Metodický pokyn č. 24/99 odboru ochrany vod MŽP

k posuzování bezpečnosti přehrad za povodní (Věstník MŽP č. 4/1999)

ÚVODEM

Zákonné ustanovení § 41 zákona č. 138/1973 Sb., o vodách (vodní zákon), ve znění pozdějších předpisů obsahuje podrobný výčet povinností a oprávnění vlastníků (uživatelů, popřípadě investorů) vodohospodářských děl, mimo jiné i povinnost udržovat dílo trvale v dobrém a provozuschopném stavu tak, aby nedošlo k ohrožení bezpečnosti osob, majetku a vodohospodářských, jakož i jiných chráněných zájmů. Pro plnění těchto úkolů slouží odborná činnost, kterou pod pojmem technickobezpečnostní dohled (dále jen TBD)1)  blíže upravuje vyhl. č. 62/1975 Sb.

Jeden z podkladů pro výkon TBD v rámci prověřování provozu a bezpečnosti díla při mimořádném zatěžovacím stavu tvoří šetření hydraulických možností a hodnocení bezpečnosti díla za povodňové situace. Jako sjednocující metodický návod pro zajištění této činnosti slouží tento metodický pokyn, který byl v uplynulých letech zpracován v rámci grantového projektu Ministerstva životního prostředí pod pracovním názvem - Směrnice pro posuzování bezpečnosti přehrad za povodní.

Účelem pokynu je dosažení přiměřené bezpečnosti přehrad na území České republiky v souladu podle doporučení ICOLD2)  a ve srovnatelné míře jako ve vyspělých zemích, dále pak formulace zásad a požadavků na dohodnutá bezpečnostní kritéria přehrad za povodní a vytvoření předpokladu pro jejich přijetí v širokém okruhu státních orgánů, odborných institucí, veřejnosti i vlastníků a provozovatelů.

Pokyn je metodickým návodem pro:

Výsledkem aplikace pokynu na konkrétní VD je “Posudek bezpečnosti vodohospodářského díla za povodní” (dále jen Posudek), který obsahuje prověření hydraulických kapacit všech dostupných zařízení3) a podle příslušných kritérií bezpečnosti, volených odstupňovaně podle významu potenciálního rizika VD a charakteru ohroženého území, zhodnocení převedení povodňové vlny (PV) přes dílo. Není-li zajištěna požadovaná míra ochrany VD před havárií, je součástí Posudku i návrh nápravných opatření.

I.  U provozovaných VD  se hodnocení bezpečnosti díla za povodní provádí opakovaně po uplynutí doby určené podle významu a potenciálního rizika díla, nebo při změně podmínek a přehodnocení původních předpokladů, které bezpečnost díla při průchodu povodní podstatně ovlivňují4). Výsledky Posudku se dokumentují ve zprávě o TBD.

II. U navrhovaných nebo rekonstruovaných VD  se vypracováním Posudku ověří navržené řešení a prokáže bezpečnost díla při mezním zatížení za povodní. Posudek je součástí příslušné projektové dokumentace.

Výsledky Posudku je nutno zapracovat do  příslušného Programu dohledu5)   (PTBD). Vyhotovený Posudek je jedním z  podkladů pro zpracování či aktualizaci Manipulačního řádu vodního díla6)  (MŘ).

1.  VŠEOBECNÁ ČÁST

1.1  Předmět pokynu

Pokyn se týká všech vodohospodářských děl, jejichž součástí je vzdouvací stavba7), která přehrazuje údolí toku a vytváří nádrž nebo odkaliště8). Druhou podmínkou je možnost mimořádné hydrologické situace, při které nelze vyloučit nekontrolované naplnění. Následné přelití koruny hráze může vést k havárii, případně i destrukci díla. Vyvolanou průlomovou vlnou mohou být v území pod VD ohroženy lidské životy a materiální hodnoty a to více, než za stejných hydrologických podmínek, ale bez existence díla. Posudek se vyhotovuje pro každý konstrukční typ hráze (sypané, naplavované, zděné, betonové a kombinované).

Předmětem pokynu není detailní posuzování technického stavu VD. Hodnotí se však bezpečnost a stabilita hráze, jednotlivých funkčních objektů a podloží při mezním zatížení vyvolaném průchodem posuzované povodňové vlny (PV). Znalost technického stavu díla je však nutná a v Posudku se zohlední při stanovení předpokladů a podmínek pro převádění povodní.

1.2  Platnost a závaznost

Pokyn je navržen jako doporučená a sjednocující technicko-metodická pomůcka pro projektanty, vlastníky (uživatele) VD a jimi určené hlavní pracovníky TBD, pracovníky TBD pověřených organizací9)   a další subjekty, které se podílejí na vypracování Posudku.

U provozovaných VD zajišťuje Posudek jeho vlastník a to v rámci odborného výkonu TBD. U navrhovaných nebo rekonstruovaných VD je Posudek součástí projektové dokumentace a je jedním z podkladů pro stavební řízení.

Komentář:

Vypracování Posudku je žádoucí přednostně u nově navrhovaných nebo rekonstruovaných VD. Bezpečnost provozovaných VD se bude prověřovat postupně podle jejich významu a dostupnosti příslušných hydrologických podkladů. Předběžné posouzení vybraného souboru VD se plánuje provést v rámci státního grantového projektu MŽP ČR.

1.3  Zásady zpracování Posudku

Podle pokynu se odstupňovaně podle významu, potenciálního rizika VD a charakteru ohroženého území určují:

Pro stanovení odůvodněné míry ochrany podle možných škod, následků a ztrát na lidských životech v případě havárie je zavedena klasifikace posuzovaných děl do tří skupin A až C. Každé skupině je podle rozpětí očekávaných průměrných škod (ztrát) přiřazeno rozmezí míry ochrany za povodní. Pro zařazení posuzovaného díla do jedné ze skupin se použije již provedené kategorizace10)   VD. V případě návrhu nového díla, které dosud nebylo kategorizováno, se pro zařazení použije individuální rozhodovací postup.

Hydrologickým podkladem se rozumí kontrolní povodňová vlna (KPV)11), kterou tvoří jedna nebo více povodňových vln s dobou opakování rovnou požadované míře ochrany N - roků. KPV je určena kulminačním průtokem a k němu příslušným objemem a pravděpodobným časovým průběhem. Pro hodnocení retenčního účinku nádrže se hydrologický podklad rozšiřuje o PV s N-letým objemem.

Na základě okolností ovlivňujících bezpečnost VD za povodní (např. konstrukční typ hráze a u provozovaných VD i její technický stav) a pravděpodobné příčiny havárie díla (vytipované na základě poznatků výkonu TBD) se stanoví mezní bezpečná hladina (MBH). MBH je úroveň hladiny v nádrži, při které je v dané lokalitě právě ještě zaručena bezpečnost a stabilita díla. Vzhledem k extremálnosti jevu a současně krátké době jeho trvání se obecně nevylučuje vznik drobných škod a počítá se sníženým stupněm bezpečnosti až m => 1,05. Při jejím překročení lze další vývoj pokládat za nekontrolovatelný, který je doprovázen neúnosným rizikem selhání a havárie díla. V důsledku protržení díla vznikají škody jak na díle samém, tak v přilehlém území pod dílem.

Kontrolní maximální hladina (KMH) je úroveň maximální hladiny vody v nádrži při posuzované KPV. Její určení je výstupem vodohospodářské úlohy transformace povodňové vlny retenčním účinkem nádrže za předem přijatých předpokladů a podmínek, které se určí individuálně podle konkrétního konstrukčního typu hráze, použitých funkčních objektů, provozních a dalších souvisejících faktorů. Vedle hydrologického podkladu ovlivňují určení maximální hladiny vody připovodni: počáteční hladina v nádrži, možná manipulace a provozní podmínky hrazených uzávěrů, provozní spolehlivost bezpečnostních zařízení, využitelná kapacita odtokového systému, možnost nouzového převádění povodňových průtoků apod.

Výsledkem posudku je, podle vztahu mezi kótami MBH a KMH, vyjádření, že VD je nebo není zabezpečeno pro průchod KPV. Součástí Posudku jsou doporučená nápravná, příp. nouzová opatření.

1.4  Klasifikace vodohospodářských děl

K vypracování Posudku slouží pracovní klasifikace VD se členěním do tří skupin (A, B, C) na základě individuálního zhodnocení možných následků v případě havárie díla. Škody se chápou jako přídatné, odvozené jen z přímé havárie vodního díla a průchodu průlomové vlny. Posuzovaná hlediska jsou:

V tabulce 1 je uvedena vzorová charakteristika posuzovaných hledisek ve členění jednotlivých skupin A, B, C.

Tabulka 1    CHARAKTERISTIKY PRO TŘÍDĚNÍ VD

2    ODBORNÉ A TECHNICKÉ PODMÍNKY VYPRACOVÁNÍ POSUDKU

2.1  Požadovaná míra bezpečnosti VD při povodni

Požadovaná míra ochrany, vyjádřená dobou opakování KPV N let a její pravděpodobností překročení P = 1/N, je uvedena odstupňovaně pro jednotlivé skupiny v tabulce 2.

Tabulka 2       POŽADOVANÁ MÍRA OCHRANY

Poznámka:

Označení IV* platí pro díla zařazená v “Seznamu vybraných vodohospodářských děl IV. kategorie významných z hlediska ohrožení veřejných zájmů”.

/* tj. ostatních nositelů rizika (obecně veřejnosti) kromě vlastníka, uživatele, popřípadě investora.

/** Volbu N < 50 (P > 0,02) je nutno zvlášť zdůvodnit.

Komentář:

Metodický pokyn odvozuje žádoucí míru ochrany VD z dosavadních zkušeností a ze současných tendencí a doporučení ICOLD, uplatňovaných ve vyspělých zemích. Požadovaná míra ochrany je proto, zejména u nejvýznamnějších VD I. a II. kategorie, podstatně vyšší, než předpokládá ČSN 73 6814 “Navrhování přehrad” z roku 1972 (kontrolní povodňová vlna KPV1000).

Naproti tomu u malých vodních nádrží, se jako požadovaná míra ochrany připouští i N < 100 let,ale jen v případech, kdy havárie díla nevyvolá významné škody u třetích stran. Praktickým příkladem uplatnění míry ochrany nižší než 50 let jsou velmi malé vodní nádrže, charakterizované např. celkovým objemem menším než 5 tis. m3.

2.2  Okolnosti ovlivňující bezpečnost VD za povodní

Ke všem, popřípadě k dalším okolnostem ovlivňujícím bezpečnost VD za povodní, se v přiměřené míře přihlédne při rozhodování o míře ochrany VD.

2.3  Hydrologický podklad

Hydrologický podklad pro vyhotovení Posudku tvoří pro posuzovaný profil tato data:

Poskytované údaje se implicitně předpokládají jako přirozené neovlivněné. V opačném případě musí být tato skutečnost výslovně uvedena.

Je-li posuzované dílo součástí vodohospodářské soustavy (VS) a bude-li ve VS také posuzováno, je třeba tuto okolnost sdělit v objednávce hydrologických podkladů. Pro tento případ je třeba podklady doplnit v jednotlivých hodnocených profilech o postupové doby průtoků. Součástí Posudku je pak posouzení vlivu výše ležících VD a úprava hydrogramu průtokových vln v dolních profilech. Uvažovaný účinek se musí vždy zdůvodnit a pro skupinu A se jej doporučuje konzultovat u zpracovatele hydrologických údajů.

Pro VD zařazené do skupiny A nebo B se navíc požadují:

Pro VD zařazená do skupiny A jsou pro odvození PV doporučeny zásady:

Pokud dojde při aktualizaci hydrologických údajů k jejich podstatné změně, budou nové údaje doloženy podrobným rozborem souvisejících důvodů.

Zajištění hydrologických podkladů

Hydrologický podklad pro dobu opakování N => 100 let poskytuje na vyžádání zpracovatele Posudku příslušná pobočka ČHMÚ jako součást základních hydrologických údajů podle ČSN 75 1400.

Pro odvození charakteristik PV s pravděpodobností výskytu nižší než 0,01 (tj. jako nestandardní hydrologické údaje pro VD skupiny A a B) pokyn nepředepisuje konkrétního zhotovitele. Za zajištění podkladu odpovídá posuzovatel. Popis doporučených metod, dostupnost podkladů a přehled odborných pracovišť, která hydrologické podklady poskytují, jsou uvedeny v příloze č. 6.3. Obsah přílohy se aktualizuje o nové, ověřené metody a odborná pracoviště.

Platnost hydrologických údajů je časově omezená a může jich být pro zpracování Posudku použito nejdéle do pěti let od jejich vydání nebo posledního ověření.

Komentář:

V současných podmínkách ČHMÚ, jako nezávislá státní autorizovaná instituce, nemá vytvořeny podmínky pro poskytování KPV s dobou opakování > 100 let (ve smyslu nestandardních hydrologických údajů podle ČSN 75 1400). Aktuální požadavky na šetření bezpečnosti přehrad za povodní, obzvláště u významných VD kategorie I. a II. však nelze odkládat do doby, kdy ČHMÚ bude moci tyto podklady operativně garantovat. Proto pokyn pro nejbližší období 2 až 3 let přesně nespecifikuje odborný subjekt a základní informace o způsobu zajištění hydrologického podkladu nabízí formou pravidelně aktualizované přílohy. V současné době lze výše uvedený podklad zajistit formou zadání zpracování odborného odhadu, hydrologické studie nebo využít plánovaných výstupů probíhajících výzkumných úkolů (např. grantový projekt VaV/510/3/97-2000 “Vývoj metod pro odvozování extrémních povodní”, odborný garant ČHMÚ). Pro nejbližší období lze kvalitu a objektivní správnost hodnot KPV zajistit jejich veřejnou odbornou oponenturou.

Za cílový stav se pokládá liberální uvolnění odborného subjektu, který výše uvedený podklad poskytuje s tím, že pozici autorizované instituce zastane ČHMÚ s možností se k řešení vyjadřovat a v případě rozporu, finanční náročnosti důsledků Posudku apod. jej ověřovat.

2.4  Geodetické podklady

Součástí Posudku jsou geodetické podklady, které obsahují:

2.5  Ostatní podklady

Prohlídkou VD, povodí nebo území pod VD, kterou provádí zpracovatel Posudku (za případné účasti zpracovatele hydrologických údajů), průzkumem, dotazy u provozovatele nebo místních obyvatel, z dokumentace, mapových podkladů atd. se zjišťují údaje charakterizující:

Obzvláště u malých VD se doporučuje ověření uváděné plochy povodí skutečnou polohou rozvodnice,a to vzhledem k liniovým dopravním stavbám a souvisejícím terénním úpravám (odvodnění komunikací, zářezy a náspy včetně průchozích objektů, mostů a propustků).

2.6  Hydrotechnické výpočty

Pro jednotlivá zařízení VD, která lze použít k převádění povodňových průtoků, se stanoví měrné křivky a to až do úrovně nejvyšší možné hladiny určené kótou koruny hráze nebo vlnolamu, případně MBH. Pro každé zařízení, které se skládá z více objektů, se kapacitně prošetřují jednotlivé režimy proudění každého objektu a zkoumá se jeho vliv na celkovou kapacitu (přeliv, přemostění, skluz, vývar, odpadní koryto, obtokové koryto, odpadní štola a pod.). Pro výpočet se používají běžné metody řešení hydraulických jevů. Pokud byl pro návrh a dimenzování bezpečnostních a výpustných objektů prováděn hydraulický modelový výzkum, použijí se jeho výsledky pro zpřesnění hydraulických výpočtů.

Pro dokumentaci a možné ověření hydrotechnických výpočtů se jednotlivé výpočty doloží příslušným popisem použitých metod a postupů včetně odkazů na literaturu, zavedených zjednodušení, předpokladů a hodnot použitých koeficientů.

U převzatých měrných křivek, např. z projektové dokumentace, MŘ apod., se ověří jejich správnost.

2.7  Skladba a obsah Posudku

Posudek má jednotné členění a označení kapitol:

A. ÚVODNÍ ČÁST

B. ÚČEL A POPIS VODOHOSPODÁŘSKÉHO DÍLA

C. ZÁKLADNÍ ÚDAJE A PODKLADY

C.1 KLASIFIKACE DÍLA PODLE VÝŠE POTENCIÁLNÍHO RIZIKA

C.2 HYDROLOGICKÉ PODKLADY

C.3 TECHNICKÉ PARAMETRY A PODKLADY

C.4 OKOLNOSTI OVLIVŇUJÍCÍ BEZPEČNOST ZA POVODNÍ

C.5 HYDRAULICKÉ A HYDROTECHNICKÉ PODKLADY

D. STANOVENÍ MEZNÍ BEZPEČNÉ HLADINY

E. PODMÍNKY A PŘEDPOKLADY PŘEVEDENÍ POVODNĚ

F. STANOVENÍ MAXIMÁLNÍ HLADINY V NÁDRŽI

H. ZÁVĚREČNÉ ZHODNOCENÍ

G. NÁPRAVNÁ OPATŘENÍ

H. POUŽITÉ PODKLADY

I. SEZNAM PŘÍLOH

3    METODICKÝ POSTUP VYPRACOVÁNÍ POSUDKU

Dále uvedené zásady jsou formulovány v rozsahu a podrobnosti, která se pokládá za nezbytnou pro vyhotovení Posudku VD zařazeného do skupiny A nebo B. Pro méně významné dílo se předpokládá přiměřené zjednodušení použitých podkladů.

3.1  Požadovaná míra ochrany

Pro každé VD se podle odstavce 1.4 naplní posuzovací hlediska a až d.

I.  Nové navrhované VD  se zatřídí do příslušné skupiny A až C podle tabulky 1. Pro usnadnění postupu lze doporučit spolupráci s odborníkem organizace pověřené výkonem odborného TBD, který zpracovává podklady pro kategorizaci13). Pro přiřazení požadované míry bezpečnosti VD za povodní se použije tabulka 2.

II. Pro provozované nebo rekonstruované VD  se požadovaná míra bezpečnosti VD za povodní přiřadí podle platné14)  kategorie ve smyslu vyhlášky č. 62/75 Sb. pomocí tabulky 2. Navíc za účelem kontroly neměnnosti rozhodujících okolností se doporučuje provést orientační ověření platné kategorie podle tabulky 1 pomocí naplnění hledisek a až d. Při zjištěném rozporu se navrhuje konzultace s odborníkem organizace pověřené výkonem odborného TBD, která zpracovala podklady pro kategorizaci díla. Výsledkem konzultace je kontrola a potvrzení kategorie nebo provedení rekategorizace VD.

Při volbě požadované míry bezpečnosti podle tabulky 2 se doporučuje přihlédnout i k jednotlivým okolnostem podle kapitoly 2.2, které bezpečnost VD za povodní ovlivňují. Pro VD zařazené do skupiny A nebo B je rozhodujícím kritériem kvantifikace pravděpodobných ztrát na lidských životech. U skupiny C se ztráty na lidských životech nepředpokládají. Nižší míra bezpečnosti než N = 100 let se volí v odůvodněných případech, kdy vyvolané škody postihnou jen vlastníka díla a ostatní škody jsou nevýznamné. Oprávněnost míry bezpečnosti VD nižší než 100 let, nejméně však 20 let, je nutno zdůvodnit.

3.2  Zajištění podkladů

I. Pro provozované VD  se shromáždí dostupná data a informace:

1) Od provozovatele VD:

2) Rekognoskací, průzkumem, z dokumentace VD:

3) Pro VD zařazená do skupiny C se u příslušné pobočky ČHMÚ objedná ověření stávajících nebo poskytnutí nových základních hydrologických údajů. Pro ostatní VD posuzovatel zajistí pro požadovanou dobu opakování N let zpracování hydrologických podkladů v rozsahu podle kapitoly 2.3. Vzor specifikace objednávky je uveden v příloze 6.1.

4) Při prvním vyhotovení Posudku se jako měřící podklad použije situační a výškopisné zaměření skutečného provedení stavby. Pro jeho ověření, případně pro doplnění chybějících hodnot potřebných pro hydrotechnické výpočty, se provede účelové měření. Jeho rozsah a podrobnost volí posuzovatel podle potřeb a místních podmínek. Vlastní měření je třeba předem dohodnout s vlastníkem díla. Při opakované revizi Posudku se využijí původní podklady, které se případně doplní o zaměření změn vyvolaných stavebními úpravami, údržbou, deformacemi vlivem sedání, působením klimatických podmínek apod.

II. Pro nové navrhované nebo rekonstruované VD  je výchozím podkladem příslušná projektová dokumentace (včetně případného inženýrskogeologického a hydrogeologického průzkumu a vodohospodářského řešení). Hydrologické podklady starší než 5 let se ověří. Specifikace žádosti je uvedena v příloze 6.2.

Při zpracování Posudku se provede:

3.3  Stanovení mezní bezpečné hladiny (MBH)

MBH se stanoví pro konkrétní typ a konstrukční řešení díla jako nejvyšší hladina v nádrži, při které právě ještě není ohrožena bezpečnost VD.

Podle konstrukčního řešení hráze, způsobu těsnění a konkrétních podmínek založení hráze, u provozovaných děl také podle zkušeností z dosavadního provozu a výkonu technickobezpečnostního dohledu, se stanoví pravděpodobná příčina protržení za povodně:

Pro tuto mezní situaci se určí příslušná výchozí úroveň MBH.

Příklad:

Pro sypanou hráz s předpokladem poruchy v důsledku povrchové eroze při přelití koruny, případně horní hrany těsnění hráze, odpovídá MBH kóta nejnižšího místa koruny hráze resp. kóta úrovně těsnění. U zděné hráze může MBH odpovídat např. max. výška přepadového paprsku nad její korunou.

Dále se určí a zhodnotí všechny podstatné okolnosti, ovlivňující bezpečnost hráze za povodně, a to samostatně, popřípadě ve vzájemném působení. Výchozí úroveň MBH se snižuje, popřípadě zvyšuje o hodnoty dílčích výšek odpovídajících uvažovaným faktorům, které tvoří:

Pro zhodnocení účinků vln se doporučuje postup podle ČSN 75 0255. Výška výběhu větrových vln se musí povinně vyčíslit pro VD zařazená do skupiny A a B. Pokud délka rozběhu vlny (tj. největší přímá délka vodní hladiny mezi hrází a protilehlým břehem) není větší než 300 m, je umožněno pro skupinu C určit výběh větrových vln vedle výpočtu pomocí tabulky 3. Takto určenou hodnotu výšky větrové vlny, o kterou je třeba upravit MBH, je možno redukovat s ohledem na odolnost koruny a vzdušného líce, dobu trvání extrémní hladiny v nádrži stanovenou z řešení transformace KPV a pravděpodobnost střetu těchto nepříznivých jevů.

Tabulka 3    VÝŠKA VÝBĚHU VĚTROVÝCH VLN

Komentář:

Metodický pokyn nezavádí paušální minimální převýšení koruny hráze nad maximální hladinou pro jednotlivé konstrukční typy hrází. Konstantní hodnota převýšení reprezentuje např. u dvou VD s výrazně rozdílnou zatopenou plochou 100 ha a 10 ha až desetinásobný rozdíl ve velikosti rezervy v retenci jednotlivých nádrží. Obdobně paušální převýšení hladiny představuje různou rezervu v kapacitě bezpečnostních přelivů podle použitého konstrukčního uspořádání a délky přelivné hrany. Pokyn podporuje přístup individuálního určení a ohodnocení souvisejících faktorů vzhledem k významu posuzovaného díla. Při šetření bezpečnosti VD za povodně se pro převedení příslušné KPV počítá s využitím všech reálných rezerv VD.

Vychází-li MBH větší než stanovená maximální hladina vody v nádrži16) , je třeba bezpečnost hráze prověřit statickým výpočtem. Rozsah a podrobnost výpočtu se stanoví úměrně podle významu díla (podle provedené klasifikace VD) a konstrukčního typu hráze:

1)  U sypaných hrází  významných VD, zařazených do skupiny A a B, se spolehlivost zemní konstrukce prošetří vyhotovením podrobného statického výpočtu podle těchto mezních stavů:

U VD zařazených do skupiny C (zpravidla hrází malých vodních nádrží) je možné stabilitu prokázat kontrolním výpočtem pro nejnepříznivější zatěžovací stav (povrchová eroze při přelití hráze, bezpečnost proti posunutí u kamenitých hrází se středním těsněním, stabilita svahů při náhlém poklesu hladiny v nádrži z MBH na kritickou hladinu, průsakové poměry pro výpočet stability hráze a podloží) v  podrobnosti odpovídající původnímu návrhu hydrotechnické stavby.

2)  U zděných a betonových hrází stanovením celkové stability přehrady posouzením bezpečnosti proti:

Není-li dosaženo požadovaného stupně bezpečnosti18) , stanoví se iteračním postupem nižší úroveň MBH, pro kterou je celková bezpečnost právě zajištěna.

3.4  Stanovení kontrolní maximální hladiny v nádrži (KMH)

KMH při povodni se stanoví řešením úlohy transformace povodňové vlny retenčním účinkem nádrže. Pro hydrologický podklad v podobě několika variant KPV (např. pro různé sezónní období nebo pro kombinaci PV určených jednak N-letým kulminačním průtokem a jednak N-letým objemem) se řeší opakovaně.

V případech, kdy se transformace evidentně neuplatní nebo je nevýznamná, se KMH stanoví odečtením ze souhrnné měrné křivky bezpečnostních a výpustných zařízení pro příslušný kulminační průtok KPV.

Pro VD skupiny A nebo B se velikost transformace povodňové vlny vždy vyčísluje. Případné její zanedbání v Posudku se musí zdůvodnit.

U VD skupiny C se postupuje individuálně. V jasných případech, kdy je dílo zabezpečeno i bez uvažování retenčního účinku nebo se transformace neuplatní pro nedostatečný retenční prostor nádrže vzhledem k objemu vzestupné části PV, se transformace PV neprošetřuje.

Stanovení KMH při povodni ovlivňují vedle hydrologického podkladu další okolnosti:

Nelze-li některý předpoklad jednoznačně kvantifikovat, je účelné uvážit variantní kombinace faktorů a citlivostní analýzou stanovit jejich významnost. Konečnou kombinaci, směrodatnou pro stanovení výsledné KMH, je možné určit rozhodovací analýzou.

Postup řešení :

A) Pro případ, že posuzované dílo je součástí VS, vyšetří se možnost ovlivnění přirozeného přítoku v profilu hráze:

B) Určí se podmínky pro převedení KPV přes dílo:

C) Vypočtou se využitelné kapacity jednotlivých zařízení pro celé rozpětí od výchozí úrovně hladiny vody v nádrži před nástupem povodně až po kótu koruny hráze, vlnolamu, případně MBH.

D) Pro jednotlivá zařízení a zvolenou manipulaci se pro příslušné hladiny sestaví souhrnná měrná křivka.

E) KMH se stanoví řešením transformace PV v nádrži, zpravidla z několika variant manipulací. Není-li transformace významná, určí se KMH ze souhrnné měrné křivky (bezpečnostních, výpustných, popř. ostatních zařízení) pro posuzovaný kulminační průtok KPV.

Případné rezervy v retenci vlivem snížení počáteční hladiny vody v nádrži předvypuštěním části objemu na základě hydrologické předpovědi se nezavádějí.

3.5  Výsledek Posudku

Výsledkem Posudku je vztah mezi MBH a KMH a jeho zhodnocení z hlediska:

Obecně se dílo se pokládá za bezpečné pro převedení KPV při platnosti relace KMH Ł MBH .

3.6  Nápravná a nouzová opatření

Nápravná opatření se týkají provozovaných VD v případě negativního výsledku Posudku. Předběžně je navrhuje posuzovatel na základě shromážděných poznatků a analýzy všech rozhodujících faktorů bezpečnosti díla za povodní. Spolehlivost navržených opatření je třeba přesvědčivě prokázat zejména u VD zařazených do skupiny A nebo B. Nedostatečná bezpečnost nově navrhovaného nebo rekonstruovaného VD za povodní se řeší novým návrhem a úpravou projektové dokumentace.

Nápravnými opatřeními  u provozovaných VD mohou obecně být:

Nouzová opatření  se vztahují na všechna VD a doporučují se za účelem vyloučení nebo minimalizace ztrát na životech a hmotných škod pro případ, že chování VD vybočí za zcela extrémní situace z předpokládaných mezí (např. poloha hladiny při průchodu mimořádné povodně nižší pravděpodobnosti výskytu, při kumulaci nepříznivých faktorů nebo při poruše ovládání uzávěrů apod.). Reálná proveditelnost navrhovaných nouzových opatření se prokáže výslovným uvedením jednotlivých podmínek.

Nouzovými opatřeními  mohou být:

Pro každé navržené opatření se doporučí termín jeho realizace.

3.7  Ochrana před povodněmi za stavby přehrady

Součástí návrhu nového VD je také převedení vodního toku za stavby a zajištění bezpečnosti ohroženého území směrem po vodě. Trvání stavby v délce několika let neopravňuje připouštět po dobu budování VD větší riziko než při jeho trvalém provozu.

Součástí Posudku nově navrhovaného VD je i posouzení rizika možného přelití a protržení rozestavěné hráze včetně posouzení způsobu a kapacity navrženého technického řešení převedení vody.

Volbu návrhové povodně ovlivňují tyto okolnosti:

V hydrologickém podkladu se přihlédne k jednotlivým fázím výstavby a posoudí se pravděpodobnost velikosti, trvání a kalendářního výskytu průtoků s ohledem na technologii výstavby a na ohrožení stavby a území pod ní povodňovými průtoky.

Stanovení kapacity objektu k převedení vody ovlivňuje:

Pro stanovení doby opakování N´ návrhové PV při stavbě betonových a velmi malých zemních hrází lze převzít schematické pravidlo:

N´ = doba výstavby T v letech + 1 rok.

Dobu opakování N´ návrhové PV pro převedení vody za stavby je možno obecně určit pro předem zvolenou pravděpodobnost rizika Pr (např. 10%) překročení návrhového průtoku během trvání rizika r (trvá-li po celou dobu výstavby, je r = T) ze vztahu

V tabulce 4 jsou vypočteny hodnoty N´ pro pravděpodobnost rizika Pr = 5, 10 a 20% a pro různé doby trvání rizika r (příp. doby výstavby T).

Tabulka 4   DOBY OPAKOVÁNÍ KPV PŘI PŘEVÁDĚNÍ VODY ZA STAVBY

Komentář:

Z tabulky 4 např. vyplývá: Při zvolené pravděpodobnosti Pr , = 10 %, že za dobu výstavby T = 5 roků bude návrhový průtok převedení vody za stavby pravděpodobně jednou překročen, odpovídá doba opakování N´ = 48 roků.

Přibližné vzorce:

pro 5 %-ní riziko : N´ = 20 . T

pro 10 %-ní riziko : N´ = 10 . T

pro 20 %-ní riziko : N´ = 5 . T

4   ORGANIZAČNÍ A LEGISLATIVNÍ PODMÍNKY APLIKACE POKYNU

4.1  Administrativní zajištění vypracování Posudku

Vypracování Posudku zajišťuje vlastník (uživatel, popřípadě investor) VD na svůj náklad jako součást výkonu TBD20). Posudek vyhotovuje odborný subjekt s oprávněním k projektování v oboru vodních staveb.

I. U provozovaných VD  kategorie I. a II. kategorie je součástí Posudku vyjádření subjektu pověřeného výkonem odborného TBD.

II. U navrhovaných nebo rekonstruovaných VD je Posudek nedílnou součástí projektové dokumentace. Pro VD I. až III. kategorie je projektová dokumentace spolu s Posudkem podkladem pro odborný subjekt pověřený výkonem TBD k vyjádření o rozsahu TBD podle §14 vyhl. č. 62/75 Sb.

Ústřední vodohospodářský orgán vede evidenci vyhotovených Posudků za účelem průběžného hodnocení skutečné míry bezpečnosti jednotlivých kategorií VD za povodní. Získané zkušenosti jsou podkladem pro zhodnocení požadované míry ochrany a jednotné metodické řízení jednotlivých odborných subjektů, které se podílejí na vypracování Posudků.

4.2  Aktualizace posudků

U provozovaných VD je Posudek jedním z podkladů pro výkon TBD. Výsledky Posudku se u VD I. až III. kategorie uvádějí v písemných hodnotících zprávách TBD21). Navíc se výsledek Posudku, navržená nouzová a případná nápravná opatření zapracují do PTBD. Ověření vstupů pro vypracování Posudku, případně provedení revize se provádí v termínech souhrnných etapových zpráv TBD.

Naléhavost prověrky a případně přepracování Posudku u VD IV. kategorie se řeší individuálně.

Revize Posudku se provede také při změně skutečností, které ovlivňují bezpečnost VD za povodní, tj. při změně:

4.3  Kontrola provedení nápravných opatření

V Posudku uvedená nouzová opatření jsou doporučením pro vlastníka VD. V případě nedostatečné bezpečnosti díla za povodní jsou navržená nápravná opatření podkladem pro volbu výsledné koncepce nápravy, její projektové zpracování, projednání a schválení. Kontrola opatření je v působnosti vodohospodářských orgánů a prakticky se zajišťuje výkonem technickobezpečnostního dozoru22) .

5  ZKRATKY A SOUVISEJÍCÍ NORMY

Související normy

6  PŘÍLOHY

6.1  Specifikace objednávky hydrologických údajů

Písemná objednávka hydrologických údajů obsahuje:

6.2  Specifikace objednávky pro ověření hydrologických údajů

Písemná objednávka hydrologických údajů obsahuje:

6.3  Přehled odborných pracovišť poskytujících hydrologické podklady

Standardní hydrologické údaje podle ČSN 75 1400 a údaje o N-letých povodňových vlnách poskytuje příslušná pobočka Českého hydrometeorologického ústavu.

Pro odvození číselných charakteristik povodňových vln s dlouhou dobou opakování (podle ČSN 75 1400 jako nestandardní hydrologické údaje pro N > 100 let) se pro současné přechodné období, kdy se vhodné metody teprve zavádějí a ověřují, doporučuje využít odborných subjektů,24) které se zabývají vývojem a ověřováním metodických postupů pro odvozování návrhových charakteristik extrémních povodní.

V současné době se nestandardní hydrologické údaje zajišťují formou vypracování hydrologické studie nebo expertním odhadem.

Případné další formy a způsoby zajišťování a poskytování hydrologických podkladů jsou závislé na dosažených výsledcích rozvojových úkolů.

Ing. Jaroslav Kinkor, v.r.
ředitel odboru ochrany vod

Poznámky pod čarou.