2. Hydrotechnické výpočty 2.1.Popis modelu Výpočet průběhu hladin jsme provedli výpočtem nerovnoměrného neustáleného proudění pomocí programu MIKE11, vyvinutým Dánským hydraulickým institutem pro výpočet pseudo-dvojrozměrného proudění v toku a inundacích. Program řeší výpočet rovnice kontinuity :
dQ/dt+dA/dt=q a rovnice o zachování hybnosti dQ/dx+d(ß*Q*Q/a)/dx+gAdy/dx+gAI(f)=gAI(b)
Modelem jsme popsali vlastní koryto Moštěnky a souvisejícího úseku Moravy a Bečvy nad a pod soutokem,včetně inundací i veškerých objektů na toku.
Drsnosti jednotlivých úseků toku, byly zadány na základě pochůzek v terénu a při nich pořízených fotodokumentací charakteru dna i svahů jednotlivých úseků toků.
80
2.2. Okrajové podmínky - a popis simulovaných variant průtoků Dolní okrajovou podmínkou byla konzumční křivka Moravy pod Kroměříží, převzatá ze záplavového území Moravy v úseku Vnorovy-Kroměříž Horní okrajovou podmínkou byla časová závislost průtoků v Moštěnce, doplněná o průtoky na přítocích do příslušné hodnoty N letých povodní Q1-Q100. Podle studie Meteorologického úřadu z Velké Británie současné prognózy pro globální oteplení podhodnocují riziko povodní a nadhodnocují účinek sucha tím, že neberou do úvahy účinek rostlin v pohlcování CO. Vědci poukazují na to, že vyšší obsah skleníkových plynů předpovídaná ke konci tohoto století povede ke zvýšení množství vody, kterou rostliny drží v půdě. Během fotosyntézy vlivem vyššího obsahu CO ve vzduchu se malé póry, kterými proces probíhá tolik neotevřou a tudíž méně vody bude evapotranspirováno a více jí zůstane v půdě. To způsobí další zvýšení odtoku o 6% proti původně předpokládanému zvýšení 11%. Ve výpočtu označeném v grafických přílohách „GW100“ jsme proto uvažovali se zvýšením hodnoty stoleté povodně o 17%. Rozdělení povodí Moštěnky.
Zalesněnost povodí
Reliéf povodí
Sklonitost povodí
Sklony svahů povodí jsou značně strmé a zalesněnost není dostatečná, takže v povodí jsou ideální podmínky pro vznik bleskových povodní.
81
2.3. Výsledky výpočtů Výsledky výpočtu jednotlivých N -letých průtoků Q1, Q5, Q10, Q20, Q50, Q100 jsou uvedeny v příloze „Podélné profily a příčné profily .“ Kapacity koryta i mostních objektů jsou uvedeny ve zprávě. Rozsah záplavového území je zpracován v situacích 1:10 000 pro povodně : Q100, Q20 a Q5. Rozsah záplavy Q500 je zřejmý z mapy povodňového ohrožení a rizika. Kromě stoleté povodně udávané v jednotlivých profilech ČHMÚ Brno, jsme provedli i výpočet pro předpokládanou budoucí stoletou povodeň, která se zvýší v důsledku globálního oteplení. Podle studie Meteorologického úřadu z Velké Británie současné prognózy pro globální oteplení podhodnocují riziko povodní a nadhodnocují účinek sucha tím, že neberou do úvahy účinek rostlin v pohlcování CO. Vědci poukazují na to, že vyšší obsah skleníkových plynů předpovídaná ke konci tohoto století povede ke zvýšení množství vody, kterou rostliny drží v půdě. Během fotosyntézy vlivem vyššího obsahu CO ve vzduchu se malé póry, kterými proces probíhá tolik neotevřou a tudíž méně vody bude evapotranspirováno a více jí zůstane v půdě. To způsobí další zvýšení odtoku o 6% proti původně předpokládanému zvýšení 11%. Ve výpočtu označeném v grafických přílohách „GW100“ jsme proto uvažovali se zvýšením hodnoty stoleté povodně o 17%.
Q5-zelená plocha Q20-červená plocha Q100-modrá plocha Q500-žlutá plocha
82
Rozsah zaplaveného území včetně přilehlého území na soutoku Moštěnky a Moravy činí: Q51,963km2 Q20- 31,121km2 Q100- 38,104km2 Q500- 53,791km2 Plocha zaplavených budov: Q54445m2 Q20- 203612m2 Q100- 318750m2 Q500- 574159m2 Počet ohrožených obyvatel: Q5-121 Q20-5553 Q100-8693 Q500-15659 Plocha zaplavených areálů: sport Průmysl Q5- 11969 264 Q20- 189279 8222 Q100- 330491 89919 Q500- 801070 104590
kult.památky 0 213 27728 30196
školství 0m2 54m2 941m2 1488m2
Délka zaplavených komunikací: Silnice Q5- 66m Q20- 2743m Q100- 5578m Q500- 8367m Délka ohrožených mostů a lávek: Mosty silniční Q5- 1ks-9m Q20- 16ks-129m Q100- 27ks-313m Q500- 31ks-351m
83
Zhodnocení povodňového nebezpečí , ohrožení a rizika Pro vyhodnocení map povodňového nebezpečí a map povodňového rizika úseku Moštěnky a souvisejícího úseku Moravy byl proveden výpočet i pro pětisetletou povodeň. Mapy intenzity povodně a mapy povodňového ohrožení a povodňového rizika byly stanoveny na základě hloubek, rychlostí a rozsahu povodně Q5, Q20, Q100 a Q500. V mapě povodňového rizika zpracované přímo na mapě povodňového ohrožení byly vyznačeny ohrožené citlivé objekty podle typu zástavby.
Ohrožení - riziko bylo stanoveno podle vztahu RI=IP.P P=1/N N= doba opakování povodně
84
Max. rychlosti v korytě Moštěnky Q5
85
Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q20
Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q100
Max. rychlosti v korytě Moštěnky při Q500
Rychlosti v korytě dosahují při povodních hodnot 2-4m/s, zejména u objektů. Rychlosti v inundacích dosahují hodnot do 1m/s
86
Mapa hloubek při Q5
Mapa hloubek při Q20
Mapa hloubek při Q100
87
Mapa hloubek při Q100
Mapa hloubek při Q500
Mapa intenzity povodně při Q100
88
Mapa povodňového ohrožení při Q100
VÝSLEDNÁ MAPA POVODŇOVÉHO OHROŽENÍ (Z POVODNÍ Q5-Q500)
U staveb v červené a modré ploše je překročeno maximálně přijatelné riziko! Citlivé objekty-školy, školky, hasičské zbrojnice, nemocnice by měly být přemístěny alespoň do žluté-reziduální zóny. Maximální přijatelné riziko pro zástavbu pro bydlení a průmysl je nízké riziko vyznačené oranžovou plochou. To znamená, že u zástavby situované v modré a červené ploše je překročeno přijatelné riziko.
89
Pro sport a rekreaci je přijatelné střední riziko vyznačené modrou plochou. V mapách jsou vyznačeny zóny s reziduálním, nízkým, středním a vysokým rizikem a dále další rizika jako např. zátarasy na objektech za povodní, přelévané mosty, zanášení koryta, vyústění kanalizace, rozlivy z koryta. Rovněž jsou vyznačeny objekty, které jsou nevhodně umístěny vzhledem k rozlivu povodní (např. školy, nemocnice, průmysl, benzinové ČS, čistírny odpadních vod apod.). MAPA ZRANITELNOSTI ÚZEMÍ
MAPA POVODŇOVÉHO OHROŽENÍ A RIZIKA (U ZÁSTAVBY SITUAOVANÉ NEBO NAVRŽENÉ V ČERVENĚ A MODŘE VYBARVENÝCH PLOCHÁCH JE PŘEKROČENO PŘIJATELNÉ RIZIKO)
90
Plocha budov v riziku: Vysoké riziko 29358m2 Střední riziko 143221m2 Nízké riziko 74634m2 Reziduální riziko 81580m2
801obyvatel 3906obyvatel 2035obyvatel 2225obyvatel
Plochy účelových areálů v riziku: Průmysl a zemědělství Vysoké riziko 52449 Střední riziko 106297 Nízké riziko 66308 Reziduální riziko 71332
sport 5505 70280 9447 9612
kult.památky škola 108 0m2 601 119m2 1032 832m2 26246 535m2
2.4. Posouzení objektů Obecně lze říci, že průtokově nevhodné objekty jsou veškeré objekty, které mají v průtočném profilu různé podpěrné a dělící konstrukce zasahující do průtočného profilu, na nichž se mohou zachytávat plovoucí předměty a objekty, u nichž není dodrženo normové převýšení spodní konstrukce nad hladinou stoletého průtoku. Všechny konstrukce úzkých lávek, mostů a hradící konstrukce stavidel způsobují, že v korytě toku Moštěnka se při zvýšených průtocích a při povodních nabalují na těchto překážkách v průtočném profilu různé plovoucí předměty ( větve stromů, kmeny stromů a odpady ), které spadly do průtočného profilu vlivem stáří nebo byly záměrně do koryta vhozeny obyvateli v příbřežní zástavbě. Velké naplaveniny pak podstatně zužují původní průtočný profil a způsobují velké vzdutí nad nevyhovujícími objekty. Na toku Moštěnka je 50% objektů z hlediska teoretického výpočtu nekapacitních. S velkou pravděpodobností dojde při povodni ke změně koryta jak v příčném, tak i podélném profilu, takže ve skutečnosti lze očekávat zátarasy v profilu mostních objektů. U následujících nekapacitních mostních objektů, které nepřevedou stoletou povodeň bez normového převýšení ( zatopené mostovky ) nebo zasahuje-li voda do mostovky a přesto dojde k převedení Q100 bez normového převýšení, doporučujeme provést jejich rekonstrukci : KM :
Objekty
14,775 28,689 28,744 30,605 32,179 33,387 34,314 35,073 35,254 35,356 35,513 35,826 36,046 36,156 36,216 36,285
OCELOVÁ LÁVKA DŘEVĚNÁ LÁVKA BETONOVÁ LÁVKA OCELOVÁ LÁVKA - ROZPADLÁ HOSPODÁŘSKÝ BET. MOST U ZD ŽÁKOVICE HOSPODÁŘSKÝ BETONOVÝ MOSTEK HOSPODÁŘSKÝ DŘEVĚNÝ MOSTEK SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST PŘED VÍTONICEMI BETONOVÁ LÁVKA VÍTONICE SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST VÍTONICE CESTNÍ BETONOVÁ LÁVKA U KOSTELA SILNIČNÍ BETONOVÝ MOST VÍTONICE CESTNÍ BETONOVÝ MOSTEK BETONOVÝ MOSTEK OCELOVÝ MOSTEK OCELOVÁ LÁVKA
91
36,287 36,318 36,347 36,360 36,540
DŘEVĚNÁ LÁVKA OCELOVÁ LÁVKA OCELOVÁ LÁVKA OCELOVÁ LÁVKA DŘEVĚNÁ LÁVKA
Výustní objekty U výustních objektů s minimálním průměrem DN 500mm v nezastavěných částech toku a u výustních objektů v zastavěných částech obcí, vyúsťujících do toku Moštěnka, doporučujeme osazení zpětné klapky a stavítek v kanalizačních šachtách pro zabránění nátoku vody při velkých průtocích z koryta toku do přilehlé zástavby.
2.5 Kapacita koryta Kapacita koryta toku Moštěnka zpracována v tabulce. Kapacita koryta toku Moštěnka byla z hlediska teoretického výpočtu rozdělena na úseky a bylo zde přihlédnuto i na vliv záplavy u větších a menších přítoků, které se do toku vlévají. Kapacita koryta v zaměřených profilech : km
0,000 0,620 0,1582 0,3229 0,4780 0,6403 0,7890 0,9116 0,9618 1,0026 1,0535 1,1168 1,2357 1,3040 1,3443 1,4050 1,5251 1,6988 1,8288 1,9832 2,1516 2,2859 2,4076 2,6226 2,8461 2,9265
kapacita
Q100 Q20 Q10 Q10 Q10 Q10 Q20 Q10 Q100 Q20 Q10 Q20 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q20 Q100 Q100
km
4,6668 4,7238 4,7238 4,8364 4,9831 5,1809 5,2985 5,3771 5,4239 5,6293 5,8027 5,9752 6,1839 6,2997 6,3357 6,4528 6,5622 6,6853 6,7708 6,8669 6,9728 7,0454 7,1477 7,3195 7,4008 7,4778
kapacita
Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q5 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100
km
8,8437 8,9645 9,0852 9,2115 9,3808 9,5250 9,5250 9,6369 9,7186 9,8312 9,8945 9,9734 10,0919 10,1797 10,3063 104544 10,5885 10,6892 10,8455 10,9698 11,0912 11,2953 11,4235 11,5245 11,6416 11,7657
kapacita
Q100 Q100 Q5 Q100 Q5 Q5 Q5 Q100 Q5 Q5 Q5 Q5 Q100 Q100 Q100 Q50 Q5 Q5 Q5 Q5 Q100 Q20 Q20 Q20 Q50 Q20
km
13,4570 13,5956 13,6678 13,7067 13,8022 13,8874 13,9744 14,0647 14,1394 14,2187 14,2187 14,2771 14,3646 14,4167 14,5157 14,5906 14,7151 14,7756 14,8189 14,9401 15,0150 15,1029 15,2517 15,3567 15,4227 15,5057
kapacita
Q50 Q20 Q100 Q20 Q20 Q20 Q5 Q10 Q20 Q20 Q20 Q100 Q5 Q10 Q5 Q10 Q20 Q20 Q5 Q5 Q1 Q10 Q1 Q5 Q100 Q1 92
km 3,0752 3,1799 3,3413 3,4620 3,5601 3,6572 3,7804 3,9017 3,9861 4,0388 4,1202 4,3094 4,4951 4,6124 16,8029 16,8456 16,9333 16,9956 17,0531 17,1128 17,2204 17,2979 17,4099 17,4412 17,5057 17,5677 17,8992 18,0552 18,0877 18,1082 18,1396 18,1807 18,2634 18,3481 18,4339 18,4939 18,5904 18,6713 18,7446 18,8202 18,8790 18,9205 18,9514 18,9795 19,0311 19,0456 19,0685 19,1041 19,1368 19,1658
kapacita Q20 Q1 Q5 Q5 Q1 Q5 Q5 Q1 Q5 Q1 Q10 Q100 Q100 Q5 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q50 Q20 Q50 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q10 Q5 Q5 Q5 Q1 Q5 Q1 Q1 Q1 Q5 Q5 Q100 Q100 Q50 Q1 Q5 Q5
km 7,5634 7,6674 7,7756 7,8850 7,9700 8,0581 8,1298 8,1802 8,2315 8,3537 8,4843 8,5482 8,5890 8,7132 19,6099 19,7197 19,7807 19,8215 19,8534 19,9298 20,0149 20,1135 20,1644 20,2348 20,3016 20,3313 20,4044 20,4583 20,5486 20,6038 20,6914 20,7393 20,8667 20,7986 20,9140 20,9509 20,9999 21,0488 21,1288 21,2135 21,2634 21,3353 21,3908 21,4316 21,4616 21,4914 21,527 21,6229 21,7541 21,8121
kapacita Q100 Q100 Q100 Q5 Q100 Q5 Q100 Q5 Q5 Q100 Q100 Q100 Q5 Q100 Q5 Q10 Q5 Q20 Q5 Q20 Q50 Q50 Q50 Q50 Q100 Q20 Q50 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q5 Q20 Q10 Q10 Q10 Q20 Q20 Q20 Q50 Q100 Q20 Q20 Q20 Q20 Q5 Q5
km 11,8735 11,9664 12,0916 12,1992 12,2614 12,3027 12,4019 12,5556 12,6691 12,7656 12,8464 12,9635 12,1067 13,1964 22,3360 22,3932 22,4510 22,4811 22,5235 22,5646 22,6123 22,6618 22,7167 22,7618 22,9004 22,9816 23,0396 23,0956 23,1755 23,2200 23,2784 23,3424 23,3895 23,4045 23,4827 23,5373 23,5981 23,6685 23,7358 23,8038 23,8389 23,8828 23,9404 23,9918 24,0865 24,2472 24,1551 24,2732 24,3004 24,3552
kapacita Q20 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q50 Q100 Q20 Q20 Q20 Q1 Q5 Q5 Q5 Q5 Q5 Q1 Q5 Q20 Q20 Q5 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q50 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q50 Q100 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20 Q20
km 15,6431 15,7258 15,8727 15,9846 16,0662 16,1289 16,2443 16,3291 16,4030 16,4980 16,5652 16,6557 16,7184 16,7700 24,7228 24,7598 24,7918 24,8384 24,9045 24,9552 25,0179 25,1001 25,1497 25,2403 25,3194 25,4033 17,6371 17,6918 17,6918 17,7882 25,4537 25,4893 25,5180 25,5663 25,6059 25,6467 25,6972 25,7057 25,7202 25,8697 26,0755 26,3774 26,3858 26,3933 26,7752 26,8443 26,9739 26,9861 27,2869 27,3473
kapacita Q20 Q20 Q20 Q20 Q50 Q100 Q100 Q100 Q20 Q100 Q50 Q50 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q50 Q20 Q20 Q50 Q20 Q50 Q20 Q50 Q50 Q50 Q50 Q50 Q20 Q50 Q20 Q100 Q20 Q20 Q10 Q10 Q10 Q10 Q10 Q20 Q20 Q20 Q5 Q10 Q10 Q100 Q100 Q20 93
km 19,1886 19,2295 19,2871 19,3386 19,3939 19,4779 19,5337 31,1453 32,1726 32,1767 32,6319 33,1575 33,2613 32,6124 33,1694 33,1860 33,3167 33,3383 33,3789 33,3892 33,3955 33,9399 34,3005 34,3156 34,4491
kapacita Q5 Q5 Q1 Q1 Q1 Q1 Q5 Q50 Q100 Q50 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 Q100 < Q1 Q1 Q1 Q1 Q1 Q1
km 21,8504 21,9027 21,9801 22,0889 22,1438 22,2273 22,2792 34,6489 35,0574 35,0791 35,0964 35,2458 35,2553 35,3394 35,3628 35,3800 35,4986 35,5196 35,6582 35,7327 35,8136 35,8297 35,8931 35,9530 36,0317
kapacita Q5 Q100 Q5 Q1 Q1 Q1 Q5 Q1 Q1 Q10 Q1 Q5 Q10 Q5 Q100 Q1 Q1 Q1 Q1 Q1 Q1 Q10 Q20 Q1 Q5
km 24,4038 24,4387 24,4919 24,5249 24,5751 24,6189 24,6683 36,0485 36,0638 36,1467 36,1764 36,2109 36,2183 36,2866 36,3017 36,3343 36,3479 36,3572 36,4068 36,4633 36,5396 36,5856 36,6817 36,8069
kapacita Q50 Q100 Q100 Q100 Q50 Q50 Q50 Q20 Q5 Q5 Q1 Q5 Q20 Q20 Q10 Q10 Q10 Q5 Q20 Q10 Q5 Q20 Q100 Q100
km 27,5658 28,1855 28,6893 29,3073 29,9953 30,2033 30,5763
kapacita Q5 Q5 Q100 Q20 Q10 Q10 Q10
94