Tumskim, poprawienie warunków żeglugowych poprzez likwidację ostrego Zakola Chwaliszewskiego oraz poprawienie ogólnej estetyki miasta, posiadającego w centrum szereg koryt rzecznych i kanałów ulgi, o nienajlepszym stanie technicznym i sanitarnym. Od kilku lat trwa dyskusja o odtworzeniu Zakola Chwaliszewskiego Warty zasypanego w wyniku tych prac. Autorzy artykułu już wcześniej wskazywali na hydrauliczne uwarunkowania odtworzenia zakola oraz zaproponowali różne warianty przekroju poprzecznego koryta (KAŁUŻA i IN. 2009, ZAWADZKI i IN. 2009). Wyniki przeprowadzonych obliczeń wskazywały na problemy związane z bardzo niskimi stanami wody trzech kanałów Poznańskiego Węzła Wodnego (PWW) przy przepływach niżówkowych oraz na nieproporcjonalnie duży udział Cybińskiego Kanału Ulgi w przeprowadzeniu wód powodziowych. Aby zapewnić napełnienie koryt wodą oraz sterować rozdziałem przepływu na poszczególne koryta PWW, rozpatruje się stałe lub okresowe podniesienie zwierciadła wody w Warcie. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń hydraulicznych, w których rozpatrzono lokalizację jazu w dwóch różnych przekrojach rzeki oraz wstępnie określono wysokości niezbędnego piętrzenia i zakres jego oddziaływania na poznańskim odcinku Warty. Model przepływów rzeki Warty na odcinku Poznańskiego Węzła Wodnego Do analizy warunków przepływu rzeki Warty na odcinku Poznańskiego Węzła Wodnego (PWW) wykorzystano dwa programy przeznaczone do jednowymiarowych obliczeń hydraulicznych, analizy i prognozowania przepływów nieustalonych HEC- -RAS (ang. Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) i SPRuNeR. Program HEC-RAS został opracowany przez US Army Corps of Enginneers na potrzeby modelowania zjawisk związanych z ochroną przeciwpowodziową i wyznaczeniem stref zalewu. Od 1995 roku program udostępniany jest nieodpłatnie (THE HYDROLO- GIC... 2012). Program SPRuNeR powstał w ramach projektu badawczego realizowanego na Wydziale Melioracji i Inżynierii Środowiska Akademii Rolniczej w Poznaniu od połowy 1993 do 1995 roku (WOSIEWICZ i IN. 1996). Programem tym wykonano szereg obliczeń przepływu przez Poznański i Kaliski Węzeł Wodny historycznych fal wezbraniowych o różnym prawdopodobieństwie wystąpienia (LAKS i IN. w druku). W roku 2007 wykonano obliczenia przepustowości Poznańskiego Węzła Wodnego z uwzględnieniem koncepcji odtworzenia przekrojów Zakola Chwaliszewskiego (PRZEDWOJSKI i IN. 2007). W obliczeniach tych przyjmowano początek Zakola Chwaliszewskiego o długości 720 m w przekroju 242+290 (ok. 200 m poniżej rozdziału koryt Warty i Cybińskiego Kanału Ulgi, por. rys. 1), a zakończenie w rejonie basenu portowego w przekroju 242+900. Spadek podłużny Zakola zaprojektowano jako równy spadkowi Warty na tym odcinku: 0,13 (ZAWADZKI i IN. 2009). Wartości te przyjęto również w prezentowanych obliczeniach.

Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim 3 Rys. 1. Schemat Poznańskiego Węzła Wodnego Fig. 1. Poznań Water Ways System scheme Przy budowie modelu matematycznego Warty wykorzystano dostępne informacje dotyczące zabudowy i geometrii poszczególnych przekrojów poprzecznych. W programie SPRuNeR wykorzystano wcześniej opracowany model matematyczny rzeki Warty o długości 136,3 km, który rozpoczynał się od przekroju Nowa Wieś Podgórna (km 342+600) i kończył w przekroju Oborniki (km 206+300). Do obliczeń programem HEC-RAS przygotowano model koryta o długości 83 km, tzn. od Śremu (km 289+000) do Obornik. W prezentowanych obliczeniach model PWW opisano 10 przekrojami dolinowymi (koniec węzła przyjęto w km 239+440 most Lecha, początek w km 243+650 most Rocha). W obliczeniach zróżnicowano wartości współczynników szorstkości dla koryta głównego i terenów zalewowych: zmieniały się one od 0,020 do 0,0585 m -1/3 s. Te same wartości współczynników szorstkości wykorzystano wielokrotnie w obliczeniach przepustowości rzeki Warty, a weryfikowane były m.in. na podstawie symulacji fali powodziowej w 1979 roku. Obliczenia wykonano dla trzech wartości przepływów: w strefie przepływów niskich: 50 m 3 /s, średnich: 102 m 3 /s oraz średnich wielkich: około 305 m 3 /s. Przepływy charakterystyczne i przepływy o określonym prawdopodobieństwie przyjęto na podstawie opracowania PRZEDWOJSKIEGO i IN. (2007). Obliczenia przeprowadzono przy założeniu quasi-ustalonego przepływu. Za górny warunek brzegowy przyjęto hydrogram przepływów w km 289+000. Hydrogram ten utworzono, zakładając, że stały przepływ obliczeniowy (por. tab. 1) będzie trwać kilka dni, po czym natężenie przepływu będzie zwiększane do wartości odpowiadającej kolejnemu przepływowi. Uniknięto w ten sposób konieczności budowy osobnego modelu dla każdego przepływu. Za dolny warunek brzegowy przyjęto związek między napełnieniem a natężeniem przepływu w km 206+300. Na podstawie analizy wyników wcześniejszych obliczeń rozpatrzono dwie lokalizacje jazu piętrzącego wody Warty na poznańskim odcinku rzeki. W pierwszej z nich jaz zlokalizowano w km 239+440 (most Lecha), poniżej połączenia wszystkich koryt. Maksymalny poziom korony przelewu założono na 51,4 m

4 Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim Tabela 1. Zestawienie przepływów wykorzystanych do obliczeń układu zwierciadła wody Table 1. Statement of flows used in computation of water level Symbol przepływu Symbol of flow SNQ SQ SWQ Q 1% Q 0,1% Wielkość przepływu Size of flow Średni niski Medium low Średni Medium Średni wielki Medium high Woda stuletnia 100-year water Woda tysiącletnia 1000-year water Natężenie przepływu Flow rate (m 3 /s) 39,6 102,0 305,0 835,0 1 120,0 n.p.m., około 2,4 m ponad dnem (OLEJNIK 2009). Przyjęto, że powinien być to jaz o prostej konstrukcji, piętrzący wody Warty tylko przy przepływach niskich i średnich (por. tab. 1). Przyjęto, że długość korony przelewu ma 66 m. Jako drugą lokalizację jazu wskazano przekrój 241+620 (most kolejowy na Garbarach) głównego koryta Warty, opływającego Ostrów Tumski po stronie zachodniej. Zaproponowano również wykorzystanie Cybińskiego Kanału Ulgi jako przepławki dla ryb. Obliczenia NOWAKOWSKIEGO (2012) wykazały, że progi piętrzące o wysokości piętrzenia 1,5 m i 2 m wywołują zbyt duże natężenia i prędkości przepływu w Cybińskim Kanale Ulgi, szczególnie przy średnim niskim (SNQ) i średnim (SQ) przepływie. Z tych względów optymalny okazał się próg o wysokości 1 m (korona przelewu na rzędnej 50,5 m n.p.m.). Piętrzenie Warty w km 239+440 (most Lecha) Obliczenia wykonano dla czterech wariantów: wariant 0 obecny układ koryt PWW, wariant I obecny układ koryt PWW i piętrzenie wody w km 239+440, wariant II odtworzenie Zakola Chwaliszewskiego w PWW, wariant III odtworzenie Zakola Chwaliszewskiego w PWW i piętrzenie wody w km 239+440. Wszystkie obliczenia wykonano programem HEC-RAS. Przy obecnym stanie kanałów Poznańskiego Węzła Wodnego (wariant 0), dla przepływów 50 m 3 /s i 100 m 3 /s, woda mieści się w korycie głównym i dopiero przy wzroście natężenia przepływu do 305 m 3 /s zaczyna rozlewać się na tereny zalewowe. Piętrzenie wody przez przelew o stałej koronie w km 239+440 spowodowało podniesienie się poziomu wody o 0,78 m i 0,42 m (rys. 2) w porównaniu ze stanami wody przy braku piętrzenia i przepływach, odpowiednio, 50 m 3 /s i 100 m 3 /s.

Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim 5 56 55 54 53 52 51 50 49 48 Poziom (m n.p.m.) Elevation (m a.s.l.) 252 251 250 249 248 247 246 245 244 243 242 241 240 239 238 237 236 47 235 305 m 3 /s 100 m 3 /s 100 m 3 /s 50 m 3 /s Kilometr Kilometre 50 m 3 /s dno bed brzeg lewy left bank Rys. 2. Profil podłużny poznańskiego odcinka Warty z jazem w km 239+440 Fig. 2. Longitudinal profile of the Poznań section of the Warta river with a weir at km 239+440 W wariantach II i III otworzenie Zakola nie spowodowało istotnych zmian wysokości zwierciadła wody w porównaniu z wariantami 0 i I. Wpływ piętrzenia wód rzeki Warty (warianty I i III) występuje na długości 15,6 km, tzn. od przekroju jazu w km 239+440 do km 255+000. Na odcinku uzyskano podniesie zwierciadła wody (profil podłużny) oraz zmniejszenie obliczonych wartości średnich prędkości w przekroju mniej więcej o 50% w porównaniu z wartościami obliczonymi w wariancie 0 (tab. 2). Tabela 2. Natężenia przepływu (Q) i prędkości wody (v) w korytach PWW Table 2. Flow rates (Q) and velocity of water (v) in the Poznań Water Ways Systems channels Wariant Variant Koryto Channel Q (m 3 /s) Przepływ 50 m 3 /s Flow 50 m 3 /s v (m/s) % Q (m 3 /s) Przepływ 100 m 3 /s Flow 100 m 3 /s v (m/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 0 Warta Kanał Główny Warta river Main Channel Cybiński Kanał Ulgi Cybina By-Channel 44,20 0,85 88,40 81,69 0,97 81,69 5,80 0,38 11,60 18,31 0,54 18,31 %

6 Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim Tabela 2 cd. / Table 2 cont. 1 2 3 4 5 6 7 8 Zakole Chwaliszewskie Chwaliszewo Meander I II III Warta Kanał Główny Warta river Main Channel Cybiński Kanał Ulgi Cybina By-Channel Zakole Chwaliszewskie Chwaliszewo Meander Warta Kanał Główny Warta river Main Channel Cybiński Kanał Ulgi Cybina By-Channel Zakole Chwaliszewskie Chwaliszewo Meander Warta Kanał Główny Warta river Main Channel Cybiński Kanał Ulgi Cybina By-Channel Zakole Chwaliszewskie Chwaliszewo Meander 40,67 0,47 81,34 81,90 0,79 81,90 9,33 0,26 18,66 18,10 0,39 18,10 42,04 0,81 84,08 77,07 0,91 77,07 5,48 0,36 10,96 17,43 0,51 17,43 2,48 0,37 4,96 5,50 0,41 5,50 38,42 0,44 76,86 76,14 0,70 76,14 8,82 0,25 17,62 19,93 0,43 19,93 2,76 0,20 5,52 3,93 0,22 3,93 We wszystkich wariantach obliczeń znacznie maleje udział Cybińskiego Kanału Ulgi w przeprowadzeniu wód. Jest to związane z przyjęciem do obliczeń rzeczywistych przekrojów kanału, który obecnie jest mocno zarośnięty i zasypany rumowiskiem (OLEJNIK 2009). Piętrzenie Warty w km 241+620 (most kolejowy na Garbarach) Obliczenia wykonano programem SPRuNeR, w którym odtworzono obecny układ koryt Poznańskiego Węzła Wodnego w wariantach bez piętrzenia i z piętrzeniem. Jak wspomniano, przyjęto, że wysokość piętrzenia jazu położonego w km 241+620 wynosi 1,0 m. Analiza wyników obliczeń wykazała, że przy takim piętrzeniu, w najbardziej newralgicznym punkcie na odcinku za mostem św. Rocha (km 243+330), przy przepływie równym 39 m 3 /s, głębokość podniosła się do bezpiecznego poziomu 1,3 m, co w wystarczającym stopniu poprawia warunki do żeglugi statków o małym zanurzeniu (rys. 3). Taki układ zwierciadła wody w korycie Warty powinien zaspokoić potrzeby przystani sprzętu wodnego lub portu jachtowego, których budowę planuje się w przyszłości. Zmienione warunki hydrauliczne wywołane piętrzeniem pozwalają również na wykorzystanie Cybińskiego Kanału Ulgi jako przepławki dla ryb.

Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim 7 56 55 54 53 52 51 50 49 H (m n.p.m.) H (m a.s.l.) 48 248 247 246 245 244 243 242 241 240 47 239 Kilometr Kilometre dno bed brzeg lewy left bank zwierciadło wody z jazem water level with weir zwierciadło wody bez jazu water level without weir Rys. 3. Profil podłużny poznańskiego odcinka Warty z progiem w km 241+620 Fig. 3. Longitudinal profile of the Poznań section of the Warta river with a solid weir at km 241+620 Przegrodzenie koryta Warty na Kanale Głównym jazem położonym w km 241+620 spowoduje zwiększenie przepływu wody w Cybińskim Kanale Ulgi. Podział przepływów charakterystycznych: przepływu niskiego (NQ), przepływu średniego, niskiego (SNQ) oraz przepływu średniego (SQ) na oba kanały prezentuje tabela 3. Tabela 3. Podział przepływów dla Kanału Głównego Warty i Cybińskiego Kanału Ulgi (m 3 /s) Table 3. Distribution of flows on the Warta river Main Channel and Cybina By-Channel (m 3 /s) Przepływ Flow Kanał Główny Warty Warta river Main Channel Stan aktualny (bez progu) Present state (without solid weir) Cybiński Kanał Ulgi Cybina By-Channel NQ 13 8,52 4,48 SNQ 39 26,58 12,42 SQ 102 67,95 34,05 Próg wysokości 1 m Solid weir 1 m high NQ 13 2,56 10,44 SNQ 39 18,78 20,22 SQ 102 62,87 39,13

8 Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim Budowa jazu piętrzącego na Kanale Głównym spowoduje przegrodzenie głównego koryta Warty. W takiej sytuacji konieczne staje się wytyczenie alternatywnej drogi migracyjnej dla ryb wędrujących w górę rzeki. Problem ten jest bardzo istotny, gdyż piętrzenie będzie funkcjonowało szczególnie przy średnich przepływach, kiedy w rzece panują optymalne warunki do podjęcia wędrówki przez słabsze gatunki ryb (LUBIE- NIECKI 2002). Próg piętrzący został zlokalizowany na 241,620 km lewej odnogi głównego koryta Warty, opływającej Ostrów Tumski. W obecnym układzie systemu Poznańskiego Węzła Wodnego świetnym rozwiązaniem jest wykorzystanie Cybińskiego Kanału Ulgi jako przepławki w formie obejścia (por. rys. 1). Piętrzenie o wysokości 1 m na progu zwiększy przepływ wody przez kanał ulgowy (tab. 3). Taka zmiana wpływa na warunki hydrauliczne przepływu wody na odcinku kanału ulgi, w tym na wzrost prędkości wody w poszczególnych przekrojach. Wzrost prędkości wody może być na tyle duży, że mimo drożności kanału to prędkość wody będzie największą barierą migracyjna dla ryb (LUBIENIECKI 2002), dlatego w toku dalszych badań niezbędne staje się wykonanie obliczeń prędkości przepływu wody. Podsumowanie Lokalizacja jazu w obu rozpatrywanych przekrojach pozwoli na wypełnienie głównego koryta Warty wodą, zwiększenie minimalnych głębokości wody, a tym samym podniesie walory architektoniczne i rekreacyjne rzeki. W obu przypadkach przewiduje się, że piętrzenie wody konieczne będzie tylko w okresie przepływów mniejszych niż 100 m 3 /s, czyli przy przepływach niskich i średnich. Jednocześnie trzeba zwrócić uwagę na to, aby elementy stałe jazu jak najmniej oddziaływały na przepływy większe niż 300 m 3 /s. Próg stały jazu powinien się znajdować na tyle nisko, aby poza okresem piętrzenia możliwe było płukanie stanowiska górnego z nagromadzonego rumowiska. Z uwagi na proporcje otworu przelewowego (duża rozpiętość i stosunkowo mała wysokość) bardzo dobrym rozwiązaniem byłoby wykonanie jazu elastycznego (jaz przeponowy). Zaproponowane piętrzenia i wywołane nimi podniesienia zwierciadła wody na poznańskim odcinku Warty nie powinny mieć wpływu na działanie innych budowli hydrotechnicznych i infrastruktury technicznej wzdłuż rzeki. Wybudowanie jazu nie może utrudniać żeglugi ani migracji ryb, dlatego muszą powstać dwa obiekty towarzyszące: śluza i przepławka dla ryb. W przypadku piętrzenia w wariancie km 239+440 takie obiekty hydrotechniczne powstaną blisko jazu, natomiast w przypadku lokalizacji jazu w km 241+620 rolę przepławki pełnić może Cybiński Kanał Ulgi, a wtedy śluzę żeglugową można wybudować w częściowo suchym obecnie Środkowym Kanale Ulgi. Literatura THE HYDROLOGIC Engineering Centers River Analysis System. 2012. HEC-RAS, Davis, CA. [http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/].

Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim 9 KAŁUŻA T., LAKS I., ZAWADZKI P., 2009. Hydraulic factors conditioning the reconstruction of the Chwaliszewo Meander in the Poznań Waterways System. W: Water in the townscape. Red. A. Januchta-Szostak. Vol. 2. Wyd. PP, Poznań: 91-100. LAKS I., KAŁUŻA T., SOJKA M., WALCZAK Z., WRÓŻYŃSKI R., w druku. Problems with modelling water distribution in open channels with hydraulic engineering structures. Rocz. Ochr. Środ. 15. LUBIENIECKI B., 2002. Przepławki i drożność rzek. Wyd. IRŚ, Olsztyn. NOWAKOWSKI J., 2012. Koncepcja wykorzystania Cybińskiego Kanału Ulgi w ramach planowanej przebudowy Poznańskiego Węzła Wodnego. Maszynopis. Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej UP, Poznań. OLEJNIK M., 2009. Wpływ piętrzenia Warty na układ zwierciadła wody Poznańskiego Węzła Wodnego. Maszynopis. Katedra Budownictwa Wodnego UP, Poznań. PRZEDWOJSKI B., KAŁUŻA T., ZAWADZKI P., 2007. Analiza układu zwierciadła wody rzeki Warty na odcinku Poznańskiego Węzła Wodnego. Umowa nr 22/2007/U z Urzędem Miasta Poznania, Wydziałem Urbanistyki i Architektury. Maszynopis. Katedra Budownictwa Wodnego AR, Poznań. WOSIEWICZ B., LAKS I., SROKA Z., 1996. Computer system of flow simulation for the Warta river. Pr. Nauk. Inst. Geotech. Hydromech. P. Wroc. 71, Ser. Konf. 38: 143-156. ZAWADZKI P., KAŁUŻA T., LAKS I., 2009. Hydrauliczne uwarunkowania odtworzenia Zakola Chwaliszewskiego w obrębie Poznańskiego Węzła Wodnego. Nauka Przyr. Technol. 3, 3, #108. INFLUENCE OF PERIODIC WATER LEVEL INCREASE ON FLOW IN POZNAŃ WATER WAYS SYSTEM Summary. In the period 1968-1972, a project named Rebuilding of the Poznań Water Ways System was carried out. Within the scope of the project the Chwaliszewo Meander of the Warta river was cut off and covered. A discussion about reconstruction of Chwaliszewo Meander has been run for many years. The results of hydraulic computations of the influence of a weir on water table distribution in Poznań Water Ways System have been presented in the paper. Two different localizations of the weir were considered. Initial maximum water level of upper side of the weir was calculated. The influence of damming up on water level distribution in the Poznań Water Ways System was analysed. One-dimensional unsteady open channel flow computer systems HEC-RAS and SPRuNeR were used to carry out calculations. Building the weir, regardless of its localization, allows to raise water level in the main channel of the Warta river, increase minimum water depth and point to the architecture and recreation values of the Warta river. It is assumed that damming up is necessary only for flow rate below 100 m 3 /s in both localizations of the weir. The weir in focus should not create obstacles to the inland navigation and fish migration. To meet these requirements two additional hydraulic constructions must be projected: sluice and fish migration water gate. Key words: the Warta river, mathematical model, Poznań Water Ways System

10 Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim Adres do korespondencji Corresponding address: Tomasz Kałuża, Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, ul. Piątkowska 94, 60-649 Poznań, Poland, e-mail: kaltom@gmx.net Zaakceptowano do opublikowania Accepted for publication: 4.03.2013 Do cytowania For citation: Kałuża T., Zawadzki P., Laks I., Tymiński T., 2013. Wpływ okresowego piętrzenia wody na przepływy w Poznańskim