KONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Zajímavosti    Posouzení vlivu odtokových poměrů na výstavbu v Rašovicích

Posouzení vlivu odtokových poměrů na výstavbu v Rašovicích

Publikováno: 8.6.2009
Rubrika: Zajímavosti

Posuzovaná lokalita se nachází v Jihomoravském kraji, v okrese Vyškov a spadá pod katastrální území Rašovice (viz Obr. 1).

Celková plocha povodí je 15,6 km2. Navrhovaná výstavba se nachází pod zastavěným územím obce Rašovice.

Tímto územím protéká bezejmenný tok, který je v intravilánu zatrubněn a pod zastavěným územím teče cca 100m otevřeným korytem. Patří do hydrologického povodí čísla 4-15-03-059.
Dále danou oblastí protéká Křižanovický potok, do něhož se vlévá bezejmenný potok z Rašovic. Ten patří do hydrologických povodí čísla 4-15-03-059 a 4-15-03-057. Odtokové poměry tohoto toku jsou značně ovlivněny přítokem toku Buchlová, který spadá do hydrologického povodí čísla 4-15-03-058.

Nad obcí Rašovice je navržen suchý poldr, který má plochu povodí cca 0,5 km2, což jsou zhruba 3% uvažované plochy povodí, jeho vliv na kulminační průtok v posuzovaných profilech je zanedbatelný, jeho význam se projevuje především nad zastavěným územím v jižní části obce. Ve výpočtech se proto neuvažuje.


Obr. 1 Mapa katastrálního území Rašovic [3]


Obr. 2 Základní vodohospodářská mapa Rašovic [4]

HYDROLOGICKÉ A HYDROTECHNICKÉ VÝPOČTY
Posouzení odtokových poměrů bylo provedeno pro průtoky s průměrnou dobou opakování N = 100 let. Kulminační průtoky v Křižanovickém potoce a bezejmenném přítoku byly počítány podle Hrádka pro zvolené profily I, II a III (viz Obr. 3). Pro vypočítané průtoky byl proveden výpočet hladiny v úseku mezi zatrubněním a koncem plánované výstavby programem HEC-RAS (v situaci vyznačené profily PF1 až PF6, viz Obr. 4). Parametry profilů byly odečteny ze zaměření s uvažováním navrženého zvýšení terénu násypem 1,5 m vysokým. Vypočtený kulminační průtok v profilu PF1 byl posouzen s kapacitou zatrubněné části toku.


Obr. 3 Základní vodohospodářská mapa se zákresem profilů I, II, III


Obr. 4 Situace Rašovic- profily PF1 až PF6

Stanovení kulminačního průtoku v profilech I, II a III
Kulminační průtok z povodí v profilech I, II a III byl spočítán dle Hrádka:
       F * H0
q= ————              [m3/s]                                    [1]
       K * TL

kde q je kulminační průtok, H0 je jednotková výška odtoku v [mm], vypočítaná za vztahu:
         (Hs - 0,2 * A)2
H0=
——————                                                   [1]
         Hs + 0,8 * A

kde Hs je výška srážky přívalového deště v [mm] při době opakování N = 100 let a A je potenciální retence, určená na základě křivky „CN“ ze vztahu:
                    1000
A = 25,4 *(——— - 10) 
                                           [1]
                    CN

 CN číslo bylo v první variantě zvolena na základě terénního průzkumu - pro úzkořádkové plodiny CN=76 a dále byla zvolena nejhorší varianta, tzn. úhor CN=86, F je plocha povodí, vztažená k uzávěrovému profilu v [km2], určená ze základní mapy 1:10 000, K je lokální konstanta, která je závislá na sklonitosti terénu, byla zvolena průměrná hodnota 5,3, TL je doba zpoždění od přívalového deště po maximální průtok v hodinách a vypočítá se ze vztahu:
          (3,28 * l)0,8 * (0,04A + 1)0,7
TL = —————————————                          
[1]
                      1900 * s0,5

kde l je hydraulická délka povodí v [m], byla stanovena ze ZM 1:10 000, s je průměrný sklon povodí v [%], také stanovený ze ZM 1:10 000 a A je potenciální retence. Jednotlivé výsledky jsou uvedeny Tab. 1 a Tab. 2 [1].

  F [km2] K CN A H24,100 [mm] H0 [mm] l [m]  s [%]  TL [hod] q [m3/s] 
Bezejmenný
potok
 2,276  5,3   76  80,21   83,10  30,53   1506 1,328   1,126  11,64 
Křižanovický
potok
 6,394 5,3  76 80,21  83,10 30,53  4746 0,674 3,958  9,30
Buchlová  6,933  5,3   76 80,21  83,10 30,53  4215 0,617 3,763  10,61

Tab. 1: Výpočet kulminačního průtoku pro úzkořádkové plodiny CN= 7

  F [km2] K CN A H24,100 [mm] H0 [mm] l [m] s [%] TL [hod] q [m3/s]
Bezejmenný
potok
2,276 5,3  86  41,35  83,10  48,20  1506 1,328  0,815  25,38 
Křižanovický
potok
6,394 5,3 86 41,35 83,10 48,20 4746 0,674 2,866 20,28
Buchlová 6,933 5,3 86 41,35 83,10 48,20 4215 0,617 2,725 23,13

 Tab. 2: Výpočet kulminačního průtoku pro úhor CN= 86

Stanovení kapacity zatrubněné části toku
Kapacita zatrubněné části byla zjištěna z tabulek [2]. Byl předpokládán průtoku s volnou hladinou. Pro betonové potrubí průměru DN1200 se sklonem 0,8% (zjištěno ze situace) byl odečten maximální průtok Q = 3,57 m3/s a jeho střední průřezová rychlost v = 3,16 m/s, přičemž absolutní drsnost potrubí má hodnotu k = 1 mm a kinematická viskozita je n = 1,2*10-6 m2/s.

Dále byl stanoven maximální průtok na základě rovnice spojitosti (pro výpočet průtoku) a Chézyho rovnice (pro výpočet rychlosti). Níže jsou uvedeny výpočtové vzorce.
        S
R = —      
                                                                [2]
        O
        1
C = — * R1/6  
                                                                               [2]
        n
               
v = C * √R * I                                                           
[2]

Q = v * S                                                                  [2]

kde R je hydraulický poloměr v [m], S je omočená plocha potrubí v [m2], O je omočený obvod potrubí v [m], C je Chézyho rychlostní součinitel, n je Manningův drsnostní součinitel, který má hodnotu pro beton 0,013 (běžně po použití), v je střední průřezová rychlost v [m/s], I je sklon potrubí (zjištěný ze situace 0,8%) a Q je objemový průtok v [m3/s].

Maximální objemový průtok byl spočten na hodnotu Q= 3,74 m3/s (viz Tab. 3).

h [m] S [m2] O [m] R [m] C v [m/s] Q [m3/s]
0,00  0,0000   0,0000   0,0000  0,0000   0,0000   0,0000
0,10  0,0450  0,7028  0,0640  48,6542  1,1012  0,0496
0,20  0,1239  1,0093  0,1228  54,2290  1,6994  0,2106
0,30  0,2211  1,2566  0,1760  57,5822  2,1604  0,4777
0,40  0,3300  1,4772  0,2234  59,9196  2,5331  0,8359
0,50  0,4460  1,6840  0,2648  61,6437  2,8375  1,2655
0,60  0,5655  1,8850  0,3000  62,9376  3,0833  1,7436
0,70  0,6849  2,0859  0,3283  63,8919  3,2746  2,2428
0,80  0,8010  2,2928  0,3494  64,5557  3,4128  2,7337
0,90  0,9099  2,5133  0,3620  64,9404  3,4949  3,1800
1,00  1,0071  2,7606  0,3648  65,0232  3,5128  3,5377
1,10  1,0860  3,0671  0,3541   64,7004  3,4435  3,7397
1,20  1,1310  3,7699 0,3000  62,9379  3,0834  3,4873

 Tab. 3: Stanovení průtoku zatrubněnou částí bezejmenného potoka výpočtem

Výpočet hladiny v Křižanovickém a bezejmenném potoce
Výpočet byl proveden programem HEC-RAS za předpokladu, že hodnota Manningova drsnostního součinitele je 0,035. Výsledky jsou uvedeny v tabulkách Tab. 4 a Tab. 5, kde v prvním sloupci je jméno toku, v druhém sloupci je staničení v [km], ve třetím sloupci je označení počítaného profilu, v dalším sloupci je pak celkový průtok, který byl spočítán podle Hrádka a je v [m3/s], v pátém sloupci je kóta dna uvedena v m n.m., v šestém sloupci je uvedena kóta hladiny 100 leté vody v m n.m., v sedmém sloupci je uvedena kóta čáry energie v m n.m., v osmém sloupci je střední profilová rychlost proudění v [m/s], v posledním sloupci je průtočná plocha v [m2].

Úsek

Staničení
[km]

Profil Q
[m3/s]
Hmin
[m.n.m.]
Hhl
[m.n.m.]
Hvz
[m.n.m.]
v
[m/s]
P
[m2]
Bezejmenný
potok
0,243 PF 1 11,64 222,52 224,43 224,54 1,49 9,05
Bezejmenný
potok
0,133 PF 2 11,64 221,47 224,02 224,07 0,96 12,06
Křižanovický 
potok
0,101 PF 3 31,57 221,50 223,64 223,97 2,51 12,56
Křižanovický
potok
0,075 PF4 31,57 221,22 223,26 223,55 2,38 13,25
Křižanovický
potok
0,025 PF5 31,57 220,67 222,20 222,21 0,48 66,08
Křižanovický
potok
0,000 PF 6 31,57 220,50 222,04 222,06 0,59 53,29

 Tab. 4: Výpočet kapacit koryt v programu HEC-RAS pro úzkořádkové plodiny CN= 76

Úsek


Staničení
[km]

Profil Q
[m3/s]
Hmin
[m.n.m.]
Hhl
[m.n.m.]
Hvz
[m.n.m.]
v
[m/s]
P
[m2]
Bezejmenný
potok
 0,243  PF 1   25,38   222,52   225,09   225,11  0,72   38,98
Bezejmenný
potok
 0,133  PF 2  25,38  221,47  224,93  225,00  1,15  22,04
Křižanovický
potok
 0,101  PF 3  68,80  221,50  224,12  224,82  3,70  18,61
Křižanovický
potok
 0,075  PF 4  68,80  221,22  223,47  224,17  3,71  18,55
Křižanovický
potok
 0,025  PF 5  68,80  220,67  222,20  222,26  1,04  66,08
Křižanovický
potok
 0,000  PF 6  68,80  220,50  222,04  222,13  1,29  53,29

 Tab. 5: Výpočet kapacit koryt v programu HEC-RAS pro úhor CN= 86

ZHODNOCENÍ
Byli posouzeny dvě varianty. První varianta byla počítána s číslem CN=76, kdy bylo uvažováno s úzkořádkovými plodinami na polích, tudíž s delší dobou zpoždění dotoku přívalového deště do koryta. Druhá varianta počítá s číslem CN=86, kdy bylo uvažováno s úhor na polích, tudíž doba zpoždění dotoku je tedy kratší.

Z uvedených výpočtů je patrné, že při variantě první kapacita zatrubněné části převede zhruba 30% 100 letého průtoku, zbývající průtok se do koryta dostane mimo zatrubněnou část. V otevřeném korytě při průtoku 11,64 m3/s (100 letá voda) dojde v profilu PF1 k vybřežení na levém břehu, v dalších profilech (podél Křižanovického potoka) je kapacita koryta dostačující a k vybřežení nedojde. Pod soutokem bezejmenného přítoku a Křižanovického potoka se v případě souběhu 100 letých vod může zvednout 100 letý průtok na hodnotu 31,57 m3/s. V tomto případě je kapacita koryta dostačující a voda se z koryta nevybřeží.

V druhé variantě se zjistilo následující. Kapacita zatrubněné části převeda zhruba 14% 100 letého průtoku a zbývající průtok se do koryta dostane mimo zatrubněnou část. V otevřeném korytě při průtoku 25,38 m3/s (100 letá voda) dojde v profilu PF1 k vybřežení na levém břehu, v dalších profilech (podél Křižanovického potoka) je kapacita koryta dostačující a k vybřežení nedojde. Pod soutokem bezejmenného přítoku a Křižanovického potoka se v případě souběhu 100 letých vod může zvednout průtok na hodnotu 68,80 m3/s. I v tomto případě je kapacita koryta dostačující a voda se z koryta nevybřeží.

I s předpokládaným zvýšením terénu o 1,5m lze předpokládat pro první i druhou variantu, že stoletý kulminační průtok negativně ovlivní výstavbu a to mezi profily PF1 a PF 2. V těchto místech není kapacita koryta dostačující a došlo by k vybřežení toku na levém břehu. Pod soutokem toků je kapacita koryta dostačující.

K zamezení vybřežení stoletého kulminačního průtoku na výstavbu by bylo vhodné mezi profily PF1 a PF2 navrhnout ochrannou hráz s kótou v nadmořské výšce alespoň 225,00 m.n.m.

Literatura

[1] Metodika ÚVTIZ 5/1992 Ochrana zemědělské půdy před erozí
[2] Doc. Ing. Milan Šerek, CSc., ing. Jan Šálek, CSs.:STOKOVÁNÍ A ODVODNĚNÍ, Vodohospodářské tabulky, Praha 1977 VUT v Brně FAST
[3] http://nahlizenidokn.cuzk.cz/Mapa.aspx?typ=KU&id=739561
[4] http://heis.vuv.cz/data/_main.asp?typ=00

Podklady k řešení
Zaměření lokality provedl Vodohospodářský atelier, s.r.o., Brno
Základní mapa v měřítku 1:10 000
Základní vodohospodářská mapa 1:50 000
Program HEC-RAS
Program ERCN

Recenzoval
Petr Doležal, Ing., Dr., Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav vodního hospodářství krajiny, Žižkova 17, Brno 602 00, dolezal.p@fce.vutbr.cz. Recenzi si můžete přečíst ZDE.

Tento článek byl publikován také na JUNIORSTAVU 2009.

Bookmark
Ohodnoďte článek:

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Rekonstrukce vodní nádrže Šance zdárně pokračuje a spěje do fináleRekonstrukce vodní nádrže Šance zdárně pokračuje a spěje do finále (352x)
Posílení povodňové ochrany, zajištění spolehlivé dodávky pitné vody, lepší regulace vodních průtoků a celkové zlepšení b...
Protipovodňová opatření a bytová výstavba v BrněProtipovodňová opatření a bytová výstavba v Brně (300x)
Zhruba pětina rozvojových ploch města se aktuálně nachází v záplavových zónách hlavních brněnských řek. Jejich využiteln...
SILNICE GROUP zahájila klíčovou etapu protipovodňové ochrany Olomouce (71x)
Sdružení Morava pod vedením stavební společnosti SILNICE GROUP zahájilo výstavbu protipovodňových opatření v centru Olom...

NEJlépe hodnocené související články

Rekonstrukce vodní nádrže Šance zdárně pokračuje a spěje do fináleRekonstrukce vodní nádrže Šance zdárně pokračuje a spěje do finále (5 b.)
Posílení povodňové ochrany, zajištění spolehlivé dodávky pitné vody, lepší regulace vodních průtoků a celkové zlepšení b...
Vodní koridor Dunaj-Odra-Labe opět o něco blíže (5 b.)
Ministerstvo dopravy opět pokročilo ve snaze posunout vpřed přípravu vodního koridoru Dunaj-Odra-Labe (D-O-L). Snahu min...
Rekonstrukce mostů na vodních cestáchRekonstrukce mostů na vodních cestách (5 b.)
Nedostatečná podjezdná výška stávajících mostů limituje využitelnost vodní cesty pro přepravu kontejnerů i nadrozměrných...

NEJdiskutovanější související články

Brněnská údolní nádrž - aerace (1x)
Cílem dlouhodobého projektu „Čisté povodí Svratky“ je obnova značně poškozeného ekosystému nádrže Brno. Stab...
Katalog firem - registrace

Působíte v oboru
vodohospodářské výstavby?
Potom využijte možnosti registrace za 300,-/rok.
do Katalogu firem.

Google

Časopis KONSTRUKCE

Logistické centrum pre KIK

Logistické centrum pre KIK