Říční inženýrství

1. Říční inženýrství Úpravy toků, vznik a vývoj výmolů, preventivní opatření 141RIN

2. Opevnění koryt Z ekologického, ale i ekonomického hlediska rovněž uvažujeme s větší mírou odolnosti břehů než je tomu v případě dna. Proto při návrhu opatření volíme rozdílné stupně jejich bezpečnosti, v praxi to znamená různé hodnoty návrhových průtoků. 141RIN

3. Ekonomicky efektivní návrh opevnění (příklad pohozů) Celkové očekávané náklady Oblast efektivního návrhu Cena Pořizovací náklady Náklady na opravy ??? Návrhový průtok (doba opakování N) Velikost zrn pohozů Celkové náklady na opravy za dobu životnosti hydrologie toku 141RIN

4. Ekonomicky efektivní návrh opevnění (pohozy) Náklady na opravy QN>QN Aktuální účetní hodnota kce Náklady na opravy Předpokládaná životnost kce [roky] 141RIN

5. Opevnění koryt Menší odolnost dna plyne z požadavku umožnění přirozeného přetváření dna, které odpovídá režimu toku. Přirozeně se vytvářejí úseky brodů a tůní, dochází k přirozenému vytřídění velikosti částic a vzniku přirozené dlažby „armouring“. 141RIN

6. Opevnění – přirozená dlažba dna rozsah eroze dna „krycí“ vrstva „krytá“ vrstva 141RIN

7. Opevnění koryt Břehy koryt se opevňují (pokud se opevňují) s ohledem na možnost vzniku nátrží, podemílání břehů a jejich devastace, což vede k ohrožování okolních pozemků i stability stavebních objektů. Opevnění břehů představuje z pohledu správce toku vloženou investici, kterou je třeba ochránit s vyšší mírou spolehlivosti. 141RIN

8. Opevnění koryt – funkce zajistit stabilitu a odolnost vůči • účinkům proudící vody v korytě • účinkům vlnění vody, způsobeným větrem, plavidly nebo výtokem z objektů • porušení svahu, jehož sklon neodpovídá mechanickým vlastnostem zeminy • porušení svahu s vytékající nebo stékající vodou (srážky, vracející se inundovaná voda) • účinkům chodu splavenin, ledu, jiných plovoucích předmětů • účinkům chemického působení vody (zejména znečištěné) • účinkům poddolování apod. 141RIN

9. Opevnění koryt – způsoby namáhání 141RIN

10. Volbu opevnění podmiňuje • způsob a typ namáhání koryta • odtok velkých i malých vod (změna součinitele drsnosti a účinné průtočné plochy) • svahy/ dno a jejich tvar • začlenění stavby do okolního území • podmínky pro biologický život – nenarušovat/podpořit • geologie oblasti, soudržná/ nesoudržná zemina • klimatické podmínky • chod splavenin a plavenin (zanášení, obrus) • komunikace podzemní vody s korytem • možnost získání místních materiálů • snadnost údržby 141RIN

11. Výmol v oblouku V obloucích dochází vlivem příčného proudění k morfologickým změnám příčného profilu; konkávní břeh – výmol konvexní břeh – nános Stanovení hloubky výmolu v konkávní části břehu a nánosu v konvexní části břehu. Výpočet se provádí pro stejný průtok, pro nějž byla stanovena odolnost břehů. Na základě prognózy výmolu v patě svahu je nutno navrhnout její odpovídající technické zajištění. 141RIN

12. Opevnění koryt – typy opevnění vegetační opevnění –osev, drnování, travní koberec, vrbový pokryv, vrbové řízky, haťové povázky a válečky, haťové a haťoštěrkové válce, rohože z vrbového proutí, povázkové rošty, zápletové plůtky, haťoštěrkové stavby nevegetační opevnění – pohozy, štěrkové koberce, záhozy, rovnaniny, kamenné dlažby, betonové dlažby, rohože z betonových tvárnic, drátokamenné matrace, ochranné sítě, nábřežní zdi, laťové plůtky, dřevěné a železobetonové sruby, stabilizace koryta (chemická, pryskyřice, injektáž, živice, mastix..), fólie z plastických hmot, .. 141RIN

13. Opevnění koryt – typy opevnění Podle použitého materiálu : vegetační opevnění – opevňovací funkci plní vegetační porost (tráva a dřevinný břehový porost zejména prostř. kořenového systému – nemůže plnit funkci ihned), ekologický a estetický účinek. Je třeba pravidelná údržba!! nevegetační opevnění – plní funkci okamžitě, snadnější běžná údržba, ekonomicky nákladné, při zvýšeném namáhání větší rozsah škod 141RIN

14. Hydraulickáochrana Geotechnickáochrana Je třeba rozlišithydraulickouageotechnickouochranu břehu • Opevnění paty svahu kamenem, LWD, živá vegetace, haťoštěrk. kce • Matrace ochraňující povrch, povázky, geotextilie • Zpevnění svahuzakořeněním - řízky nebosazenicemi, ochrana břehu vegetací, vrbový pokryv, odvodnění svahu 141RIN

15. Je třeba rozlišithydraulickouageotechnickouochranu břehu Hydraulickáochrana Geotechnickáochrana • Hydraulickáochrana redukujetečné napětí od proudící vody azvyšujesmykovou odolnostproti odnosu částic • Geotechnickáochranazvyšujesmykovou odolnost materiálu svahua snižujesíly uvnitř svahu vedoucí k poruše 141RIN

16. Hydraulickáochrana Geotechnickáochrana Je třeba rozlišithydraulickouageotechnickouochranu břehu • Opevnění paty svahu kamenem, LWD, živá vegetace, haťoštěrk. kce • Matrace ochraňující povrch, povázky, geotextilie • Zpevnění svahuzakořeněním - řízky nebosazenicemi, ochrana břehu vegetací, vrbový pokryv, odvodnění svahu 141RIN

17. Hydraulickáochrana Geotechnickáochrana Je třeba rozlišithydraulickouageotechnickouochranu břehu • Hydraulickáochrana redukujetečné napětí od proudící vody azvyšujesmykovou odolnostproti odnosu částic • Geotechnickáochranazvyšujesmykovou odolnosta snižujesíly 141RIN

18. Srovnánívegetační způsobx nevegetační Odtěžený materiál 3 m3/m 2m 3m 2m vysoký svislý břeh z konsolidovaných spraší Fsbez pokryvu = 0.31 nejhorší případ Fszměna tvaru 1 : 1.5 = 1.33 Fsporost amer. topol = 1.33 Náklady: Změna tvaru –zemní práce 3m3/m koryta+cena zabraného pozemku Vegetační opevnění – živý materiál + náklady na údržbu 141RIN

19. Stupeň bezpečnostixsklon svahu Vegetacepři sklonu 90°, 1m vysoký břeh z jemných nánosůodpovídásnížení sklonu nechráněného svahu 7 – letábříza 48°5 –letý travní porost (proso prutnaté) 38° 141RIN

20. Otázka návrhu: Jak hodně vrbový pokryv zvyšuje stupeň bezpečnosti (SF) stability břehu? Jak hluboko musí vrbový pokryv/řízky zasahovat aby stabilizoval břeh? Způsoby stabilizace břehů Vrbový pokryva vrbové řízky kladené do rýhy Svazky vrbových řízkůvkládaných do rýhna svahu nebo u břehové hrany. Vrbový pokryvchrání povrch svahu a snižuje výmol a povrchovou erozi na svahu. 141RIN

21. Ochrana paty svahu Haťoštěrkové prvky avelké prvky dřevní hmoty Způsob: Vložení ochranného prvku (haťoštěrkový válec, části kmenů, svazky klestí a větví) a přísyp zeminou –oživení vrbami Otázka návrhu: Jak velký účinek mají ochranné prvky v zabránění eroze paty svahu? 141RIN

22. Model stability břehů a eroze paty svahu Autoři: Andrew Simon, Andrea Curini, Eddy Langendoen, and Robert Thomas USDA-ARS National Sedimentation Laboratory, Oxford, MS Model a pokyny pro práci s nim lze stáhnout na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm 141RIN

23. Model stability břehů • 2-D model klínové poruchy • Zahrnuje jakkladné, tak i negativní pórové tlaky ve svahu břehu • Modelujeomezující tlaky od vodní hladiny • Postihuje vrstvyzeminy s rozdílnými geomechanickými vlastnostmi • Vstupy: gs, c’, f’, fb , h, uw Smyková plocha Tensometry (pórové tlaky) Omezující tlak WATER LEVEL, M 141RIN

24. Typy poruch břehů 141RIN

25. Druhy změny proudu Náhlá změna charakteru proudu vyvolává v aluviálním korytě lokální morfologickou změnu. Pro každý typ změny proudu existuje odpovídající morfologická změna dna • Změny vyvolané spádovým rozdílem (např. přeje, prahy) • Změny vyvolané rychlým zúžením nebo rozšířením proudu • Změny vyvolané obtokem překážky (vývrat stromu, balvan) Bližší materiály k morfologickým změnám lze stáhnout na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm 141RIN

26. Vývoj výmolu v bezsplaveninovém režimu - clear bed scour 141RIN

27. Vývoj výmolu v bezsplaveninovém režimu - clear bed scour • Výmol1 • Výmol 2 • Výmol 3 • Simulace výmol 141RIN

28. Vývoj výmolu v bezsplaveninovém režimu - clear bed scour 141RIN

29. Vývoj výmolu 141RIN

30. Vývoj výmolu 141RIN

31. Vývoj výmolu ve splaveninovém režimu - live bed scour 141RIN

32. Modelování lokálního výmolu na spádovém objektu 141RIN

33. 141RIN

34. Modelování lokálního výmolu v HEC-RAS Bližší materiály lze stáhnout na http://hydraulika.fsv.cvut.cz/Predmety/RIN/KeStazeni.htm 141RIN