Wykład 11: Podstawy projektowania – c.d. Zasady prowadzenia

Wykład 11: Podstawy projektowania – c.d.
Zasady prowadzenia robót regulacyjnych
Obecnie rzeki reguluje się zgodnie z zasadami zrównoważonego rozwoju, biorąc pod uwagę
w równym stopniu
- potrzeby gospodarcze,
- wymagania ochrony środowiska
Cechy regulacji naturalnej (rozwiązania kompromisowego):
• potrzeby gospodarcze zwykle nie są zaspokojone w 100 %,
• dąży się do zachowania w maksymalnym stopniu walorów naturalnych rzeki i doliny,
a także wprowadza się tzw. kompensacje – tworzy się zastępcze biotopy i
mikrosiedliska
• dąży się do zachowania możliwie dużych naturalnych zdolności retencyjnych rzeki i
doliny – zmniejszenie zagrożenia powodziowego dla terenów dolinowych leżących w
dole rzeki
Regulację rzeki należy rozpatrywać kompleksowo – niezależnie od głównego celu regulacji
przyjęte rozwiązania mogą wpływać negatywnie na inne wymagania gospodarcze i
środowiskowe.
Przykład: cel regulacji – ochrona przed powodzią
Wykonanie obwałowania – brak naturalnego zalewu doliny wodami wielkimi
spowoduje:
- Zmniejszenie się retencji dolinowej i przyspieszenie odpływu
- Zanikanie biotopów związanych z zalewami (mokradeł, starorzeczy, oczek wodnych,
lasów łęgowych)
- Zmiany zagospodarowania terenu doliny
Takie rozwiązanie nie uwzględnia wymagań ochrony środowiska przyrodniczego doliny.
Przykład: cel regulacji - żegluga
Utworzenie trasy żeglugowej – zabudowa koryta ostrogami i tamami podłużnymi:
– wpływa jednocześnie na poprawę warunków przepływu wód wielkich
– zmniejsza się zagrożenie powstawania zatorów lodowych.
– w dużym stopniu są zachowane naturalne formy korytowe i mikrosiedliska
Przykład: cel regulacji - bezpieczne funkcjonowanie mostu
Zabudowa koryta ostrogami i tamami podłużnymi:
– poprawa warunków przepływu wód wielkich
– zmniejszenie zagrożenia powstawania zatorów lodowych
– w dużym stopniu są zachowane naturalne formy korytowe i mikrosiedliska
Cechy regulacji naturalnej:
• trasa koryta w jak największym stopniu pokrywająca się
z istniejącą,
• układ poziomy zbliżony do naturalnego - koryto
meandrujące lub roztokowe,
• zmienny profil podłużny – zróżnicowane głębokości wody,
• zróżnicowany kształt i wymiary przekrojów poprzecznych,
• zachowanie lub tworzenie nowych struktur korytowych –
zatok, bocznych odnóg, wysp itp.,
• zastosowanie biologicznych i biotechnicznych umocnień
brzegowych i budowli regulacyjnych,
•
stosowanie naturalnych materiałów konstrukcyjnych
(drewno, faszyna, kamień) oraz materiałów sztucznych
jeżeli umożliwiają zachowanie naturalnego wyglądu
umocnienia, budowli regulacyjnej lub budowli wodnej.
Porównanie regulacji technicznej i naturalnej
Regulacja techniczna
Zakres robót
Wymagania ochrony
środowiska
Układ poziomy trasy
regulacyjnej
Układ pionowy
Regulacja naturalna
Przekształcenie koryta na całym Przekształcenie koryta tylko w
odcinku objętym projektem –
tych miejscach, gdzie jest to
regulacja systematyczna
konieczne – regulacja
niesystematyczna
Nie uwzględniane lub
Projekty musza zapewniać
w niewielkim zakresie – duże zachowanie stanu środowiska
zmiany i straty w środowisku
w możliwie maksymalnym
naturalnym rzeki i doliny
stopniu; straty należy
rekompensować przez
tworzenie tzw. biotopów
zastępczych
Koryto nadmiernie
Nowa trasa w maksymalnym
wyprostowane, luki kołowe o stopniu prowadzona w obrębie
dużych promieniach, liczne
istniejącego koryta, luki o
przekopy, likwidacja lub
zmiennej krzywiźnie, odcięte
odcinanie akwenów leżących
fragmenty koryta połączone z
poza nową trasą
korytem głównym
Profil podłużny ujednolicony – Profil podłużny zmienny,
jednakowe spadki dna i
zgodny z sekwencyjnym
zwierciadła wody
występowaniem plos i bystrzy
Przebieg nowej trasy koryta projektujemy przy pomocy łuków o zmiennej krzywiźnie lub
krzywych koszowych:
- Spirala Archimedesa – przykład krzywej o zmiennej krzywiźnie.
- Krzywa koszowa składająca się z 3 lub 5 łuków kołowych – krzywizna zmienia się nie w
sposób ciągły lecz „skokowo”, ale w przypadku mniejszych rzek takie rozwiązanie jest
dopuszczalne.
W przypadku przebudowy fragmentów koryta staramy się pozostawiać niezmienioną część
przekroju w celu zachowania:
• istniejącej roślinności,
• mikrosiedlisk fauny,
• naturalnego uziarnienia materiału korytowego.
Przykłady sposobów przebudowy przekroju poprzecznego:
• Tworzenie przekroju dwudzielnego (węższe koryto wód niskich i średnich, szersze –
dla wód wielkich)
• Pogłębianie przekroju i tworzenie przekroju dwudzielnego
Ponadto:
• Kształt i wymiary przekroju zmienne, dostosowane do układu poziomego koryta,
• Przy zmianie istniejących przekrojów staramy się zachować przynajmniej fragment
nienaruszony,
•
Stosowanie przekrojów jedno- i dwudzielnych oraz, tam gdzie jest to wskazane,
łagodnie nachylonych nachylonych skarp.
Parametry łuków dobieramy dla danej rzeki:
• Na podstawie badań terenowych – określamy parametry łuków stabilnych (brak erozji
brzegowej),
• Gdy brak badań terenowych:
– możemy korzystać z ogólnych zaleceń:
4B<r<8B
1,1 < L/H < 1,4
– możemy obliczać promienie łuków ze wzorów empirycznych.
Tworzenie kanałów ulgi dla przepływu wód wielkich w celu zachowania odcinków rzek
meandrujących:
• zapobieganie tworzeniu się zatorów lodowych,
• ograniczenie erozji brzegowej na łukach koryta oraz zapobieganie niekontrolowanej
zmiany trasy rzeki.
Regulacja dużych rzek dla potrzeb:
• Żeglugi,
• Ochrony przed powodzią – likwidacja miejsc zatorowych oraz zwiększenie
przepustowości koryta poprzez zwiększenie koncentracji przepływu w korycie wód
średnich i niskich.
Regulacja polega na stosowaniu budowli regulacyjnych: opasek brzegowych, tam podłużnych
i poprzecznych (ostróg).
Opaska
brzegowa
Szerokość trasy żeglugowej