Ministerstvo životního prostředí n Státní fond životního prostředí ČR

www.opzp.cz n zelená linka 800 260 500 n dotazy@sfzp.cz

Odborná podpora pro omezování

rizika povodní – zvláštní povodně

a bezpečnost suchých nádrží,

připravované dotační tituly z OPŽP

2014 – 2020

Úvod

Rozmach v budování suchých nádrží

- Extrémní povodně minulých let

- Programy ochrany před povodněmi

- Suché nádrže - dotační fondy - EIB 2002 až 2011

- I. etapa – 14 SN v ceně cca 0,42 mld. Kč (Žichlínek

386 mil. Kč)

- II. etapa – 30 SN v ceně cca 2,43 mld. Kč (Teplice

2,06 mld. Kč)

„Krize“ v navrhování a budování hrází

3

Nedostatek kvalifikovaných kapacit (projekčních,

dodavatelských)

Systém investorské přípravy (Povodí, LČR, obce, soukromé

subjekty)

otázky financování (časový stres, pozdní uzavírání smluv,

financování před dokončením prací)

investor mnohdy nedisponuje technickou komisí

z různých (např. „úsporných“) důvodů podceněna

technická kontrola a dozor investora

Definice

TNV 75 2415 - Suchá nádrž (SN):

- je vodní nádrž určená k ochraně před účinky povodní, ve

které je celkový objem nádrže téměř shodný se součtem

ovladatelného a neovladatelného ochranného prostoru. Plní

retenční funkci a snižuje povodňový průtok ve vodním toku;

může mít v poměru k celkovému objemu zanedbatelné stálé

nadržení, které plní krajinotvornou či ekologickou funkci.

zapadají do celkové koncepce PPO v řešeném povodí

je k dispozici vhodné místo pro realizaci SN - dostatečný objem retenčního prostoru,

- majetkoprávní vztahy k pozemkům

- jiné zájmy v území

povodně mají - rychlý nástup bez možnosti varování ohroženého území,

- vysoké kulminační průtoky při relativně malém objemu vlny

je třeba zachytit splaveniny (včetně rozměrného spláví)

MOŽNOSTI POUŽITÍ SN

Definice

ČSN 75 2410 - Malé vodní nádrže (dále MVN):

– objem nádrže po normální hladinu nepřesahuje 2 mil. m3

– největší hloubka vody v nádrži nepřesahuje 9 m

SN překračují často parametry dle ČSN 75 2410

Definice, odchylky

MVN - Zjednodušení návrhu oproti „klasickým“ velkým

přehradám

Pouze přiměřeně pro nádrže s objemem pod 5 tis. m3

Za vodní nádrž se považuje i tzv. suchá nádrž (nedoporučuje se

termín „polder“, resp. „poldr“)

Zvláštní kategorie „vzdouvacích staveb“ jsou ochranné hráze na

vodních tocích

Definice „poldru“

Poldr = nízko položené území (typické pro Nizozemí),

které bylo odvodněno a obvykle je kultivováno.

Toto území je chráněno hrázemi.

Odvodnění musí být mnohdy zajištěno čerpáním, v

některých případech stačí odvodnění za nízkého stavu

hladiny moře (odliv) stavidlovými otvory.

poldr – prostor v říčním údolí přilehlý k toku, který po naplnění vodou při povodni

plní retenční funkci a snižuje povodňový průtok v toku. Po průchodu povodně se

prostor zcela vyprázdní (je suchý) a zpravidla se zemědělsky využívá .

Definice „poldru“

Postup při návrhu suché nádrže

Prokázání splnění účelu

- Primární je vodohospodářské řešení (SOP, VH plán, …)

- Technicko-ekonomické hodnocení

Průkaz realizovatelnosti

- Územní a majetkoprávní otázky

- Kvantifikace vlivů díla

- Stavebně-technické předpoklady

- Požadavky na bezpečnost a spolehlivost díla

- Finanční krytí

Jednotlivé úrovně dokumentace

- IZ

- DÚŘ

- DSP

- Realizační dokumentace

- Na všech úrovních kvalifikovaná technická supervize investora !!!

Mapové podklady

VH mapy - 1 : 50 000 - Základní VH údaje,

- VH souvislosti

- Vazba na ostatní VH prvky

Mapy 1 : 10 000

- Klasické, ZM10 (Zabaged)

- RZM – pozor na přesnost !!!

Ortofotomapy

Zaměření místa hráze a zátopy Nejpozději na úrovni DÚŘ, Nezbytné pro vodohospodářské řešení

Kvalifikovaný geodet – účast vodohospodáře

Hydrologické a klimatické

podklady

Zákl. hydrologické údaje ve smyslu ČSN 75 1400 - Č. hydrologického pořadí, plocha povodí, Qa, …

- N – leté průtoky, M – denní průtoky

V případě návrhu a posouzení retenční fce (u SN vždy) - parametry povodňových vln - doporučuje se provést vlastní analýzu

- vliv vodních děl v soustavě

Podle účelu - Teplota, jakost vody, splaveninový režim

Hydrologické nejistoty dané:

- dobou hydrologických pozorování

- přesností měření a vyhodnocení průtoků ve vodoměrných profilech

- změnami režimu odtokových poměrů (urbanizace, zásahy v povodí,…)

- metodami vyhodnocení

Nejistoty v hydrologických podkladech

Třída

I II III IV Hydrologický údaj

Směrodatná chyba v [%]

Dlohodobý průměrný průtok (Qa) 8 12 20 30

M – denní průtoky (Q30d až Q300d) 10 15 25 40

M – denní průtoky (Q330d až Q364d) 20 30 45 60

N – leté průtoky (Q1 až Q10) 10 20 30 40

N – leté průtoky (Q20 až Q100) 15 30 40 60

ČSN 75 1400 Hydrologické údaje povrchových vod

Spolehlivost KPV ????? klasické postupy (extrapolace)

modelování (srážky, odtok)

Údaje N-letých průtoků pro VD Vranov

N 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 10000

2008 107 129,9 173,1 216,2 269,1 355,7 435 527,6 673 802,1 1374

1998 108 141,5 188,5 225 263 314,5 355 400 458 510 685

IG a hydrogeologické podklady

Na úrovni DÚŘ !!!

Skladba a propustnost vrstev podloží - Průzkumné vrty

- Skladba vrstev

- Úroveň HPV

- Nálevové zkoušky

- Průzkum v profilu hráze i v zátopě

- Průzkum naleziště - zemníky, lomy, …

- podle skladby tělesa hráze

- Sledování a dokumentace poměrů během výstavby - přítomnost geologa

- ověřování dosažených vlastností sypaniny během výstavby

IG a hydrogeologické podklady

Granulometrický rozbor

Geotechnické charakteristiky

Pevnostní charakteristiky

Zhutnitelnost

IG a hydrogeologické podklady

Granulometrický rozbor

Geotechnické charakteristiky

Pevnostní charakteristiky

Zhutnitelnost

Vzorek 1745 1746

Sonda S-I S-2

Hloubka 1,3 0,8

fI%] 49.4205 52.4714

Podíl s[%] 47.8630 21.9066

frakcí g[%] 2.7165 25.6220

cb[%] 0.0000 0.0000

b[%] 0.0000 0.0000

Průměry d10 0.0014 0.0010

d30 0.0162 0.0094

d60 0.1176 0.3102

Konzist. WL [%] 3 1.40 52.80

meze wp [%] 20.60 22.20

Ip 10.80 30.60

Vlhkost 20.00 18.30

le 1.06 1.13

Cu 81.991 303.346

Ce 1.566 0.276

-7 -7

Koef.fi1trace 3.848.10 2.439.1 O

Symbol F4=CS F2=CG

Název jíl písčitý jíl

štěrkovitý

IG a hydrogeologické podklady

Granulometrický rozbor

Geotechnické charakteristiky

Pevnostní charakteristiky

Zhutnitelnost

IG a hydrogeologické podklady

Granulometrický rozbor

Geotechnické charakteristiky

Pevnostní charakteristiky

Zhutnitelnost

Koncepční úvahy – musí sledovat:

- Posouzení vlivu SN v celém komplexu

- Na vodohospodářské poměry (množství, jakost vody), soustava, …

- Na životní prostředí (fauna, flóra, …)

- Účely díla a hlavní funkce SN

- Retenční

- Rekreační

- Bezpečnost a spolehlivost díla – zejména při povodních (posudek)

- Soulad s územně plánovací dokumentací a VH plánem

- Začlenění do krajiny, ochrana přírody, apod.

- Potřeby zemědělství a lesnictví

- Stavebně-konstrukční řešení, umístění nádrže a hráze, …

Vodohospodářské řešení

• Stanovení objemů jednotlivých prostorů

• Vyšetření způsob optimálního využití objemu a řízení odtoku

• Stanovení požadavků na návrhové parametry

- Spodní výpusti

- Bezpečnostního zařízení

- Odběrů, kapacit přivaděčů, apod.

• Posouzení bezpečnosti díla při povodních na parametry kontrolní povodně

• Zjišťování vlivu vodního díla na průběh průtoků v toku

- Na ostatní VD po toku

- V místě soutoků

• Podklady pro ekologické hodnocení

21

Pravidlo „pětinásobku“

- Náklady „ušetřené“ na průzkumu se projeví pětinásobkem

nákladů na sanaci problémů při výstavbě a během provozu

- „Ušetřené“ provozní náklady (údržba, TBD, …) se projeví

pětinásobkem nákladů na sanaci poruch, popř. havárií

Obsah vodohospodářského řešení

Dle významu a funkce nádrže

Obsah :

- úvodní část - identifikační údaje :

- název a kategorie VD

- název a staničení vodního toku,

- číslo hydrologického pořadí,

- názvy krajů a obcí,

- katastrální území,

- dále:

- požadavky na nádrž jako celek,

- stupeň dokumentace,

- použité podklady,

- zdůvodnění rozsahu VH řešení a popis metody,

- odkazy na předpisy, normy, zákony, vyhlášky apod.,

- seznam použitých značek,

- použitý software,

- výsledky vodohospodářského řešení a jejich zhodnocení,

- seznam platných rozhodnutí, souvisejících s vodním dílem.

Koncepce

- Rozbor stavu v širším území, SOP

- Umístění nádrže (nádrží)

- Návrh parametrů objektů

- Návrh rozdělení retenčních prostorů

Řešení ochranné funkce nádrže

tVOtOdt

tdVtOtQ ;

Neškodný průtok pod nádrží

- Může se v čase měnit

- Požadavky, důsledky urbanizace

- Morfologie koryta, zanášení

- Vliv mezipovodí pod VN či SN

Hydrogram návrhové povodňové vlny (PV100)

- Rozdělení objemů vody v nádrži

- Transformace – pro různé povodňové scénáře

Převedení KPV

http://storm.fsv.cvut.cz/123456.php?id=4projekty-ke-stazeni-

detaily&sekce=RIV&item=ASW-suche-nadrze

- Zaměření koryta a objektů

- Hydraulický výpočet

- Posouzení míry ochrany – N – letost

- Přijatelná míra ochrany – “Strategie ochrany před povodněmi pro území České republiky“

Charakter chráněného území Míra ochrany

Historická centra měst, historická zástavba, provozy používající při

výrobě nebezpečné látky Q100

Souvislá zástavba, průmyslový areál, významné liniové stavby a

objekty Q50

Rozptýlená bytová a průmyslová zástavba, souvislá chatová zástavba Q20

Neškodný odtok pod nádrží

Kategorie

VD)

Označení

výše

škody

Hodnotící hlediska Požadovaná míra

bezpečnosti VD

Škody Ztráty lidských životů p 1/N N

[let]

I. velmi

vysoké

mimořádně vysoké ekonomické škody,

škody na životním prostředí a sociální

dopady v rozsahu státu

předpokládají se ztráty lidských

životů 0,000 1 10 000

II.

vysoké

vysoké ekonomické škody, škody na

životním prostředí a sociální dopady

v rozsahu regionu, případně státu

předpokládají se ztráty lidských

životů 0,000 1 10 000

ztráty lidských životů jsou

nepravděpodobné 0,000 5 2 000

III. střední

značné ekonomické škody, škody na

životním prostředí a sociální dopady v

rozsahu regionu

ztráty lidských životů se

předpokládají 0,001 1 000

ztráty lidských životů jsou

nepravděpodobné 0,005 200

IV. nízké

nízké ekonomické škody, škody na

životním prostředí a sociální dopady

lokálního rozsahu

předpokládají se ojedinělé ztráty

lidských životů 0,005 200

ztráty lidských životů jsou

nepravděpodobné 0,01 100

nízké ekonomické škody pouze u

vlastníka VD, ostatní škody jsou

nevýznamné

ztráty lidských životů jsou

nepravděpodobné 0,05 20

Návrhové charakteristiky povodně

NPV – odpovídá kategorii VD (PV100 , PV1000) - Transformovaný – pečlivý výběr povodňové vlny - Při návrhové (maximální) hladině

Kontrolní povodňová vlna (KPV) - Převedena při hladině < MBH (obvykle koruna hráze po sednutí) - Dle kategorie - ČSN 75 2935

výrazné a rychlé kolísání hladiny,

nelze ověřovacím provozem vyzkoušet těsnost,

povrchové vrstvy vystaveny povětrnosti a biologickým vlivům (hlodavci),

provádění kontroly a údržby

SPECIFIKA OBJEKTŮ SN

HRÁZE

průměr potrubí volit větší (seškrcení na na vtoku),

trvanlivé materiály,

objekty pro tlumení energie pod výpustí,

dostatečná kapacita a parametry česlí před vtokem,

možnost realizace ověřovacího provozu

SPODNÍ VÝPUSTI

zásadně nehrazené,

řešit odtok vody do bezpečné vzdálenosti do podhrází,

materiály odolné povětrnostním vlivům,

esteticky příznivé řešení

PŘELIVY

Z hlediska TBD - nestandardní provoz

Hráz suché nádrže je nutné pečlivě sledovat při výstavbě – dodržení

technologické kázně a kvalitu použitých materiálů

Ve většině případů nelze provést zkušební napouštění a dílo je ve funkci až v

průběhu povodně

Nedostatečná údržba, zarůstání svahů náletem, nečištění výpusti…..

Vady a poruchy

Příčiny

- vady projektů – hlavní příčinou

- nekvalitní výstavba

- nedostatečná údržba a provoz

Vady projektů

Nedostatečné podklady

- geodetické

- hydrologické

- inženýrsko-geologické, hydrogeologické

Chyby ve výpočtech

- vodohospodářské řešení, celková situace, koncepce

- hydraulika toků a objektů (zejména pojistných zařízení)

- geotechnické výpočty (statická stabilita, filtrační deformace)

- statické výpočty (betonové a ocelové konstrukce)

Vadné technické řešení

- materiál hráze – snaha o použití místních materiálů (náplavů)

- založení hráze a objektů (nerovnoměrné sedání, filtr. deformace)

- dimenze opevnění (náv. svah hráze)

Vady při výstavbě

ověřování předpokladů projektu

- autorský dozor, tech. dozor investora

- skutečné I-G poměry

- projekt zemní hráze končí až při dokončení výstavby !!!

- dokumentace skutečného provedení, zpětná dokumentace

zakládání - vady

- neočištěná základová spára, kaluže, organické částice, zbytky ornice

- betonové konstrukce

- v jámě se svislými stěnami – nestabilní, náznaky sesuvu, trhliny

- nedostatečné hutnění

- „ztracené“ bednění, pažení je nevhodné

objekty – vady

- propustný podsyp pod betonovými objekty

- hrdlové potrubí není obetonované nedodržení projektu

- vytýčení stavby

- rozměrové parametry (kóta koruny hráze, vyšší přelivná hrana, založení objektu,...)

porušování technologické kázně

- odlišné rozměry

- předepsané vlastnosti zemin (org. částice, zhutnění, vlhkost, ...)

30

Nedostatky v projektové dokumentaci

• Potrubí HOBAS uložené bez obetonování do násypu hráze – deformace jak v podélném směru, tak i deformace kruhového profilu.

• Napuštěno - listopad 2004, porucha na spoji trub zjištěna v červnu 2005, havárie 5.4.2006

Provoz a údržba

naráží na

- finanční náročnost

- velikost SN

špatný technický stav

- funkčních zařízení – hrázové výpusti a přelivy

- hráz – prosednutí, sesuvy, deformace

- zásahy do tělesa hráze

TBD, údržba

- stav tělesa hráze – deformace, antropogenní zásahy,...

- stav objektů – uzávěry, česle, …

- průsaky, nestabilita svahů - za povodní (SN)

Ministerstvo životního prostředí n Státní fond životního prostředí ČR

www.opzp.cz n zelená linka 800 260 500 n dotazy@sfzp.cz

Děkuji za pozornost.

Evropská unie

Spolufinancováno z Prioritní osy 8 – Technická pomoc

financovaná z Fondu soudržnosti