Historia powodzi w Krakowie Hydrografia historyczna

1. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Historia powodzi w Krakowie Hydrografia historyczna Historyczne osadnictwo rozwijało się na terenie nadwiślańskich wzniesień Tyńca, Salwatora, Wawelu, Skałki i Krzemionek, znacznie później przeniosło się na tereny usytuowane na obszarze zalewowym Wisły, Rudawy i Prądnika. Wisła i rozbudowana dodatkowo sieć rzeczna poprzez system młynówek, fos i stawów stanowiła dodatkowo wzmocnienie umocnień obronnych miasta. Gwałtowne wezbrania utrudniały, a nawet uniemożliwiały zagospodarowanie terenów położonych poniżej linii zasięgu wód powodziowych.

2. Rys. Fragment planu miasta Krakowa z 1796 r.[14] Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

3. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Z badań geologicznych i archeologicznych wynika, że zasięg mokradeł obejmował również obecne tereny Łobzowa, Czarnej Wsi, Błoń, Półwsia Zwierzynieckiego, Kazimierza, Dąbia i Grzegórzek. Naturalne koryta rzek miały inny przebieg od współczesnych. Rudawa płynęła wzdłuż obecnej ulicy Retoryka i Powiśle, a Wisła swoim odgałęzieniem meandrowała wzdłuż obecnych plant Dietlowskich i ul. Daszyńskiego: w tym rejonie uchodziła do Wisły rzeka Prądnik (Białucha).

4. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Pierwsze wiadomości o powodziach pojawiły się w kronikach, w języku łacińskim. W późniejszych okresach głównym źródłem wiadomości jest „Księga Dziejów Polskich” Jana Długosza, zapiski regionalne, kroniki klasztorne i miejskie. Zasięgi katastrofalnych powodzi upamiętniają tablice umieszczone na ścianach budynków kościelnych i świeckich. • W Krakowie zachowało się ich 16, najstarszą powodzią udokumentowaną w ten sposób jest powódź z 1593 roku - wylew Wisły oznaczono na tablicy osadzonej na wieży przy kościele Norbertanek.

5. Fot. Klasztor SS Norbertanek w Krakowie. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

6. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Fot. Po lewej stronie bramy wejściowej do klasztoru SS Norbertanek znajdują się tablice powodziowe ufundowane przez Zakon Norbetanek – po powodzi 1813 r..

7. Fot. Tablica górna na klasztorze SS Norbertanek upamiętnia powodzie z 1593 i 1697 r. , widniej na niej napis: Dla Wiadomości w R. 1593 w Miesiącu Lipcu i w R. 1697 w Miesiącu Sierpniu wylew wody był większy o 20 cali nad wylew Dnia 26 Sierpnia r. 1813 zdarzony Pomnikiem poniżey położonym opisany [7]. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

8. Fot. Na tablicy dolnej na klasztorze SS Norbertanek umieszczono następujący napis: Eufemia z Jaxów OTFFINOWSKA Xeni Konwentu Zwierzynieckiego POTOMNOŚCI Iż wylew Wisły dnia 26 Sierpnia 1813 R. był do tego punktu. [7]. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

9. x Rys. Maksymalne stany i częstotliwości katastrofalnych powodzi w Krakowie od roku 1813. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

10. Rys. Plan poglądowy zasięgu zalewu w Krakowie w 1813 [1]. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

11. Rys. Plan zasięgu zalewu Krakowa w 1903 r. [1] Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

12. Fot. Tablica powodziowa - ul. Sokolska W. WISŁY w 1903 R.. D. 12/7 [7]. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

13. Rys. Podtopienie terenów Krakowa podczas powodzi w 1908 r. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

14. Fot. Plac Na Groblach 1925 r. (aut. W. Medwecki). Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

15. Fot. Park Jordana 1925 r. (aut. W. Medwecki). Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

16. Rys. Szkic projektowanego kanału ulgi dla Krakowa. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

17. Akademia Rolnicza im. Hugona Kołłątaja Kanał ulgi elementem ochrony powodziowej Krakowa Koło Naukowe Inżynierii ŚrodowiskaSekcja: Mechanika Płynów Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji Katedra Inżynierii Wodnej Mateusz Strutyński, Tomasz Klaja V rok IŚ, Maciej Wyrębek IV IŚ, Małgorzata Leja II IŚ Dr inż. Leszek Książek Kraków, kwiecień 2007 r.

18. Zagrożenie powodziowe Krakowa – rys historyczny Wstęp Fot. L.Książek

19. Wstęp Powódź 1997 rok Zagrożenie powodziowe Krakowa – rys historyczny Ulica Zwierzyniecka 1903 rok Ulica Piłsudskiego – 1925 rok

20. Fot. L.Książek Elementy ochrony powodziowej Krakowa Budowa zbiornika wodnego Świnna Poręba Podwyższenie wałów w centrum miasta

21. Charakterystyka projektowanego kanału ulgi Proponowana trasa przebiegu Kanału Krakowskiego System parków rzecznych

22. Rejon wlotu Kanału Krakowskiego w Pychowicach Rejon wylotu Kanału Krakowskiego przy ujściu Wilgi do Wisły Fot. L.Książek

23. Materiały i metody Przykładowe przekroje rzeki Wisły Km 852+020 Km 843+660

24. Materiały i metody

25. Materiały i metody Obliczenia wykonano dla 3 przypadków: - stan zerowy - brak kanału, - kanał o stałej szerokości, - zmienna geometria wylotu kanału.

26. Obliczenia numeryczne przepływu wód katastrofalnych Etap I tworzenia siatki obliczeniowej

27. Obliczenia numeryczne przepływu wód katastrofalnych Siatka obliczeniowa

28. Numeryczny model terenu rzeki Wisły wraz z projektowanym Kanałem Krakowskim

29. Prognoza oddziaływania Kanału Krakowskiego Układ zwierciadła wody dla przepływu Q1% - S1

30. Rozkład prędkości w Wiśle i projektowanym Kanale Krakowskim - Q1% - S1

31. Wektory prędkości przy wylocie Kanału do Wisły - Q1% - S2

32. Układ zwierciadła wody w rzece Wiśle dla 3 przypadków obliczeniowych

33. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Dyskusja • Potrzeba zwiększenia bezpieczeństwa powodziowego Krakowa jest aktualna i niezbędna • Budowa Kanału Krakowskiego jest tematem aktualnym, często podejmowanym przez władze miasta i regionu • Jedynym ograniczeniem do budowy kanału ulgi w centrum Krakowa są finanse • Nadzieją jest to, że obecny projekt nie pozostanie jedynie pobożnym życzeniem tak jak projekt inż. Sikorskiego sprzed ponad 100 lat…

34. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Podsumowanie i wnioski • Na górnej części odcinka badawczego stwierdzono znaczne obniżenie poziomu zwierciadła wody w przypadku rozdziału strumienia na koryto główne i kanał ulgi, które dochodzi do 0,6 m. W części środkowej i dolnej różnica ta stopniowo maleje • W przypadku częściowego rozdziału wody na koryto główne i kanał ulgi stwierdzono redukcję prędkości przepływu wody w rejonie centrum miasta, np. dla I=15 i J=307 przy przepływie Q1% z vmax=2,31 m∙s-1 (S0) do vmax=1,88 m∙s-1 (S1) • Prędkości przepływu wody w korycie głównym i kanale ulgi mają wartości od 1,07 m∙s-1 do 1,88 m∙s-1. Poniżej wylotu z kanału ulgi prędkości te wzrastają osiągając wartości od 1,34 m∙s-1 do 3,16 m∙s-1. • W celu całkowitej ochrony powodziowej Krakowa budowa Kanału Krakowskiego wydaje się być niezbędna i konieczna w połączeniu z gruntowną modernizacją stopnia wodnego Dąbie.

35. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej LITERATURA Sikorski T., 1906, Projekt alternatywnego przekopu Wisły pod Krakowem, Drukarnia Związkowa, Depczyński W., Szamowski A., 1999, Budowle i zbiorniki wodne, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Grela J., 1995, Zagrożenie powodziowe miasta Krakowa, Mon. Kom. Gosp. Wodnej PAN, Zesz. 10, praca zbiorowa, Khan, A.A., 2003, CCHE2D-GUI – Graphical User Interface for the CCHE2D Model, User’s Manual – Version 2.0, Technical Report, National Center for Computational Hydroscience and Engineering, The University of Mississippi, USA, Studium zagospodarowania przestrzennego Miasta Krakowa, www.krakow.pl, Materiały OKI, www.rzgw.krakow.pl PODZIĘKOWANIA: Autorzy dziękują Instytutowi Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej za udostępnienie archiwalnych danych.

36. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Ocena zagrożenia powodziowego • analiza obniżenia fali powodziowej poprzez: • pogłębienie dna koryta Wisły, • budowy polderów powyżej Krakowa, • wycięcie nadmiernie rozwiniętych drzew i krzewów w międzywalu Wisły, • budowę Kanału Krakowskiego

37. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Ocena zagrożenia powodziowego W szczególności przeanalizowano następujące warianty: zwiększenie rezerwy przeciwpowodziowej na zbiorniku Świnna Poręba do 35 hm3 zamiast 24 hm3, a zbiornika Tresna z 34 hm3do 50 hm3 (razem rezerwa stała 85 hm3). Uzyskano zmniejszenie stanów maksymalnych hipotetycznej fali o prawdopodobieństwie p=0,1% o 50 cm. podwojenie rezerw powodziowych badanych zbiorników, czyli w zbiorniku Świnna Poręba do 50 hm3, w zbiorniku Tresna do 70 hm3. Wyniki redukcji stanów maksymalnych fali o prawdopodobieństwie p=0,1% wynosi 70 cm.

38. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Ocena zagrożenia powodziowego • Łączna pojemność proponowanych polderów, o powierzchni ponad 700 ha, wynosi 40 hm3. Z uwagi na trudności w zasilaniu polderów oraz rozpływu w nich wody powoduje praktycznie wykorzystanie tylko 20 hm3 tej pojemności. • Poldery zlokalizowane w niewielkiej odległości od Krakowa zapewniają możliwość oddzialywania na sam szczyt największych fal powodziowych. Rozważa się uruchomienie polderów przy przepływach wyższych od Q5%. • Dla tak określonych warunków obliczono, że poldery te mogły by obniżyć kulminację fali p=1% na Wiśle w Krakowie o wielkość 30 cm.

39. Rys. Plan poglądowy z lokalizacją proponowanych polderów powyżej Krakowa. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej

40. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Przyjęcie wariantu podwyższenia budowli ochronnych z uwzględnieniem wpływu budowanego zbiornika Świnna Poręba w tzw. wersji „standard”, co umożliwi przeprowadzenie fali powodziowej o objętości Q0.1% = 3560 m3/s. • Uznano, że zaostrzające się wymagania ze względu na ograniczenia architektoniczno - krajobrazowe przyjęte wysokości budowli ochronnych na rozpatrywanym odcinku są maksymalne i nie mogą ulec dalszemu podwyższeniu. • Odłożenie działań dotyczących projektu mostu Dębnickiego dla powiększenia światła pionowego do czasu jego przewidzianego kapitalnego remontu, tj. za ok.10 lat. • Uznanie za celowe kontynuowania prac studialnych wybranego polderu (Smolice) powyżej Krakowa w celu stworzenia rezerwowej osłony Krakowa. • Przeznaczenie terenów dotąd rezerwowanych na kanał ulgi, na tereny parkowe, aby w przyszłości umożliwić jego budowę.

41. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Wybudowane w późniejszym czasie wielozadaniowe zbiorniki w dorzeczu Wisły nie zrównoważyły zlikwidowanej przez obwałowania retencji dolinowej i nie dają dostatecznej gwarancji transformacji fal wezbraniowych • Powszechnie uważa się, że ochrona przed powodzią poprzez zbiorniki retencyjne będzie skuteczna gdy ich pojemność przeciwpowodziowa wyniesie co najmniej 30% objętości fali powodziowej.

42. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Fale te generowane są w przeważającej większości przez rozlewne opady letnie pojawiające się w czerwcu, lipcu i sierpniu nad Beskidem Żywieckim i Śląskim. • w tworzeniu się fali wezbraniowej na Wiśle największy udział mają jej prawobrzeżne dopływy, a wśród nich przede wszystkim Soła i Skawa, a także Mała Wisła. • suma średniorocznych opadów prawobrzeżnych dopływów Wisły wynosi 700 do 1200 mm, lewobrzeżnych 600 do 700mm.

43. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • W Krakowie średnia objętość fali powodziowej (na podstawie powodzi w latach 1960, 1970, 1997) wynosi ok. 550 mln m3. • wymagana pojemność przeciwpowodziwa zbiorników powinna wynosić 180 mln m3 (550∙0,3180 mln m3). Tymczasem istniejące zbiorniki retencyjne w dorzeczu Wisły powyżej Krakowa dysponują stała rezerwą przeciwpowodziową o objętości 74 mln m3 i w żadnym razie nawet przy powstaniu dodatkowej rezerwy wymuszonej czy przypadkowej powyższego warunku nie spełnią

44. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • Obserwując częstotliwość występowania katastrofalnych i wielkich powodzi udokumentowanych od 1813 roku można stwierdzić, że pojawienie się tych groźnych zjawisk ma charakter cykliczny. • Po stosunkowo długich okresach posusznych następują dziesięciolecia, w których nasila się częstotliwość występowania dużych powodzi. Powyższe potwierdziły ostatnie duże wezbrania w 1996, 97, 02, 03 roku na Wiśle krakowskiej i dlatego w najbliższych dziesięcioleciach należy spodziewać się nasilenia częstotliwości występowania tych zjawisk.

45. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • 988„Zdarzyły się tego czasu liczne i długotrwające wód wylewy, po których nastąpiło lato skwarne i dla wielu płodów przyrodzonych szkodliwe: stąd urodzaje wszędy jednakie, w znacznej części chybiły. Nadto susza z wiosny zbyteczna przeszkodziła zasiewom jarym, a na domiar złego spadł śnieg obfity, po którym ciągłe znowu nastały deszcze nie dopuszczając siewów ozimych, co wszystko głód sprawiło” (łac.). • 1097„Nadzwyczajne powodzie przeszkodziły zasiewom, skąd powszechny nastąpił nieurodzaj” (łac.) • 1118„…, które począwszy się wiosną przez całe lato nie ustawały. Te ciągłe ulewy i powodzie nie tylko w Polsce, ale i w okolicznych krajach wielkie poczyniły szkody zatopiwszy całą niemal ziemię, a stąd przeszkodziwszy zasiewom i zbiorom.Najwięcej jednak ucierpiały okolice leżące nad większymi rzekami, które nadzwyczaj powzbierały i z brzegów występowały. Tego także razu zdarzyło się, że całe niebo przez trzy godziny krwawą czerwieniało łuną tak, iż zdawało się jakby ogniem i płomieniem gorzało, które to zjawisko, u wielu za cud poczytane, miało być wróżbą jakiegoś wielkiego wydarzenia. Wkrótce potem takie spadły ulewy i nawałnice, a z rzek tak gwałtownie powstały wód wylewy, że niektórzy lękać się zaczęli powtórnego potopu” (łac.)

46. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej • 1125„… w tym samym roku zdarzył się bardzo silny wylew wód” (łac.).„Wylew wód w całym kraju” (łac.) • 1221„Wystąpiły w Polsce przez trzy lata gwałtowne deszcze i wylewy wód” (łac.)„Od Świąt bowiem Wielkanocnych, aż do jesieni ciągle panujące deszcze i słoty takie sprawiły rzek wylewy, że od nadzwyczajnego wód wezbrania lękano się w kraju prawdziwego prawie potopu. Ta straszliwa i niezwykła powódź wiele wsi w nizinach leżących całkiem niemal zniszczyła i zalała, przeszkodziła siewom wiosennym, i co w jesieni posiano, to zniweczyła do szczętu: nie wiele tylko miejsc, kędy pola na wzgórkach i innych wyżynach były położone, od tej plagi ocalało. Zniszczone przeto takimi zalewami zboża wielką klęską dotknęły nie tylko Polskę, ale i wszystkie kraje okoliczne, gdzie podobne panowały powodzie. Bo gdy bydlętom domowym zabrakło paszy, upadły na przód bory, a potem nastał głód ciężki, który przez trzy lata nieustając, siła ludzi, a zwłaszcza wieśniaków, dla braku żywności wymorzył i tak dalece wytępił, że wiele wsi i miasteczek z ludności ogołoconych stało prawie pustkami. Klęskę tę sprawioną zbytecznymi słoty, powiększyła jeszcze sroga i niezwykłej ostrości zima, która po tych deszczach nastąpiła” (łac.).

47. Dokumentacja fotograficzna Wiosenne wezbranie na Nidzie

48. Rozlewisko w Umianowicach

49. Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej Historia powodzi w Krakowie