VYHOD OCE Í POVOD Í V ČERV U A ČERVE CI 2009 A ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY HYDROLOGICKÝ PRŮBĚH POVOD Í Dílčí zpráva Zadavatel: Ministerstvo životního prostředí odbor ochrany vod Vršovická 65 100 00 Praha 10 Projekt: VYHOD OCE Í POVOD Í V ČERV U A ČERVE CI 2009 A ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY ositel projektu: Český hydrometeorologický ústav Na Šabatce 17 143 06 Praha 4 Koordinátor projektu: Ing. Jan Kubát Doba řešení projektu: 07/2009 – 12/2009 Dílčí část: HYDROLOGICKÝ PRŮBĚH POVOD Í ositel dílčí části: Český hydrometeorologický ústav Na Šabatce 17 143 06 Praha 4 Odpovědný řešitel: Ing. Petr Šercl, Ph.D. Řešitelé: RNDr. Tomáš Řehánek, Ph.D., Mgr. Stanislav Kaleta, Ing. Ivo Winkler RNDr. Tomáš Vlasák, Ph.D., Ing. Petr Lett Mgr. Jan Šrejber Ing. Libor Elleder Technická spolupráce: Olga Šuvarinová Místo uložení zprávy: MŽP odbor ochrany vod ČHMÚ středisko informačních služeb uložení u řešitele: úsek hydrologie ČHMÚ, oddělení povrchových vod 5 OBSAH: 1 Úvod……………………………………………………………………………… 7 2 Metody hodnocení nasycenost území a popis hydrologické situace před výskytem povodní……………………………………………………… 8 2.1 Index předchozích srážek a ukazatel nasycení………………………………… 8 2.2 Hydrologická situace před povodněmi………………………………………… 10 3 Vývoj nasycenosti území během příčinné meteorologické situace… 12 4 Průtokové vyhodnocení……………………………………………………… 17 5 Analýza průběhu povodní…………………………………………………… 26 5.1 Vývoj povodňové situace v povodí Odry………………………………………… 27 5.2 Vývoj povodňové situace v povodí Vltavy……………………………………… 33 5.3 Vývoj povodňové situace v povodí Ploučnice a Kamenice……………………… 37 5.4 Analýza dalších případů výskytu lokálních přívalových povodní a shrnutí…… 41 6 Porovnání s historickými událostmi……………………………………… 47 7 Závěry a celkové zhodnocení………………………………………………… 52 Literatura…………………………………………………………………………… 55 Příloha – Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 s využitím hydraulických výpočetních postupů 6 7 1. ÚVOD V období od 24. června až do zhruba 5. července 2009 se na území ČR vyskytlo několik převážně lokálních přívalových povodní, z nichž některé můžeme charakterizovat jako skutečně mimořádné. Především na srážky konvekčního charakteru bohaté období začalo 22. června, kdy se v noci na 23. června vyskytly vydatné regionální srážky zejména na jihu Čech, které zasáhly zejména povodí Malše, Otavy a Lužnice a vyvolaly poměrně prudký vzestup hladin vodních toků. Lokálně byl překročen limit platný pro vyhlášení 3. SPA, tj. stavu ohrožení. V dalších dnech se v instabilní vzduchové hmotě vytvářela v odpoledních a večerních hodinách bohatá bouřková oblačnost (ke konci období už i v poledních hodinách), přičemž lokálně byly bouřky doprovázené déletrvajícími a velmi intenzivními přívalovými lijáky, které na některých postižených územích způsobily katastrofální přívalové povodně. Nejvýznamnější události tohoto druhu se postupně vyskytly: I. 24. června ve večerních hodinách na ovojičínsku na přítocích Odry (zejména Jičínka a Luha). II. V noci z 26. na 27. června na Jesenicku na tocích pramenících v Rychlebských horách a Jeseníkách, které tečou směrem do Polska (Bělá, Vidnávka, Černý potok, Skorošický potok, Vojtovický potok aj.). Situaci předcházely prakticky každodenní poměrně vydatné srážky, které značně nasytily dané území. III. V noci ze 27. na 28. června zejména na tocích v povodích Blanice a Volyňky v jihozápadních Čechách. Podobně jako v případě události na Jesenicku došlo k poměrně významnému nasycení území předcházejícími srážkami. IV. 4. července na tocích v povodích dolní Ploučnice a Kamenice, kdy se centrum přívalových srážek vyskytlo na povodí Bystré, což je přítok Ploučnice v Benešově nad Ploučnicí. Přívalovými srážkami během uvedené cca 14denní povodňové periody bylo postiženo více lokalit, ke komplexnímu hydrologickému vyhodnocení byly vybrány čtyři výše uvedené bezpochyby nejvýznamnější povodňové epizody. Analýza vybraných událostí je uvedena v kap. 5. 8 2. METODY HOD OCE Í ASYCE OSTI ÚZEMÍ A POPIS HYDROLOGICKÉ SITUACE PŘED VÝSKYTEM POVOD Í 2.1. Index předchozích srážek a ukazatel nasycení Index předchozích srážek je v hydrologické praxi (zejména v hydroprognóze) pro účely hodnocení nasycenosti území používán již řadu let. Je počítán pomocí vztahu: ∑= ⋅= n i i i n PCAPI 1 [mm], (1) kde n znamená celkový počet dní před výskytem příčinné srážky, v našem případě n = 30, i je pořadí dne počítané nazpět ode dne, ke kterému je API určován, C je evapotranspirační konstanta, pro naše podmínky obvykle C = 0,93, P je denní úhrn srážky v milimetrech v i-tém dni před výskytem příčinné srážky. Plošné rozložení hodnot API30 (zkratka anglického termínu „Antecedent Precipitation Index“), jak vyplývá ze vztahu (1), určitým způsobem vystihuje vývoj plošného rozložení srážek v předcházejících dnech a normál API30 za delší časové období by tudíž měl odpovídat dlouhodobým klimatickým charakteristikám daného místa. Poměr aktuální hodnoty API30 k normálu vyjadřuje odchylku od normálu, a tedy i odchylku od dlouhodobé „míry nasycení“ území pro daný konkrétní den v roce. Na základě dat denních hodnot srážek z databáze CLIDATA ČHMÚ byly pro jednotlivé dny v poslední dekádě června vypočítány hodnoty API30 a dále byl odvozen normál API30 k 21. červnu za období 1961 – 2005, vůči jehož hodnotám byla posuzována aktuální nasycenost území před výskytem i v průběhu povodňové situace. Vzhledem k tomu, že index předchozích srážek zahrnuje vedle srážek pouze obecnou evapotranspirační konstantu a neobsahuje složku odtoku, nemůže v principu popsat aktuální nasycenost území, a tedy i míru potenciálního rizika vzniku povodňové situace, protože odtok je formován nejen na základě srážek, ale i fyzicko-geografických charakteristik území. V rámci výzkumného projektu [3] byl odvozen přístup, který posuzuje nasycenost území se zohledněním infiltračních vlastností půdního povrchu. Zmíněný přístup vychází z metody C -křivek a pomocí denních hodnot srážek, odhadnuté výši odtoku z těchto srážek a hodnot aktuální evapotranspirace odvozuje bilančním způsobem nasycenost území pro konkrétní (aktuální) den. Základem je bilanční rovnice: 9 )(12 PZVostt HHHETRTRT −−−+= [mm], kde je (2) RTt2 celková retence pro aktuální den, RTt1 celková retence pro předchozí den [mm], ET velikost aktuální evapotranspirace pro předchozí den [mm], Hs množství spadlých srážek za předchozí den [mm], Ho velikost přímého (povrchového) odtoku v předchozím dni [mm], HPZV dotace do podzemních vod za předchozí den [mm]. Dle velikosti aktuální retence RT je modifikována hodnota C , a dále na základě poměrného rozdílu mezi velikostí retence vůči retenci odpovídající mezním hodnotám C pro suché a vlhké podmínky je stanoven ukazatel nasycení území U . K jednotlivým rozpětím hodnot ukazatele nasycení je definován slovní popis dle tabulky: Interval hodnot U Popis <= –1 silné sucho –0.99 až –0.7 sucho –0.69 až –0.3 slabé nasycení (riziko sucha) –0.29 až +0.3 běžný stav +0.31 až +0.7 nasycení +0.71 až +1 silné nasycení > +1 velmi silné nasycení Ukazatel nasycenosti území byl pro jednotlivé dny před vypadnutím příčinných srážek vypočítán jako alternativa k hodnotám API30, přičemž rovnice (2) byla aplikována na souvislé období s počátkem 1. dubna 2009 s tím, že počáteční nasycení území (hodnoty C ) se předpokládalo na úrovni vlhkých podmínek. K hodnotám ukazatele nasycení (uváděn jako slovní popis) je nutné na vysvětlení uvést následující: – „běžný stav“ označuje situaci, kdy půda je nasycena na retenční vodní kapacitu (RVK), což v letním období nebývá pravidlem, – na urbanizovaných územích (Praha, Brno atd.) a obecně na územích s malou infiltrační schopností půdního povrchu je přechod ze stavu nasycenosti do suchého, a naopak, velmi rychlý, přitom z hlediska povodňového rizika je toto území potenciálně „nebezpečné“ vždy. 10 API30 pro den 21. 6. 2009 (počátek příčinné povětrnostní situace), porovnání těchto hodnot vůči normálu API30 21. 6. za období 1961 – 2005 a ukazatel nasycení jsou znázorněny v mapkách na Obr. 2.1. 2.2. Hydrologická situace před povodněmi V týdnu od 15. 6. 2009 do 21. 6. 2009 se dle týdenní zprávy ČHMÚ [1] průměrné denní průtoky pohybovaly pod svými dlouhodobými průměry, a to v rozmezí od 30 % (např. Cidlina v Sánech nebo Lužnice v Bechyni) do 90 % červnového měsíčního průměru (Svratka v Židlochovicích či Bílina v Trmicích). Lokální zvětšení průtoků v tomto týdnu přinesly jednak srážky spíše konvekčního charakteru na severozápadě Čech 15. 6. (místně více než 30 mm na povodí Bíliny a Kamenice) a rozsáhlejší regionální srážky na studené frontě z 19. na 20. 6., které zasáhly většinu území Moravy a Slezska (10 – 50 mm za 24 hodin). Zmíněné srážky způsobily, že nasycenost území severozápadních Čech a větší části Moravy a Slezska přesáhla dlouhodobý normál API30 k datu 21. června (za období 1961 – 2005, viz dále) cca o 30 – 70 %. Naopak podnormální nasycenost území zůstala oblast v pásu táhnoucího se z jihozápadních Čech (větší část povodí Berounky) přes střední Čechy (část Polabí, dolní Cidlina) až do východních Čech (Loučná a část povodí Orlice). Relativně málo nasycené vzhledem k normálu API30 bylo ke konci týdne (21. 6.) rovněž území pod Rychlebskými horami a Jesenicko (50 – 80 % normálu), zatímco nasycenost povodí na Novojičínsku byla na konci týdne nadnormální (170 % normálu). Nasycenost povodí Volyňky a Blanice byla na úrovni normálu až slabě podnormální. Z hlediska ukazatele nasycení U byly nad úroveň RVK nasyceny pouze horské a podhorské oblasti, ostatní území bylo nasycené více či méně pod úrovní RVK. Stav sucha byl detekován v oblastech s obecně nižší infiltrační schopností (urbanizovaná území nebo území s jílovitými půdami, např. povodí dolního toku Mrliny a Cidliny). 11 Obr. 2.1 Index předchozích srážek (API), poměr API k normálu za období 1961–2005 pro den 21. června a ukazatel nasycení pro den 21. června 2009 12 3. VÝVOJ ASYCE OSTI ÚZEMÍ BĚHEM PŘÍČI É METEOROLOGICKÉ SITUACE Na Obr. 3.1 – 3.4 jsou vždy v trojici pro dny 24. 6., 26. 6., 27. 6. a 4. 7. 2009 uvedené mapy hodnot API30, mapy poměrů hodnot API30 vůči normálu API30 k 21. červnu za období 1961–2005 a mapy ukazatele nasycení. Na mapách je obdélníkem vyznačeno území postižené nejvýznamnějšími povodňovými epizodami, aby bylo možné lépe sledovat vývoj nasycenosti území v daných oblastech. Ze zmíněných map je zřejmé, že na postižených místech byla před výskytem povodně z hlediska indexu API30 poměrně velká nasycenost území, kdy např. na Novojičínsku byl normál nasycenosti (vyjádřený jako poměr API30) dne 24. 6. překročen zhruba dvojnásobně, na území povodí pod Rychlebskými horami dne 26. 6. i více než trojnásobně a na povodích Volyňky a Blanice dne 27. 6. dokonce až čtyřnásobně. Z hlediska ukazatele nasycení U je oproti 21. červnu zřetelný silný vývoj nasycenosti území nad úroveň RVK na Jesenicku a v oblasti jihozápadních Čech (podhůří Šumavy a Novohradských hor), zatímco na Novojičínsku a v povodí Kamenice a dolní Ploučnice bylo v den vypadnutí přívalových srážek území nasycené zhruba na úrovni RVK. Patrné je zvyšování ukazatele nasycení v oblasti Českomoravské vrchoviny, zatímco území s nízkou infiltrační schopností vykazovaly stále index nasycení na úrovni sucha. To lze vysvětlit tím, že krátkodobé retenční schopnosti území s nízkou propustností jsou poměrně malé, a proto většina vody z tohoto území odtekla buď povrchovým odtokem nebo se vypařila. Z rozboru mapových výstupů na Obr. 3.1 – 3.4 vyplývá, že značné nasycení území s vysokou mírou pravděpodobnosti negativně ovlivnilo odtokovou situaci během přívalových povodní, a to zejména na Jesenicku a v povodí Blanice a Volyňky. 13 Obr. 3.1 Index předchozích srážek (API), poměr API k normálu za období 1961–2005 pro den 21. června a ukazatel nasycení pro den 24. června 2009 14 Obr. 3.2 Index předchozích srážek (API), poměr API k normálu za období 1961–2005 pro den 21. června a ukazatel nasycení pro den 26. června 2009 15 Obr. 3.3 Index předchozích srážek (API), poměr API k normálu za období 1961–2005 pro den 21. června a ukazatel nasycení pro den 27. června 2009 16 Obr. 3.4 Index předchozích srážek (API), poměr API k normálu za období 1961–2005 pro den 21. června a ukazatel nasycení pro den 4. července 2009 17 4. PRŮTOKOVÉ VYHOD OCE Í Přívalovými povodněmi byly ve sledovaném období zasažené jak pozorované, tak především nepozorované vodní toky. Během jednotlivých povodňových situací i po jejich odeznění byla kontrolována funkčnost přístrojů zaznamenávajících vodní stavy a na základě zanechaných povodňových stop byly ověřovány kulminace vodních stavů. Kromě těchto měření byl uskutečněn také terénní průzkum a dokumentace přívalových povodní na nepozorovaných vodních tocích (Novojičínsko, Jesenicko, povodí Bystré), včetně zaměřování povodňových stop a měření rychlostí proudění vody. K ověření rychlosti proudění vody přispělo i několik videozáznamů pořízených místními obyvateli v čase největších průtoků. Proběhla taktéž geodetická zaměření příčných profilů po úroveň povodňových stop pro následné odvozování velikostí kulminačních průtoků pomocí hydraulického modelu. V některých pozorovaných profilech byl dosažen nejvyšší vodní stav za historii pozorování vodoměrné stanice a příslušná měrná křivka průtoků musela být proto extrapolována. Přímé měření průtoků bylo během povodní fakticky neproveditelné, a to jak z důvodů bezpečnosti, tak i z důvodů rychlosti průběhu povodně a jejího časového výskytu, který většinou nastal v pozdních odpoledních, večerních či nočních hodinách. Ve sledovaném období byla však za „relativně ustáleného proudění“ provedena řada přímých měření průtoků, jejichž výsledky značně pomohly při ověření a zpřesnění průběhu měrných křivek průtoků v profilech vodoměrných stanic. Seznam výsledků vybraných měření průtoku je uveden v Tab. 2. Pro vyhodnocení kulminačních průtoků bylo využito jednak výsledků z jednorozměrného hydraulického modelu ustáleného nerovnoměrného proudění (software HEC-RAS [6]), které byly produktem externí spolupráce, a výsledků ze srážkoodtokového modelu HEC-HMS [5], které byly zpracovány v ČHMÚ. Výhodou srážkoodtokového modelu je odhad celého průběhu povodňové vlny (a tím i proteklého objemu) ve stanoveném profilu na základě časového průběhu spadlých srážek, oproti tomu hydraulický model se může opřít o detailní geodetická zaměření příčných profilů a stop maximální hladiny. Pomocí hydraulického modelu byly vyhodnoceny kulminační průtoky v celkem 18 měrných tratích, přičemž 12 vyhodnocení bylo v úsecích nepozorovaných vodních toků. V šesti případech výsledek z hydraulického modelu posloužil k extrapolaci měrné křivky 18 (nebo jejímu ověření) v příslušném profilu vodoměrné stanice. Shrnutí výsledků z hydraulického modelu je v příloze této zprávy. Údaje o srážkách pro srážkoodtokový model byly zpracovány metodou, kterou publikoval Šercl v článku [4]. Jako podklad sloužily denní srážkové úhrny naměřené v síti srážkoměrných stanic ČHMÚ, příp. i jiných institucí a nekorigovaná data z meteorologického radaru v časovém kroku 15 minut v rastrovém formátu GIS. Výsledkem jsou rastry korigovaných radarových dat v kroku 15 minut jako datové vrstvy GIS. V Tab. 1. jsou uvedeny výsledky vyhodnocení kulminačních průtoků v 17 nepozorovaných profilech. Vyhodnocení průtoku bylo určitým kompromisem, který vycházel z porovnání výsledků dosažených oběma přístupy v jednotlivých profilech. Jako jedna z pomůcek pro rozhodování o konečném výsledku sloužily hodnoty maximálních specifických odtoků, kdy byl hodnocen jejich vývoj po ploše povodí a rovněž jejich porovnání vůči obalové čáře historicky nejvyšších dosažených specifických odtoků (více v kapitole 5.4) Tab. 1 Kulminační průtoky v nepozorovaných profilech s odhadem času výskytu a doby opakování Údaje k vyhodnocenému kulm. průtoku Profil Plocha povodí Q100 den h průtok doba opak.Tok Metoda vyhodn. (*) [km2 ] [m3 .s-1 ] SEČ [m3 .s-1 ] poměr ku Q100 [roky] Bystrá Benešov n. Plouč. H 51.9 27.0 4. 7. 16:40 115 4.26 >> 100 ovojičínsko Jičínka Veřovice S-O 5.28 25.1 24. 6. 18:30 21.5 0.86 50–100 Papakův p. Mořkov S-O 3.63 18.5 24. 6. 19:00 26.8 1.45 >> 100 Jičínka Žilina u N. Jičína H, S-O 37.46 106 24. 6. 20:15 170 1.60 >> 100 Zrzávka Bludovice H, S-O 28.97 69.5 24. 6. 20:00 135 1.94 >> 100 Zrzávka Žilina u N. Jičína S-O 32.80 76.4 24. 6. 20:00 145 1.90 >> 100 Luha Bělotín H, S-O 40.49 43.9 24. 6. 23:15 74.2 1.69 >> 100 Luha Polouvsí S-O 70.46 57.7 25. 6. 0:30 160 2.77 >> 100 Luha Jeseník n. Odrou H, S-O 93.70 67.4 25. 6. 0:50 200 2.97 >> 100 Sedlnice Ženklava H, S-O 5.37 18.8 24. 6. 19:15 59.5 3.16 >> 100 Sedlnice Nová Horka H, S-O 59.15 74.9 24. 6. 22:30 35.5 0.47 5–10 Lichnovský p. Lichnov S-O 11.33 33.9 24. 6. 18:45 36.3 1.07 > 100 Tichávka Vlčovice S-O 26.47 65.0 24. 6. 19:45 27.3 0.42 2–5 Jesenicko Červený p. St. Červená Voda S-O 23.00 43.5 26. 6. 22:45 42.5 0.98 100 Skorošický p. Tomíkovice H, S-O 12.85 23.3 26. 6. 22:45 47.5 2.04 >> 100 Javornický p. Javorník H, S-O 14.82 28.5 26. 6. 22:30 39.4 1.38 > 100 Vojtovický p. Bernartice H, S-O 40.18 61.5 26. 6. 23:45 97.5 1.59 >> 100 (*) – H (hydraulický model), S-O (srážkoodtokový model) Poměrně velké rozdíly mezi výsledky srážkoodtokového a hydraulického modelu byly zaznamenány v povodí Jičínky, kde odhady kulminačních průtoků z hydraulického modelu jsou výrazně vyšší. Pomocí analýzy hydrogramu ve stanici Nový Jičín na Jičínce, která 19 zaznamenala celý průběh povodně, byl v tomto profilu po diskusi v akceptován výsledek z hydraulického modelu, a to z toho důvodu, že pozorovaná vlna byla značně strmější, než odhad jejího průběhu ze srážkoodtokového modelu, viz Obr. 4.2. Je totiž možné, že vlivem vysoké kinetické energie postupující povodňové vlny mohlo dojít k efektu narůstání její strmosti v korytě Jičínky. Tento efekt, který popisují Havlík a Matoušek ve zprávě [2], nastává za situace, kdy rychlost sestupné větve povodňové vlny je vyšší než u vzestupné větve, příp. se mohou uplatnit i jiné vlivy, např. zvýšení kinetické energie průtokové vlny v korytě v důsledku masivního a rychlého plošného přítoku z okolních svahů, protržení mostků po jejich předchozím ucpání atd. Na Skorošickém potoce v Tomíkovicích byly naopak akceptovány výsledky ze srážkoodtokového modelu, protože specifický maximální odtok vyhodnocený hydraulickým modelem není v tomto profilu „v souladu“ s maximálními specifickými odtoky vyhodnocenými na sousedních povodích. Toto rozhodnutí se opírá o skutečnost, že povodí Skorošického potoka bylo v porovnání se sousedícími povodími zasaženo srážkou srovnatelného významu, jak vyplynulo z rozboru plošného rozložení srážek v oblasti Jesenicka. Zde se ukazuje další přednost srážkoodtokového modelu, která spočívá v možnosti relativního srovnání průběhu hydrogramů vzhledem k množství srážek, jejich časové distribuci a i vůči fyzicko-geografických charakteristikám jednotlivých povodí. Srážkoodtokový model však oproti tomu nemůže postihnout možné ovlivnění průběhu povodně, a tím i velikosti kulminačního průtoku, např. protržením mostků či jinými podobnými jevy. Tab. 2 Vybraná měření průtoku v profilech vodoměrných stanic Datum (čas) měření Dat. číslo Tok Stanice Vodní stav [cm] Změřený průtok [m3 .s-1 ] Způsob měření 22. 6. 13:00 119000 Lužnice Pilař - Majdaléna 142 2.22 ADCP 24. 6. 8:14 112000 Malše Kaplice 139 33.2 ADCP 24. 6. 9:53 112500 Černá Ličov 172 36.2 ADCP 24. 6. 12:43 145000 Blanice Blanický Mlýn 165 20.9 ADCP 24. 6. 14:31 148000 Blanice Husinec pod nádrží 97 17.0 ADCP 24. 6. 11:41 148500 Zlatý potok Hracholusky 136 14.8 ADCP 24. 6. 12:30 309000 Vidnávka Vidnava 154.5 24.0 vrtule 25. 6. 12:14 141300 Volyňka Sudslavice 83 8.43 ADCP 25. 6. 11:34 141700 Spůtka Bohumilice 145 9.53 ADCP 25. 6. 13:16 143000 Volyňka Němětice 167 32.8 ADCP 25. 6. 8:33 148000 Blanice Husinec pod nádrží 132 33.3 ADCP 25. 6. 7:58 148500 Zlatý potok Hracholusky 132 12.9 ADCP 25. 6. 14:22 151000 Otava Písek 283 165 ADCP 20 Tab. 2 Vybraná měření průtoku v profilech vodoměrných stanic Datum (čas) měření Dat. číslo Tok Stanice Vodní stav [cm] Změřený průtok [m3 .s-1 ] Způsob měření 25. 6. 11:38 249800 Jičínka Nový Jičín 196 11.03 ADCP 25. 6. 9:24 254000 Lubina Petřvald 85 27.8 ADCP 25. 6. 9:10 258100 Černá Opava Mnichov 120 12.54 vrtule 25. 6. 9:52 261200 Opava Karlovice 135 24.83 ADCP 25. 6. 10:00 261200 Opava Karlovice 135 31.91 ADCP 25. 6. 11:34 263000 Opava Krnov 138 44.91 ADCP 25. 6. 12:55 265000 Opavice Krnov 159.5 30.39 vrtule 25. 6. 17:53 292000 Lučina Bludovice 136 9.69 ADCP 25. 6. 13:50 389500 Velička Hranice 121.5 14.6 vrtule 26. 6. 11:55 110200 Polečnice Český Krumlov 93 14.4 ADCP 26. 6. 12:50 111000 Vltava Březí – Kamenný Újezd 165 103 ADCP 26. 6. 13:55 113000 Malše Římov 141 47.1 ADCP 26. 6. 8:37 113000 Malše Římov 162 56 ADCP 26. 6. 9:20 114000 Stropnice Pšinovice - Komařice 169 22.5 ADCP 26. 6. 10:20 115000 Malše Roudné 246 82.6 ADCP 26. 6. 12:51 308000 Černý potok Velká Kraš 93 5.01 ADCP 26. 6. 13:19 309000 Vidnávka Vidnava 142 16.4 ADCP 26. 6. 10:08 311000 Bělá Jeseník 88.5 8.73 ADCP 26. 6. 11:05 312000 Staříč Lipová 68 4.04 vrtule 26. 6. 9:06 313000 Bělá Mikulovice 174 32.3 ADCP 26. 6. 12:00 382000 Vsetínská Bečva Jarcová 91 11.2 vrtule 27. 6. 13:22 247800 Odra Odry 152 22.0 ADCP 27. 6. 7:24 257000 Odra Svinov 285 109 ADCP 27. 6. 8:20 266000 Opava Opava 257 67.7 ADCP 27. 6. 6:53 275000 Opava Děhylov 227 82.4 ADCP 27. 6. 9:29 293000 Ostravice Ostrava 115 19.2 ADCP 27. 6. 10:38 294000 Odra Bohumín 341 214 ADCP 29. 6. 13:54 148500 Zlatý potok Hracholusky 81 6.58 ADCP 29. 6. 9:37 150000 Blanice Heřmaň 215 106 ADCP 29. 6. 10:30 151000 Otava Písek 354 271 ADCP 29. 6. 9:05 251100 Husí potok Fulnek 92 2.523 vrtule 29. 6. 12:20 252000 Odra Bartošovice 390 51.1 ADCP 29. 6. 8:15 252700 Bílovka Velké Albrechtice 110 2.173 vrtule 29. 6. 9:25 304400 Zlatý potok Zlaté hory 38 3.068 vrtule 29. 6. 13:40 307000 Stříbrný potok Žulová 83.5 4.212 vrtule 29. 6. 12:10 308000 Černý potok Velká Kraš 125 9.75 ADCP 29. 6. 11:20 309000 Vidnávka Vidnava 161.5 26.1 vrtule 30. 6. 11:20 119000 Lužnice Pilař - Majdaléna 331.5 44.03 ADCP 30. 6. 9:48 122000 Stará řeka - Lužnice Kazdovna 212 16.9 ADCP 30. 6. 13:01 128000 Nová řeka Mláka - Novosedly 181 28.1 ADCP 30. 6. 9:53 294000 Odra Bohumín 348 216 ADCP 30. 6. 8:17 303000 Olše Věřňovice 173 39.0 ADCP 1. 7. 9:50 148000 Blanice Husinec pod nádrží 98 20.6 ADCP 1. 7. 8:23 148500 Zlatý potok Hracholusky 54 3.98 ADCP 1. 7. 11:45 150000 Blanice Heřmaň 192 85.2 ADCP 1. 7. 13:19 151000 Otava Písek 305.5 195 ADCP 21 Tab. 3 obsahuje informace o času výskytu (v SEČ), velikosti a extremitě kulminačních průtoků ve vybraných vodoměrných stanicích, obdobně Tab. 1 obsahuje tytéž informace pro vyhodnocené nepozorované profily. Vyhodnocené profily z Tab. 3 jsou zakresleny spolu s vyznačením extremity povodně v mapce na Obr. 4.1. Vzhledem ke značné nejistotě u určování dob opakování významnějších než 100 let je pro případy, kdy kulminační průtok patrně nedosáhl doby opakování 500 let, použit symbol „>“ a pro kulminační průtoky s menší četností opakování je užito symbolu „>>“. Tab. 3 Kulminační stavy a průtoky ve vodoměrných stanicích s časem výskytu a dobou opakování Údaje k vyhodnocenému kulm. průtoku Plocha povodí den h vodní stav průtok doba opak. Dat. číslo Tok Profil [km2 ] SEČ [cm] [m3 .s-1 ] [roky] 001000 Labe Špindlerův Mlýn 52.99 24. 6. 22:50 233 59.6 2–5 002000 Labe Labská 61.16 24. 6. 23:30 98 50.0 1–2 083000 Mumlava Janov 51.40 24. 6. 23:10 180 42.1 2–5 106000 Teplá Vltava Lenora 175.80 28. 6. 6:50 191 70.3 10–20 107000 Teplá Vltava Chlum 347.01 28. 6. 14:30 253 73.7 2–5 109000 Vltava Vyšší Brod 948.20 3. 7. 22:00 211 83.9 1–2 110200 Polečnice Český Krumlov 197.72 28. 6. 7:50 143 29.9 2 111000 Vltava Březí 1825.60 28. 6. 3:40 227 230 2–5 112000 Malše Kaplice 257.67 25. 6. 19:20 148 35.3 2–5 112500 Černá Líčov 126.57 23. 6 . 11:40 206 49.1 2–5 112600 Malše Pořešín 436.83 23. 6. 12:40 227 101 2–5 113000 Malše Římov 493.89 25. 6. 1:00 169 54.5 1–2 114000 Stropnice Pašínovice 400.66 28. 6. 12:40 248 51.9 2–5 115000 Malše Roudné 962.69 25. 6. 8:40 281 100 2 123000 Lužnice Frahelž 1536.62 30. 6. 1:50 – 13:10 181 32.5 2–5 131000 Lužnice Klenovice 3152.01 2. 7. 4:45 243 108 2 133000 Lužnice Bechyně 4055.13 2. 7. 20:30 272 127 1 137000 Otava Rejštejn 333.97 23. 6. 8:00 150 86 1 138000 Otava Sušice 534.46 27. 6. 0:00 171 121 1–2 139000 Ostružná Kolinec 91.26 27. 6. 22:20 103 25.9 5–10 141000 Otava Katovice 1133.38 28. 6. 6:00 193 135 1 141300 Volyňka Sudslavice 80.16 28. 6. 3:00 197 88 >100 141700 Spůtka Bohumilice 104.25 28. 6. 2:00 238 31 5 143000 Volyňka Němětice 383.80 28. 6. 6:20 313 183 20–50 145000 Blanice Blanický Mlýn 85.51 24. 6. 3:10 216 39.3 5 147000 Blanice Podedvorský Mlýn 202.76 28. 6. 2:50 311 168 100 148000 Blanice Husinec 212.39 28. 6. 3:40 306 135 20–50 148500 Zlatý potok Hracholusky 74.37 28. 6. 4:00 152 18.3 5–10 150000 Blanice Heřmaň 840.34 29. 6. 12:00 251 155 20 151000 Otava Písek 2913.93 28. 6. 23:40 388 313 5 153800 Brzina Hrachov 133.3 1. 7. 20:20 82 6.58 1 153900 Mastník Radíč 268.5 3. 7. 23:00 128 16.3 2–5 154600 Kocába Štěchovice 308.3 20. 7. 01:30 107 12.5 1 156000 Šlapanka Mírovka 253.0 30. 6. 04:00 188 12.9 1 162600 Martinický p. Senožaty 113.7 30. 6. 18:30 203 12.1 1 182000 Úhlava Tajanov 338.78 28. 6. 5:50 315 72.2 10 183000 Úhlava Štěnovice 897.32 29. 6. 8:40 256 79 2–5 196000 Litavka Čenkov 157.2 2. 7. 20:00 80 19.6 2 22 Tab. 3 Kulminační stavy a průtoky ve vodoměrných stanicích s časem výskytu a dobou opakování Údaje k vyhodnocenému kulm. průtoku Plocha povodí den h vodní stav průtok doba opak. Dat. číslo Tok Profil [km2 ] SEČ [cm] [m3 .s-1 ] [roky] 197300 Litavka Beroun-Litavka 629.0 3. 7. 01:00 137 58.2 2 200600 Botič Praha-Nusle 134.2 29. 6. 20:20 97 7.55 1–2 201000 Rokytka Praha-Libeň 137.0 29. 6. 20:00 84 8.92 2–5 239000 Ploučnice Benešov n. Pl. 1156.2 4. 7. 16:40 191 123 10 241000 Kamenice Srbská Kamenice 97.8 4. 7. 15:00 249 76 > 100 244000 Kamenice Hřensko 214.9 4. 7. 16:30 228 119 > 100 249800 Jičínka Nový Jičín 75.92 24. 6. 20:40 609 340 >> 100 251100 Husí potok Fulnek 58.85 2. 7. 15:40 268 35.0 50–100 252000 Odra Bartošovice 914.65 25. 6. 8:40 424 126 2–5 254000 Lubina Petřvald 165.28 24. 6. 21:20 202 141 10–20 255000 Ondřejnice Rychaltice 41.39 23. 6. 21:20 179 24.0 2 256000 Porubka Vřesina 35.51 23. 6. 23:40 138 6.65 2 257000 Odra Svinov 1614.52 26. 6. 0:00 365 172 1–2 258100 Černá Opava Mnichov 51.19 26. 6. 23:10 152 26.1 10–20 261200 Opava Karlovice 151.37 26. 6. 23:00 172 48.9 5–10 266000 Opava Opava 929.69 25. 6. 19:50 289 92.9 2–5 290100 Olešná Palkovice 20.36 23. 6. 20:30 164 12.1 2–5 304500 Stěnava Meziměstí 65.06 23. 6. 16:00 115 16.1 2 301000 Stonávka Těrlicko n. nádrží 62.15 28. 6. 15:30 200 33.3 2–5 307000 Stříbrný potok Žulová 21.46 26. 6. 21:40 201 55.0 > 100 308000 Černý potok Velká Kraš 62.48 27. 6. 0:30 360 110 > 100 309000 Vidnávka Vidnava 153.20 27. 6. 0:40 353 160 50–100 311000 Bělá Jeseník 117.06 26. 6. 22:10 176 59.3 5–10 313000 Bělá Mikulovice 221.93 26. 6. 22:30 311 170 20–50 346000 Desná Kouty nad Desnou 43.53 24. 6. 12:40 152 15.1 2–5 387000 Rožn. Bečva Val. Mez. - Krásno 252.40 24. 6. 19:40 292 152 2–5 389500 Velička Hranice 65.87 24. 6. 23:10 248 50.0 20–50 429000 Moravská Dyje Janov 516.95 26. 6. 23:30 202 28.7 2 432000 Želetavka Vysočany 367.69 29. 6. 17:00 159 28.8 5 470000 Oslava Dolní Bory 210.89 2. 7. 17:40 201 75.8 100 V Tab. 4 jsou pro vybraná povodí k profilům vodoměrných stanic uvedeny průměrná výška srážek na povodí, výška přímého odtoku na základě separace hydrogramu a koeficient přímého odtoku. Separace hydrogramu přímého odtoku je vždy subjektivní a nejednoznačná. V našem případě byla provedena šikmým řezem vedeným od paty vlny po okamžik výskytu výraznějšího zlomu na sestupné větvi signalizujícího výraznější utlumení přímého odtoku. Výsledky jsou zhodnoceny v kapitole 5 a v závěrech této zprávy. 23 Tab. 4 Bilanční tabulka srážek a odtoku na povodí vybraných vodoměrných stanic Bilance objemu srážka-přímý odtok Datab. číslo Tok Profil Plocha povodí [km2 ] Datum Srážky [mm] Přímý odtok [mm] Koef. odtoku [-] 147000 Blanice Podedvorský Mlýn 202.76 28. 6. 51.5 29.4 0.57 241000 Kamenice Srbská Kamenice 97.79 1. 7. 17.2 3.9 0.23 241000 Kamenice Srbská Kamenice 97.79 4. 7. 35.0 11.9 0.34 249800 Jičínka Nový Jičín 75.92 24. 6. 86.6 39.0 0.45 251100 Husí potok Fulnek 58.85 2. 7. 33.4 8.5 0.25 307000 Stříbrný potok Žulová 21.46 26. 6. 53.0 17.9 0.34 309000 Vidnávka Vidnava 153.20 26. 6. 62.3 19.1 0.31 470000 Oslava Dolní Bory-Olší 210.89 2. 7. 26.0 6.5 0.25 Ačkoli byla vyhodnocení průtoků věnována maximální pozornost, je třeba konstatovat, že kulminační průtoky v případě toků v nejvíce zasažených povodích na Novojičínsku (Jičínka, Luha), Jesenicku (Skorošický potok, Vojtovický potok) a v povodí Ploučnice (přítok Bystrá) byly stanoveny jako pravděpodobné hodnoty zatížené cca 15–20% chybou, která je daná zejména nejistotou jak v odhadu součinitele drsnosti, tak i nejistotou určení hodnot parametrů srážkoodtokového modelu. 24 Obr. 4.1 Doba opakování kulminačního průtoku ve vybraných vodoměrných stanicích 25 Jičínka – Nový Jičín porovnání výsledků hydrogramů 0 50 100 150 200 250 300 350 24. 6. 15:00 24. 6. 18:00 24. 6. 21:00 25. 6. 0:00 25. 6. 3:00 25. 6. 6:00 25. 6. 9:00 25. 6. 12:00 Čas (SEČ) 10-minprůtok[m 3 .s -1 ] srážkoodtokový model HEC-HMS pozorování vodního stavu a hydraulický výpočet modelem HEC-RAS Obr. 4.2 Porovnání odhadu průběhu hydrogramu ze srážko-odtokového modelu s reálným průběhem povodně v profilu stanice ový Jičín na Jičínce 26 5. A ALÝZA PRŮBĚHU POVOD Í Iniciace a průběh přirozených povodní v letní polovině roku (tzn. povodní způsobených srážkami) jsou vždy primárně určeny intenzitou, trváním a plošným rozložením srážek. Paralelně se uplatňují fyzicko-geografické charakteristiky území a činnost člověka v povodí, které průběh povodně významně ovlivňují, a to jak pozitivně, tak negativně. Např. srážka o určitém trvání a intenzitě vyvolá na sklonitém povodí rychlejší odezvu a větší kulminační průtok než v povodí s menším sklonem. Rovněž např. nedostatečná kapacita mostů a propustků způsobí za povodně jejich ucpání, což nejprve zapříčiní vzdutí hladiny a následně může po protržení vyvolat i průlomovou vlnu. Průběh povodně značně ovlivňují retenční schopnosti vodních děl. Této problematice se věnuje samostatný dílčí úkol „Vliv vodních děl na průběh povodní a jejich poškození“. Zatímco u regionálních povodní, ať již letního nebo zimního typu, je jejich průběh poměrně předvídatelný a díky poměrně husté síti vodoměrných profilů může být i dobře monitorován, u povodní z přívalových srážek tomu tak většinou nebývá. Hlavním důvodem je poměrně malá plocha (většinou v řádu jednotek až desítek km2 ), která bývá zasažená srážkami a průběh přívalových povodní (zejména jejich nástup) bývá velmi rychlý. Přívalová povodeň vzniká často na území ležícím mimo záplavové území větších vodních toků, kdy se povrchový odtok nejprve soustřeďuje do okolí lokálních malých vodotečí, po většinu roku suchých koryt, erozních rýh atd., a až poté se dostává do významnějších toků, které bývají již hydrologicky sledovány. Dočasnými „řečišti“ se stává i síť zpevněných cest. Na územích s nízkou nebo s dočasně sníženou infiltrační schopností dochází i k plošnému povrchovému odtoku. Prudké rozvodnění lokálních toků (zvláště na svažitém území) je značně rizikové, protože odtoková odezva bývá velmi rychlá (řádově desítky minut) a rychlost proudící vody s prudkým vzestupem hladiny vody představuje vážné ohrožení životů i majetku lidí v zasažené oblasti. Příval vody často s sebou nese i množství splaveného bahna, silných větví, někdy i komunálního a průmyslového odpadu z okolních pozemků, což může dále znásobit škody na majetku. Monitoring těchto událostí pomocí srážkoměrných a vodoměrných pozorování je proto velmi omezený, a tak často jediným zdrojem informací o pravděpodobném výskytu přívalových srážek na určitém území je měření meteorologického radaru. 27 Na rozdíl od povodňových událostí v červenci 1997, srpnu 2002 nebo přelomu března a dubna 2006, kdy šlo o výskyt rozsáhlých regionálních povodní, které lze v daných případech charakterizovat jako jednu či maximálně dvě události (příčinné srážky, příp. tání sněhu a následná průtoková odezva), v období třetí dekády června a začátku července 2009 bylo zaznamenáno na různých místech v ČR hned několik velmi významných (lokálních) povodňových událostí. Ty byly způsobeny zhruba 12denním trváním přílivu teplé, vlhké a instabilní vzduchové hmoty na území ČR, ve které docházelo k vývoji místy i velmi silných bouřek s následkem přívalových povodní. Bouřkové cely často vytvářely tzv. „train effect“, kdy jádra postupovala organizovaně ve stejném směru a zasahovala opakovaně totéž území (Novojičínsko, Jesenicko). Docházelo i k opakovanému výskytu bouřek s vydatnými srážkami na tomtéž území několik dní po sobě (jihozápadní Čechy, Jesenicko), což způsobilo nasycení území a negativní ovlivnění velikosti odtoku během přívalových povodní. 5.1 Vývoj povodňové situace v povodí Odry (čerpáno z podkladů připravených na oddělení hydrologie pobočky ČHMÚ v Ostravě) Vzhledem k déletrvající srážkové činnosti, zejména v západní části Jeseníků a v Rychlebských horách, a částečně také v Podbeskydí, začaly v podvečer 22. června pozvolna stoupat hladiny tamních vodních toků, a již následující den ráno byl zaznamenán 1. SPA na řece Bělé v Mikulovicích. Ve večerních a nočních hodinách 23. června již na úrovni cca 2leté vody kulminovaly Ondřejnice v Rychalticích, Porubka ve Vřesině a Olešná v Palkovicích. Dne 24. června narůstaly průtoky u dalších vodních toků. Jednalo se jednak o řeky pramenící na Jesenicku – Opavu se zdrojnicemi, Opavici, Vidnávku s přítoky a Osoblahu, a také o beskydské toky, zvláště o Lubinu a Rožnovskou i spojenou Bečvu. Na Bělé v Mikulovicích a na Lubině v Petřvaldu byl vzestup tak prudký, že v nočních hodinách hladiny těchto toků dosáhly dokonce 3. SPA a Lubina kulminovala na hodnotě přesahující 10letý průtok. V rozmezí 10–20letého průtoku kulminovala po poledni Desná v Koutech nad Desnou a v podvečer pak Rožnovská Bečva ve Valašském Meziříčí. V severovýchodní části povodí Odry došlo k mírnějším vzestupům přítoků Olše, Ropičanky a Stonávky, a dále Lučiny a dolního toku řeky Odry. ovojičínsko Celá situace se velmi vyhrotila v noci z 24. na 25. června, kdy v důsledku vypadnutí přívalových srážek do již poměrně nasyceného území došlo na Novojičínsku k výskytu katastrofální přívalové povodně. Přitom byly srážkově nejvíce zasaženy střední části povodí vodních toků Jičínky a Luhy. Nejvyšší srážkové úhrny byly zaznamenány v Bělotíně (123,8 28 mm), v Hodslavicích (120,2 mm) a v Mořkově (104,5 mm). Tyto srážky vypadly ve večerních hodinách dne 24. června v intervalu 2–3 hodin. Koryta místních vodotečí nebyla schopna pojmout přívaly vody z okolních pozemků a velmi rychle došlo k jejich zaplnění. Hladiny stoupaly velice rychle a po dosažení svého maxima ihned opadávaly. Voda, která se vylila z koryt řek měla značnou kinetickou energii, nesla s sebou veliké množství splavenin a různorodého materiálu, ničila lávky, mostky, břehová opevnění, silnice, ploty i lidská obydlí. Vyžádala si bohužel také několik lidských životů. Nejhorší situace byla na Jičínce v úseku od Životic až po Kunín a na jejích levostranných přítocích – Papakově potoce v Mořkově a Zrzávce v Hodslavicích a v Bludovicích. Dalším velmi postiženým tokem byla Luha v úseku od Bělotína po Jeseník nad Odrou. Mezi obcemi Bělotín a Polouvsí se na březích Luhy rozkládá několik rybníků, jejichž hráze přetékaly. Rybníky částečně transformovaly vrchol povodňové vlny, ale nemohly významněji zmírnit ničivé následky povodně zejména v Jeseníku nad Odrou. Hladiny Jičínky, Zrzávky a Luhy kulminovaly ve značné výšce nad úrovní břehové hrany (v případě Luhy i více než 2 metry) a podstatně přesáhly teoretické stoleté průtoky. Na Novojičínsku byly dále povodní zasaženy Sedlnice v Ženklavě (rovněž významně překročen Q100), Lichnovský potok v Lichnově, Grasmanka, Tichávka, Bartošovický potok a další drobné vodoteče. Přívalová povodeň zasáhla okrajově i povodí Bečvy (hydrologicky patřící do povodí Moravy), kde nejvíce postihla řeku Veličku. Ta kulminovala v Hranicích v nočních hodinách při průtoku větším než 20letá voda. Nejextrémnější zaznamenaný nárůst povodňové vlny nastal na řece Jičínce, která ve vodoměrném profilu v Novém Jičíně stoupla během dvou hodin o téměř pět metrů! Kulminace nastala již ve 20:40 hodin SEČ na úrovni zhruba 500letého průtoku, a poté hladina opět prudce klesala, takže po 23. hodině téhož dne již byla o 3 metry níže. Oproti tomu největší specifický odtok byl vyhodnocen na Sedlnici v obci Ženklava, kde z plochy povodí 5,37 km2 odtékalo okolo 10 m3 .s-1 .km-2 vody. Velké množství vody však do jejího řečiště přitékalo nejdříve z okolních polí a luk, a až následně vzrostl také vlastní průtok Sedlnice. Povodňová vlna byla poté zachycena nádrží Štramberk, jejíž hráz sice částečně přetékala, avšak nebyla porušena a významně povodňovou vlnu transformovala na cca 10letou vodu. V dolním úseku Sedlnice již téměř všechna voda protékala korytem vodního toku a docházelo k dalšímu tlumení povodňové vlny. 29 Obr. 5.1 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů na ovojičínsku dne 24. 6. 2009 Jičínka – Nový Jičín Plocha povodí: 75.93 km2 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 24. 6. 12:00 24. 6. 18:00 25. 6. 0:00 25. 6. 6:00 25. 6. 12:00 Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Výškasrážekza15minut[mm] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] Q100 Obr. 5.2 Hyetogram průměrných srážek na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice ový Jičín na Jičínce Voda přitékající ze zasažené oblasti Novojičínska byla zachycena korytem řeky Odry, a také se v okolí Studénky rozlévala do přirozeného prostoru nivních luk, kde kromě částečného 30 zatopení místních komunikací nezpůsobila významnější škody. Dále po toku Odry došlo k transformaci povodňové vlny průtokem nivní a lužní krajinou Poodří, takže v OstravěSvinově řeka kulminovala s cca jednodenním zpožděním při průtoku nedosahujícím ani 2leté vody. Rozložení denních úhrnů srážek 24. června na Novojičínsku je znázorněno na mapce na Obr. 5.1, průběh povodně v průměrných hodinových průtocích v Novém Jičíně na Jičínce společně s vyznačením kulminačního průtoku a hodnoty Q100 je na Obr. 5.2. Je zřejmé, že průměrné hodinové průtoky nedostatečně vystihují hydrogramy přívalových povodní (viz porovnání s Obr. 4.2, kde je znázorněn hydrogram průtoků v 10minutovém intervalu). Úhrny srážek nad 100 mm zasáhly území o velikosti zhruba 150 km2 , přičemž na povodí Luhy se vyskytly na více než 60 % plochy povodí, na povodí Jičínky po profil vodoměrné stanice v Novém Jičíně cca na 30 % plochy. Koeficient přímého odtoku (podíl přímého odtoku a výšky příčinných srážek) dosáhl na povodí Jičínky v Novém Jičíně hodnoty 0,45 (Tab. 4), což se může jevit při dané extremitě povodně (doba opakování 500 let) jako relativně nízká hodnota v porovnání se situací za regionální povodně v červenci 1997. Během zmíněné regionální povodně, která významně postihla prakticky celé povodí Odry, dosáhl kulminační průtok ve vodoměrné stanici na Jičínce v Novém Jičíně-Šenově velikosti 129 m3 .s-1 („pouze“ 20–50letý průtok), ale koeficient odtoku překročil hodnotu 0,7. Výška srážek na povodí od 4. 7. do 8. 7. 1997 byla extrémní (328 mm), takže s největší pravděpodobností došlo během této srážkové epizody k postupnému vyčerpání maximální vodní kapacity půdního horizontu, což u přívalové povodně v červnu 2009 vzhledem k odlišnému charakteru srážek nenastalo. Jesenicko Situace na severní Moravě a ve Slezsku se opět zkomplikovala ve večerních a nočních hodinách z pátku 26. na sobotu 27. června, kdy již do velmi nasyceného území vypadly přívalové srážky na povodí Vidnávky, Bělé a pravostranných přítoků Kladské Nisy a způsobily na těchto tocích další velmi prudké vzestupy hladin a přívalovou povodeň. Nejvyšší úhrn srážek byl naměřen v Černé Vodě (59,0 mm). Jelikož tato část Jesenicka není ideálně pokryta sítí pozemních srážkoměrů, tak k celkové informaci o plošném rozložení srážek v této oblasti velmi napomohly údaje získané z radarových měření (viz mapa denních úhrnů srážek na Obr. 5.3). Prudkou odezvu na vydatné srážky měla zvláště Bělá v Mikulovicích, kde došlo k významnému překročení 3. SPA a řeka kulminovala v pozdních večerních hodinách 31 26. června při průtoku přesahujícím 20letou vodu. V podobném čase proběhl vrchol vlny také na horním úseku řeky Opavy. Nejvýznamnější kulminační průtoky se na pozorovaných tocích na Jesenicku vyskytly ve vodoměrných stanicích Vidnava na řece Vidnávce (Q50 – Q100) a zvláště pak v Žulové na Stříbrném potoce, kde byl významně překročen 100letý průtok. Stejně tak tomu bylo i na Černém potoce ve Velké Kraši. Stanice však byla povodní zcela zničena, takže kulminace byla odhadnuta za pomocí hydraulických a srážkoodtokových modelů. Přívalová vlna postihla také řadu nepozorovaných vodních toků, unášela veliké množství splavenin, ničila koryta potoků a říček i přilehlé stavby a objekty ležící na březích. Bohužel se řádění živlů taktéž neobešlo bez lidských obětí. Největší škody napáchaly Skorošický potok ve Skorošicích a v Tomíkovicích a Vojtovický potok v Bernarticích, kde doby opakování kulminačních průtoků velmi značně překročily Q100 a specifický odtok Skorošického potoka se při jeho ústí mohl pohybovat okolo 3,7 m3 .s-1 .km-2 . Významně byl povodní postižen také Javornický potok, který se rozlil ve městě Javorníku, a také další vodní toky, jako např. Červený potok či Studená voda, vystoupily ze svých koryt. Rozložení denních úhrnů srážek 26. června v oblasti Jesenicka a Rychlebských hor je znázorněno na mapce na Obr. 5.3. Charakteristický průběh srážek, průtoků a vývoj nasycení území v povodí toků na Jesenicku je znázorněn na Obr. 5.4 na příkladu Stříbrného potoka v profilu vodoměrné stanice Žulová. Z grafu je patrné, že od 22. června každý den až do 26. června vypadávaly na povodí poměrně významné srážky, které způsobily jak nárůst průtoků, tak patrně i silné nasycení povodí. Hodnoty koeficientů přímého odtoku na Vidnávce a Stříbrném potoce (Tab. 4) však tuto skutečnost příliš nepotvrzují, i když je nutné přiznat, že separace přímého odtoku z hydrogramu zde byla poměrně obtížná. V dalších dnech již voda pozvolna opadávala, i když ještě 30. června trvaly na Opavě, Bělé a dolním toku Odry 1. SPA. Poslední významnější povodňovou událostí v povodí Odry byla konvekční bouře ze dne 2. července na Fulnecku, kdy přívalové srážky způsobily rozlití Husího potoka a dalších drobných vodotečí v okolí Fulneku. Tamní vodoměrná stanice zaznamenala velmi prudký vzestup a pokles povodňové vlny na Husím potoce s kulminací přesahující 50letou vodu (bude ještě zmíněno podrobněji v dílčí kapitole 5.4). 32 Obr. 5.3 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů na Jesenicku dne 26. 6. 2009 Stříbrný potok – Žulová Plocha povodí: 21.46 km2 0 10 20 30 40 50 60 70 22. 6. 23. 6. 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 4.0 8.0 12.0 16.0 20.0 24.0 28.0 Výškasrážekza15minut[mm] PoměrAPIknormálu21.6.[–] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] Poměr API k normálu 21. 6. Q100 Obr. 5.4 Hyetogram průměrných srážek, průměrný poměr API k normálu na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice Žulová na Stříbrném potoce 33 5.2 Vývoj povodňové situace v povodí Vltavy (čerpáno z podkladů připravených na oddělení hydrologie pobočky ČHMÚ v Č. Budějovicích) Vývoj povodňové situace na povodích přítoků horní Vltavy byl poměrně komplikovaný. První výrazný vzestup průtoků byl zaznamenán 22. června v pozdních večerních hodinách na Černé ve stanici Ličov, a to v důsledku orograficky zesílených srážek, které trvaly s určitými přestávkami 40 hodin, přičemž na úpatí Novohradských hor napršelo za tuto dobu více než 100 mm srážek. Tytéž srážky způsobily i mírný vzestup hladiny Lužnice. Největší extremity dosáhla Malše v Pořešíně a Černá v Ličově, kde kulminační průtok přesáhl 23. června úroveň 2leté vody a byl dosažen 3. SPA. Z hlediska povodňového ohrožení byl daleko významnější vývoj situace na přítocích Otavy, zejména na povodích Volyňky a Blanice. Orograficky zesílené srážky se ve dnech 22. až 24. června vyskytly rovněž v předhůří Šumavy, kde zasáhly zejména povodí Blanice nad vodním dílem Husinec. Srážkové úhrny zde dosáhly za 48 hodin až 120 mm. Hladiny toků v povodí Blanice se dostaly na své lokální maximum 24. 6. v ranních hodinách. Blanice na Blanickém Mlýně, v Podedvorském Mlýně i Zlatý potok v Hracholuskách mírně překročily úroveň 3. SPA. Hladina na vodním díle Husinec dosáhla 24. 6. ve večerních hodinách na hranu přelivu a dále již byl odtok z přehrady prakticky neovladatelný. Velmi důležitý je i fakt, že v důsledku zmíněných regionálních srážek došlo ke značnému nasycení dotčeného území, a to zejména povodí Blanice a Volyňky. Srážky konvekčního charakteru v následujících třech dnech způsobovaly opětovné vzestupy hladin na horních tocích Blanice a Volyňky, dolní úseky toků stoupaly pozvolna vlivem dotékání vody z horního povodí. Srážky v noci z 27. na 28. června byly v povodí Blanice a sousední Volyňky nejsilnější z celého povodí horní Vltavy. Na horní Blanici a horním toku Volyňky spadlo místy přes 60 mm. Vysoká nasycenost území a nepříznivé odtokové poměry (velká sklonitost svahů) v kombinaci se silnými srážkami vyvolaly extrémní odtokovou odezvu. Hladina Blanice v profilu stanice Podedvorský Mlýn dne 28. 6. stoupla v časných ranních hodinách během tří hodin o 170 cm a byl dosažen průtok s dobou opakování blížící se hranici 100 let. Tato velmi ostrá povodňová vlna po mírné transformaci kulminačního průtoku (cca 20 %) v nádrži Husinec se propagovala dále na středním a dolním toku. Zde se již postup povodňové vlny začal zpomalovat, protože řeka se začala rozlévat do rozsáhlé okolní nivy. K největším 34 rozlivům došlo na úseku mezi Protivínem a vodoměrnou stanicí Heřmaň, kde se postup vrcholu povodňové vlny výrazně zpomalil (viz Obr. 5.6). Podle tvaru hydrogramu ze stanice Heřmaň lze usuzovat, že přitékající voda z Blanice se nejprve akumulovala v přilehlé nivě (mírnější vzestup do ranních hodin 29. 6.) a rychlejší nárůst průtoků v Heřmani nastal teprve při vyplnění inundačních území. Z průběhu historických povodní se zdá, že podobná transformace povodňových vln se na dolní Blanici uplatňuje pouze za velkých povodní (např. z let 1954 a 2002), u kterých hydrogramy z profilu stanice v Heřmani vykazují podobný tvar vlny. Zpomalení postupu povodňové vlny mělo velmi příznivý vliv na průběh povodně na dolní Otavě, protože nedošlo ke střetu vrcholů průtokových vln Otavy a Blanice. Transformační účinky inundačního území Blanice jsou předmětem studie, která je zpracována v rámci tohoto projektu. Účelem simulací je vyšetření časového a prostorového průběhu typických povodňových vln za využití několika scénářů pro vlny různých velikostí a tvarů, které by v budoucnu pomohly lépe odhadnout vývoj situace na dolním toku Blanice v reálném čase při výskytu povodně. Na horním toku Volyňky byly podobně jako na Blanici v noci ze 27. na 28. června nárůsty průtoků výjimečně rychlé a kulminace na Volyňce v Sudslavicích dokonce přesáhla hodnotu 100letého průtoku. Kulminační průtok na Spůlce, která se vlévá do Volyňky nedaleko od Sudslavic, přesáhl pouze 5letou dobu opakování a extremita na dolní Volyňce byla již tak pouze mezi 20–50letou vodou. 3. SPA a 5letý průtok byly dosaženy na Ostružné na Klatovsku. Na horní Otavě byla situace relativně klidnější, úroveň 3. SPA přesáhla hladina Otavy až na svém středním úseku pod soutokem s Volyňkou. V Písku hladina Otavy kulminovala 28. 6. 2009 před půlnocí na úrovni 5letého průtoku. Přívalové srážky ze 27. na 28. června rovněž podstatně zasáhly povodí Úhlavy, kde byl ve vodoměrné stanici Tajanov 28. června v ranních hodinách dosažen 10letý průtok. Rozložení denních úhrnů srážek 27. června na povodí Volyňky a Blanice je znázorněno na mapce na Obr. 5.5. Charakteristické průběhy srážek, průtoků a vývoje nasycení území v povodí toků Blanice a Volyňky jsou znázorněny na Obr. 5.7 a 5.8 v profilech vodoměrných stanic Sudslavice na Volyňce a Podedvorský Mlýn na Blanici. Situace byla svým způsobem velmi obdobná vývoji povodňové situace na Jesenicku, tzn. že každodenní poměrně vydatné srážky způsobily významné nasycení povodí, což vyústilo v prudký nárůst odtoku za přívalových 35 srážek v noci ze 27. na 28. června (na Jesenicku o den dříve). O vysoké nasycenosti území svědčí i velikost koeficientu přímého odtoku v profilu stanice Podedvorský Mlýn, kde jeho hodnota byla z vybraných vyhodnocovaných profilů nejvyšší (viz Tab. 4). Obr. 5.5 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů v regionu povodí Blanice a Volyňky dne 27. 6. 2009 0 20 40 60 80 100 120 140 160 22. 6. 23. 6. 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] Podedvorský Mlýn (202.76 km2) Husinec – pod nádrží (212.39 km2) Heřmaň (840.34 km2) Obr. 5.6 Vývoj průběhu povodně na Blanici 36 Blanice – Podedvorský Mlýn Plocha povodí: 202.76 km2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 22. 6. 23. 6. 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Výškasrážekza15minut[mm] PoměrAPIknormálu21.6.[–] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] poměr API Obr. 5.7 Hyetogram průměrných srážek, průměrný poměr API k normálu na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice Podedvorský Mlýn na Blanici Volyňka – Sudslavice Plocha povodí: 80.16 km2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 22. 6. 23. 6. 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Výškasrážekza15minut[mm] PoměrAPIknormálu21.6.[–] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] poměr API Obr. 5.8 Hyetogram průměrných srážek, průměrný poměr API k normálu na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice Sudslavice na Volyňce 37 5.3 Vývoj povodňové situace v povodí Ploučnice a Kamenice (čerpáno z podkladů připravených na oddělení hydrologie pobočky ČHMÚ v Ústí nad Labem) Povodí Ploučnice a Kamenice bylo v hodnoceném období postiženo lokálními přívalovými srážkami vícekrát, které pokaždé vyvolaly velmi prudký vzestup hladin vodních toků. První povodňovou epizodu způsobila srážka 1. 7. ve večerních hodinách, kdy došlo v profilu Srbská Kamenice na řece Kamenici k velmi rychlému vzestupu hladin nad úroveň 3. SPA, přičemž byl během jedné hodiny vzestupu dosažen kulminační průtok s dobou opakování více než 100 let. Centrum příčinných srážek leželo v úzkém severojižním pásu od České Kamenice po Úštěk, viz mapka na Obr. 5.9. Nejvyšší úhrn srážek byl naměřen ve stanici v České Kamenici, a to 51,5 mm, ale odhady na základě měření meteorologického radaru ukázaly, že v centru přívalové srážky mohlo spadnout až 80 mm. Trvání srážky podle radaru i podle měření automatické srážkoměrné stanice ve Verneřicích bylo prokazatelně kratší než dvě hodiny. Kromě Kamenice patřily mezi nejvíce zasažená povodí Bystrá a přítoky dolní Ploučnice mezi Žandovem a Benešovem nad Ploučnicí (Merboltický p., Valkeřický p., Fojtovický p.). Ve stanici Benešov nad Ploučnicí byl překročen 1. SPA, přičemž významnou část tohoto průtoku tvořila voda přitékající z pravostranného přítoku Bystré, která ústí do Ploučnice těsně nad profilem stanice. Následujícího dne pokračovala srážková činnost nejprve v horní části povodí Kamenice a odpoledne postupně v celé oblasti. Srážkové úhrny ve stanicích se pohybovaly kolem 20 mm, radarové odhady v pramenné části Kamenice dosahovaly až 30 mm. Hladiny toků přechodně znovu rychle stouply a ve stanici Srbská Kamenice byl opět překročen 1. SPA. Kulminační průtok dosáhl přibližně hodnoty 20leté vody. Ve stanicích v povodí Ploučnice se srážky tento den na odtoku projevily jen nepatrně. Avšak v sobotu 4. 7. spadla do již nasyceného území další přívalová srážka, která způsobila znovu přívalovou povodeň na Kamenici, Bystré a dalších přítocích dolní Ploučnice. Denní srážkové úhrny ve stanicích se pohybovaly od 20 do 40 mm, nicméně většina srážek spadla mezi 14. – 16. hodinou a srážkoměrné stanice ležely většinou na okraji centra srážek vyhodnoceného z radarových snímků, kde odhady ukazovaly na úhrny mezi 60 a 80 mm (viz mapka na Obr. 5.10). Hladina ve vodoměrné stanici v Srbské Kamenici znovu rychle stoupla, 38 a to za 90 minut cca o dva metry, přičemž kulminační průtok opět přesáhl hodnotu 100leté vody. Ve Hřensku průtok v Kamenici kulminoval taktéž na úrovni, přesahující 100letou vodu. Dramatičtější průběh však měla přívalová povodeň na Bystré, která postihla všechny obce ležící na tomto toku. Kulminační průtok Bystré v Benešově nad Ploučnicí byl pomocí hydraulického modelu (na základě geodetického zaměření stop maximální hladiny a příčných profilů) vyhodnocen na 115 m3 .s-1 a výrazně překročil dobu opakování 100 let. Významnější srážky se vyskytly znovu i na menších přítocích Ploučnice v okolí Žandova a Benešova nad Ploučnicí. V důsledku těchto srážek, ale zejména průtokové vlny z Bystré se ve stanici Benešov nad Ploučnicí hladina Ploučnice zvedla z 90 cm na kulminačních 213 cm za zhruba tři hodiny a průtok dosáhl úrovně cca 10leté vody. Vzhledem k umístění vodoměrné stanici v Benešově nad Ploučnicí těsně pod soutokem s Bystrou zde došlo k příčnému sklonu hladiny směrem ke stanici umístěné na levém břehu. Zároveň byl tento jev doprovázen velkým rozkmitáním a pulsací hladiny a na pravém břehu se vytvořily velké nánosy naplavenin. Zaznamenaný průběh hladin ve vodoměrné stanici byl tak značně nereprezentativní a musel být zpětně upraven pomocí hydraulických výpočtů a průběhu povodňové vlny v profilu Děčín-Březiny ležícím níže po toku Ploučnice. Vzhledem k této skutečnosti může být výše uvedené vyhodnocení průtoků Ploučnice v Benešově nad Ploučnicí zatíženo i větší nejistotou. Hydrogram průměrných hodinových průtoků se znázorněním kulminačních průtoků, průběh srážek a vývoj nasycení na povodí Kamenice po profil vodoměrné stanice v Srbské Kamenici je na Obr. 5.11. Je namístě si povšimnout poměrně malého rozdílu v maximálním průměrném hodinovém průtoku během průtokových vln 1. a 2. července, ale velkého rozdílu ve velikosti kulminačních průtoků. To svědčí o odlišném charakteru srážek a zejména v umístění jejich centra, kdy 1. července bylo centrum v blízkosti profilu vodoměrné stanice, zatímco následující den v horních partiích povodí, takže došlo jak ke zpoždění, tak i patrně k částečné transformaci povodňové vlny. 39 Obr. 5.9 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů v regionu povodí Kamenice a dolní Ploučnice dne 1. 7. 2009 Obr. 5.10 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů v regionu povodí Kamenice a dolní Ploučnice dne 4. 7. 2009 40 Kamenice – Srbská Kamenice Plocha povodí: 97.79 km2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. 6. 7. 7. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Výškasrážekza15minut[mm] PoměrAPIknormálu21.6.[–] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] poměr API Q100 Obr. 5.11 Hyetogram průměrných srážek, průměrný poměr API k normálu na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice Srbská Kamenice na Kamenici 0 20 40 60 80 100 120 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. 6. 7. 7. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] Stružnice (995 km2) Benešov n. Pl. (1156 km2) Děčín-Březiny (1183 km2) Obr. 5.12 Vývoj časového průběhu průtoků na Ploučnici 41 0 20 40 60 80 100 120 24. 6. 25. 6. 26. 6. 27. 6. 28. 6. 29. 6. 30. 6. 1. 7. 2. 7. 3. 7. 4. 7. 5. 7. 6. 7. 7. 7. Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] Srbská Kamenice – Kamenice (97.79 km2) Všemily – Chřibská Kamenice (61.62 km2) Hřensko – Kamenice (214.92 km2) Obr. 5.13 Vývoj časového průběhu průtoků v povodí Kamenice Vývoj a postup povodňových vln v povodí Ploučnice a Kamenice je znázorněn na Obr. 5.12, resp. Obr. 5.13. Z Obr. 5.13 je patrné, že s výjimkou 26. června, nebylo povodí hlavního přítoku Kamenice, Chřibské Kamenice, zasažené významnějšími srážkami a průtoky v závěrovém vodoměrném profilu Hřensko byly určovány především přítokem z horní části povodí Kamenice. Za zmínku stojí i zachování tvaru povodňové vlny ve Hřensku, k čemuž určitě přispěly fyzicko-geografické poměry údolí Kamenice pod soutokem s Chřibskou Kamenicí, kde Kamenice protéká soutěskami, takže povodňová vlna nemá fakticky žádnou možnost transformace. 5.4 Analýza dalších případů výskytu lokálních přívalových povodní a shrnutí V této kapitole bychom zmínili ještě dvě další situace lokálních přívalových povodní, které se vyskytly 2. července 2009. Jde za prvé o poměrně medializovaný případ povodně ve Fulneku na Husím potoce a o méně známý případ povodně na horním toku Oslavy nad nádrží Mostiště. Husí potok – Fulnek Mapka odhadu plošného rozložení denních úhrnů srážek na povodí Husího potoka a v okolí města Fulnek je na Obr. 5.14. Z mapky je patrné, že nejvyšší úhrny srážek se vyskytly 42 na rozvodnici Husího potoka a jeho přítoku Gručovka, která se vlévá do Husího potoka právě ve Fulneku. Vodoměrná stanice na Husím potoce, kde byl zaznamenán 50–100letý průtok, je situovaná nad soutokem s Gručovkou, takže s největší pravděpodobností extremita povodně na Husím potoce pod soutokem s Gručovkou byla větší, což dokazují i doložené zprávy o škodách z obcí Stachovice a Hladké Životice. Průběh srážek na povodí Husího potoka k profilu vodoměrné stanice ve Fulneku a hydrogram průtoků jsou znázorněny na Obr. 5.15. Oslava nad nádrží Mostiště Vyhodnocení povodňové situace na povodí Oslavy nad nádrží Mostiště je z hydrologického hlediska zajímavé přinejmenším ze dvou důvodů. Za prvé: 100letý průtok, který byl dosažen na Oslavě v profilu Dolní Bory-Olší, byl způsoben srážkou přívalového charakteru, která zasáhla jen menší část povodí, které lze považovat již za povodí střední velikosti (plocha 211 km2 ). Zasažená plocha se srážkovými úhrny nad 50 mm tvořila zhruba 50 km2 , tj. necelou čtvrtinu celkové plochy povodí (mapka příčinných srážek je na Obr. 5.16). Souhrnné údaje pro celou plochu povodí mohou být tak značně zkreslující, neboť výška srážek na povodí k profilu stanice Dolní Bory-Olší tvořila jen 26 mm a odtoková výška odvozená z hydrogramu ve stanici Dolní Bory-Olší činila pouhých 6,5 mm (objem přímého odtoku byl 1,38 mil. m3 ). Doba trvání vzestupu vlny ve vodoměrném profilu byla zhruba 2 hodiny (viz Obr. 5.17), což je důsledkem blízkosti jádra srážky vzhledem k umístění vodoměrného profilu. Obdobné příčiny a průběh povodně (včetně velikosti koeficientu přímého odtoku) byly zaznamenány na povodí Kamenice (viz kap. 5.3). Za druhé se na příkladu této povodně prokázal významný vliv retenčních nádrží na povodňové průtoky, kdy přítok na úrovni 100letého průtoku byl transformován na neškodný odtok (2letý průtok) pod nádrží (Obr. 5.17). Objem povodňové vlny zhruba odpovídal objemu retenčního prostoru v nádrži Mostiště. Vliv nádrže Mostiště je rozebírán podrobněji v dílčím úkolu „Vliv vodních děl na průběh povodní a jejich poškození“. 43 Obr. 5.14 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů v regionu povodí Husího potoka na Fulnecku dne 2. 7. 2009 Husí potok – Fulnek Plocha povodí: 58.85 km2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2. 7. 12:00 2. 7. 18:00 3. 7. 0:00 3. 7. 6:00 Čas Čas (SEČ) Průměrnýhodinovýprůtok[m 3 .s -1 ] 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 Výškasrážekza15minut[mm] Kulminační průtok Hodinový průtok [m3/s] Srážka na povodí [mm] Q100 Obr. 5.15 Hyetogram průměrných srážek na povodí a hydrogram průtoků v profilu stanice Fulnek na Husím potoce 44 Obr. 5.16 Plošné rozložení denních srážkových úhrnů v povodí Oslavy nad nádrží Mostiště dne 2. 7. 2009 Oslava Dolní Bory (nad nádrží), Mostiště (pod nádrží) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 2.7. 0:00 2.7. 12:00 3.7. 0:00 3.7. 12:00 4.7. 0:00 4.7. 12:00 5.7. 0:00 5.7. 12:00 6.7. 0:00 Čas Průtok Dolní Bory-Olší (211 km2) Mostiště pod nádrží (223 km2) Obr. 5.17 Průběh průtoků na Oslavě v profilech nad a pod nádrží Mostiště 45 Shrnutí V kapitole 5 byla pozornost soustředěna na nejvýznamnější povodňové události, které se za dobu trvání příčinné meteorologické situace (22. 6. – 4. 7. 2009) vyskytly. Povodňové události lze jednoznačně charakterizovat jako přívalové povodně, neboť fakticky vykazovaly všechny znaky, které jsou s tímto fenoménem spojené: – byly způsobeny silnými srážkami konvekčního charakteru s dobou trvání řádově desítky minut až cca tři hodiny, – na zasažených vodních tocích se vyznačovaly rychlými vzestupy a rychlými poklesy hladin (trvání povodňové vlny bylo řádově několik hodin), – naprosto dominantní složkou odtoku byl rychlý povrchový odtok, který nastal po nasycení svrchní vrstvy půdního horizontu. Lze konstatovat, že přívalové povodně v červnu a červenci 2009 byly z hydrologického hlediska velmi významné, neboť kulminační průtoky na nejvíce zasažených povodích (toky na Novojičínsku a Jesenicku, Bystrá v Benešově n. Ploučnicí) značně překročily dobu opakování 100 let. Obr. 5.18 Závislost maximálních specifických odtoků na ploše povodí 46 Významnost kulminačních průtoků povodní je možné provést i na základě porovnání velikosti maximálních specifických odtoků vůči ploše povodí, jejichž hodnoty byly pro vybrané profily za tímto účelem vyneseny do log-log grafu na Obr. 5.18. Vyhodnocené maximální specifické odtoky přívalových povodní z roku 2009 jsou na Obr. 5.18 znázorněny červenými symboly a jsou vztaženy k obalovým křivkám max. specifických odtoků. Obalové křivky byly odvozeny na základě vyhodnocení kulminačních průtoků největších zaznamenaných historických povodní a poprvé byly publikovány ve zprávě Kulasové a kol. [8]. Z grafu na Obr. 5.18 vyplývá, že obecně maximální specifické průtoky s plochou povodí klesají. Bod, který se nejvíce blíží obalové křivce na Obr. 5.18, reprezentuje profil na Jičínce v Novém Jičíně. Hodnota maximálního specifického odtoku je v tomto profilu fakticky shodná s hodnotami maximálních specifik na Zrzávce a Jičínce v Žilině, kde se nachází soutok obou toků. K tomuto jevu mohlo dojít, pokud se střetly vrcholy povodňových vln Zrzávky a Jičínky v Žilině u Nového Jičína, což indikují výsledky z vyhodnocení srážkoodtokového modelu (viz Tab. 1). Hodnoty maximálních specifických odtoků na ostatních povodích leží pod obalovou křivkou. Poměrně velký rozdíl specifických odtoků na povodí Luhy a Jičínky lze vysvětlit odlišnými sklonovými poměry obou povodí (povodí Jičínky je výrazně sklonitější), na Jesenicku byly oproti povodí Jičínky a Luhy nižší intenzity srážek. Co může být na první pohled zarážející, jsou poměrně nízké hodnoty koeficientů přímého odtoku, které se ve vybraných vodoměrných profilech pohybovaly od 0,25 do 0,45 s výjimkou povodí Blanice, kde patrně vlivem silného předchozího nasycení převýšil koeficient odtoku hodnotu 0,5 (Tab. 4). Koeficient přímého odtoku při významově srovnatelné přívalové povodni v červenci 1998 na Bělé přesáhl ve vodoměrném profilu Kvasiny hodnotu 0,6, přitom doba opakování kulminačního průtoku této povodně byla cca 500 let jako v Novém Jičíně na Jičínce. Příčiny uvedených rozdílů je vedle odlišnosti fyzickogeografických charakteristik povodí, nasycenosti povodí a intenzit srážek možné spatřovat i v určité nejistotě vstupních dat, ať už srážek, tak i vyhodnocených průtoků. 47 6. POROV Á Í S HISTORICKÝMI UDÁLOSTMI Je obtížné identifikovat v minulosti meteorologickou situaci, jejímž následkem by byly každodenní bouřky s extrémními projevy, a to po dobu jednoho či dvou týdnů (tak jako v letošním roce). Určitou analogii lze najít např. v létě roku 1875. Série bouřek byla zaznamenána v období od 30. května do 5. června. Další výskyt bouřek s významnými projevy (silné krupobití, přívalové povodně) dokládá denní tisk (Národní Listy, Posel z Prahy, Pražský denník aj.) v období mezi 24. 6. a 7. 7. 1875. Tyto jevy byly zmiňovány v tisku ve dnech 24., 25. 6. a od 1. 7. do 7. 7. každý den v několika lokalitách. Přitom některé oblasti (Sušicko, okolí Velvar, Táborsko nebo Berounsko) byly postiženy přívalovými dešti a povodněmi opakovaně. Např. na Berounsku, zejména u Králova Dvora, došlo na přítocích Litavky k přívalovým povodním opakovaně 4. a 6. června. Hmotné škody zničením řady budov, poškozením železničních tratí nebo odplavením ornice byly značné. Zmíněny jsou i oběti na životech. Přitom je potřeba si uvědomit, že tato oblast se ještě vzpamatovávala z katastrofální povodně z května 1872. Právě povodeň z května 1872 a frekvence jiných extrémů počasí, jako následná suchá období v roce 1874 a na jaře roku 1875, vedly nakonec v roce 1875 k založení Hydrografické komise království Českého. Z nedávných (cca za posledních 10–15 let) významných přívalových povodní lze povodeň na Novojičínsku srovnat co do výšky spadlých srážek a velikosti jimi zasaženého území snad jen s katastrofální událostí (s významnými škodami na majetku i ztrátami na životech) z 22. na 23. července 1998 v podhůří Orlických hor, kdy extrémní přívalové srážky zasáhly povodí Bělé, ale zejména povodí Dědiny. Naměřené srážkové úhrny ve srážkoměrných stanicích byly vyšší než na Novojičínsku (204 mm ve stanici Deštné v Orlických horách), ale srážky spadly v delším časovém intervalu. Doby opakování kulminačních průtoků rovněž významně překročily 100 let. Mezi další významné a hydrologicky vyhodnocené přívalové povodně, které se v posledních 10–15 letech vyskytly a kdy kulminační průtoky přesáhly dobu opakování 100 let, patří: – Čižina (pravostranný přítok Opavy u Krnova) v květnu 1996, – Hodonínka (levostranný přítok Svratky ve Štěpánově n. S.) v červenci 2002, – Sloupský potok (obec Sloup, levostranný přítok Svitavy) v květnu 2003, – Olešenský potok (pravostranný přítok Sázavy v Ledči n. S.) v červnu 2004, – horní Dyje (nad nádrží Vranov) na konci června 2006. 48 Z výše uvedených příkladů přívalových povodní se tak trochu vymyká případ povodně z 30. června 2006 na horní Dyji, kdy déletrvajícími přívalovými dešti byla zasažené poměrně velká část povodí horní Dyje na českém a rakouském území. Následkem bylo významné překročení hodnoty 100letého průtoku i na povodích s plochou větší než 1000 km2 , což u přívalových povodní není obvyklým jevem. Z předcházejícího a relativně nedávného období je ještě nutné zmínit povodeň na Jílovském potoce (přítok Labe v Děčíně) ze začátku srpna 1987, kde rovněž došlo k překročení 100letých průtoků a specifické odtoky na plochách menších než 3 km2 přesáhly 12 m3 .s-1 .km-2 , což je srovnatelné s údaji z horního toku Sedlnice při události na Novojičínsku v červnu 2009. Mezi největší doložené historické přívalové povodně s katastrofálními důsledky patří událost z 25. května 1872 v povodí Berounky, kdy vlivem velkoplošných (odhadem v řádu stovek km2 ) extrémních přívalových srážek zejména na povodích Střely a Litavky došlo vedle zmíněných vodních toků k přívalové povodni na vlastním toku Berounky. V Berouně byl kulminační průtok Berounky (s plochou povodí téměř 8300 km2 ) dokonce ještě větší než během povodně v srpnu 2002 způsobené déletrvajícími regionálními srážkami a podle stávajících podkladů jeho doba opakování činí zhruba 1000 let. K extrémní (a dosud nepřekonané) přívalové povodni došlo během této události i na některých pravostranných přítocích Ohře, zejména na Blšance. Dále se nabízí srovnání povodní z června a července 2009 s katastrofálními velkoplošnými povodněmi z července 1997, které postihly převážně povodí Moravy a Odry, a ze srpna 2002, které se vyskytly hlavně v povodí Labe. Obě tyto události byly oproti přívalovým povodním z června a července způsobeny déletrvajícími regionálními srážkami, které byly navíc zesíleny orografickým efektem na návětrných svazích horských hřebenů. V obou případech tak v důsledku šlo o regionální povodně letního typu. Na Obr. 6.1 je znázorněno srovnání hydrogramů průběhu povodní z let 1997 a 2009 na příkladu profilu Vidnava na Vidnávce. Zatímco velikost kulminačních průtoků je srovnatelná, rozdíly tvaru povodňové vlny a jejím objemu jsou více než zřetelné. O to více vyniká nebezpečí povodní přívalového charakteru v porovnání s povodněmi způsobenými dlouhotrvajícími regionálními srážkami. Toto nebezpečí spočívá zejména v podstatně větší rychlosti nástupu povodně, a tudíž i v menší možnosti varování a příprav na případnou evakuaci a záchranu majetku a životů občanů. 49 Z Obr. 6.2 je patrné, že povodeň v srpnu roku 2002 byla z hlediska velikosti kulminačního průtoku na povodí horního toku Blanice (nad nádrží Husinec) daleko významnější než povodeň v červnu 2009. Navíc je evidentní, že i když šlo v roce 2002 převážně o regionální (a nikoliv přívalové) srážky, rychlost vzestupu povodňové vlny svědčí o jejich poměrně velké intenzitě vzhledem k ploše zasaženého povodí, a proto rozdíly v tvaru obou povodňových vln nejsou tak zřetelné v porovnání s předcházejícím případem znázorněným na Obr. 6.1. Srovnatelné je i nasycení území předcházejícími srážkami, které bylo v obou případech velmi silné a negativně ovlivnilo velikost odtoku při obou povodňových situacích. Na závěr této kapitoly je nutné zmínit přívalovou povodeň, která se vyskytla na Novojičínsku z 18. na 19. srpna roku 1958. Odhad plošného rozložení srážek získaný interpolací denních srážkových úhrnů naměřených ve srážkoměrných stanicích je na Obr. 6.3. Průběh povodně je popsán v článku Čerkašina [7], ve kterém jsou uvedeny i odhady velikosti kulminačních průtoků. V textu však není popsána metodika výpočtu, takže vzájemné porovnání použitých způsobů odvození nelze provést. Velikost kulminačního průtoku na Jičínce v Novém Jičíně však s velkou pravděpodobností přesáhla dnešní platnou hodnotu 100letého průtoku. Dále je z textu článku zřejmé, že i když příčinné srážky 18. srpna 1958 byly místy vydatnější než 24. června 2009 (např. ve srážkoměrné stanici Hodslavice), jejich trvání bylo delší, a tudíž byly zřejmě méně intenzivní. I tehdejší odhady kulminačních průtoků svědčí o tom, že červnová povodeň v roce 2009 byla pravděpodobně významnější v porovnání s povodní v srpnu 1958. 50 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 -108 -96 -84 -72 -60 -48 -36 -24 -12 0 12 24 36 48 60 72 Hodina Průměrnýhodinovýprůtok[m3 .s-1 ] červenec 1997 červen 2009 Q100 Vidnávka – Vidnava Plocha povodí: 153.2 km 2 Obr. 6.1 Porovnání hydrogramů povodňových vln na Vidnávce v profilu Vidnava 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 -132 -120 -108 -96 -84 -72 -60 -48 -36 -24 -12 0 12 24 36 48 60 72 Hodina Průměrnýhodinovýprůtok[m3 .s-1 ] srpen 2002 červen 2009 Q100 Blanice – Podedvorský Mlýn Plocha povodí: 202.76 km2 Obr. 6.2 Porovnání hydrogramů povodňových vln na Blanici v profilu Podedvorský Mlýn 51 Obr. 6.3 Odhad plošného rozložení denních srážkových úhrnů na ovojičínsku dne 18. 8. 1958 52 7. ZÁVĚRY A CELKOVÉ ZHOD OCE Í Přívalové povodně jsou jevem, který se nejčastěji vyskytuje v období cca od poloviny května do poloviny září, protože v tomto období nastávají i příslušné synoptické situace, které podmiňují výskyt příčinných přívalových srážek. Mezi tyto situace patří nejčastěji přechod zvlněných studených front nebo příliv teplého, vlhkého a labilně zvrstveného vzduchu. Obě situace způsobují vzestupné pohyby vzduchu a vytváření konvekční oblačnosti s častým výskytem bouřek. Druhá v pořadí zmíněná situace zapříčinila přívalové povodně na území ČR v červnu a červenci 2009. Výjimečnost hydrometeorologické situace v poslední dekádě června a na začátku července nespočívala proto ani tak ve výskytu přívalových srážek a přívalových povodní, ale v tom, že vzhledem k typu synoptické situace (východní až jihovýchodní proudění) trvala poměrně velice dlouhou dobu, silnými srážkami a následnými přívalovými povodněmi byla postihována často stejná území, a v neposlední řadě ve výskytu katastrofální přívalové povodně na Novojičínsku, kde mohutné přívalové deště zasáhly souvislé území o rozloze mnoha desítek km2 . Průtokové vyhodnocení nejvíce zasažených toků bylo velmi obtížné, protože za absence přímých měření průtoků je v podstatě jedinou možností využití modelů, a to buď srážkoodtokových nebo hydraulických. Odhady parametrů srážkoodtokového modelu, příp. odhady koeficientu drsnosti za situace, kdy voda nese značné množství spláví, splavenin a plavenin, jsou však zatíženy značnou nejistotou. Kulminační průtoky na nejvíce zasažených povodích (zejména na Novojičínsku) často značně přesáhly stávající hodnoty 100letých průtoků a rovněž maximální specifické odtoky byly velmi významné (zejména na povodí Jičínky). Koeficienty přímého odtoku (podíl přímého odtoku a příčinných srážek) však nedosahovaly nikterak extrémních hodnot v porovnání s odtokovými koeficienty u regionálních povodní (červenec 1997 nebo srpen 2002). Podstatou rozdílu je odlišnost ve vytváření povodňového odtoku za přívalových a regionálních povodní. U přívalových povodní tvoří převážnou část odtoku povrchový odtok, který vzniká v důsledku překročení infiltračních schopností půdního povrchu, přičemž půda je schopná stále určitou část vody absorbovat. Oproti tomu u regionálních povodní je vlivem menší intenzity deště sice v počáteční fázi veškerá srážková voda infiltrována, ale vlivem dlouhotrvajících srážek může postupně dojít k úplnému nasycení půdního profilu. Půda jako celek již není schopná další 53 vodu přijímat, a dochází k výronu podpovrchové vody (např. v patě svahu), který po ukončení srážkové činnosti jen pomalu odeznívá. Za situací povodní vzniklých následkem dlouhotrvajících regionálních srážek proto může dojít k vyčerpání retenčních schopností krajiny, zatímco u přívalových povodní většinou nikoliv. Z rozboru těchto poznatků proto vyplývá důležitost sledování a hodnocení vlivu retenčních schopností krajiny při vytváření povodňového odtoku a jeho jednotlivých složek, jakými jsou povrchový či hypodermický odtok. V budoucnu je nadále nutné počítat s výskytem přívalových povodní (včetně katastrofálních) na našem území, přičemž nelze vyloučit, že s případnými dopady změn klimatu může jejich výskyt i narůstat. Na základě údajů z posledních 15–20 let se může jevit, že počet přívalových povodní a obecně extrémních hydrologických jevů narůstá, ale na druhé straně je nutné konstatovat, že v této době se značně zvýšila obecná informovanost o těchto událostech, což může skutečnost částečně zkreslovat. Fakt, že extrémní přívalové povodně nejsou na území ČR z dlouhodobého hlediska výjimečným jevem, je potvrzen historickými záznamy, které dokládají nejen výskyt obdobné meteorologické situace se srovnatelnými následky (v roce 1875), ale výskyt i mnohem katastrofálnějších povodní (v květnu 1872) oproti těm, které postihly Českou republiku v roce 2009. Doporučení a návrhy opatření: – Zavést systematickou evidenci výskytu významných přívalových povodní (s dobou opakování kulminačního průtoku alespoň 100 let) s cílem zjištění možného trendu v četnosti jejich výskytu. – Provést celoplošné zpracování radarových odhadů sum srážek (za cca 30 minut až 3 hodiny) s cílem detekce oblastí s častějším výskytem přívalových srážek. – Provést verifikaci hodnot N-letých průtoků na Kamenici a dolní Ploučnici. Zdá se, že výrazné překročení hodnot 100letých průtoků na Kamenici a zejména na povodí Bystré příliš neodpovídá velikosti spadlých srážek. – Rozšířit programové vybavení ČHMÚ na zpracování průtoků o možnost exportu hodnot průtoků v kroku kratším než hodinovém, který se ukázal jako nedostatečný pro vystižení hydrogramu průběhu povodňové vlny způsobené přívalovými srážkami. 54 55 Literatura: [1] Havelka, J. – Daňhelka, J. – Černá, L. (2009): Týdenní zpráva o hydrometeorologické situaci v České republice. Zpráva č. 25. Vydáno 24. června 2009, ČHMÚ [2] Havlík, A. – Matoušek V. (2005): Srážko-odtokové a korytotvorné procesy v povodí toků, Výroční zpráva. Projekt VaV – SL/1/13/04. [3] Řičicová, P. a kol. (2007): Vývoj metod predikce stavů sucha a povodňových situací na základě infiltračních a retenčních vlastností půdního pokryvu ČR. [Souhrnná závěrečná zpráva ČHMÚ a VÚMOP projektu VaV 1D/1/5/05]. Praha, ČHMÚ 2007. [4] Šercl, P. (2008): Hodnocení metod odhadu plošných srážek. Meteorologické Zprávy, roč. 61, číslo 2, s. 33–43. [5] US Army Corps of Engineers (2000): Hydrologic Modeling System HEC-HMS, technical reference manual. [6] US Army Corps of Engineers (2008): HEC-RAS River Analysis System, hydraulic reference manual. [7] Čerkašin, A. (1959): Povodeň na Zrzávce. Vodní hospodářství, číslo 12/1959, s. 538–541. [8] Kulasová, B. et al (1996): Metodické postupy odvozování návrhových extrémních povodní pro posuzování bezpečnosti přehrad. ČHMÚ, Praha. 56 Příloha: Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z června a července 2009 s využitím hydraulických výpočetních postupů Zadavatel: Český hydrometeorologický ústav Na Šabatce 17 140 00 Praha 4 - Komořany Zhotovitel: Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. - REVITAL Suchý vršek 13 158 00 Praha 5 Hlavní řešitel: Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. - REVITAL Suchý vršek 13 158 00 Praha 5 Spolupracovníci: Barbora Havlíková Matyáš Krijt Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 2 OBSAH : 1 ÚVOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 METODIKA VYHOD OCE Í. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2.1 erovnoměrné ustálené proudění v otevřených korytech . . . . . . . 5 2.2 Hydraulika objektů za povodní . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2.3 eustálené proudění v otevřených korytech . . . . . . . . . . 9 3 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A OVOJIČÍ SKU . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.1 Jičínka – profil Žilina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.2 Zrzávka – profil Bludovice. . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.3 Jičínka – profil LS ový Jičín . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.4 Jičínka – profil Kunín . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5 Luha – profil Bělotín . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.6 Luha – profil Jeseník nad Odrou. . . . . . . . . . . . . . . . 33 3.7 Sedlnice – profil Ženklava . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3.8 Sedlnice – profil Sedlnice . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A JESE ICKU. . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.1 Stříbrný potok – profil LS Žulová. . . . . . . . . . . . . . . . 48 4.2 Skorošický potok – profil Skorošice . . . . . . . . . . . . . . 51 4.3 Javornický potok – profil Javorník. . . . . . . . . . . . . . . 56 4.4 Vojtovický potok – profil Bernartice. . . . . . . . . . . . . . . 60 4.5 Černý potok – profil LS Velká Kraš . . . . . . . . . . . . . . 65 4.6 Vidnávka – profil LS Vidnava . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A DĚČÍ SKU . . . . . . . . . . . . . . . . 73 5.1 Bystrá – profil Benešov nad Ploučnicí . . . . . . . . . . . . . 73 5.2 Kamenice – profil LS Srbská Kamenice . . . . . . . . . . . . . 80 6 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU A VOLYŇCE . . . . 85 6.1 Volyňka – profil LS Sudslavice . . . . . . . . . . . . . . . 85 7 SOUHR VÝSLEDKŮ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 3 1. ÚVOD Na přelomu června a července zasáhla řadu povodí na našem území vlna bouřkových situací, které byly doprovázeny srážkovými epizodami s vysokými intenzitami a úhrny srážek. Odezvou byly povodňové vlny s kulminačními průtoky s malými pravděpodobnostmi výskytu a velmi rychlými vzestupnými větvemi hydrogramů. Na pozorovaných profilech se maximální vodní stavy objevovaly vysoko nad platností měrných křivek limnigrafických stanic. Navíc většina povodňových vln postihla toky bez pozorování. Proto se aplikace hydraulických výpočetních postupů ukázala jednou z možností, jak vyhodnotit kulminační průtoky. Po vzájemných konzultacích s pracovníky dotčených poboček ČHMÚ a správců toků byly k vyhodnocení zvoleny následující profily: Oblast ovojičínska: Jičínka – profil Žilina Zrzávka – profil Bludovice Jičínka – profil Nový Jičín Jičínka – profil Kunín Luha – profil Bělotín Luha – profil Jeseník nad Odrou Sedlnice – profil Ženklava Sedlnice – profil Závišice Sedlnice – profil Sedlnice Velička – profil Hranice na Moravě Oblast Rychlebských hor: Stříbrný potok – profil LS Žulová Skorošický potok – profil Skorošice Javornický potok – profil Javorník Vojtovický potok – profil Bernartice Černý potok – profil LS Velká Kraš Vidnávka – profil LS Vidnava Oblast Děčínska Bystrá – profil Benešov nad Ploučnicí Kamenice – profil Srbská Kamenice Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 4 Oblast Šumavy Volyňka – profil LS Sudslavice Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 5 2 METODIKA VYHOD OCE Í 2.1 erovnoměrné ustálené proudění v otevřených korytech Základem metodiky na odhad kulminačního průtoku za povodňových situací pomocí hydraulických výpočetních postupů je aplikace výpočetních postupů průběhu hladin nerovnoměrného proudění metodou po úsecích. Pro její správné použití by mělo být splněno několik předpokladů: Předpokládá se, že charakteristiky proudění a koryta se s časem nemění. Předpokládají se natolik dominantní složky rychlosti v podélném směru, že můžeme zanedbat složky rychlosti v příčném i svislém směru. Jinak vyjádřeno – proudnice se pokládají za rovnoběžné. Předpokládá se takové rozdělení podélných rychlostí v příčném řezu proudu, že lze průřezovou rychlost vyjádřit jako poměr průtoku a průtočné plochy. Za předpokladu malých změn mezi 2 sousedními profily můžeme změny hydraulických veličin v podélném směru považovat za tak malé, že lze jejich hodnoty zprůměrovat, v takovém případě lze pro výpočet sklonu čáry energie použít rovnice pro výpočet rovnoměrného proudění. Sklon dna koryta je natolik malý, že nerozhoduje, považujeme-li za hloubku vody svislici nebo kolmici ke dnu. Průběh hladiny mezi 2 sousedními profily je znázorněn na obrázku 2.1 2 1 dLidZ E ⋅⋅⋅⋅==== dLi0 ⋅⋅⋅⋅ dL g2 v2 1 ⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅αααα g2 v2 2 ⋅⋅⋅⋅ ⋅⋅⋅⋅αααα 1y 2y 0i Ei Obr. 2.1 - Průběh hladin při nerovnoměrném proudění Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 6 Potom můžeme pro profily 1 a 2 napsat Bernoulliho rovnici ve tvaru         ⋅ − +⋅+ ⋅ ⋅ += ⋅ ⋅ ++⋅ g2 vv Li g2 v y g2 v yLi 2 2 2 1 E 2 2 2 2 1 10 ξ∆ αα ∆ (2.1) kde ∆∆∆∆L – vzdálenost mezi profily [m] ξ - součinitel místní ztráty vlivem náhlého rozšíření či zúžení [-] a rozdíl úrovní hladin lze potom stanovit z rovnice         ⋅ − +⋅+        − ⋅ ⋅ = g2 vv L K Q S 1 S 1 g2 Q y 2 2 2 1 2 p 2 2 2 2 1 2 ζ∆ α ∆ (2.2) V případě říčního proudění probíhá výpočet proti směru toku. Řešení vychází se známé hloubky y2 a úrovně čáry energie E2 v dolním profilu. V dalším postupu se volí hloubky y1, pro kterou vyplyne úroveň čáry energie E1. g2 v yE 2 2 22 ⋅ ⋅ += α (2.3) g2 v yLiE 2 1 101 ⋅ ⋅ ++⋅= α ∆ (2.4) Při správném odhadu musí platit P 2 P 2 P 2 E 21 RSC Q i L EE ⋅⋅ == − ∆ (2.5) Pokud tato rovnost splněna není, znamená to, že byl odhad proveden špatně a je potřeba jej upravit. Tento postup se opakuje tak dlouho, až je dosaženo potřebné míry shody. Nezbytnou součástí metody je proto iterační postup, díky kterému se jedná o početně náročnou metodu. K výpočtu nerovnoměrného proudění je v současnosti k dispozici řada komerčně dostupných modelů. Všechny jsou založeny na uvedené metodě. Navzájem se liší pouze způsobem matematického vyjádření iterace. Základem je schéma, podle kterého je proveden první odhad hloubky y1. Při špatně zvoleném algoritmu může v některých případech (velký sklon koryta, velká vzdálenost profilů) iterace selhávat (v horním profilu může chybně dojít k záměně režimu proudění z říčního na bystřinné). 2.2 Hydraulika objektů za povodní Výpočet vzdutí hladiny mostním objektem Způsob výpočtu charakteristik proudění mostním objektem závisí na průběhu hladiny v mostním objektu a jeho blízkém okolí. Celkem je možné stanovit čtyři základní režimy proudění mostním objektem, které jsou graficky dokumentovány na obrázku 2.2 a níže popsány (za předpokladu říčního proudění v profilu mostu). Speciální případ nastává v případě přelévání mostní konstrukce. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 7 Jednotlivé režimy proudění mostním objektem jsou: proudění s volnou hladinou neovlivněné dolní vodou, proudění s volnou hladinou ovlivněné dolní vodou, proudění se zatopeným vtokem a volným výtokem, proudění se zatopeným vtokem i výtokem (tlakové proudění), přelévaný mostní objekt. 1 2 3 4 5 4 3 2 1 Obr. 2.2 – Charakteristické průběhy hladin při proudění mostními objekty. Pro řešení proudění s volnou hladinou lze použít přístup, který vychází z Bernoulliho rovnice. Za předpokladu zanedbání sklonu mezi profily 1 a 2 můžeme napsat 2 M 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 11 Sg2 Q y g2 v g2 v y g2 v yE ⋅⋅⋅ += ⋅ ⋅ + ⋅ ⋅ += ⋅ ⋅ += ϕ ξαα (2.9) kde E1 – úroveň čáry energie v profilu 1 [m] y1, y2 – hloubky proudění v profilech 1 a 2 [m] v1, v2 – střední rychlosti vody v profilech 1 a 2 [m⋅s-1 ] Q – průtok mostním objektem [m3 ⋅s-1 ] SM – průtočná plocha mostního profilu 2 [m2 ] φ – rychlostní součinitel [-] ξ – součinitel místní ztráty na vtoku [-] V případě proudění ovlivněného dolní vodou se doporučuje za hloubku y2 dosazovat přímo hloubku dolní vody y4 z profilu 4 těsně za mostem. Hloubka y2 bývá rovněž označována jako yσσσσ, y4 potom jako yd. Kromě tohoto postupu je k dispozici metoda vycházející z rovnice zachování hybnosti (momentová rovnice), kterou používá například program HEC-RAS. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 8 V případě, že dojde k zatopení vtoku, ale výtok z mostu zůstává i nadále volný, nejedná se ještě o tlakové proudění. V tomto případě je možné použít rovnici g2SC Q 2 H g2 v yE 2 M 2 Z 2 M 2 1 11 ⋅⋅⋅ += ⋅ ⋅ += α (2.10) kde CZ – koeficient závisející na míře vzdutí hladiny nad spodní líc mostovky [–] HM – vzdálenost mezi dnem a úrovní spodního líce mostovky na jeho horním čele [m] Za povodňových situací jsou běžné případy, kdy je most zatopený na svém vtoku i výtoku, proudění se potom stává tlakovým. V tomto případě se použije rovnice g2S Q y g2 v yE 2 M 2 v 2 4 2 1 11 ⋅⋅⋅ += ⋅ ⋅ += µ α (2.11) kde y4 – úroveň hladiny v profilu 4 [m] µµµµv- součinitel výtoku mostního otvoru [–] Hydraulickým výzkumem tohoto jevu se v posledních letech zabývala Katedra hydrauliky a hydrologie FSv ČVUT (Picek). Výzkum se zaměřil na stanovení součinitele µµµµv. Na jeho základě Picek doporučuje použít vyšší hodnotu, než uvádí manuál programu HECRAS. Tato hodnota může dle výsledků výzkumu překročit číslo 1. Výpočet proudění přepadem Pro výpočet průtoku přepadem se používá zpravidla rovnice 5.1 0hg2bmQ ⋅⋅⋅⋅= (2.12) kde m – součinitel přepadu [-] Především za vyšších průtoků může u těchto objektů nastat situace, kdy je proudění přes objekt ovlivněno úrovní hladiny dolní vody. Tento jev je do výpočtu zahrnován tak zvaným součinitelem zatopení dolní vodou σσσσz. Je-li šířka přelivné hrany menší než šířka přítokového koryta, dochází vlivem zúžení proudnic k bočnímu zúžení přepadového paprsku. Do výpočtu se potom zavádí účinná šířka přelivu b0. Rovnice (2.12) potom přechází na tvar 5.1 00z hg2bmQ ⋅⋅⋅⋅⋅= σ (2.13) kde b0 – účinná šířka přelivné hrany [m] σσσσz - součinitel zatopení [-] Pro účinnou šířku přelivné hrany platí 00 hn1.0bb ⋅⋅⋅−= ξ (2.14) kde b – šířka přelivné hrany [m] n – počet zúžení [-]. ξξξξ - součinitel tvaru pilířů [-] V případě vysokého stupně zatopení dolní vodou se již po hydraulické stránce nedá hovořit o přapadu. V takovém případě je možné problém řešit jako místní ztrátu nerovnoměrného proudění. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 9 2.3 eustálené proudění Fyzikální principy, které řídí proudění v otevřených korytech jsou principy zachování hmoty a zachování hybnosti. Tyto zákony jsou matematicky vyjádřeny ve formě parciálních diferenciálních rovnic. K výraznému zjednodušení dojde, když použijeme obdobné předpoklady jako v případě nerovnoměrného proudění Rovnici kontinuity můžeme potom napsat ve tvaru 0q x Q t S =− ∂ ∂ + ∂ ∂ (2.15) kde t – čas [s] q – boční přítok na jednotku délky [m2 ⋅s-1 ] Výslednou formu rovnice hybnosti je možné vyjádřit ve tvaru ( ) ( ) ϕβ cosvqiiSgSyg xS Q xt Q PE0 2 ⋅⋅+−⋅⋅=⋅⋅ ∂ ∂ +        ⋅ ∂ ∂ + ∂ ∂ (2.16) kde vp – rychlost ve směru přítoku, který s hlavním směrem uzavírá úhel ϕϕϕϕ [m⋅s-1 ] ϕϕϕϕ - úhel mezi směrem x (směr hlavního proudu) a směrem přítoku [°] Soustava diferenciálních rovnic je často známa rovněž pod názvem rovnice Saint Venantovy. Tyto rovnice jsou často uváděny i v redukované formě po substituci a vydělení průtočnou plochou ( ) ( )vcosv S q iig x y g x v v t v PE0 −⋅+−⋅= ∂ ∂ ⋅+ ∂ ∂ ⋅+ ∂ ∂ ϕ (2.19) Za povodňových situací proudí často voda v široké údolní nivě. Podmínky proudění jsou v korytě a inundaci natolik rozdílné, že bychom s předloženou soustavou rovnic nevystačili. Fread a Smith [12] doporučili tento problém řešit rozdělením na oddělená koryta a vyjádřením členů zachování hmoty a zachování hybnosti pro každou část samostatně. Pro zjednodušení problému použili následující zjednodušující předpoklady Sklon hladiny je v každém profilu kolmý na směr toku. Přenos hybnosti mezi korytem a inundací je zanedbatelný. Rozdělení průtoku v profilu je přímo úměrné rozdělení modulů průtoku. Pro průtok v korytě potom platí QQK ⋅= φ (2.20) kde Qk – průtok v korytě [m3 ⋅s-1 ] φφφφ – součinitel vyjadřující, jaká část z celkového průtoku proudí v korytě [–] Pro součinitel φφφφ platí IK K KK K + =φ (2.21) Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 10 kde Kk – modul průtoku koryta [m3 ⋅s-1 ] KI – modul průtoku pro inundační území [m3 ⋅s-1 ] Za užití těchto předpokladů je možné jednorozměrné pohybové rovnice upravit do následující soustavy ( ) ( )( ) 0 x Q1 x Q t S I 2 K = ∂ −∂ + ∂ ⋅∂ + ∂ ∂ φφ (2.22) ( ) 0i x y Sgi x y Sg x S Q1 x S Q t Q EI I IEK K K I I 22 K K 22 =      + ∂ ∂ ⋅⋅+      + ∂ ∂ ⋅⋅+ ∂         ⋅− ∂ + ∂         ⋅ ∂ + ∂ ∂ φφ (2.23) kde K, I – jsou indexy označující koryto a inundační území Zatímco v případě obecné diferenciální rovnice nerovnoměrného proudění byla hledána řešení přímé integrace alespoň pro případ prizmatického koryta, v případě podstatně složitějších řídících rovnic popisujících neustálené proudění byla rovnou hledána pouze numerická řešení s využitím metody konečných diferencí. Na rozdíl od řešení nerovnoměrného proudění (metoda po úsecích) bylo zpracováno několik výrazně odlišných řešení. Jedním z postupů je řešení nelineárních rovnic pomocí Newton-Raphsonovy iterační metody. Tento postup se stal základem mimo jiné matematického modelu 1D neustáleného proudění v otevřených korytech UNET, který je součástí systému HEC-RAS. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 11 3 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A OVOJIČÍ SKU 3.1 Jičínka – profil Žilina Pro odhad kulminačního průtoku na Jičínce nad soutokem se Zrzávkou byl vybrán úsek na dolním konci obce Žilina dlouhý téměř 1000 m. Zaměření toku bylo převzato ze studie odtokových poměrů, kterou nechal v minulosti zpracovat správce toku Lesy ČR. Umístění tratě je znázorněno na obrázku 3.1. Obr 3.1 Poloha měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Jičínce v Žilině. V posuzovaném úseku bylo zaměřeno celkem 7 stop, jednalo se především o linie na omítce objektů v dosahu záplavy. Upravené koryto mělo pravidelný lichoběžníkový profil, na obou březích rostly ojedinělé vrostlé stromy, které zpravidla nepřečkaly velké hydrodynamické namáhání vodního proudu. Proto byl součinitel drsnosti koryta uvažován nk = 0.045. Úrovni zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 200 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní všech zaměřených stop z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 3.1 a na obrázku 3.2. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 12 Tab. 3.1 – Průběh hladiny při průtoku Q = 200 m3 .s-1 na měrné trati Žilina na Jičínce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 10.829 279.57 283.46 283.89 0.0050 2.90 58.6 20.9 0.55 10.853 279.30 283.67 283.99 0.0033 2.53 67.2 16.5 0.40 10.876 Pevný jez 10.881 286.33 288.94 289.29 0.0052 2.71 70.4 45.2 0.57 10.92 289.43 10.941 286.00 289.29 289.65 0.0065 3.21 122.6 122.4 0.64 10.952 Silniční most 10.967 286.32 289.77 289.98 0.0040 2.58 161.5 145.4 0.50 11.010 286.59 289.94 289.90 290.24 0.0061 3.15 145.3 152.1 0.61 11.060 286.50 290.14 290.61 0.0068 3.43 105.8 101.0 0.66 11.100 286.44 290.36 290.94 0.0083 4.00 93.3 72.0 0.72 11.144 286.90 290.95 291.51 0.0072 3.90 98.7 97.0 0.68 11.185 287.24 291.45 291.74 0.0039 2.92 139.1 126.2 0.50 11.194 Stupeň ve dně 11.198 287.57 291.45 291.89 0.0070 3.20 100.8 116.1 0.65 11.254 288.16 292.01 292.13 0.0023 2.19 210.2 165.0 0.39 11.305 288.15 292.11 292.32 0.0037 2.68 164.8 144.8 0.49 11.308 Stupeň ve dně 11.310 288.71 292.11 292.58 0.0068 3.53 101.8 109.9 0.66 11.350 288.57 292.60 292.76 0.0025 2.12 168.6 143.7 0.41 11.385 288.60 292.56 293.76 0.0113 4.90 42.0 71.8 0.88 11.396 Silniční most 11.423 289.20 294.10 294.21 0.0014 1.84 221.5 167.8 0.31 11.434 294.11 11.471 289.49 294.21 294.26 0.0006 1.19 306.2 213.8 0.20 11.521 289.69 294.24 294.30 0.0008 1.35 282.3 182.0 0.23 11.535 294.35 11.568 289.82 294.24 294.36 0.0014 2.06 217.0 139.0 0.33 11.584 289.84 294.26 294.39 0.0016 2.03 205.8 139.0 0.33 11.591 Zničená lávka pro pěší 11.596 289.90 294.27 294.41 0.0017 2.12 205.9 139.0 0.35 11.607 294.43 11.637 294.75 11.649 290.16 294.32 294.60 0.0031 2.79 136.9 99.0 0.47 11.71 295.02 11.702 290.36 294.48 294.93 0.0048 3.36 96.9 60.1 0.57 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 13 279.00 281.00 283.00 285.00 287.00 289.00 291.00 293.00 295.00 10.80 10.90 11.00 11.10 11.20 11.30 11.40 11.50 11.60 11.70 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=200 Stopy Most Obr. 3.2 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =200 m3 .s-1 na měrné trati Žilina na Jičínce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Stav řešeného úseku Jičínky v Žilině bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.1 až 3.2. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 14 Foto 3.1 – Stav koryta Jičínky v Žilině v posuzovaném úseku. Foto 3.2 – Zaměření stopy po kulminační hladině na objektu nad hlavním silničním mostem. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 15 3.2. Zrzávka – profil Bludovice Úsek pro stanovení kulminačního průtoku na Zrzávce byl podobně jako v případě Jičínky vybrán blízko soutoku s Jičínkou v obci Bludovice (obrázek 3.3). Obr 3.3 Poloha měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Zrzávce v Bludovicích. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 16 V posuzovaném úseku bylo zaměřeno 5 údolních profilů a stejný počet stop po kulminační hladině, jednalo se především o linie na omítce objektů v dosahu záplavy. Upravené koryto mělo lichoběžníkový profil, na korytě byly patrné stopy po průběhu povodňového průtoku (eroze a nánosy), mostní objekty na toku byly poničeny, stejně jako násep železnice vedoucí podél koryta. Součinitel drsnosti koryta byl uvažován v rozsahu nk = 0.05 až 0.06 podle místních podmínek erozních změn na korytě a částečného ucpání profilu větvemi z poničené doprovodné vegetace. Horní most byl v průběhu povodně dle informace správce toku zcela ucpán, při výpočtech byl proto uvažován pouze přepad přes těleso mostovky. Úrovni zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 170 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní všech zaměřených stop z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 3.2 a na obrázku 3.4. Tab. 3.2 – Průběh hladiny při průtoku Q = 170 m3 .s-1 na měrné trati Bludovice na Zrzávce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0.000 292.82 296.77 296.77 299.88 0.0037 2.60 111.2 78.9 0.45 0.148 293.13 297.38 299.59 0.0018 1.89 155.3 70.9 0.31 0.152 Silniční most 0.155 293.13 297.41 297.40 299.52 0.0020 1.95 149.9 70.9 0.32 0.292 293.95 297.90 297.79 298.07 0.0030 2.14 175.5 113.8 0.38 0.434 294.59 299.36 297.58 0.0037 2.04 138.8 144.4 0.37 0.438 Silniční most 0.442 294.59 299.44 299.36 297.56 0.0039 2.07 136.8 144.4 0.37 0.540 295.47 299.58 299.66 296.95 0.0043 2.34 144.2 108.7 0.40 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 17 292 293 294 295 296 297 298 299 300 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=170 Stopy Most Ucpaný profil Obr. 3.4 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =170 m3 .s-1 na měrné trati Bludovice na Zrzávce Situace řešeného úseku Zrzávky v Bludovicích bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.3 až 3.5. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 18 Foto 3.3 – Poničený cestní most přes Zrzávku v Bludovicích Foto 3.4 – Přímý úsek Zrzávky v Bludovicích po povodni s důsledky chodu splavenin Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 19 Foto 3.5 – Jeden z objektů v obci Bludovice v dosahu záplavy s liniovou stopou po maximální hladině. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 20 3.3 Jičínka – profil LS ový Jičín K vyhodnocení kulminačního průtoku v profilu limnigrafické stanice Nový Jičín na Jičínce byla vybrána trať v délce 1000 m pod profilem limnigrafické stanice. Upravené koryto je zde mimořádně zahloubeno, a proto i v průběhu kulminace povodně došlo pouze k lokálnímu nevýznamnému vybřežení hladiny vody z koryta. Zaměření bylo převzato ze studie odtokových poměrů, kterou zpracoval správce toku podnik povodí Odry, s.p. Rozsah a umístění měrné tratě jsou patrné z leteckého snímku na obrázku 3.5. Obr. 3.5 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Jičínce v ovém Jičíně Kromě úrovně maximální hladiny ze záznamu limnigrafické stanice byly v úseku pod limnigrafickou stanicí zaměřeny další 2 stopy. V okolí lávky pro pěší se jednalo o čáru hladiny na budově skladu v místě lokálního vybřežení hladiny, nad pevným jezem to byly linie ulehlé trávy a usazených větviček a listí. Koryto mělo v řešeném úseku pravidelný upravený charakter. Břehy byly zatravněny, na pravém břehu se vyskytovaly vzrostlé vrby, jejichž kmeny byly účinkem povodně ohnuty ve směru proudění. Dle kalibrace drsností na základě starších hydrometrických měření byla hodnota součinitele drsnosti koryta uvažována nk = 0.033, v úseku nad lávkou z důvodu výskytu několika rostoucích stromů nk = 0.035. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 21 Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 340 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován v tabulce 3.3 a na obrázku 3.6. Profil limnigrafické stanice Nový Jičín se nachází ve staničení ř.km 9.075. Tab. 3.3 – Průběh hladiny při průtoku Q = 340 m3 .s-1 na měrné trati ový Jičín na Jičínce. Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 8.188 264.39 271.87 272.21 0.0025 2.67 135.4 30.5 0.38 8.226 264.62 272.11 272.31 0.0008 1.98 171.5 26.0 0.25 8.237 Silniční most 8.248 264.62 272.14 272.33 0.0008 1.97 172.3 26.0 0.24 8.295 264.75 272.27 272.41 0.0013 1.87 241.4 88.2 0.25 8.409 265.23 272.63 272.80 0.0204 1.88 220.4 57.7 0.26 8.465 265.27 272.87 273.11 0.0022 2.18 156.3 31.4 0.31 8.486 267.25 272.87 273.35 0.0027 3.12 114.6 32.6 0.49 8.487 Pevný jez 8.488 267.45 272.99 272.95 273.41 0.0022 2.90 123.0 32.6 0.44 8.495 267.50 273.13 273.48 0.0018 2.59 131.0 34.9 0.43 8.506 267.62 273.17 273.50 0.0019 2.57 132.3 33.8 0.41 8.514 Silniční most 8.522 267.62 273.90 274.13 0.0012 2.15 157.9 36.0 0.33 8.531 267.62 273.91 274.15 0.0011 2.20 154.7 37.0 0.34 8.587 267.71 273.97 274.21 0.0011 2.19 155.6 39.7 0.35 8.629 267.62 274.01 274.26 0.0011 2.19 155.9 41.3 0.35 8.670 267.60 274.05 274.31 0.0011 2.25 151.3 42.9 0.36 8.719 267.35 274.15 274.36 0.0009 2.05 166.0 43.3 0.33 8.749 267.84 274.18 274.41 0.0011 2.15 158.3 40.9 0.35 8.785 268.00 274.22 274.48 0.0015 2.24 152.1 40.8 0.37 8.786 Lávka pro pěší 8.787 268.00 274.56 274.77 0.0012 2.05 165.8 41.9 0.33 8.798 267.64 274.57 274.79 0.0012 2.06 164.8 41.6 0.33 8.799 Stupeň ve dně 8.800 268.43 274.57 274.81 0.0014 2.17 156.9 41.6 0.36 8.810 274.80 8.850 268.31 274.64 274.87 0.0010 2.12 161.8 43.5 0.34 8.896 268.72 274.67 274.93 0.0011 2.29 153.4 43.5 0.36 8.947 268.90 274.71 274.99 0.0013 2.37 148.6 43.7 0.38 8.981 268.99 274.77 275.04 0.0011 2.34 155.2 48.2 0.36 9.023 268.97 274.81 275.09 0.0011 2.38 163.3 69.0 0.38 9.075 269.12 274.84 274.87 275.17 0.0015 2.57 137.2 41.4 0.42 9.121 269.27 274.92 275.27 0.0018 2.64 128.8 35.9 0.44 9.167 270.20 275.01 275.43 0.0023 2.85 119.1 35.9 0.50 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 22 264 266 268 270 272 274 276 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 9 9.1 9.2 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=340 Stopy Most Obr. 3.6 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =340 m3 .s-1 na měrné trati ový Jičín na Jičínce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Stav koryta a objektů v řešeném úseku Jičínky v Novém Jičíně bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.6 až 3.9. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 23 Foto 3.6 – Koryto Jičínky po povodni v Novém Jičíně v úseku mezi limnigrafickou stanicí a lávkou Foto 3.7 – Pozůstatky zachycené trávy na zábradlí lávky v důsledku lokálního vzdutí Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 24 Foto 3.8 – Nátrž v okolí pravé břehové opěry lávky pro pěší přes Jičínku v Novém Jičíně Foto 3.9 – Nátrž v okolí levé břehové opěry lávky pro pěší přes Jičínku v Novém Jičíně Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 25 3.4 Jičínka – profil Kunín K vyhodnocení kulminačního průtoku v Kuníně byl vybrán dlouhý upravený úsek Jičínky. Zatravněné břehy koryta byly bez vegetace, okolní zástavba byla místy chráněna podélnými hrázemi. K výpočtům byl použit úsek dlouhý 3 km, zaměření bylo převzato ze studie odtokových poměrů, kterou zpracoval správce toku podnik povodí Odry, s.p. (viz obr. 3.7). Obr. 3.7 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Jičínce v Kuníně Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 26 Tab. 3.4 – Průběh hladiny při průtoku Q = 330 m3 .s-1 na měrné trati Kunín na Jičínce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 2.473 245.20 250.24 250.61 0.0013 2.68 123.3 35.5 0.46 2.477 Silniční most 2.481 245.20 250.52 250.83 0.0011 2.48 133.0 35.5 0.41 2.500 250.34 2.600 245.25 250.60 250.99 0.0013 2.77 120.8 33.9 0.45 2.779 245.37 250.81 251.29 0.0016 3.09 109.0 30.0 0.50 2.978 245.75 251.17 251.62 0.0016 2.97 112.7 32.0 0.49 3.125 251.48 3.130 246.27 251.43 251.87 0.0020 2.96 111.5 32.6 0.51 3.134 Silniční most 3.138 246.27 251.56 251.62 251.98 0.0018 2.85 116.0 33.0 0.48 3.150 251.56 3.407 247.10 252.10 252.47 0.0017 2.81 177.4 110.0 0.47 3.614 247.51 252.46 252.94 0.0023 3.08 110.9 60.0 0.54 3.615 Lávka pro pěší 3.617 247.51 252.67 253.09 0.0018 2.88 123.6 60.0 0.49 3.804 247.84 253.04 253.47 0.0020 2.97 147.1 90.0 0.51 4.006 248.48 253.45 253.90 0.0021 3.00 110.7 54.4 0.53 4.010 Silniční most 4.014 248.48 253.76 253.77 254.13 0.0016 2.73 132.0 70.0 0.46 4.020 253.87 4.180 248.80 254.07 254.46 0.0017 2.84 151.1 130.0 0.47 4.389 249.25 254.49 254.84 0.0017 2.79 196.0 120.0 0.47 4.450 249.38 254.56 254.97 0.0019 2.88 136.8 100.0 0.50 4.451 Zničená lávka pro pěší 4.453 249.38 254.57 254.98 0.0018 2.87 136.0 90.0 0.49 4.666 250.08 255.02 255.50 0.0024 3.23 124.4 85.5 0.56 4.916 250.68 255.70 256.14 0.0015 2.94 112.4 30.5 0.49 4.918 Stupeň ve dně 4.919 251.49 255.71 256.31 0.0031 3.44 95.8 30.4 0.62 4.971 251.29 256.08 256.75 0.0036 3.64 90.7 29.8 0.66 4.975 Silniční most 4.979 251.29 257.17 256.93 257.52 0.0014 2.64 125.0 33.1 0.43 4.980 256.95 5.193 251.97 257.51 257.92 0.0018 2.87 121.7 41.9 0.48 5.316 252.41 257.80 258.16 0.0016 2.74 173.9 163.7 0.46 5.530 253.60 258.14 258.71 0.0030 3.36 98.2 32.1 0.61 5.534 Silniční most 5.538 253.60 258.42 258.90 0.0023 3.07 107.4 33.2 0.54 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 27 V úseku bylo zajištěno a zaměřeno celkem 8 stop po maximální hladině. Jednalo se zejména o linie na stavbách podél řeky. Koryto mělo v řešeném úseku pravidelný upravený charakter se zatravněnými břehovými svahy. Při výpočtech byla použita hodnota součinitele drsnosti koryta nk = 0.033. Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 330 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován v tabulce 3.4 a na obrázku 3.8. 244 246 248 250 252 254 256 258 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8 5 5.2 5.4 5.6 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=330 Stopy Most Obr. 3.8 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =330 m3 .s-1 na měrné trati Kunín na Jičínce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Stav řešeného úseku Jičínky v Kuníně bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.10 až 3.13. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 28 Foto 3.10 – Drobné poškození travního opevnění pod jedním z mostů na Jičínce v Kuníně Foto 3.11 – Zcela nepoškozené koryto Jičínky v Kuníně na převážné délce řešeného úseku Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 29 Foto 3.12 - Podemletý pilíř jednoho z mostních objektů přes Jičínku v Kuníně Foto 3.13 – Úroveň hladiny přesahovala v levé inundaci často i úroveň vysokého plotu Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 30 3.5 Luha – profil Bělotín Na horním toku Luhy byl proveden odhad kulminačního průtoku na úseku řeky v obci Bělotín. Měrná trať délky 350 m obsahující 5 údolních profilů byla zaměřena v rámci řešení této studie. Rozsah a umístění měrné tratě jsou patrné z leteckého snímku na obrázku 3.9. Obr. 3.9 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Luze v Bělotíně V úseku bylo zajištěno a zaměřeno 5 stop po maximální hladině. Jednalo se zejména o linie na stavbách podél řeky nebo stopy zachycené trávy. V okolí mostního objektu, kde bylo koryto upraveno, byly odpory koryta ohodnoceny velikostí součinitele drsnosti koryta nk = 0.040, ve zbývající části toku s přirozeným neupraveným charakterem byla použita hodnota nk = 0.050. Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 55 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován v tabulce 3.5 a na obrázku 3.10. Stav řešeného úseku Luhy v Bělotíně bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.14 až 3.15. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 31 Tab. 3.5 – Průběh hladiny při průtoku Q = 55 m3 .s-1 na měrné trati Bělotín na řece Luze Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0.000 285.46 288.11 288.15 288.20 0.0030 1.44 75.1 165.3 0.36 0.082 284.98 288.36 289.07 288.55 0.0053 2.10 50.3 102.9 0.46 0.263 286.75 289.47 289.50 289.75 0.0081 2.71 39.3 49.3 0.58 0.313 286.91 289.77 289.93 0.0019 1.83 35.7 137.8 0.38 0.320 Silniční most 0.326 286.91 289.89 289.80 290.03 0.0016 1.72 38.5 142.2 0.35 0.352 287.49 289.87 289.90 290.13 0.0043 2.58 31.1 20.4 0.56 284 285 286 287 288 289 290 291 292 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=55 Stopy Most Obr. 3.10 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =55 m3 .s-1 na měrné trati Bělotín na Luze s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 32 Foto 3.14 – Koryto Luhy nad silničním mostem s patrnými stopami po hladině na stavbách Foto 3.15 – Typická stopa po kulminační hladině na jedné ze staveb včetně navlhlé omítky do vyšší úrovně vlivem následného vzlínání vody Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 33 3.6 Luha – profil Jeseník nad Odrou Trať pro vyhodnocení kulminačního průtoku na dolním úseku řeky Luhy byla vybrána v obci Jeseník nad Odrou. Délka úseku byla 800 m (viz obrázek 3.11). Obr. 3.11 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Luze v Jeseníku nad Odrou Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 34 Zaměření bylo převzato se studie odtokových poměrů na Luze, kterou nechal zpracovat správce toku podnik Povodí Odry, s.p. V celém úseku bylo zaměřeno celkem 7 stop po kulminační hladině. Jednalo se zejména o linie na stavbách podél řeky. Koryto mělo v řešeném úseku pravidelný upravený charakter se zatravněnými břehovými svahy. Hodnota součinitele drsnosti koryta byla odhadnuta hodnotou nk = 0.040. a budově, kde je umístěna značka maximální hladiny povodně z roku 1997 byla za povodně v červnu 2009 zaznamenána hladina o 89 cm vyšší (fotografie 3.19). Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 250 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován v tabulce 3.6 a na obrázku 3.12. Tab. 3.6 – Průběh hladiny při průtoku Q = 250 m3 .s-1 na měrné trati Jeseník nad Odrou na řece Luze Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 1.250 255.71 259.80 259.94 259.85 0.0011 1.58 471.9 291.1 0.30 1.257 Silniční most 1.262 255.71 260.06 260.29 0.0027 2.62 242.4 278.0 0.48 1.280 259.84 1.307 256.22 260.32 260.35 0.0005 1.21 409.1 189.8 0.21 1.350 260.25 1.457 255.88 260.40 260.43 0.0005 1.24 436.1 255.0 0.22 1.562 256.05 260.29 260.64 0.0034 3.05 195.4 280.0 0.54 1.580 260.43 1.591 256.18 260.42 260.74 0.0033 2.91 214.8 268.5 0.51 1.596 Silniční most 1.601 256.18 260.66 260.88 0.0022 2.51 267.2 285.2 0.42 1.620 260.83 1.706 256.09 260.89 261.10 0.0019 2.50 200.6 240.0 0.41 1.825 256.23 261.17 261.28 0.0011 1.95 296.0 238.3 0.31 1.917 256.42 261.26 261.40 0.0013 2.17 249.4 120.0 0.35 2.020 261.51 2.030 256.34 261.41 261.60 0.0020 2.44 236.9 154.3 0.38 2.033 Cestní most 2.036 256.34 261.48 261.66 0.0018 2.37 244.1 156.0 0.37 2.048 256.34 261.61 261.72 261.68 0.0007 1.62 398.8 145.0 0.25 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 35 255 256 257 258 259 260 261 262 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=250 Stopy Most Obr. 3.12 – Podélný profil hladiny pro průtok Q =250 m3 .s-1 na měrné trati v Jeseníku nad Odrou na řece Luze s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Stav řešeného úseku Luhy v Jeseníku nad Odrou bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.16 až 3.19. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 36 Foto 3.16 – Upravené koryto Luhy v Jeseníku nad Odrou bez patrného poškození povodní Foto 3.17 – Eroze náspu silnice vedoucí napříč inundací vlivem přelévání vody Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 37 Foto 3.18 – Část zástavby obce Jeseník n.O. kudy protékala významná část průtoku Foto 3.19 – Porovnání úrovně maximální hladinka povodně z června 2009 s úrovní hladiny povodně z roku 1997 dle osazené značky. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 38 3.7 Sedlnice – profil Ženklava K vyhodnocení maximálního průtoku za povodně na Sedlnici byl vybrán delší úsek toku v obci Ženklava (viz obr. 3.13). Zaměření bylo převzato se studie odtokových poměrů, kterou pro Sedlnici zpracoval správce toku podnik Povodí Odry, s.p. Obr. 3.13 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Sedlnici v Ženklavě Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 39 Charakter koryta byl v řešeném úseku rozmanitý. V horní části se jednalo o poměrně úzké koryto, které bylo často omezeno podélně vedoucí místní silnicí. Břeh byl v takovém případě stabilizován opěrnou zdí. Ve směru toku se koryto postupně rozšiřovalo a vzdalovalo od silnice, stavby rovněž nebyly v takové blízkosti. V úseku se nacházela celá řada místních cestních mostů, které byly za povodně vesměs přelévány. Břehy koryta byly zpravidla zarostlé stromy. Hodnota součinitele drsnosti koryta byla použita v rozsahu od nk = 0.070 (výrazně zarostlé úzké koryto v horní části úseku s proměnlivým tvarem příčného profilu) až 0.50 (širší koryto ve spodní části úseku). Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 75 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován na obrázku 3.14 a v tabulce 3.7. Stav řešeného úseku Sedlnice v Ženklavě bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.20 až 3.24. 319 321 323 325 327 329 331 333 335 18.75 19 19.25 19.5 19.75 20 20.25 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=75 Stopy Most Obr. 3.14 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 75 m3 .s-1 na měrné trati v Ženklavě na Sedlnici s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 40 Tab. 3.7 – Průběh hladiny při průtoku Q = 75 m3 .s-1 na měrné trati Ženklava na Sedlnici Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 18.883 319.30 322.75 322.82 0.0014 1.39 130.5 111.9 0.26 18.888 18.893 319.30 322.82 322.88 0.0013 1.33 137.8 112.8 0.24 18.905 322.73 18.920 322.87 18.966 319.58 322.91 323.05 0.0038 2.11 99.1 95.0 0.42 18.995 323.08 19.032 320.25 323.20 323.39 0.0067 2.58 87.1 89.6 0.51 19.035 19.038 320.25 323.21 323.39 0.0065 2.55 88.2 89.8 0.50 19.049 323.28 19.161 320.68 323.94 324.31 0.0075 3.17 54.2 44.5 0.60 19.248 324.62 19.299 321.83 325.03 325.43 0.0087 3.01 45.1 64.3 0.61 19.302 19.305 321.83 325.05 325.44 0.0083 2.96 46.5 66.0 0.60 19.316 325.23 19.451 322.37 326.06 326.19 0.0033 1.79 76.0 59.0 0.34 19.535 323.39 326.39 326.47 0.0033 1.23 61.2 32.8 0.28 19.547 323.46 326.40 327.88 327.39 0.0544 4.41 17.0 8.6 1.00 19.550 19.553 323.46 327.82 328.06 0.0082 2.25 50.1 66.5 0.41 19.558 328.11 19.664 324.85 328.69 328.84 0.0059 1.89 59.5 46.3 0.38 19.730 326.08 329.20 329.78 0.0217 3.60 33.2 40.2 0.79 19.733 19.736 326.08 329.30 329.79 0.0175 3.33 37.5 42.2 0.71 19.802 327.27 330.44 330.79 0.0130 2.81 38.3 30.5 0.62 19.805 19.808 327.27 330.79 331.01 0.0071 2.30 50.5 40.1 0.47 19.899 328.37 331.63 332.16 0.0225 3.75 37.1 32.9 0.79 19.902 19.905 328.37 331.71 332.18 0.0190 3.53 39.9 33.5 0.73 19.908 331.70 20.004 329.30 332.86 333.08 0.0051 2.23 52.7 33.6 0.42 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 41 Foto 3.20 – Sedlnice v horní části řešeného úseku v obci Ženklava Foto 3.21 – Sedlnice v horní části řešeného úseku v obci Ženklava Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 42 Foto 3.22 – Koryto Sedlnice ve střední části řešeného úseku v obci Ženklava Foto 3.23 – Koryto Sedlnice nad hlavním silničním mostem v Ženklavě Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 43 Foto 3.24 – Liniová stopa na jedné z budov v dosahu záplavy v Ženklavě Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 44 3.8 Sedlnice – profil Sedlnice Na dolním úseku řeky Sedlnice již v důsledku transformace povodňové vlny nádrží Štramberk nedocházelo k razantnímu vybřežení hladiny. Proto byl k vyhodnocení maximálního průtoku vybrán poměrně krátký úsek s upraveným korytem pod pevným jezem v obci Sedlnici. Délka úseku byla 200 m. 6 stop po maximální hladině bylo odhadnuto podle úrovně ulehlé trávy a zachyceného listí a drobných větviček. Rozsah a umístění měrné tratě jsou patrné z leteckého snímku na obrázku 3.15. Obr. 3.15 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení průtoku na Sedlnici v obci Sedlnice Vzhledem pravidelným zatravněným břehovým svahů bez jiné vegetace a pravidelnému tvaru koryta byl součinitel drsnosti koryta odhadnut hodnotou nk = 0.033. Zjištěným stopám nejlépe odpovídal průtok Q = 45 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní zaměřených stop je zpracován na obrázku 3.16 a v tabulce 3.8. Stav řešeného úseku Sedlnice v Sedlnici bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 3.25 až 3.26. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 45 Tab. 3.8 – Průběh hladiny při průtoku Q = 45m3 .s-1 na měrné trati Sedlnice na řece Sedlnici Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 6.130 250.66 6.146 248.28 250.72 250.94 0.0025 2.07 21.8 11.9 0.49 6.200 250.71 6.225 248.40 250.91 251.19 0.0034 2.34 19.3 9.0 0.51 6.246 248.42 251.10 251.25 0.0015 1.67 26.9 14.2 0.39 6.251 6.256 248.42 251.14 251.28 0.0014 1.64 27.5 14.3 0.38 6.260 251.02 6.270 251.23 6.280 251.10 6.302 248.71 251.24 251.34 0.0011 1.41 32.0 17.7 0.33 6.330 251.37 248.00 248.50 249.00 249.50 250.00 250.50 251.00 251.50 252.00 6.1 6.15 6.2 6.25 6.3 6.35 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=45 Stopy Most Obr. 3.16 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 75 m3 .s-1 na měrné trati v Sedlnici na Sedlnici s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 46 Foto 3.25 – Upravené koryto Sedlnice nad hlavním silničním mostem v Sedlnici s patrnou stopou ulehlé trávy po průchodu povodně Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 47 Foto 3.26 – Upravené koryto Sedlnice pod hlavním silničním mostem v Sedlnici s patrnou stopou ulehlé trávy po průchodu povodně Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 48 4 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A JESE ICKU 4.1 Stříbrný potok – profil LS Žulová Trať pro stanovení odhadu kulminačního průtoku byla zaměřena v délce 60 m od profilu silničního mostu nad stávající limnigrafickou stanicí až k prvnímu stupni ve dně pod profilem stanice. Zaměřeny byly 4 příčné profily korytem a mostní objekt nad stanicí. Umístění tratě je vyznačeno na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.1. Obr 4.1 Poloha měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Stříbrném potoce v Žulové. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 49 Součinitel drsnosti koryta byl uvažován nk = 0.06. Vzhledem k tomu, že se v obou profilech vytvářela kritická hloubka, neměl odhad součinitele drsnosti na vypočtené hladiny v těchto profilech vliv. Úrovni zajištěných stop ve dvou profilech (hladina v profilu km 0.063 byla odečtena ze záznamů limnigrafické stanice.) nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 55 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní stop po kulminační hladině z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 4.1 a na obrázku 4.2. Charakter koryta v řešeném úseku je přiblížen na fotografiích 4.1 a 4.2. Tab. 4.1 – Průbě hladiny při průtoku Q = 55 m3 .s-1 v měrné trati Žulová na Stříbrném potoce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0 368.22 369.67 369.65 370.18 0.0376 3.16 17.4 17.1 1.00 0.029 368.17 370.57 370.77 0.0116 1.95 28.2 22.8 0.56 0.050 368.92 370.85 371.04 0.0144 1.93 28.4 28.9 0.62 0.063 369.25 371.17 371.15 371.82 0.0367 3.58 15.4 11.9 1.01 368 368.5 369 369.5 370 370.5 371 371.5 372 372.5 373 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=55 Stopy Most Obr. 4.2 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 55 m3 .s-1 na měrné trati Žulová na Stříbrném potoce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 50 Foto 4.1 – Profil limnigrafické stanice Žulová na Stříbrném potoce pod silničním mostem. Foto 4.2 – Přirozené peřejnaté koryto Stříbrného potoka pod profilem limnigrafické stanice. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 51 4.2 Skorošický potok – profil Skorošice Trať pro stanovení odhadu kulminačního průtoku byla zaměřena v délce 220 m v okolí silničního mostu v obci Skorošice. Zaměřeny byly 5 příčné profily korytem a mostní objekt nad stanicí. Umístění tratě je vyznačeno na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.3. Obr 4.3 – Umístění měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Skorošickém potoce ve Skorošicích Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 52 V posuzovaném úseku bylo zajištěno 10 stop po maximální hladině, jednalo se o stopy na omítkách domů nebo linie zachycené trávy na plotech. Součinitel drsnosti koryta byl vzhledem k zaplnění koryta splávím a poškozením řadou nátrží uvažován nk = 0.06. Úrovni všech zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 85 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně všech zaměřených stop je dokumentován v tabulce 4.2 a na obrázku 4.4. Tab. 4.2 – Průběh hladiny při průtoku Q = 85 m3 .s-1 na měrné trati Skorošice na Skorošickém potoce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0 354.72 356.40 356.40 358.59 0.1522 4.04 34.9 34.6 0.95 0.045 357.50 0.054 355.24 358.22 358.89 0.0283 3.53 35.7 23.9 0.73 0.066 358.50 0.091 356.25 359.16 359.40 0.0070 2.17 46.3 46.1 0.46 0.095 Silniční most 0.099 356.45 359.34 359.55 0.0060 2.06 54.0 55.4 0.44 0.116 359.42 0.132 359.61 0.133 359.63 0.134 359.73 0.138 357.18 359.70 359.93 360.03 0.0134 3.55 44.30 42.7 0.79 0.158 360.04 0.159 359.99 0.176 357.96 360.29 360.63 0.0157 3.30 49.4 44.3 0.74 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 53 Obr. 4.4 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 85 m3 .s-1 na měrné trati Skorošice na Skorošickém potoce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. 354 355 356 357 358 359 360 361 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=85 Stopy Most Charakter koryta a ukázky stop po kulminační hladině na Skorošickém potoce v úseku ve Skorošicích v úseku jsou patrné na fotografiích 4.3 až 4.5. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 54 Foto 4.3 – Koryto Skorošického potoka pod silničním mostem Foto 4.4 – Stopa po kulminační hladině na jedné ze staveb v blízkosti koryta potoka Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 55 Foto 4.5 – Podélný profil hladiny patrný dle zachycené trávy na plotě u silnice Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 56 4.3 Javornický potok – profil Javorník Ke stanovení odhadu kulminačního průtoku byl na Javornickém potoce vybrán upravený úsek koryta dlouhý 170 m nad horním koncem systematické zástavby Javorníka. Hladina zde za povodně nevybřežila z koryta. Zaměřeny byly 4 příčné profily korytem a profil lávky pro pěší. Poloha tratě je vyznačena na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.5. Obr 4.5 – Umístění měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Javornickém potoce ve Javorníku Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 57 V posuzovaném úseku bylo zaměřeno celkem 9 stop, jednalo se o linie ulehlé trávy na březích a místních náplav větiček a listí. Upravené koryto mělo pravidelný lichoběžníkový profil, oba břehy byly zatravněny bez další doprovodné vegetace, součinitel drsnosti koryta byl uvažován nk = 0.04. Úrovni všech zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 35 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně úrovní všech zaměřených stop z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 4.3 a na obrázku 4.6. Tab. 4.3 – Průběh hladiny při průtoku Q = 35 m3 .s-1 na měrné trati Javorník na Javornickém potoce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0 308.31 309.91 309.95 310.50 0.0174 3.42 10.2 8.7 1.01 0.045 309.17 310.69 311.03 311.55 0.0273 4.09 8.6 7.6 1.23 0.045 311.07 0.062 311.43 0.074 309.90 311.61 312.20 0.0175 3.39 10.3 9.0 1.01 0.076 Lávka pro pěší 0.078 310.00 311.83 311.70 312.27 0.0122 2.94 11.9 9.8 0.85 0.124 310.69 312.57 312.43 313.03 0.0181 3.00 11.7 12.8 1.01 0.124 312.48 0.172 311.90 313.41 313.93 314.25 0.0300 4.05 8.6 8.8 1.31 0.172 313.99 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 58 308 309 310 311 312 313 314 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=35 Stopy Lávka Obr. 4.6 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 35 m3 .s-1 na měrné trati Javorník na Javornickém potoce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Charakter koryta Javornického potoka nad Javorníkem ke po povodni v úseku měrné tratě dokumentován na fotografiích 4.6 až 4.7. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 59 Foto 4.6 – Upravený Javornický potok nad lávkou pro pěší Foto 4.7 – Upravený Javornický potok pod lávkou pro pěší Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 60 4.4 Vojtovický potok – profil Bernartice Ke stanovení odhadu kulminačního průtoku byl vybrán úsek uprostřed zástavby obce Bernartice nad hlavním silničním mostem. Těsně nad mostem bylo koryto upraveno, směrem proti proudu mělo již více přirozený charakter, na korytě byly patrné významné známky dynamického působení vodního proudu. Jedna lávka pro pěší byla zcela zničena. Zaměřeno bylo 5 údolních profilů včetně konstrukce silničního mostu. Poloha tratě je vyznačena na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.7. Obr 4.7 – Poloha měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Vojtovickém potoce v Bernarticích Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 61 V posuzovaném úseku bylo zajištěno 10 stop po maximální hladině, jednalo se o stopy na omítkách domů nebo linie zachycené trávy na plotech. Součinitel drsnosti koryta byl vzhledem k poškození koryta uvažován nk = 0.045. Úrovni všech zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 120 m3 .s-1 . Průběh modelované hladiny včetně všech zaměřených stop je dokumentován v tabulce 4.4 a v na obrázku 4.8. Tab. 4.4 – Průběh hladiny při průtoku Q = 120 m3 .s-1 na měrné trati Bernartice na Vojtovickém potoce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0.000 249.97 253.50 253.67 0.0020 1.86 81.0 45.0 0.34 0.006 Silniční most 0.010 249.97 253.57 253.71 0.0017 1.73 84.0 45.0 0.31 0.019 253.54 0.020 253.57 0.023 253.59 0.038 253.46 0.066 250.17 253.64 253.85 0.0031 2.21 82.8 59.9 0.43 0.125 250.10 253.77 254.20 0.0086 3.06 54.1 42.5 0.62 0.198 250.90 254.61 254.72 254.82 0.0076 2.10 67.1 58.6 0.48 0.202 254.97 0.206 254.64 0.264 251.28 255.04 255.33 0.0071 2.62 68.6 52.0 0.47 0.269 255.15 0.275 255.22 0.278 255.18 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 62 249 250 251 252 253 254 255 256 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=120 Stopy Most Obr. 4.6 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 120 m3 .s-1 na měrné trati Bernartice na Vojtovickém potoce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Charakter koryta Vojtovického potoka po povodni je v úseku měrné tratě v Bernarticích dokumentován na fotografiích 4.8 až 4.10. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 63 Foto 4.8 – Horní část měrné tratě v Bernarticích s profilem zničeného mostu Foto 4.9 – Vojtovický potok na hlavním silničním mostem v Bernarticích Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 64 Foto 4.10 – Částečně zanesený profil silničního mostu v Bernarticích na Vojtovicém potoce Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 65 4.5 Černý potok – profil LS Velká Kraš Ke stanovení odhadu kulminačního průtoku byl na Černém potoce zvolen úsek mezi profilem zničené limnigrafické stanice a soutokem s Vidnávkou. Celkem bylo zaměřeno 6 příčných profilů korytem, délka úseku byla téměř 400 m. Poloha tratě je vyznačena na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.9. Obr 4.9 – Umístění měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Černém potoce ve Velké Kraši Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 66 V úseku bylo zajištěno a geodeticky zaměřeno celkem 8 stop po povodňové hladině, jednalo se o stopy hladiny na stavbách nebo linie zachycené trávy na plotech. Koryto v řešeném úseku mělo pravidelný upravený charakter. Součinitel drsnosti koryta nk = 0.047 byl stanoven na základě kalibrace s využitím hydrometrických měření ze starší doby. Úrovni zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 130 m3 .s-1 . Modelovaný průběh hladin včetně úrovní maximálních hladin z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 4.5 na obrázku 4.10. Profil zničené limnigrafické stanice se nachází v profilu km 0.269. Vzhledem k tomu, že byla stanice za povodně zničena, nebyl k dispozici z jejích záznamů údaj o maximální hladině. Tab. 4.5 – Průběh hladiny při průtoku Q = 130 m3 .s-1 na měrné trati Velká Kraš na Černém potoce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0 244.36 0.012 244.62 0.020 240.68 244.54 244.45 244.69 0.0025 1.88 94.1 65.6 0.38 0.083 244.70 0.097 240.52 244.73 244.88 0.0023 2.00 114.3 86.3 0.36 0.139 244.85 0.160 244.90 0.179 241.26 244.91 245.16 0.0042 2.47 82.5 112.1 0.48 0.205 244.94 0.214 241.27 245.02 245.34 0.0050 2.72 67.3 87.3 0.52 0.269 241.51 245.39 245.58 0.0033 2.14 90.8 66.3 0.42 0.385 242.52 245.85 245.96 246.04 0.0049 1.96 77.3 53.4 0.42 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 67 240 241 242 243 244 245 246 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=130 Stopy Obr. 4.10 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 130 m3 .s-1 na měrné trati Velká Kraš na Černém potoce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Charakter koryta měrné tratě na Černém potoce v okolí limnigrafické stanice Velká Kraš je dokumentován na fotografiích 4.11 až 4.12. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 68 Foto 4.11 – Upravené koryto Černého potoka pod profilem limnigrafické stanice Velká Kraš Foto 4.12 – Upravené koryto Černého potoka nad soutokem s Vidnávkou Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 69 4.6 Vidnávka – profil LS Vidnava Ke stanovení odhadu kulminačního průtoku byl na řece Vidnávce na základě prohlídky terénu vybrán úsek koryta od profilu limnigrafické stanice až místu 210 m pod objektem silničního mostu. Délka úseku byla 250 m. Kromě profilu limnigrafické stanice a objektu silničního mostu byly zaměřeny 4 údolní profily. Poloha tratě je vyznačena na podkladu leteckého snímku na obrázku 4.11. Obr 4.11 – Umístění měrné tratě pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Vidnávce ve Vidnavě Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 70 Kromě úrovně maximální hladiny ze záznamu limnigrafické stanice bylo v úseku pod silničním mostem nalezeno a zaměřeno 7 stop, v těchto případech se jednalo zejména o linie zachycené trávy a listí na plotech. Koryto v řešeném úseku mělo pravidelný upravený charakter. Hodnota součinitele drsnosti koryta nk = 0.033 byla stanovená na základě kalibrace s využitím hydrometrických měření ze starší doby. Úrovni zaměřených stop nejlépe vyhovoval průběh hladin při průtoku Q = 160 m3 .s-1 . Modelovaný průběh hladin včetně úrovní maximálních hladin z povodně z roku 2009 je dokumentován v tabulce 4.6 a na obrázku 4.12, limnigrafická stanice se nachází v profilu km 0.244. Tab. 4.6 – Průběh hladiny při průtoku Q = 160 m3 .s-1 na měrné trati Vidnava na Vidnávce Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0 228.29 231.60 232.03 0.0054 2.94 63.7 59.5 0.64 0.002 231.60 0.046 231.88 0.067 231.88 0.079 229.00 231.98 232.08 232.53 0.0063 3.31 58.8 48.8 0.70 0.114 232.39 0.127 232.40 0.134 232.35 0.137 229.22 232.41 232.84 0.0044 2.94 62.9 39.5 0.59 0.178 228.96 232.56 233.03 0.0043 3.03 52.8 23.8 0.65 0.207 229.57 232.78 233.15 0.0033 2.69 59.4 29.6 0.61 0.212 Silniční most 0.217 229.57 232.86 233.2 0.0030 2.59 61.7 30.1 0.58 0.244 229.85 232.87 232.85 233.33 0.0041 3.03 53.0 27.0 0.66 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 71 228 229 230 231 232 233 234 235 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=160 Stopy Most Obr. 4.12 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 160 m3 .s-1 na měrné trati Vidnava na Vidnávce s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Charakter koryta Vidnávky po povodni v úseku měrné tratě ve Vidnavě je dokumentován na fotografiích 4.13 až 4.14. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 72 Foto 4.13 – Profil limnigrafické stanice Vidnava na Vidnávce Foto 4.14 – Upravené koryto Vidnávky na dolním konci měrné tratě pod silničním mostem Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 73 5 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU VE VYBRA ÝCH PROFILECH A DĚČÍ SKU 5.1 Bystrá – profil Benešov nad Ploučnicí Pro vyhodnocení kulminačního průtoku na říčce Bystré, kterou zasáhla blesková povodeň způsobená lokální bouřkou na počátku července, byl zvolen říční úsek v Benešově nad Ploučnicí. Vzhledem ke komplikovanému proudění v okolí jednoho z mostních objektů, kde se výrazně zkřivená trasa koryta významně odlišovala od směru proudění za povodně, byl úsek pro hydraulické výpočty rozdělen na 2 dílčí části. Horní úsek dlouhý 550 m se nacházel nad železničním mostem. Koryto zde mělo lichoběžníkový průřez, trasu místy doprovázela silnice, inundace zde nebyla zastavěna až do blízkosti koryta. Dolní úsek byl dlouhý cca 750 m a byl umístěn nad soutokem s Ploučnicí. Bystrá zde protéká uprostřed zástavby města, průtočná plocha v inundacích byla za povodně těmito stavbami velmi omezena. Koryto bylo místy kanalizováno do obdélníkového profilu. V úseku se nacházela řada mostních objektů. Geodetické zaměření obou úseků poskytl pro potřeby studie správce toku podnik Povodí Ohře, s.p. Umístění obou dílčích úseků je patrné z obrázků 5.1 a 5.2. Obr 5.1 – Umístění horního úseku pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Bystré v Benešově nad Ploučnicí Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 74 Obr 5.2 – Umístění spodního úseku pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Bystré v Benešově nad Ploučnicí Zaměření stop po kulminační hladině zajistil bezprostředně po průchodu povodně správce toku podnik Povodí Ohře, s.p. Pro řešení této studie byly pro výpočty na horním úseky použity 4 stopy a na dolním úseku potom 9 stop. V obou úsecích byla odhadnuta hodnota součinitele drsnosti koryta nk = 0.040. V horním úseku odpovídal průběhu zaměřených stop při kulminační hladině nejlépe průtok Q = 115 m3 .s-1 , v dolním úseku potom průtoku Q = 120 m3 .s-1 . Výsledek výpočtů průběhu hladin včetně úrovní maximálních hladin z povodně z července 2009 je dokumentován pro oba úseky v tabulkách 5.1 a 5.2 a dále na obrázcích 5.3 a 5.4. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 75 Tab. 5.1 – Průběh hladiny při průtoku Q = 115 m3 .s-1 na horním úseku měrné tratě na Bystré v Benešově nad Ploučnicí Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0.820 200.15 0.828 196.07 200.15 200.37 0.0014 2.24 87.4 61.6 0.37 0.905 196.98 200.08 200.93 0.0132 4.14 31.7 36.4 0.92 0.988 201.34 1.014 197.81 201.48 201.90 0.0058 3.23 89.1 75.7 0.54 1.060 201.85 1.086 198.62 201.90 202.64 0.0096 3.93 49.2 44.0 0.8 1.088 Silniční most 1.090 198.62 202.00 202.65 0.0081 3.70 53.5 44.0 0.74 1.177 202.76 1.186 199.26 202.83 203.38 0.0059 3.40 59.9 42.8 0.62 1.188 Lávka 1.190 199.26 202.86 203.39 0.0057 3.35 61.3 42.9 0.61 196 197 198 199 200 201 202 203 204 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=115 Stopy Most Obr. 5.3 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 115 m3 .s-1 v horním úseku měrné tratě na Bystré v Benešově nad Pl. s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 76 Tab. 5.2 – Průběh hladiny při průtoku Q = 120 m3 .s-1 na dolním úseku měrné tratě na Bystré v Benešově nad Ploučnicí Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 191.67 191.48 0.016 189.54 191.70 192.24 0.0095 3.27 31.3 20.3 0.80 0.063 189.90 192.58 193.25 0.0141 4.40 28.9 18.2 0.94 0.104 189.83 193.51 194.04 0.0125 4.40 32.4 25.7 0.82 0.106 Lávka 0.108 189.83 193.92 194.05 0.0045 3.07 49.4 29.1 0.52 0.120 190.14 194.15 194.12 0.0036 2.63 61.7 40.3 0.45 0.124 Silniční most 0.128 190.14 194.20 194.16 194.21 0.0030 2.46 67.4 42.6 0.41 0.173 190.42 194.37 194.38 0.0044 2.80 71.5 51.7 0.48 0.175 Lávka 0.177 190.42 194.48 194.45 0.0037 2.62 77.3 53.1 0.44 0.193 194.67 0.227 191.31 194.79 195.42 195.30 0.0109 3.92 25.5 8.8 0.73 0.231 Silniční most 0.235 191.31 195.88 195.70 195.81 0.0050 2.99 35.7 14.5 0.50 0.286 191.60 196.36 195.99 0.0019 2.19 86.6 39.4 0.35 0.349 192.15 196.47 196.13 0.0022 2.16 79.8 41.4 0.37 0.351 Lávka 0.353 192.15 196.51 195.79 196.17 0.0020 2.11 82.0 41.4 0.36 0.454 193.19 196.58 196.31 0.0037 2.48 71.9 81.8 0.53 0.495 192.89 196.70 196.58 0.0034 2.56 68.3 53.2 0.51 0.497 Lávka 0.499 192.89 196.78 196.60 0.0033 2.52 69.7 53.8 0.50 0.507 192.67 196.75 196.63 0.0024 2.37 54.9 26.8 0.43 0.508 Stupeň ve dně 0.509 193.60 196.75 196.91 0.0072 3.55 42.8 26.8 0.72 0.523 196.97 0.528 197.10 0.532 193.33 197.21 197.04 0.0029 2.39 87.6 89.8 0.47 0.534 Lávka 0.536 193.33 197.28 197.10 0.0024 2.23 96.5 91.5 0.43 0.591 194.38 197.36 197.27 0.0035 2.15 56.0 77.2 0.49 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 77 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=120 Stopy Most Obr. 5.4 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 120 m3 .s-1 v horním úseku měrné tratě na Bystré v Benešově nad Pl. s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Stav koryta říčky Bystré v Benešově nad Ploučnicí bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 5.1 až 5.4. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 78 Foto 5.1 – Koryto Bystré na počátku horního úseku měrné tratě v Benešově nad Ploučnicí Foto 5.2 – Koryto Bystré na konci horního úseku měrné tratě v Benešově nad Ploučnicí Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 79 Foto 5.3 – Začátek dolního úseku měrné tratě v Benešově nad Ploučnicí Foto 5.4 – Kanalizované koryto Bystré nad soutokem s Ploučnicí Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 80 5.2 Kamenice – profil LS Srbská Kamenice Další z toků, který byl podobně jako Bystrá postižen na začátku července bleskovou povodní, byla Kamenice, a to zejména její horní úsek. Proto byl další profil k vyhodnocení povodně vybrán v okolí limnigrafické stanice Srbská Kamenice. Podobně jako v případě Bystré poskytl jak zaměření příčných profilů, tak i zaměřené úrovně stop po maximální hladině správce toku podnik Povodí Ohře, s.p. Délka úseku byla přibližně 1000 m, trať na svém horním konci začínala profilem limnigrafické stanice pod silničním mostem. Umístění obou dílčích úseků je patrné z obrázku 5.5. Obr 5.5 – Poloha a rozsah úseku pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Kamenici v Srbské Kamenici Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 81 Pro řešení této studie bylo pro výpočty použito 6 stop a dále byl převzat údaj o maximálním vodním stavu zaměřeném limnigrafickou stanicí ČHMÚ. Součinitel drsnosti koryta nk = 0.045 byl stanoven na základě kalibrace drsností s využitím v minulosti provedených hydrometrických měření ČHMÚ. Průběhu zaměřených stop nejlépe odpovídal modelovaný průběh hladin pro průtok Q = 80 m3 .s-1 . Výsledky výpočtů průběhu hladin včetně úrovní maximálních hladin z povodně z července 2009 jsou uvedeny v tabulce 5.3 a na obrázku 5.6. Tab. 5.3 – Průběh hladiny při průtoku Q = 80 m3 .s-1 na Kamenici na měrné trati pod profilem limnigrafické stanice v Srbské Kamenici Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 13.238 206.51 209.57 209.69 0.0020 1.71 80.5 230.4 0.35 13.256 206.47 209.49 209.50 209.80 0.0047 2.46 37.0 233.5 0.48 13.276 206.41 209.82 209.54 209.86 0.0009 1.18 192.2 243.1 0.24 13.552 208.27 210.94 211.19 0.0053 2.42 64.9 130.0 0.55 13.661 211.80 13.732 212.23 13.831 210.33 212.79 213.24 0.0107 3.20 41.7 152.2 0.74 14.231 212.68 215.32 215.60 0.0062 2.43 49.0 76.8 0.57 14.239 215.35 14.257 212.61 215.52 215.42 215.72 0.0031 1.97 40.7 88.2 0.39 14.268 213.36 215.23 216.15 0.0245 4.25 18.8 10.3 1.01 14.272 215.79 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 82 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 13.2 13.4 13.6 13.8 14 14.2 14.4 Staničení [ř.km] Výškovékóty[mn.m.] Q=80 Dno Stopy Obr. 5.6 – Podélný profil hladiny pro průtok Q = 80 m3 .s-1 na měrné tratě v Srbské Kamenici s vyznačením úrovní zaměřených stop po kulminační hladině. Charakter koryta Kamenice v řešeném úseku v Srbské Kamenici bezprostředně po povodni je dokumentován na fotografiích 5.5 až 5.7. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 83 Foto 5.5 – Limnigrafická stanice Srbská Kamenice na Kamenici Foto 5.6 – Koryto Kamenice pro profilem limnigrafické stanice v Srbské Kamenici Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 84 Foto 5.7 – Úsek měrné tratě na Kamenici v Srbské kamenici vedoucí podél silnice Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 85 6 VYHOD OCE Í KULMI AČ ÍHO PRŮTOKU A VOLYŇCE 6.1 Volyňka – profil LS Sudslavice Pro vyhodnocení kulminačního průtoku na Volyňce byl vybrán úsek v bezprostředním okolí limnigrafické stanice Sudslavice. Měrná trať délky 600 m byla zaměřena i z pohledu případné budoucí extrapolace měrné křivky. Umístění trati je patrné z obrázků 6.1. Obr. 6.1 – Poloha měrné tratě na Volyňce v Sudslavicích Koryto Volyňky má pod profilem limnigrafické stanice zcela přirozený charakter peřejnatého toku s hrubozrnným složením materiálu dna. Součinitel drsnosti koryta byl uvažován hodnotou nk = 0.05. Vzhledem k velkému sklonu dna se v korytě pod stanicí za povodně vyskytovaly hloubky a rychlosti blízké kritickým hodnotám. V takovém případě závisí tyto hodnoty především na tvaru a rozměru koryta, vliv součinitele drsnosti nemá na výpočty velký vliv. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 86 . V blízkém okolí se již bohužel nepodařilo nalézt jasné stopy, které by umožnily zaměřit podélný profil maximální hladiny za povodně. K dispozici tak byl především údaj o maximální hladině v profilu limnigrafické stanice a dále analýza stop proudnic v pravé inundaci, kudy byla za povodně limnigrafická stanice obtékána. V profilu zaměřeném 105 m nad stanicí se nachází místní hrázka, která zvyšuje protipovodňovou ochranu budovy na pravém břehu. Hrázka končí cca 75 m nad mostním objektem. Od tohoto místa vnikala voda do pravé inundace. Napříč inundací se nachází robustní dřevěný plot, který proudění značně omezil. V místech jeho prolomení byly patrné stopy usazeného písku ve dvou pásech širokých 5 až 10 m. Dle předpokládané hloubky vody a za předpokladu rychlosti proudění přes těleso silnice cca 1 m.s-1 mohla být stanice obtékána proudem o průtoku cca 15 m3 .s-1 . Dle výpočtu průběhu hladiny nerovnoměrného proudění protékal za předpokladu čtení na vodočtu 197 cm (≈≈≈≈ 565.40 m n.m.) mostním otvorem průtok cca 75 m3 .s-1 . Zjištěným informacím o průběhu povodně v okolí limnigrafické stanice nejlépe vyhovoval průtok ve Volyňce Q = 90 m3 .s-1 . Modelovaný průběh hladin v řešeném úseku je zpracován v tabulce 6.1 a na obrázku 6.2, objekt rekonstruované limnigrafické stanice s novým vodočtem se nachází v profilu km 0.465. Tab. 6.1 – Průběh hladiny na měrné trati Sudslavice při celkovém průtok Volyňkou Q = 90 m3 .s-1 a průtokem mostním otvorem a profilem stanice 75 m3 .s-1 za předpokladu obtoku stanice pravou inundací průtokem 15 m3 .s-1 . Staničení Hd H0 H2009 He ie vk S B Fr [km] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [m n.m.] [-] [m·s-1 ] [m2 ] [m] [-] 0.000 556.66 559.06 559.35 0.0150 2.86 77.4 136.0 0.86 0.043 557.66 559.63 559.93 0.0119 3.07 85.4 122.6 0.81 0.122 558.95 560.71 561.05 0.0169 3.26 73.0 110.0 0.93 0.209 560.24 561.91 562.21 0.0108 2.55 50.8 72.0 0.75 0.320 560.86 562.99 563.57 0.0122 3.38 28.0 45.8 0.82 0.397 561.90 564.10 564.79 0.0182 3.69 24.8 21.2 0.98 0.455 563.16 565.17 565.65 0.0112 3.08 26.8 30.0 0.79 0.463 563.35 565.20 565.85 0.0166 3.6 23.4 31.7 0.93 0.464 Práh limnigrafické stanice 0.465 563.35 565.40 565.40 565.88 0.0104 3.1 30.6 37.3 0.75 0.468 563.35 565.44 565.99 0.0138 3.28 22.9 13.7 0.81 0.472 Silniční most 0.476 563.35 566.03 566.32 0.0056 2.41 31.2 14.6 0.53 0.583 564.53 566.87 567.66 0.0188 3.94 22.9 14.5 1.00 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 87 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Staničení [km] Výškovékóty[mn.m.] Dno Q=90 Čtení na vodočtu Most Pohled na rekonstruovanou limnigrafickou stanici Sudslavice na Volyňce a stav koryta a inundace po povodni v jejím okolí je přiložen na fotografiích 6.1 až 6.4. Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 88 Obr. 6.1 – Postupně se snižující úroveň pravého břehy Voláky nad limnigrafickou stanicí Obr. 6.2 – Zapískovaný pás v inundaci s prolomeným plotem, kudy byla stanice obtékána Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 89 Obr. 6.3 – Objekt limnigrafické stanice Sudslavice na Volyňce se stabilizačním prahem. Obr. 6.4 – Přirozené peřejnaté koryto Volyňky pod profilem limnigrafické stanice Sudslavice Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 90 7 SOUHR VÝSLEDKŮ V následujících tabulkách 7.1 až 7.4 jsou zpracovány přehledy odhadů kulminačních průtoků ve všech řešených profilech. Pro každý řešený profil je rovněž uvedena použitá hodnota součinitele drsnosti koryta nk, rozsah průřezových rychlostí proudění v korytě vk, v řešeném úseku každé měrné tratě a také předpokládaná přesnost odhadu. Ta závisí zejména na těchto údajích: správnost odhadu součinitele drsnosti koryta a inundací, přesnost zaměřených stop po kulminační hladině. Kromě těchto 2 hlavních faktorů závisí přesnost odhadu také na řadě dalších parametrů, kterými jsou například: proměnlivost tvaru, velikosti i odporu koryta v podélném profilu říční tratě, proměnlivost šířky hladiny za povodňové situace v řešeném úseku se všemi vyplývajícími důsledky (příčný sklon hladiny, komplikované rychlostní pole, apod.) obecně vliv režimu proudění (doprovodnými jevy proudění za vysokých rychlostí zejména v režimu bystřinného proudění je výskyt vlna na hladině, a to jak v ustáleném, tak i neustáleném režimu). Přesné stanovení vlivu výše uvedených faktorů na přesnost odhadu není jednoduché. V následujících tabulkách je přesnost odhadu pro každý profil stanovena „kvalifikovaným odhadem“ s uvážením všech výše uvedených možností procentuální chybou. Tab. 7.1 – Souhrn výsledků odhadu kulminačních průtoků za povodně z června 2009 na tocích Novojičínska nk vk Q Odhad chyby Tok Profil [s.m-1/3 ] [m.s-1 ] [m3 .s-1 ] [%] Jičínka Žilina 0.045 1.80 až 3.60 200 ± 15 Zrzávka Bludovice 0.05 až 0.06 1.90 až 2.60 170 ± 20 Jičínka ový Jičín 0.035 2.05 až 2.65 340 ± 10 Jičínka Kunín 0.033 2.80 až 3.20 330 ± 15 Luha Bělotín 0.04 až 0.50 1.45 až 2.60 55 ± 15 Luha Jeseník n.O. 0.04 1.20 až 2.60 250 ± 20 Sedlnice Ženklava 0.05 až 0.07 1.40 až 3.50 75 ± 20 Sedlnice Sedlnice 0.033 1.40 až 2.35 45 ± 10 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 91 Tab. 7.2 – Souhrn výsledků odhadu kulminačních průtoků za povodně z června 2009 na tocích oblasti Rychlebských hor nk vk Q Odhad chyby Tok Profil [s.m-1/3 ] [m.s-1 ] [m3 .s-1 ] [%] Stříbrný potok Žulová 0.06 1.95 až 3.2 55 15 Skorošický potok Skorošice 0.06 2.2 až 4.0 85 20 Javornický potok Javorník 0.04 3.0 až 4.0 35 10 Vojtovický potok Bernartice 0.045 1.8 až 3.0 120 20 Černý potok Velká Kraš 0.047 1.9 až 2.7 130 20 Vidnávka Vidnava 0.033 2.7 až 3.3 160 10 Tab. 7.3 – Souhrn výsledků odhadu kulminačních průtoků za povodně z července 2009 na tocích oblasti Děčínska nk vk Q Odhad chyby Tok Profil [s.m-1/3 ] [m.s-1 ] [m3 .s-1 ] [%] Bystrá Benešov n.P. – úsek 1 0.04 2.2 až 3.9 115 20 Bystrá Benešov n.P. – úsek 2 0.04 2.1 až 3.5 120 20 Kamenice Srbská Kamenice 0.045 1.7 až 3.2 80 15 Tab. 7.4 – Souhrn výsledků odhadu kulminačních průtoků za povodně z července 2009 na tocích oblasti Šumavy nk vk Q Odhad chyby Tok Profil [s.m-1/3 ] [m.s-1 ] [m3 .s-1 ] [%] Volyňka Sudslavice 0.05 2.5 až 3.7 90 20 Vyhodnocení kulminačních průtoků povodně z roku 2009 pomocí hydraulických výpočetních postupů , listopad 2009 92