Podklady

oků
- navrhuje se v úzkém údolí
při kvalitním geologickém podloží
- klenby válcové
- klenby s dvojí křivostí
1 - nádrž, 2 - revizní šachty
3,4 - revizní štoly
5 - injekční clona
- uspořádání bezpečnostního přelivu na klenbové přehradě
přehrady s kombinovaným účinkem klenbovým a gravitačním
- klenba se opírá v bocích o pilíře
zvláštní druhy přehrad
- kotvené přehrady
- předpjaté přehrady
Přehrady z nesoudržného materiálu - a) zemní přehrady
- část nosná (stabilizační): přenáší tlakové síly do podloží, vrstva propustná
- část těsnící: omezuje průsak vody hrází
- těsnící prvek: beton, asfaltobeton, plasty, kovy, jílové těsnění....
- umístění těsnícího prvku většinou na návodní straně nebo ve středu hráze
- napojení na nepropustné podloží, případně těsnící clona, těsnící koberec,...
- opevnění: zabezpečení proti vlnobití, erozi, sufozi,...
- materiál pro opevnění: tvárnice, štěrk, kámen, asfaltobeton
- odvodnění tělesa hráze, průsaková křivka min. 1,5m pod vzdušním lícem
- odvodnění vnitřním drénem, kamennou patkou
- na přechodu vrstev materiálu vícevrstvé filtry (proti vyplavování zemních částic)
- chránění vzdušního líce nejčastěji drnem
průsak hrází
- založení hráze na nepropustném podloží
- průsak homogenní hrází
1 - průsaková křivka
- průsak heterogenní hrází
1 - těsnící jádro
2 - stabilizační část hráze
- pokud průsaková křivka blízko vzdušního líce hráze, budujeme vnitřní drény nebo kamenné patky,...
- založení hráze na propustném podloží
a) hráz s návodním těsnícím kobercem
b) hráz s vertikální těsnící clonou
1 - těsnící jádro, 2 - těsnící clona
posouzení stability:
- výpočty pomocí mechaniky zemin
- použití hydrauliky podzemních vod
- největší problém - styková část s objekty
Vytváření poruch a protržení hráze
- problematika filtračních
poruch podloží
- prosakující voda přesáhne
kritickou filtrační rychlost
- vyvolá sufozi (vyplavování částic)
- hydraulické prolomení podloží
Naplavované přehrady
- tam, kde velké množství naplavených zemin
- nejvhodnější písčité a hlinitopísčité přehrady
- zemina se těží sacími bagry a potrubím dopravuje na staveniště vymezené sypanými hrázkami
kamenité přehrady
- poměr mezi šířkou základové spáry L a výškou přehrady H je L/H = 2,0 až 3,3
- stabilitu zajišťuje kamenná část, vodotěsnost těsnící prvky
- velikost kamene 0,1 až 0,6 m
- balvanité přehrady - velikost kamene větší než 0,6m
a) přehrada z kamenné rovnaniny
b) přehrada z kamenného záhozu s tuhým těsnícím
prvkem uprostřed hráze
c) přehrada z kamenného záhozu s plastickým
těsnícím prvkem uprostřed
d) s těsnícím prvkem na návodní straně
1 - těsnící část (např. beton, asfaltobeton), 2 - kamenná rovnanina, 3 - kamenný zához, 4 - plastický těsnící prvek, 5 - filtr
- příčný řez hlavní hrází
1 - kamenná stabilizační část, 2 - štěrková vrstva, 3 - hlinité těsnící jádro, 4 - filtry, 5 - návodní jímky, 6 - betonová membrána, 7 - těsnící jímky, 8 - injekční clona,
9 - betonová konstrukce přivaděčů, 10 - ocelové trouby, 11 - vtokový objekt,
12 - přečerpávací hydroelektrárna
- půdorys přehrady
1 - hráz, 2 - vtokový objekt, 3 - přečerpávací hydroelektrárna, 4 - administrativní budova, 5 - vývar,
6 - bezpečnostní
přeliv,
7 - skluz, 8 - vývar,
9 - hrazení vtoku
obtokových štol,
10 - most,
11 - injekční clona,
12 - obtokové štoly,
13 - přivaděče,
14- dům hrázného
Objekty na kamenitých přehradách:
- základové výpusti
- odběrná zařízení
- bezpečnostní přelivy
- boční, šachtové, kašnové, čelní
- schéma šachtového bezp. přelivu
v kombinaci se základovou výpustí
1 - věž
2 - přeliv
3 - základová výpust
4 - odpadní štola

Využití vodní energie
- vodní kolo k čerpání vody
- pohon mlýnů, pil, ...
- konec 18. stol. - teoretický návrh vodní turbíny
vodní turbíny:
- oběžné a rozváděcí kolo
rozdělení turbín dle typu:
- Kaplanova
- Francisova
- Peltonova
rozdělení dle spádu
- nízkotlaké H < 15m
- středotlaké 15m < H < 50m
- vysokotlaké H > 50m
rozdělení dle výroby el. energie:
- průtočné
- špičkové
- jezové vodní elektrárny
- přehradové vodní elektrárny
- vodní elektrárny s derivací
- podzemní hydroelektrárny
- přečerpávací vodní elektrárny
- malé vodní elektrárny
obecný výraz pro hydraulickou energii:
E =  g Q H t [J = W.s]
výkon:
[W]
obvykle se udává energie v kilowatthodinách
E = P t =  Q H t = 0,00273 Q H t [kWh]
jezové vodní elektrárny
- v blízkosti jezu, krátké přivaděče a odpady
- do konkávního břehu
Elektrárna Djerdap: 1 - zdrž, 2 - vtok, 3 - tabulový uzávěr, 4 - hala elektrárny, 5 - Kaplanova turbína, 6 - vyústění
- někdy umístění přímo do jezového tělesa (elektrárna je přelévána - přímoproudé turbiny)
1 - jezová zdrž, 2 - segmentový uzávěr, 3 - přímoproudá turbina, 4 - přeliv
přehradní elektrárny
- většinou špičkový provoz
- pod přehradou často ještě vyrovnávací nádrž (další přehrada)
Elektrárna s Francisovými turbinami: 1 - tížní přehrada, 2 - přívod vody, 3 - vodní elektrárna
vodní elektrárny s derivací
- tam, kde větší sklon dna
- vodu přivádíme derivačním kanálem, získáme větší spád
- proti nepříznivému působení vodních rázů u tlakových přívodů navrhujeme vyrovnávací komory
- u turbín rychlouzávěry
podzemní hydroelektrárny
- Lipno
Vysokotlaká vodní elektrárna: 1 - vtokový objekt
2 - tlaková šachta, 3 - komora kulových uzávěrů
4 - elektrárna, 5 - odpadní tunel
přečerpávací hydroelektrárny
a) - turbina + čerpadla
b) - reverzní turbína
- účinnost 75%
Jezy
vzdouvací objekt, který je vybudován v korytě toku
účel: - odběr vody
- zlepšení zásob PV
- zlepšení plavebních podmínek
- získání spádu pro energetické využití
(- rekreační účely)
(- zlepšení čistoty vody)
Jez ovlivňuje splaveninový režim
- před jezem sedimentace
- za jezem vymílání
Dělení: pevné a pohyblivé
výhody pohyblivého jezu:- regulace vodní hladiny
- při výrobě elektrické energie
- pro plavbu
nevýhody: - nákladné udržování
Terminologie:
- přelivná hrana (1)
- koruna jezu (2)
- vlastní jezové těleso (3)
- vývarová deska (pokračování jezového tělesa) (4)
- práh vývaru (5)
- opevnění dna - těžký kamenný zához (7)
- jezové pilíře - zavázání objektu do okolního terénu (8)
- zavazovací křídla (8)
- svislý těsnící prvek (štětová stěna) (6)
- vodorovný těsnící prvek (těsnící koberec)
- nadjezí, horní voda
- podjezí, dolní voda (za prahem vývaru)
- pohyblivá hradící konstrukce (např. segmentová)
- návodní (dělící) pilíř
- zhlaví dělícího pilíře
- manipulační lávka
- strojovny
- provizorní hrazení
obr.1: Zděná pevná betonová kce jezu: 1- pevná hrana, 2 - vývar, 3 - práh
obr.2: Pevná jezová konstrukce s bezpodtlakovou korunou (proudnicový tvar přelivné plochy): 1 - zához, 2 - štětová stěna, 3 - pevné těleso jezu, 4 - vývar, 5 - práh
Rozdělení pohyblivých jezů:
- dle druhu hradící konstrukce:
a) poklopové
b) stavidlové
c) segmentové
d) válcové
e) hydrostatické
f) vakové
- dle ovládání:
a) ručně ovládané
b) mechanicky ovládané
c) hydraulicky ovládané
návrh:- bezpečné převedení velkých vod
- na návrhový průtok min. jako u koryta
- posouzení na účinek sil, (velký vztlak)
- posouzení na posunutí, překlopení, zatlačení
- složitý výpočet podjezí (vývar)
Poklopové jezy:
- uzávěr upevněný dolní částí do spodní jezové stavby
- nejčastěji jezy klapkové
- jemná regulace hladiny
- sklopení na dno, úplné vyhrazení kce
- jezová zdrž, 2 - spodní stavba jezu
3 - ocelová klapka, 4 - vývar
Stavidlové jezy
- hradící kce stavidlo
- nejjednodušší jez: stavidlová stěna
- větší vzdálenosti: ocelové tabule,
vyztužené nosníky
- tabule se pohybuje po válečcích
- jemnější regulace: nahoře klapka
1 - jezová zdrž, 2 - ocelová tabule, 3 - vývar
Segmentové jezy
- zahrazení jezového pole: ocelové segmenty
- nahoře může být klapka
- voda se přelévá přes segment
- voda protéká pod segmentem
1 - jezová zdrž, 2 - hradící segment s klapkou
3 - vývar, 4 - mostovka
Válcové jezy
- hradící kce: ocelový válec
- uložení válce na drážkách
- válec se odvaluje
- mechanická zvedací zařízení
1 - jezová zdrž, 2 - válcové hradící
těleso, 3 - vývařiště
Hydrostatické jezy
- ovládání přetlakem vyvozeným horní vodou
- ovládání v tlačné
komoře
Typy proudění na odrazovém můstku:
a) oddálený vodní skok
b) vzdutý vodní skok dnový
c) povrchový vodní skok
d) přilehlá první vlna - dnový vodní skok
e) vzdutá vlna
f) obnovený vzdutý vodní skok
Vodní cesty a plavba
- lodní doprava na Labi - 10. století
- rozmach za vlády Karla IV
- splavnění Vltavy do Českých Budějovic (24 jezů)
- doprava dřeva
- nejlevnější druh dopravy
- vysoká efektivnost
- malá rychlost
- řídké sítě vodních cest
- 6% celkového objemu dopravy
- lodě s vlastním pohonem
- nákladní lodě- tažené
- tlačené
- tlačení - menší odpor
- lepší ovladatelnost
- vyšší rychlost dopravy
nákladní loď Evropa II
- 76,5 x 11,4 m, max. ponor 2,5 m, nosnost 1660 t
Evropské vodní cesty - dělení do 6 tříd
kategorie I - III - staré vodní cesty, malé rozměry
kategorie IV - pro typ Evropa II
kategorie V a VI - pro nejfrekventovanější vodní cesty
- přirozeně splavné velké řeky
- splavněné vodní toky (regulace, kanalizace)
- plavební kanály
Parametry splavné řeky
- při nejnižší hladině souvislý plavební pás umožňující plavbu v obou směrech
- trasa toku musí mít dostatečné poloměry
- rychlost proudu max. 1,5 - 2,0 m.s-1
Tyto parametry mají zpravidla pouze dolní úseky velkých řek
střední úseky řek:
- bagrování zanesených částí
- výstavba směrových staveb
- nadlepšování průtoků z nádrží
- výstavba jezů
Kanalizace - výstavba řady
vzdouvacích objektů, jezů a přehrad
I - IV - plavební zdrže umožňující plavbu
IV - bagrování, h- min. hloubka
Výškový rozdíl se překonává plavebními komorami
Zvláštní vodní cesty - tam kde nejsou vodní toky vhodné pro plavbu
- průplavy - spojení např. dvou splavných toků, jezera a moře
Návrh průplavu:
- poloměr oblouku Rmin = 10 L (L je délka lodi)
- šířka jednolodního průplavu B = 1,5 až 2 b (b je šířka lodi)
- v obloucích se šířka B zvětšuje
- min. hloubka hp = t + t (t je max. ponor, t - vzdálenost mezi dnem lodě a dnem průplavu, pro IV. kategorii - t = 1,5m)
- sklon průplavu velmi malý i = 0,00005
Objekty na kanalizovaných vodních tocích a průplavech:
- jezy, plavební komory, lodní zdvihadla a železnice, plavební tunely a mosty, přístavy, obraciště
Plavební komory
- umožňují výškový přechod lodí z jedné zdrže do druhé
- velikost plavební komory závisí na třídě vodní cesty
- jednostupňové, vícestupňové
- jednokomorové a vícekomorové (plavební komory vedle sebe)
- užitečná délka plavební komory:
LK = LR + nLL + (n+2) L
LR - délka remorkéru
LL - délka člunu
L - vzdálenost nákladních
lodí od sebe
1 - vrata, 2 - obtoky
třída IV - jednolodní plavební komora LK = 85 m, dvoulodní LK = 185 m
- šířka plavební komory
BK = mBL + 2 B
BL - šířka člunu
B - vzdálenost nákladních lodí od kraje plavební komory
m - počet lodí vedle sebe
plavební komora:
- horní a dolní zhlaví (+ vrata plavební komory)
- svislé boční stěny nejčastěji z betonu a železobetonu (štětovnic)
- plnění a prázdnění- přímé
- nepřímé (obtoky)
- rychlost vzestupu hladiny 1 - 2 m.min-1
- vrata vzpěrná, stavidlová,
zasouvací sklopná, segmentová
1 - horní zdrž
2 - dolní zdrž
3 - sklopná vrata
- provizorní hrazení
- třecí trámce (ochrana proti poškození boku lodi)
- pacholata (uvazování lodí), dynamická ochrana
- spotřeba velkého množství vody (sdružené komory, přidatné nádrže - úsporné plavební komory)
- výškový rozdíl běžně do 20 - 25 m, max. 42 m
Lodní zdvihadla
- pro velké výškové rozdíly
- ocelová nádrž naplněná vodou
- spec. uzávěry (vrata) na koncích nádrže
- pomocí hydrauliky přemístění do horní (dolní) polohy
Lodní železnice
- opět ocelová nádrž
- pohyb nádrže (na spec. podvozku) po kolejnici
- možný i přesun lodi "na sucho"
- přehrada Orlík, nosnost 300t
Průplavové mosty
- mimoúrovňové křížení plavebního kanálu s vodním tokem nebo jinými překážkami
- akvadukt (těsněný, obvykle železobetonový žlab)
Průplavové štoly
- šířka štoly shodná se šířkou plavebních komor
Rejda
- vymezené místo před plavební komorou (vyčkávací místo)
- šířka rejdy min. pro 3 lodi vedle sebe, svodidla, pacholata
Obraciště
- obrácení lodi do opačného směru
Přístavy
- umožňují kotvení lodí
- nakládání, vykládání, překládání
- vyloďování osob
- údržba a ochrana plavidel (doky)
- vybavení jeřáby
- umístění přímo na řece
- mimo řeku - soustava bazénů - šířka 50 až 100 m, délka 200 až 1000 m
- za vjezdem do přístavu často obraciště
Křížení s dopravními stavbami
- mosty- pevné
- pohyblivé- zdvižné
- sklopné
- otočné
- min. podchodná výška pod mostem 5,25m (IV. kategorie)
- podjezdy (tunely)
Přívozy
Protipovodňová ochrana v územních plánech obcí
Ve smyslu vyhlášky MMR č. 131/1998 Sb., o územně plánovacích podkladech a územně plánovací dokumentaci jsou součástí základního obsahu územního plánu obce limity využití území včetně stanovených zátopových území.
Zákon č. 50/1976 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), jak vyplývá ze změn a doplnění provedených zákony č. 103/1990 Sb., č. 425/1990., č. 262/1992 Sb., č. 43/1994 Sb., č. 19/1997 Sb. A č. 83/1998 Sb.
Vyhláška Ministerstva pro místní rozvoj č. 131/1998 Sb., o územně plánovacích podkladech a územně plánovací dokumentaci.
Jedním z takovýchto předpisů v oblasti územního plánování je stavební zákon a jeho prováděcí vyhláška č. 131/1998 Sb., o územně plánovacích podkladech a územně plánovací
dokumentaci, ve které se mimo jiné stanoví:
V příloze č. 2 v části Základní obsah územně plánovací dokumentace je uvedeno:
II. Uzemní plán obce obsahuje
1. Textová část
B. řešení územního plánu
e) limity využití území včetně stanovených zátopových území,
D. závazná část ve formě regulativů.
2. Grafickou část
B. v dalších dle potřeby samostatných výkresech se graficky znázorňují
h) stanovená zátopová území.
Další právní předpisy, zabývající se ochranou před povodněmi, se kterými je nutno se seznámit, jsou:
Nařízení vlády č. 100/1999 Sb., o ochraně před povodněmi,
Zákon č. 138/1973 Sb., o vodách (vodní zákon), ve zněni zákona ONR č. 425/1990 Sb., zákonů č. 114/1995 Sb., č. 14/1998 Sb. a 58/1998 Sb.,
Zákon ČNR č. 130/1974 Sb., o státní správě ve vodnim hospodářství ve znění zákonů č. 49/1982 Sb., č. 425/1990 Sb., č. 23/1992 Sb. a č. 11451995 Sb.
Metodická východiska
Zátopové území je vymezené území zvláště ohrožené povodněmi, dále území vymezené záplavovou čárou největší historicky známé povodně.
Stanoví je na návrh správce vodního toku (Povodí, a.s., Státní meliorační správa, Lesy OR, s.p., obce a další vlastnici) vodohospodářský orgán územně příslušného okresního úřadu a oznamuje je příslušným stavebním úřadům a dotčeným obcím.
Správci vodních toků navrhují stanovení zátopových území prioritně v osídlených oblastech kolem vodních toků na tzv. stoletou vodu Q100, tj. hypotetickou povodeň, která se teoreticky může opakovat jednou za sto let. Prakticky se však může vyskytnout v kratším časovém úseku vícekrát nebo naopak ani jednou za sto let. Je-li známa větší povodeň, navrhuje se zátopové území na úroveň této povodně.
Povodeň může být způsobena přírodními jevy (přirozená povodeň) nebo umělými vlivy (zvláštní povodeň).
Pro vznik a vývoj povodní jsou určující:
meteorologická situace,
vysoký stupeň nasycenosti povodí z dlouhotrvajících srážek,
snížení retenční schopnosti povodí v důsledku nevhodné skladby lesních porostů, úbytku zatravněných ploch a promrznutí půdy v zimním období,
existence zpevněných ploch s nízkou propustností a drsností,
nepřiměřené scelování pozemků a nevhodná volba plodin,
nedostatečná protierozní ochrana,
nedostatečný profil otvorů mostů a propustků, jejich nevhodný tvar, nedostatečná ochrana před zanášením a nepostačující množství inundačních mostů (sloužících k provedení povodňových vod),
nedostatky ve směrovém vedení vodních toků a nevhodný tvar průtočného profilu,
charakter, množství a způsob zajištění odplavitelných materiálů a výrobků, které se nacházejí v inundačním (zaplavovaném) území.
Opatření na ochranu před povodněmi jsou preventivní a přípravná, prováděná mimo povodeň, operativní v době povodně a opatření po povodni. Mezi preventivní a přípravná opatření patří:
povodňové plány,
povodňové prohlídky,
předpovědní a hlásná povodňová služba,
hlídková služba,
povodňové zabezpečovací a záchranné práce,
evidenční a dokumentační práce.
Opatření při povodni spočívají v:
manipulaci na vodohospodářských objektech a soustavách,
v ovlivňování odtokových poměrů,
v zabezpečovacích a záchranných pracích,
v náhradní dopravě,
zásobování apod.
Protipovodňová ochrana po povodni spočívá zejména:
v obnovení narušených funkci v zasaženém území,
zjišťování a oceňování povodňových škod,
v evidenčních a dokumentačních pracích
a vyhodnoceni povodňové situace s návrhy opatření.
Ochranu před povodněmi v době mimo povodně zabezpečují povodňové orgány:
Ministerstvo životního prostředí,
okresní úřady, v hlavním městě Praze a ve statutárních městech Brně, Ostravě a Plzni magistráty těchto měst,
orgány obcí, v hlavním městě Praze a ve statutárních městech Brně, Ostravě a Plzni orgány městských částí nebo městských obvodů.
Po dobu povodně (od vyhlášení 2. stupně povodňové aktivity) ochranu zabezpečují:
ústřední povodňová komise zřízená vládou (předsedou je ministr životního prostředí a místopředsedou ministr vnitra),
povodňové komise ucelených povodí zřízené Ministerstvem životního prostředí v dohodě s Ministerstvem vnitra a Civilní ochranou,
povodňové komise okresů zřízené přednosty okresních úřadů, v hlavním městě Praze a ve statutárních městech Brně, Ostravě a Plzni povodňové komise zřízené jejich radou,
povodňové komise obcí zřízené obecní radou, v hlavním městě Praze a ve statutárních městech Brně, Ostravě a Plzni povodňové komise městských části nebo městských obvodů zřízené radou městské části nebo městského obvodu.
Iniciování preventivních opatření, jež jsou rozhodující pro snížení povodňových škod, je v odborné působnosti správců vodních toků. Jedná se zejména o:
zvýšení četnosti prohlídek zátopových území a důsledné uplatňování zjištěných závad a nedostatků prostřednictvím orgánů státní správy a samosprávy,
přehodnocování užívání vodních nádrží z hlediska možnosti zvýšit jejich ochranné funkce,
zpracování studií odtokových poměrů, vymezování zátopových území,
pořízení studií preventivních protipovodňových opatření dílčích povodí,
účast správců vodních toků při navrhování opatření, jak zlepšit a využívat zemědělský a lesní půdní fond a jak snížit půdní erozi především při přípravě a realizaci komplexních pozemkových úprav,
zvyšování retenční kapacity území, zejména obnovou a budováním drobných vodních nádrží, mokřadů apod.
Povodně v červenci 1997 vyvolaly četné diskuse o tom, zda problémy povodňové ochrany je možné řešit zvětšováním retenční schopnosti krajiny nebo technickými opatřeními. Jak Hodnocení na území České republiky, tak i zahraniční zkušenosti ukazují, že řešením je kombinace obou přístupů, založená na podrobné znalosti charakteristiky území s postižením
vzájemných vazeb.
Zvýšení retenční schopnosti krajiny
je možno považovat za preventivní protipovodňové opatření. K docílení tohoto zvýšení přispívají:
optimální druhová skladba lesů s vyšším podílem listnatých dřevin,
širší věková skladba lesů, zamezení holosečí,
usměrňování zemědělské činnosti (správné umísťování vhodných kultur, vhodný způsob obdělávání, snížení podílů erozně náchylných plodin v rizikových povodích),
vhodné pozemkové úpravy,
rozšíření ploch s trvalým travním porostem v nivách řek,
zachování a zřizování přirozených překážek povrchového odtoku (remízků, mezí, průlehů, příkopů, mokřadů a přirozených nádrží),
budování retenčních nádrží,