PRESOJA POPLAVNE VARNOSTI IN ANALIZA VZROKOV POPLAV …mvd20.com/LETO2009/R4.pdf · S. BUKOVNIK B. IVANUŠA - 22 - STANJE, VZDRŽEVANJE IN OBRATOVANJE GRAJENIH HIDROSISTEMOV MIŠIČEV

S. BUKOVNIK B. IVANUŠA

- 22 - STANJE, VZDRŽEVANJE INOBRATOVANJE GRAJENIH HIDROSISTEMOV

MIŠIČEV VODARSKI DAN 2009

Stanislav BUKOVNIK* Blaž IVANUŠA **

PRESOJA POPLAVNE VARNOSTI IN ANALIZA VZROKOV POPLAV V PESNIŠKI DOLINI AVGUSTA 2009

1. SPLOŠNO

Urejanje voda in dolinskih povodij manjših hidrosistemov, kot so v Severovzhodnem delu Slovenije, reke Pesnica, Dravinja, Polskava, Sejanca, Savinja, Ledava, Ščavnica, Kobiljski potok….., se je intenzivneje pričelo v šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Osnovni cilj urejanja celotnih hidrosistemov, je bila zaščita premoženja prebivalcev in države ter izboljšati pogoje kmetovanja in kmetijske proizvodnje na ravninskih območjih ob vodotokih. Celotni sistemi so se zgradili v okviru Zelenega plana RS. Izgrajene sisteme – osnovno odvodnjo, je prevzelo v upravljanje in vzdrževanje pristojno Ministrstvo za okolje in prostor, hidromelioracijske sisteme pa Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano. Kot dober gospodar so lastniki posameznih delov sistema, vse do nedavnega, sisteme tudi vzdrževali in upravljali. Približno po letu 1990 so se pričele razmere na terenu slabšati. V zadnjem obdobju prihaja do vse pogostejših in intenzivnejših poplav ter posledično vedno večjih škod na premoženju, infrastrukturi in intenziviranih kmetijskih površinah oziroma kmetijski proizvodnji. Pogostost in povečevanje trajanja poplav, kaže na to, da se poplavna varnosti iz leta v leto slabša. Vzroki za tak trend so v sumiranju vseh dejavnikov, ki vplivajo na odvodni režim primarne in sekundarne odvodne mreže. Ti dejavniki so: 1. Posegi v prostor, ki vplivajo na vodni režim 2. Krčenje retenzijskih površin 3. Vzdrževanje sistema osnovne in sekundarne odvodnje 4. Obratovanje grajenih zadrževalnikov 5. Klimatske spremembe V nadaljevanju podajamo poplavno varnost in Analizo vzrokov zmanjševanja poplavne varnosti v Pesniški dolini oz. hidrosistema reke Pesnice na območju občin Maribor, Pesnica, Lenart in Sveta Trojica. Specifika hidrosistema Pesnice je polvkopan sistem glavnih recipientov to je reke Pesnice in glavnih pritokov. Funkcijo odvodnjavanja Pesniške doline od državne ceste Maribor – Šentilj do razbremenilnika Pesnice v reko Dravo oz. odvodni energetski kanal HE Formin, vrši sekundarna odvodna mreža. Sekundarno odvodno mrežo pa tvorijo melioracijski odvodniki in obrobni jarki doline. Vpliv posameznega dejavnika na zmanjšanje poplavne in erozijske varnosti Pesniške doline je različen.

* Stanislav BUKOVNIK, udgki, Vodnogospodarski biro Maribor d.o.o., Glavni trg 19c 2000 Maribor,

**Blaž IVANUŠA, udiVKI, Drava Vodnogospodarsko podjetje Ptuj d.d., Žnidaričevo nabrežje 11, 2250 Ptuj




Analiza posameznih dejavnikov kaže, da ima največji vpliv na slabšanje hidrološkega režima Pesnice in zmanjševanje poplavne in erozijske varnosti, nevzdrževanje ali neustrezno vzdrževanje celotne odvodne mreže Pesniškega hidrosistema in neustrezno obratovanje zadrževalnikov visokih vod. Glede vzrokov poplav podajamo le ekspertno oceno v zaključkih in predlog potrebnih raziskav in analiz na osnovi katerih bo možno določiti vse omilitvene ukrepe za izboljšanje stanja poplavne in erozijske nevarnosti Pesniške doline.

2. KRATEK OPIS HMS PESNICA NA OBMOČJU OBČIN SVETA TROJICA, LENART, MARIBOR IN PESNICA

Povodje Pesnice meri 539 km2 in ima popolnoma ravninski značaj, razen v povirju nad Zgornjo Kungoto. Večina vodotokov v ravninskem delu je reguliranih, neregulirani so ostali v glavnem vodotoki v ozkih dolinah, kjer ni večjih kmetijskih površin in v povirjih. Regulacija Pesnice in izlivni odseki pritokov so izvedeni v polvkopanem sistemu. Na tak način je struga dvignjena nad okoliški teren oz. speljana po robu doline in je namenjene tranzitu visokih voda. Odvodnja s površin vzdolž reke Pesnice se vrši po sistemu vzdolžnih obrobnih in melioracijskih jarkov, v katere je speljana tudi detaljna odvodnja (drenaža). V okviru izgradnje HMS Pesnice so bili izvedeni tudi večnamenski zadrževalniki AK Pernica, AK Pristava, AK Komarnik, AK Radehova in AK Gradišče, katerih osnovni namen je bil zadrževanje visokih vod kot hidrotehnični ukrep za zmanjševanje pogostosti in obsega poplav ter nabira vode za namakanje kmetijskih površin. Regulacijska dela na Pesnici v odseku Gočova – Ranca so se izvajala v letih 1967 in 1968, akumulacije pa 1968 in 1969. V 70. letih so se izvajale rekonstrukcije z namenom izboljšanja prevodnosti Pesnice in obrobnih ter melioracijskih jarkov. Do leta 1990 pa so izvajala le še manjša vzdrževalna dela. Po letu 1985 je bil izdelan kataster vodnogospodarskih objektov Pesnice in pritokov ter melioracijskih jarkov, v katerem so podrobno prikazane izvedene regulacije.

3. ANALIZA VZROKOV ZMANJŠEVANJA POPLAVNE VARNOSTI

3.1 Posegi v prostor, ki vplivajo na vodni režim

Največji vpliv na vodni režim ima visoka gradnja in gradnja infrastrukturnih objektov. Vpliv se izraža v: - pospešenem odtoku padavinskih vod - zasedbi in izločitvi retenzijskega prostora - določenih napačnih omilitvenih ukrepih - določenih napačnih (laičnih) fizičnih posegih v odvodnike (premali propusti ali mostovi,

napačna prestavitev, ki zmanjšuje funkcijo odvodnika…) - preusmeritev vodnih tokov na občutljiva območja - odpiranje erozijskih žarišč. V letih po izgradnji hidromelioracijskega sistema v Pesniški dolini, je bilo v dolini izgrajenih več objektov, ki so v večjem ali manjšem obsegu vplivali na spreminjanje vodnega režima Pesnice. Največji tovrstni objekti so: 1. Širjenje naselij 2. Gradnja poslovno industrijskih con 3. Avtocesta Maribor – Lenart – Cogetinci Detalnejšo analizo podajamo za vpliv izgradnje AC Maribor – Lenart – Cogetinci na vodni režim Pesnice na vplivnem območju avtoceste. Avtocesta ima dva značilna vpliva na vodni režim: - prvi je v času gradnje AC in je začasen, - drugi je v času obratovanja in je trajen.




Opis posega AC v vodni režima Pesnice

Opis posega podajamo gorvodno po Pesniški dolini, to je od Brengove (Brengovski potok in Drvanja spadata v pesniški hidrosistem) do razcepa Dragučova in Pesniškega rondoja. 1. Trasa AC poteka po osrednjem delu doline Brengovskega potoka do prečkanja Drvanje. Izvedena je ustrezna prestavitev in regulacija Brengovskega potoka in Drvanje. Prevodnost strug novih ureditvenih odsekov obeh potokov se je povečala na 20 l. povratno dobo v območju premostitvenih objektov pa na 100 l. povratno dobo z minimalno 0,50 m varnostne višine. Vpliv AC na vodni režim je v zasedbi dela retenzijskih površin Brengovskega potoka in v pospešenem odtoku iz AC in brežin nasipa AC telesa. 2. Po dolini Pesnice poteka AC Sp. Senarska do Lormanja. Ker preseka hidromelioracijski sistem, je izvedena rekonstrukcija detaljne odvodne mreže (drenaže). Sekundarni odvodniki in melioracijski jarki so ustrezno prestavljeni in prilagojeni poteku trase AC, tako, da je omogočena tudi površinska odvodnja kmetijskih površin iz obeh strani AC. Niveletno se prestavljeni in novi jarki navezujejo na dolvodne odseke obstoječih istih odvodnih jarkov. Z vidika prevodnosti strug in odvodnega sistema ni negativnega vpliva AC na vodni režim območja. Most preko potoka Velka ne sega v pretočni profil potoka, ni vpliva na vodni režim. 3. Odsek po Pesniški dolini od Zamarkove do razcepa Dragučova Reko Pesnico in vse večje pritoke Pesnice prečka AC z ustrezno velikimi premostitvenimi objekti, ki ne vplivajo na zmanjšanje poplavne varnosti. Na odseku od vtoka Pesnice v AK Pernico do Pesniškega dvora oz. mostu na državni cesti Maribor – Lenart, je zgrajen nov desnoobrežni visokovodni nasip (dimenzioniran na Q100), obstoječ desnoobrežni nasip ob Pesnici pa se je odstranil. S tem se je pridobil določen retenzijski prostor in s tem delna kompenzacija izgubljenih retenzijskih površin. Južno ob AC je bilo potrebno prestaviti melioracijski odvodnik MJ-10. Obstoječ plinovod prečka odvodnik sifonsko, kar nekoliko ovira pretoke po melioracijskem jarku. Za zaščito AC je zgrajen desnoobrežni nasip, ki se navezuje na železniški most in naprej gorvodno na obstoječ nasip med železnico in državno cesto Maribor – Šentilj. Na vseh prečkanjih AC s potoki in jarki, so zgrajeni ustrezni premostitveni objekti, ki zagotavljajo prevodnost 100 letnih visokih vod Pesnice z 0,50 m varnostne višine. Izvedeni posegi AC na vodna zemljišča (mostovi) in prestavitve jarkov ne vplivajo na vodni režim ali zmanjševanje poplavne varnosti doline. V okviru projekta AC se je izvedlo čiščenje mulja iz akumulacij Pernica in Pristava. Izvedena je bila rekonstrukcija in nadgradnja prelivnega objekta s hidromehansko opremo na AK Pernica. Oba posega imata absolutno pozitivni vpliv na vodni režim v smislu povečevanja poplavne varnosti na dolvodnih območjih Pesniške doline.

Vplivi AC na vodni režim

A. Vplivi v času gradnje

Erozija

V času gradnje objektov, tako na vodnem zemljišču kakor celotnem zaledju, je zaradi izvajanja zemeljskih del in erozijskih procesov na odprtih erozijsko nezaščitenih gradbiščih, prišlo do močnega odplavljanja zemeljskega materiala v struge tako primarnih kakor sekundarnih odvodnikov, ter v akumulacijska jezera: AK Pernica, Pristava in Komarnik. Ker je reka Pesnica v nasipih, je do odplavljanja zemeljskega materiala v Pesnico, prihajalo samo na lokacijah direktnih posegov v strugo oz. vodno zemljišče (mostovi,….)




Večje posledice so na sekundarni odvodni mreži. Z vnosom materiala v struge odvodnikov se je zmanjšala prevodna sposobnost le teh in posledično zmanjšala poplavna varnost celotnega območja. Po končanih delih je izvajalec del določene odvodnike očistil nanosov in usedlin, podobno v AK Pernica in Pristava. Ali je bil izveden obseg čiščenja zadovoljiv in na vseh prizadetih odvodnikih, se ne ve!!! Zato tudi ni možno podati nobene ocene trajnega vpliva odplavljenega materiala v struge in s tem vpliva AC na vodni režim v smislu zmanjšane prevodnosti strug. Nedvomno pa je bil v času gradnje, ta vpliv velik.

B. Trajni vplivi

Pospešen odtok

Hidrološkemu povečevanju visokih voda zelo prispeva sprememba odtočnega koeficienta padavisnkih voda. Odtočni koeficient iz kmetijskih površin je ranga 0,40 do 0,50 iz novih urbaniziranih površin, kot so površine prometnic, streh in podobno pa je odtočni koeficient od 0,85 (travne brežine) do 0,95 (strehe). Na vplivnem območju AC s spremljajočimi objekti in ureditvami v Pesniški dolini, je zasedba kmetijskih in gozdnih zemljišč ranga 800.000 m2. Vpliv pospešenega odtoka na visokovodni režim Pesnice smo ocenili za trajanje naliva 540 min (9 ur) in različne povratne dobe. Za kompenzacijo pospešenega odtoka zaradi izgradnje AC na vplivnem območju Pesniške doline, bi bilo tako potrebno zagotoviti zadrževanje voda v naslednjem obsegu: Tabela za trajanje naliva 540 min (9 ur) in različna povratna doba Povratna doba Volumen zadrževalnika Povratna doba Volumen zadrževalnika 10 l 30.700 m3 25 l 35.500 m3 50 l 38.400 m3 100 l 41.800 m3 Poleg tega poteka del AC po retenzijskem prostoru reke Pesnice (visoke vode nad Q50). Izgubo retenzijskih površin je projekt AC kompenziral z novim iztočnim objektom na AK Pernici, ki je opremljen s hidromehansko opremo, tako da je hidravlični učinek akumulacije ob pravilnem obratovanju zapornic, bistveno povečan. Kompenzacija izgubljenega retenzijskega volumna v Pesniški dolini, je tako v celoti kompenzirana. Avtocesti, pa je ob pravilnem obratovanju akumulacije, zagotovljena visoka stopnja poplavne varnosti. Odprto ostaja vprašanje zadrževanja pospešenega odtoka, ki lahko predvsem lokalno, precej prispeva k poslabšanju poplavnih razmer. Za zadrževanje in čiščenje onesnaženih voda iz AC je ob AC zgrajeno več manjših objektov. Zadrževalni učinek teh objektov za visoke vode iz AC je sorazmerno majhen. Zadrževalni volumen posameznega bazena je ranga 80 m3 za cca 20 bazenov, je to le 1.600 m3, kar je v primerjavi z ocenjenim potrebnim volumnom, ki bi dal nek efekt, zanemarljivo. Določen zadrževalni volumen padavinskih voda je projekt AC ustvaril tudi z izgradnjo nadomestnih habitatov, predvsem habitatov ob Globovnici nad AK Radehovo. Hidrološki učinek čistilnih objektov in habitatov na visokovodni režim Pesniške doline je zanemarljiv. Učinek je le lokalni in še to za lokalne visoke vode ranga 1-2 l. povratne dobe.




Retenzija

AC je v dolini Pesnice zasedla in izločila del retenzijskih površin celotnega hidrosistema. Z rekonstrukcijo in nadgradnjo AK Pernica je z vidika celotnega hidrosistema Pesnice, izločitev dela retenzijskega prostora, ustrezno kompenziran.

3.2 Vzdrževanje hidrosistema

Za zagotavljanje projektirane in v fazi izvedbe tudi izgrajene poplavne varnosti, je izrednega pomena ustrezno in strokovno vzdrževanje zgrajenih ureditev in objektov. Za Pesniško dolino so značilni zelo majhni vzdolžni padec nivelete odvodnikov, ki se sučejo od 0,1 % do 0,3 %. Pri takšnih malih padcih je vpliv zaprojevanja struge, dvigovanje dna in s tem zmanjševanje vzdolžnih padcev odvodnikov, velikega pomena za zmanjševanje prevodne sposobnosti odvodnikov in s tem poplavne varnosti.l Drugi parameter, ki vpliva na prevodnost strug in poplavno varnost, je zarast v strugi, ki močno vpliva na Manningov koeficient hrapavosti. Analiza visoke vode, ranga 5 letne povratne dobe Q = 51,10 m3/s, z dne 5.8.2009, kaže, da se je Manningov koeficient hrapavosti povečal od projektirane in izvedene ng = 0,0285 (v obdobju po izgradnji in rednem vzdrževanju), na cca ng = 0,050. Povečanje koeficienta hrapavosti je cca 60 %. Zaradi neustreznega vzdrževanja osnovnih odvodnikov je padla poplavna varnosti Pesniške doline od projektirane in nekdaj izgrajene povprečne 20 l. poplavne varnosti na 0 oz. 1 do 2 l. poplavno varnost. Sama reka Pesnica pa od projektirane 50 l. varnosti na cca 5 l. poplavno varnost. Dokaz, da je poplavna varnosti Pesniške doline nična, so vsakoletne poplave. V letu 2009 je bila centralna Pesniška dolina že štirikrat poplavljena. Poleg pogostosti poplav se je na določenih območjih zelo podaljšalo tudi trajanje poplav, kar je iz vidika kmetijske proizvodnje še bistveno bolj škodljivo. Edini vzrok za podaljševanje trajanja poplave je vzdrževanje oziroma nevzdrževanje osnovnega odvodnega sistema. Zaradi zmanjšane pretočne sposobnosti odvodnikov, se je odtok poplavnih vod iz retenzijskih – poplavnih kmetijskih površin, močno podaljšal.

Intervencije

Gledano iz tehničnega vidika ugotavljam, da prehaja preventivna zaščita premoženja prebivalstva, infrastrukture in drugega premoženja pred poplavami, na intervencijsko zaščito. Intervencijska zaščita, ki temelji na starem ljudskem pregovoru: Zvoniti po toči je prepozno! Seveda ne rešuje ničesar. Zato so tudi škode na premoženju in kmetijski proizvodnji iz leta v leto večje.

3.3 Zadrževalniki visokih vod

Pomemben del v upravljanju visokovodnega režima reke Pesnice so grajeni zadrževalniki na Pesnici in njenih pritokih. Z nestrokovnim in neustreznim obratovanjem z zapornicami na AK Pernici se lahko doseže celo negativni učinek na visokovodni režim in poplavno varnost dolvodnih območij. Za obratovanje AK Pernica, ki je najpomembnejši zadrževalnik, z največjim možnim vplivom na visoki val Pesnice, ne obstoja oziroma ni izdelan poslovnik o obratovanju in vzdrževanju AK.

3.4 Klimatske spremembe

Tvorec padavinskih vod in s tem odtokov visokih vod so padavine. Že dalj časa se v strokovnih meteoroloških krogih ugotavljajo spremembe, ki vplivajo na intenziteto padavin in razporeditev padavin. Vsi trendi sprememb so v smeri povečevanja intenzitete in razporeditve padavin in




posledično hidroloških sprememb, ki vplivajo na povečevanje visokih valov in s tem zmanjševanje poplavne varnosti. Ti procesi gredo sorazmerno počasi, zato ocenjujem, da je njihov vpliv na razmere v Pesniški dolini majhen oziroma težko določljiv.

4. DOGODEK POPLAVNIH RAZMER V PESNIŠKI DOLINI Z DNE 4. IN 5. 08. 2009

Regulacija Pesnice na odseku Gočova – Ranca je bila projektirana za prevajanje 50-letne visoke vode, pri redno vzdrževanem in košenem prečnem profilu ter upoštevanju zadrževalnega učinka akumulacij. Zaradi zaraščanja pa se je prevodnost struge začela zmanjševati že hitro po izgradnji. Dejansko struga v splošnem prevaja 30-letne visoke vode, lokalno pa ni zagotovljena niti 10-letna varnost. Zmanjšanje pretočnosti je pokazala že meritev pretoka pri Hrastovcu, junija 1972, ko je gladina vode odgovarjala pretoku 45 m3/s, dejansko pa se je skozi profil pretakalo komaj 19 m3/s ali 42 % predvidene količine. V letu 2009 je bilo že pet poplavnih dogodkov, pri katerih so bile poplavljene kmetijske površine in ogroženi stanovanjski objekti ter gospodarska poslopja. Najizrazitejši je bil v dneh med 4. in 6. avgustom, ko je Pesnica na VP Ranca dosegla pretok 51,1 m3/s. V Gočovi pa je presegla oznako do sedaj najvišje izmerjene gladine na tej vodomerni postaji in sicer 520 cm. Na območju med Juršinci in Kungoto je bil poplavljen večji del doline Pesnice, poplavljali so tudi številni pritoki.

PESNICA RANCA

0

50

100

150

200

250

300

350

400

3.8.200918:00

4.8.20090:00

4.8.20096:00

4.8.200912:00

4.8.200918:00

5.8.20090:00

5.8.20096:00

5.8.200912:00

5.8.200918:00

6.8.20090:00

6.8.20096:00

6.8.200912:00

6.8.200918:00

7.8.20090:00

Vod

osta

j (cm

)

Vodostaj na VP Ranca med 3.8. in 7.8.2009 (vir podatkov ARSO)

Pesnica pod AK Pristava na mestu prelivanja, 5.8.2009




Zaradi nerednega čiščenja zarasti in grmovja ter zaščite pete brežine z vrbovimi fašinami, je bila ustvarjena podlaga za zaraščanje struge.

Prelivanje nasipa Partinjskega potoka pod prečkanjem z AC

Prelivanje nasipa Globovnice pod iztokom iz AK Radehova

Prelivanje nasipov Velke nad sifonom MJ-10 dolvodno od križanja z AC

Na obravnavanem odseku so bili zaradi prelivanja Pesnice poplavljeni objekti pod AK Pristava, stanovanjska hiša in gospodarsko poslopje v Hrastovcu, pod Partinjščakom pa je Pesnica prelila in poškodovala levoobrežni nasip na večih mestih v dolžini cca 700 m, zaradi česar so bila poplavljena gospodarska poslopja v Lormanju. Po poplavah so se pokazale tudi poškodbe zaradi bočne erozije. Pri Hrastovcu je nastala zajeda v dolžini 15 m, kjer je odneslo bermo vse do pete nasipa. V slučaju da se zajeda poveča, lahko pride do porušitve nasipa in poplavljanja stanovanjskih objektov v Zamarkovi in ceste Maribor - Lenart.




Poplavljene površine pri AK Pristava ter med Pesnico, Velko in Globovnico, 5.11.1998

5. ZAKLJUČKI

1. Od petih dejavnikov, ki vplivajo na vodni režim, ima največji vpliv vzdrževanje osnovne

odvodne mreže. 2. Vplivi določenih dejavnikov na poplavno varnost Pesnice so zanemarljivi – klimatske

spremembe. 3. negativni vpliv AC na poplavno varnost Pesniške doline je ustrezno kompenziran z

vodnogospodarskimi ukrepi. 4. Načrt obrambe pred poplavami Pesniške doline, je potrebno zasnovati na kartah poplavne in

erozijske nevarnosti in razredov nevarnosti ter na karti poplavne in erozijske ogroženosti. 5. poslovnik o obratovanju akumulacij pesniškega hidrosistema je potrebno novelirati, upravljanje

pa avtomatizirati in povezati s prognostično službo. 6. Usposobiti je potrebno službo za strokovno ukrepanje in intervencije ob poplavnih ujmah.

Documents

PRESOJA POPLAVNE VARNOSTI IN ANALIZA VZROKOV POPLAV …mvd20.com/LETO2009/R4.pdf · S. BUKOVNIK B. IVANUŠA - 22 - STANJE, VZDRŽEVANJE IN OBRATOVANJE GRAJENIH HIDROSISTEMOV MIŠIČEV