PRZYCZYNY ZNISZCZENIA PRZYCZYNY ZNISZCZENIA BUDOWLI REGULACYJNYCHBUDOWLI REGULACYJNYCH

NA CIEKU W DORZECZU NA CIEKU W DORZECZU GÓRNEJ WISGÓRNEJ WISŁŁYY

Wojciech Bartnik

Andrzej Strużyński

Akademia Rolnicza w Krakowie

Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji

1. OPIS ZLEWNI

2. CHARAKTERYSTYKA ZLEWNI

3. ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE

PRAC REGULACYJNYCH

4. OCENA WIELKOŚCI WEZBRANIA

5. DYSKUSJA BŁĘDÓW PROJEKTOWYCH

6. DYSKUSJA BŁĘDÓW WYKONAWCZYCH

7. SYMULACJA POWODZI DLA CIEKU RÓW I

8. WNIOSKI

Plan prezentacji:

• Pow. zlewni3,55 km2

Charakterystyka zlewniCharakterystyka zlewni

• Długość cieku2,62 km

• Spadek średni zlewni0,027 m/m

• Przekrój poprzeczny dwudzielny

Założenia projektoweZałożenia projektowe

• Nachylenie skarp 1:1,5 i 1:1

• Szerokość dna – 2 m

• Głębokość rowu od 2 do 2,7 [m]

Założenia projektoweZałożenia projektowe

• Spadek od 2,3 do 0,8 %

Umocnienie dna: palisada drewniana i kiszki faszynowe narzut kamienny

Umocnienie skarp i dna w obrębie przepustu: płyty ażurowe

• Odcinki proste łączone przy pomocy łuków R od 20 do 50 [m]

• Q[50%] = 1,21 [m3 s-1], h = 0,3 [m]

Q[20%] = 3,30 [m3 s-1], h = 0,52 [m]

dla spadku I = 0,8 %

Założenia projektoweZałożenia projektowe

- koryto dwudzielne

Na podstawie modelu opad-odpływ [J.Lambor 1971]zakładając niekorzystne warunki retencji gruntowej: • kulminacja fali w rejonie przepustu dla opadu 80 mm –

5,0 [m3 s-1]• kulminacja dla opadu 100 mm –

8,14 [m3 s-1]

Ocena wielkości wezbraniaOcena wielkości wezbrania

Dla oceny wielkości wezbrania przyjęto, że:• jeżeli opad wynosił 80 mm tj. kulminacja fali miała

około 5,0 [m3 s-1] to było to wezbranie wielkie,• jeżeli opad wynosił 100 mm tj. kulminacja fali miała

około 8,0 [m3 s-1] to było to wezbranie katastrofalne.

Woda zmieściła się w korycie – Q < 10 [m3 s-1]

Wg klasyfikacji Punzeta [1992] – Q1%

Niezgodność z Wytycznymi Projektowania [1975]

Podstawowymi parametrami dla wymiarowania przekroju są:

Błędy projektoweBłędy projektowe

• przepływy miarodajne i graniczne

• spadki niwelety dna

• prędkości graniczne i siły unoszenia

• spadek niwelety dna

• brak określonego celu regulacji - niejednoznaczna ocena przyjętych wartości przepływów miarodajnych

Błędy projektoweBłędy projektowe

Projekt między innymi przewiduje umocnienie koryta „naturalnym narzutem kamiennym z otoczaków drobnych d (25-40 mm) o miąższości warstwy 15 cm oraz z otoczaków d (40-80 mm)”.

• brak „Studium Regulacji” w dokumentacji technicznej- analiza stosunków wodnych cieku i doliny

• brak wyznaczenia przepływu miarodajnego i kontrolnego w zależności od stopnia zagospodarowania terenów przybrzeżnych.

I = 0,8 %

Błędy projektoweBłędy projektowe

h [m]

Q [m3s-1]

V proj. [ms-1]

V [ms-1]

Vo [ms-1]

S [Nm-2]

So

[Nm-2]1 2 4 5 6 7 8

0,30 1,21 1 1,17 1,54 19,2 34,25

0,53 3,30 1,19 1,62 1,67 31,6 34,25

1,00 10,69 1,68 2,31 1,83 53,5 34,25

h [m]

Q [m3s-1]

V proj. [ms-1]

V [ms-1]

Vo [ms-1]

S [Nm-2]

So

[Nm-2]  2 4 5 6 7 8

0,23 1,21 1,38 1,7 1,48 42,9 34,25

0,39 3,30 1,63 2,4 1,60 70,9 34,25

0,76 10,69 2,29 3,4 1,76 122,1 34,25

I = 2,3 %

Regulację przeprowadzono przy użyciu tłucznia

d75%= 5,00 cm

Błędy wykonawczeBłędy wykonawcze

• symulacja fali powodziowej - HEC-RAS

Symulacja powodziSymulacja powodzi

• naprężenia przy dnie i transport wleczyn- TRANS

możliwość zróżnicowania wartości wsp. Manninga w przekroju poprzecznym

zasięg zalewu dla wód o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia

obliczenie ilości transportowanego materiału w czasie przejścia fali powodziowej

Symulacja powodziSymulacja powodzi

zmniejszenie zdolności transportowych cieku

spadek dna cieku

I = 2,3 % I = 1,6 % I = 0,8 %

dm = 0,08 dm = 0,05 dm = 0,08 dm = 0,05 dm = 0,08 dm = 0,05 dm = 0,05

fm = 0,06 fm = 0,031 fm = 0,06 fm = 0,031 fm = 0,06 fm = 0,031 fm = 0,047

transport rumowiska wleczonego

2255 [kN] 6290 [kN] 322 [kN] 3124 [kN] 0 [kN] 566 [kN] 132 [kN]

Symulacja powodziSymulacja powodzi

spiętrzenie wód katastrofalnych przez przepust drogowy

Symulacja powodziSymulacja powodzi

zdławienie światła przepustu o 10%

WnioskiWnioski

• wykonania regulacja zachwiała naturalną równowagę cieku

• zmiana warunków hydraulicznych przepływu po regulacji spowodowała, szczególnie w górnych odcinkach, zwiększenie erozji wgłębnej i brzegów

• nałożenie błędów projektowych, wykonawczych i wystąpienie szczególnie silnych opadów stało się przyczyną bardzo krótkiego czasu pracy wykonanych budowli i umocnień

• POWÓDŹ TA WYWOŁANA ZOSTAŁA PRZEZ SKUPIENIE SIĘ PROJEKTANTA NA REGULOWANYM ODCINKU, BEZ ANALIZY CHARAKTERU, ZAGOSPODAROWANIA I STOSUNKÓW WODNYCH W ZLEWNI

• PRZEPUSTOWOŚĆ KORYTA CIEKU CIEKU OKREŚLONA ZOSTAŁA POPRAWNIE