POSÚDENIE VPLYVU MORFOLOGICKÝCH ZMIEN NA PRIETOČNOSŤ KORYTA TOKU MALÁ NITRA V ÚSEKU KM 18,325 KM 18,525 V KATASTRÁLNOM ÚZEMÍ OBCE VEĽKÝ KÝR

Size: px

Start display at page:

Download "POSÚDENIE VPLYVU MORFOLOGICKÝCH ZMIEN NA PRIETOČNOSŤ KORYTA TOKU MALÁ NITRA V ÚSEKU KM 18,325 KM 18,525 V KATASTRÁLNOM ÚZEMÍ OBCE VEĽKÝ KÝR"

Egbert Lane
5 years ago
Views:

1 POSÚDENIE VPLYVU MORFOLOGICKÝCH ZMIEN NA PRIETOČNOSŤ KORYTA TOKU MALÁ NITRA V ÚSEKU KM 18,325 KM 18,525 V KATASTRÁLNOM ÚZEMÍ OBCE VEĽKÝ KÝR MORPHOLOGICAL CHANGES AND THEIR EFFECT ON BANKFULL DISCHARGE OF MALÁ NITRA RIVER REACH IN KM 18,325 KM 18,525 OF CADASTRAL AREA VEĽKÝ KÝR PECHÁČOVÁ, Katarína 1, HALAJ, Peter 2, ŠINKA, Zoltán 3 1 Slovenská poľnohospodárska univerzita v Nitre, Fakulta záhradníctva a krajinného inžinierstva, Katedra krajinného inžinierstva, Hospodárska 7, Nitra, katarina.pechacova@uniag.sk 2 Katedra krajinného inžinierstva, Hospodárska 7, Nitra, peter.halaj@uniag.sk 3 Katedra krajinného inžinierstva, Hospodárska 7, Nitra, sinkazoltan7@gmail.com ABSTRACT Aggradation processes are dominant for lowland watercourse in consequence of low cross-section velocities for steady discharges. A result of these processes is alluviation of channel and decreasing of bankfull discharge. In the article we will concentrate to search a bankfull discharge changes of Mala Nitra stream. For the evaluation of results was used HEC-RAS software. The input data, the stream cross-section and discharge measured by digital instrument FlowTrecker, were measured directly in the interest area. Then, the measuring data and design data from project documentation were compared. The result is that bankfull discharges were significantly changed in all stream cross-sections. Keywords: bankfull discharge, alluviation of channel, HEC-RAS

2 ÚVOD Hydromorfologické parametre kvality vodného toku patria medzi kľúčové ukazovatele pri mapovaní a hodnotení kvality vodných tokov. Zmeny v tvare priečnych a pozdĺžnych profilov sú iniciované rôznymi faktormi a patria k prirodzenému vývinu koryta. V prípade, že sa jedná o toky v minulosti upravené, kde sú potlačené autoregulačné procesy, príp. toky degradované, je potrebné sledovať stav morfológie a v prípade potreby zasiahnuť vhodnými opatreniami tak, aby boli vytvorené podmienky pre naplnenie očakávaných funkcií vodného toku. MATERIÁL A METODIKA Merania v teréne boli uskutočnené v mesiaci september tohto roku na vodnom toku Malá Nitra v intraviláne obce Veľký Kýr. Celková dĺžka vodného toku je 31,1 km, celé povodie Malej Nitry má rozlohu 76,6 km², pričom záujmové územie má dĺžku 200 m v riečnom km km 18,525. Koryto vodného toku bolo v minulosti upravené na dvojitý lichobežníkový prietokový profil so šírkou dna b = 4,00 m, hĺbkou h = 1,30 m pre návrhový prietok Q nav = 55 m 3.s -1, sklonom svahov 1:2, šírkou beriem 1,00 m, so šírkou ochranných hrádzí v korune 2,00 2,50 m, a pozdĺžnym sklonom vodného toku i o = 0,00149 = 1,49. Svahy kynety sú opevnené betónovými dlaždicami 500/500/100 mm a opevnené na šírku jednej dlažobnej kocky sú aj bermy. V priečnych profiloch sme zamerali súčasný stav tvaru prietokových profilov a prístrojom FlowTracker sme zmerali rýchlosť prúdenia v rôznych miestach prietokových profilov a následne určili veľkosť prietokov v jednotlivých priečnych profiloch toku. FlowTracker je digitálny prístroj na meranie prietoku vodných tokov od firmy SONTEK, ktorý meria rýchlosť na princípe akustického dopplerovského odrazu (SonTek, 2009). Softvér HEC-RAS verzia bol vyvinutý inštitúciou Hydrologic Engineering Center Army Corps of Engineers. Tento 1 D softvérový prostriedok využíva podrobne riešenú hydrauliku ustáleného a neustáleného prúdenia v otvorených korytách a objektoch umelých i prirodzených tokov. Výpočet vyžaduje zadanie troch hlavných kategórií dát: geometriu koryta a objektov, stratové súčinitele a drsnostné súčinitele, okrajové podmienky (Halaj, 2005). VÝSLEDKY A DISKUSIA Priebeh konzumčných kriviek vo všetkých skúmaných profiloch na sledovanom úseku naznačuje, že pri prevedení toho istého prietoku, dochádza pri súčasnom stave morfológie

3 koryta v dôsledku výrazných zmien, k zvýšeniu hladiny vody vo vodnom toku v porovnaní s jej výškou pri projektovanom stave. Graf 1, 2 Konzumčné krivky v KM 0,000 (riečny KM 18,325) pre koryto a kynetu vodného toku porovnanie projektovaného (P.S.) a súčasného stavu (S.S.) Graf 3, 4 Konzumčné krivky v KM 0,103 (riečny KM 18,428) pre koryto a kynetu vodného toku porovnanie projektovaného (P.S.) a súčasného stavu (S.S.) Graf 5, 6 Konzumčné krivky v KM 0,170 (riečny KM 18,495) pre koryto a kynetu vodného toku porovnanie projektovaného (P.S.) a súčasného stavu (S.S.)

4 Pomocou softvéru HEC-RAS sme simulovali priebeh hladín pri prietoku Q = 8,5 m 3.s -1 pre projektovaný a súčasný stav koryta vodného toku. Z grafu 7 vyplýva, že pri danom prietoku sa hladina vo vyšetrovanom úseku zvýšila v priemere o 0,7189 m. Graf 7 Porovnanie priebehu hladín projektovaného (P.S.) a súčasného stavu (S.S.) pri prietoku Q = 8,5 m 3.s -1 v sledovanom úseku KM 18,325 18,525 Výsledky výpočtov priečneho profilu v km 0,135 (riečny km 18,460) ukázali, že kapacita prietokového profilu sa výrazne znížila, a to z projektovaného stavu Q nav = 55 m 3.s -1 na súčasný stav Q = 40 m 3.s -1. Značný podiel na tomto stave má veľké zníženie úrovne brehovej čiary v tomto priečnom profile. Graf 8 Konzumčné krivky pre koryto vodného toku v km 0,135 (riečny KM 18,460) porovnanie projektovaného (P.S.) a súčasného stavu (S.S.)

5 Z obrázkov 1 a 2 je zrejmé, že v dôsledku degradačných procesov v koryte toku došlo k zjavnej deformácii dna, kynety, beriem i svahov koryta vodného toku, v mnohých miestach sme tiež zaznamenali zníženie úrovne brehovej čiary. Obrázok 1, 2 Porovnanie projektovaného a súčasného stavu tvaru priečneho profilu v km 0,000 (riečny km 18,325) Bilancia objemov vymletého a akumulovaného materiálu bola uskutočnená pomocou programu HEC-RAS. Časť bilancovaných profilov s porovnaním súčasného a projektovaného stavu je uvádzaná v prílohách 1 až 4. Tabuľka 1 Zmeny veľkostí plôch jednotlivých prietokových profilov v porovnaní s projektovaným stavom bilancia nánosov a výmoľov Riečny km Staničenie [km] S [m 2 ] Odchýlka [%] 18,325 0,000-0,902-3,49 18,350 0,025-0,427-1,65 18,356 0,031-1,342-5,19 18,375 0,050-0,577-2,23 18,400 0,075-0,406-1,57 18,428 0,103-0,423-1,64 18,460 0,135-0,353-1,37 18,495 0,170-0,406-1,57 18,525 0,200-0,432-1,67 ZÁVER V dôsledku nízkych profilových rýchlostí prúdenia pri ustálených prietokoch prevládajú u nížinných vodných tokov agradačné procesy. Následkom toho sú procesy zanášania koryta, a tým aj znižovania jeho prietočnosti. V predloženom príspevku sme sa zamerali na skúmanie zmeny prietočnosti koryta malého vodného toku Malá Nitra

6 v intraviláne obce Veľký Kýr. Na vyhodnotenie sme použili softvér HEC-RAS, pričom sme vychádzali z priečnych profilov zameraných priamo v teréne a výsledkov hydrometrovania digitálnym prístrojom FlowTracker, v porovnaní s návrhovým stavom v projektovej dokumentácii. Výsledkom je zistenie, že sa významne znížila prietočnosť vo všetkých vyšetrovaných profiloch. V dôsledku degradačných procesov v koryte toku došlo k nevýraznej hĺbkovej erózii a tiež k zazemneniu svahov koryta vodného toku. Vplyvom namáhania svahov došlo k ich deformácii a v mnohých miestach vyšetrovaného úseku sme zaznamenali zníženie úrovne brehovej čiary. Podľa výsledkov simulácií má však na prietočnosť koryta vodného toku významnejší vplyv zmena hydraulických pomerov (drsnosti) dna a svahov kynety toku. POĎAKOVANIE Článok vznikol ako výsledok realizácie projektu: Centrum excelencie pre integrovaný manažment povodí číslo ITMS , podporovaný operačným programom výskum a vývoj financovaného z ERDF. Príspevok vznikol aj vďaka podpore projektu APVV č a grantového projektu VEGA č. 1/0601/09. POUŽITÁ LITERATÚRA HALAJ, P. [online] Morfologické zmeny vybraných malých vodných tokov a ich vplyv na priebeh hladín počas povodňových prietokov. [cit ]. Dostupné na internete: < HALAJ, P., JURÍK, Ľ., MATYO, J., BÁREK, V. [online] HEC-RAS model use for study of technical and biotechnical measures effect on increasing of water retention in stream channel and floodplain. [cit ] Dostupné na internete: < SonTek [online]. [cit ] Dostupné na internete: < >

7 PRÍLOHY: Príloha 1 Porovnanie súčasného a projektovaného stavu priečneho profilu v KM 0,000 Príloha 2 Porovnanie súčasného a projektovaného stavu priečneho profilu v KM 0,031 Príloha 3 Porovnanie súčasného a projektovaného stavu priečneho profilu v KM 0,150 Príloha 4 Porovnanie súčasného a projektovaného stavu priečneho profilu v KM 0,170

8 Príloha 5 úseku toku Porovnanie súčasného a projektovaného stavu poydĺžneho profilu skúmaného

ANALÝZA ENVIRONMENTÁLNYCH FAKTOROV OVPYVŇUJÚCICH NÁVRH KORYTA VODNÉHO TOKU ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL FACTORS DESIGN MODIFICATIONS OF STREAM CHANNEL

ANALÝZA ENVIRONMENTÁLNYCH FAKTOROV OVPYVŇUJÚCICH NÁVRH KORYTA VODNÉHO TOKU ANALYSIS OF ENVIRONMENTAL FACTORS DESIGN MODIFICATIONS OF STREAM CHANNEL ŠINKA, Zoltán 1, PECHÁČOVÁ, Katarína 2, HALAJ, Peter