Inżynieria rzeczna

Cel przedmiotu: zapoznanie studiujących z aktualnym poziomem wiedzy naukowej i inżynierskiej w dziedzinie hydrauliki i hydrodynamiki w projektowaniu urządzeń regulacji i ochrony przed powodzią z uwzględnieniem potrzeb zachowania

i utrzymania funkcji korytarza ekologicznego koryta i doliny rzecznej.

Podstawowy cel regulacji rzek i potoków górskich jakim jest bezpieczne przepuszczenie wód katastrofalnych wymaga nowych działań i nowego spojrzenia na złożoność procesów zachodzących w korycie cieku. Obecnie regulacja rzek i potoków górskich nie jest celem hydrotechników, lecz jest skutkiem osadnictwa w przestrzeni zalewowej i bezpośrednio na brzegach rzek. Istniejąca zabudowa techniczna rzek

i potoków górskich zamyka "gorsetem" koryta rzek tak, że nie tylko ten problem występuje dla koryta wielkiej wody ale ingeruje często w koryto wody średniej.

Powódź w roku 1997 wykazała, że urbanizacja i zabudowa osiedlowa terenów zalewowych rzek i potoków górskich spowodowała, że każde wezbrania w cieku jest klasyfikowane jako powódź. Kierując się naczelną zasadą ograniczonej ingerencji w stan rzek i potoków górskich należy pogodzić wnikliwą ocenę morfodynamiczną, hydrodynamiczną i ekologiczną cieków jako podstawę umożliwiającą podjęcie prac technicznych dotyczących sposobu i warunków przeprowadzenia wód katastrofalnych i ochrony terenów przyległych przed powodzią.

Natomiast znajomość ilościowej oceny poziomu zagrożenia powodziowego w lokalnej sali zlewni w gminie jest podstawą do rzeczowego wydatkowania funduszów na zabiegi i przedsięwzięcia w zakresie ostrzegania przed powodzą oraz na zabiegi łagodzące i likwidujące jej skutki. Działanie te w zakresie środków nietechnicznych ochrony powodziowej przewidują wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego poprzez określenie zasięgu zalewu dla wód katastrofalnych o określonym prawdopodobieństwie w celu likwidacji lokalnych przyczyn wpływających na zasięg i charakter zagrożenia powodziowego.

Wykłady (30 godz.)

1. Wielkość zasobów wód powierzchniowych w Polsce. Zasady Frague'a i Girardona. 2 godz.

2. Właściwości i działanie cieków. Charakterystyka rzek. Podział biegu cieku. Właściwości hydrologiczne rzek. Szorstkość i opory przepływu w korytach naturalnych. Typy koryt rzecznych. Erozja boczna i wgłębna. 2 godz.

3. Projektowanie przekroju poprzecznego naturalnego. Podłużny spadek regulacyjny. Stany i przepływy normalne. Projektowanie układu poziomego trasy regulacyjnej 2 godz.

4. Hydraulika koryt rzecznych - rodzaje ruchu wody w korytach otwartych. Równania opisujące ruch wody w korytach krzywoliniowych. Równania reżimu przepływu. 2 godz.

5. Rodzaje i systemy regulacji - regulacja rzek, deregulacja, rewitalizacja, regulacja bliska naturze 2 godz.

6. Pochodzenie rumowiska. Rodzaje rumowiska dennego. Początek ruchu rumowiska wleczonego. Parametry i wielkości graniczne ruchu rumowiska wleczonego (spadek graniczny, napełnienie graniczne, wstęga wleczenia). 2 godz.

7. Obrukowanie dna , transport rumowiska wleczonego - wzory empiryczne 2 godz.

8. Transport rumowiska wleczonego w czasie wezbrania, równanie start glebowych i transport rumowiska unoszonego 2 godz.

9. Hydrauliczne parametry oceny równowagi hydrodynamicznej koryta cieku 2 godz.

10. Roślinność przybrzeżna. Znaczenie roślinności w stabilizacji koryt cieków. Umocnienia biologiczne i biotechniczne skarp cieków. Interaktywność terenów zalewowych 2 godz.

11. Umocnienia techniczne dna i brzegów koryta. Budowle koncentrujące - ostrogi, tamy podłużne, opaski, poprzeczki. 2 godz.

12. Obliczenia hydrauliczne stopnia i zapory. Obliczenie czasu zalądownia zapory przeciwrumowiskowej, zapory tradycyjne i palowe, zastosowanie gabionów. 2 godz.

13. Wezbrania i powodzie. Miary zagrożenia powodziowego. Środki ochrony przed powodzią Ochrona przeciwpowodziowa. 2 godz.

14. Projektowanie wałów, zasady trasowania i rozstawy wałów, rodzaje wałów. Wymagania bezpieczeństwa dotyczące wałów. Obliczenia hydrauliczne. Minimalna i optymalna rozstawa wałów. Wielkość i czas rozmycia wałów. 2 godz.

15. Lokalny plan ograniczenia skutków powodzi. Ocena środków nietechnicznych ochrony powodziowej - określenie zasięgu zalewu na bazie koryta wielkiej wody w rzekach i potokach, uwzględniający spiętrzenia zwierciadła wody wywołane infrastrukturą inżynierską, (drogi, mosty i przepusty) które bezpośrednio ingerują w koryto wielkiej wody. 2 godz.

Ćwiczenia (60 godz.)

1. Wykreślenie przekrojów poprzecznych 2 godz.

2. Wykreślenie profilu podłużnego trasy regulacyjnej 2 godz.

3. Obliczenie krzywych konsumcyjnych 8 godz.

4. Obliczenie parametrów koryta regulacyjnego rzeki wg Lambora 2 godz.

5. Zaprojektowanie trasy regulacyjnej w układzie poziomym 10 godz.

6. Projekt obwałowań 3 godz.

7. Obliczenia hydrauliczne zapory przeciwrumowiskowej 1 godz.

8. Obliczenie transportu rumowiska wleczonego w przekroju zapory 5 godz.

9. Transport rumowiska unoszonego 8 godz.

10. Prognoza obrukowania dna poniżej zapory 8 godz.

11. Obliczenie czasu zaszutrowania zapory przeciwrumowiskowej 4 godz.

12. Obliczenia zapory dozująco-szutrującej 1 godz.

13. Obliczenie hydrauliczne stopnia bezdepresyjnego 1 godz.

14. Obliczenie spadku granicznego 1 godz.

15. Obliczenie transportu rumowiska wleczonego po wykonanej regulacji 2 godz.

16. Rysunki, rzuty i przekroje 2 godz.

1. Wołoszyn i inni, 1994. Regulacja rzek i potoków. Wrocław.

2. L. Radczuk i inni. Wyznaczenie stref zagrożenia powodziowego. SAFEGE Biuro Koordynacji Banku Światowego