1.10
Dr inz. Ryszard Pokładek, p.215M
Minimalna, średnia i maksymalna norma odwodnienia!
Celowość tworzenia systemów gospodarowania wodą w środowisku przyrodniczym
Szczególnie ważna rola wody w przyrodzie wymusza potrzebę rozsądnego i oszczędnego korzystania z jej zasobów.
Racjonalna gospodarka wodna dla stworzenia warunków optymalnego regulowania stosunków wilgotnościowych na użytkach rolnych, leśnych, ekologicznych i innych, wymaga tworzenia jednostek organizacyjnych zarządzających wodą w systemach wodno-gospodarczych obejmujących odpowiednio duże obszary zlewni hydrologicznych.
Konieczność ta wynika z naturalnych praw obiegu wody, zw.mineralnych i energii w jednostkach hydrograficznych. Gospodarowanie zasobami wodnymi w przyrodzie powinno uwzględniać zasadę oszczędnego wykorzystywania dostępnych zasobów wodnych dla zaspokojenia potrzeb jak największej ilości użytkowników, a przy tym ochronę i prawidłowe ukształtowanie środowiska naturalnego.
Dla zrealizowania takiego celu wymagane jest sterowanie rozrządem wody i zarządzanie odpowiednio zorganizowanym systemem poprzez CENTRUM DYSPOZYTORSKIE, które ułatwia podejmowanie decyzji dysponentom i użytkownikom wody.
System wodno-gospodarczy obejmuje działaniem różnych użytkowników wody i dysponentów urządzeń: rolnictwa, gospodarki komunalnej, przemysłu, żeglugi, turystyki i innych.
Uwzględnia się więc potrzeby wszystkich użytkowników danego regionu. Gospodarowanie zasobami wodnymi odbywa się tam poprzez odpowiednio zorganizowane i przystosowane do warunków lokalnych systemy wodno-melioracyjne występujące w roli podsystemu w systemie wodno-gospodarczym.
W czasie tworzenia rozwoju i eksploatacji tych systemów powinny być wykorzystywane prakseologiczne podstawy sprawnego działania, teoria eksploatacji urządzeń technicznych i ich niezawodności, a także teoria systemów i cybernetyki stwarzające podstawę sterowania procesami eksploatacyjnymi.
8.10
1.1. Rola eksploatacji w strategii gospodarowania
W aktywności człowieka dużo miejsca zajmuje posługiwanie się różnorodnymi urządzeniami.
Wraz z rozwojem cywilizacji rosną potrzeby użytkowania oraz liczniejszych, prostych i złożonych urządzeń technicznych.
Pojawiają się więc problemy:
Jak racjonalnie postępować z urządzeniami
Jak utrzymywać ich zdolności użytkowe
Jak doskonalić urządzenia, by ułatwić i uatrakcyjnić ich użytkowanie
Rozwiązaniem tych zagadnień zajmuje się NAUKA O EKSPLOATACJI URZĄDZEŃ
Urządzenia techniczne stosowane w inżynierii środowiska, niezależnie od podstawowych funkcji użytkowych, kształtują jakość środowiska. Mogą na nie oddziaływać korzystnie lub niekorzystnie (często użytkują)
Cele i zadania eksploatacji urządzeń technicznych:
Podstawowe procesy w działalności gospodarczej:
Programowanie i projektowanie
Wykonawstwo
Eksploatacja
EKSPLOATACJA odgrywa najistotniejszą rolę, bowiem decyduje o efektach przedsięwzięcia inwestycyjnego. Dopiero w fazie eksploatacji zmieniony cel działania może być osiągnięty.
Niewłaściwa eksploatacja może zniweczyć efekt nawet najlepiej wykonanej inwestycji.
EKSPLOATACJA- to nauka zajmująca się optymalnym wykorzystaniem urządzeń technicznych.
W eksploatacji urządzeń technicznych i systemach inżynierskich i ochrony środowiska wydziela się 2 podstawowe procesy:
-obsługiwania (utrzymania) urządzeń i systemów, który zapewnia trwałość, funkcjonalną sprawność oraz odpowiednią niezawodność w długoletnim okresie eksploatacji (konserwacja, naprawa, remonty)
-użytkowania urządzeń i systemów, który zapewnia pożądane kształtowanie zasobów materii (wody) i energii (ciepła)
W procesie obsługiwania urządzeń realizuje się tzw. Obsługi urządzenia. Obejmują one operacje diagnostyczne, profilaktyczne i terapeutyczne.
OPERACJE DIAGNOSTYCZNE – kontrolują stan urządzenia i lokalizują niezdatności
OPERACJE PROFILAKTYCZNE – uprzedzają o możliwości wystąpienia niekorzystnych zjawisk pogarszających stan zdatności
OPERACJE TERAPEUTYCZNE – podczas nich następuje odtwarzanie stanu zdatności w przypadku jego utraty w procesie użytkowania
Procesy obsługiwania mogą mieć charakter:
Planowy
Doraźny
REGULACJE RZEK
CELEM regulacji rzek jest usunięcie szkodliwego wpływu wód płynących i wykorzystanie możliwości i korzystnego oddziaływania na przyległą dolinę.
W zakresie usprawnienia odpływu wody w rzece należy uwzględnić:
Odprowadzenie wód wielkich bez szkody dla terenów przyległych
Ochronę doliny przed powodzią
Utrzymanie takiego poziomu wody w cieku, który zapewni odbiór wód z doliny i terenów wyżej położonych, a także nie spowoduje przesuszenia terenów przyległych
Utrzymanie równowagi w korycie cieku, aby uniknąć zamulenia, zarastania, a także erozji dennej i brzegowej
W zakresie wykorzystywania cieku do nawodnień należy uwzględnić:
Możliwość ujęcia wody z rzeki i rozprowadzenia jej po dolinie
Możliwość poboru niezbędnej ilości wody o odpowiedniej jakości
RYS. <na gruntach ornych ewentualne koryto wielodzielne lub wały – nie pogłębiamy koryta, aby nie obniżyć poziomu wody gruntowej> <gleby piaszczyste – podciąg kapilarny niski, więc h niskie>
PRZEKRÓJ POPRZECZNY RZEKI
Powinien zagwarantować odpowiednie minimalne napełnienie wodą Q2 (10-50cm) zależnie od wielkości zlewni oraz pomieścić wodę doroczną Q3:
- na użytkach zielonych Q3L
- na gruntach ornych Q3z
O określonym prawdopodobieństwie wystąpienia (Q3L = p20%, Q3z = p10%)
Dobra stabilizacja koryta cieku w dużej mierze zależy od właściwej (optymalnej dla danego cieku) prędkości przepływu.
Prędkości przepływu wody w korycie cieku zależą od:
Spadku podłużnego cieku I
Objętości przepływu Q
Kształtu przekroju poprzecznego
Dla cieków małych (melioracyjnych) spadki dna powinny kształtować się od 0,4-1,0 ‰ (min.0,2-0,3‰)
PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU W WIĘKSZYCH CIEKACH powinna mieścić się w przedziale od 0,15-0,20 m/s (minimalne) do 0,6-0,8 m/s (maksymalne)
W przypadku występowania prędkości większych od maksymalnych, należy skarpy cieku odpowiednio ubezpieczyć. Jako ubezpieczenie skarpy, w zależności od wielkości prędkości przepływu można stosować:
Obsiew skarp mieszanką traw
Darniowanie w kratę
Darniowanie kożuchowe
Darniowanie na mur
Płotek faszynowy
Kiszkę faszynową pojedynczą lub podwójną
Inne mocniejsze ubezpieczenia np. narzut kamienny
OCHRONA OD POWODZI
W wyniku wezbrań wielkiej wody zimowej lub letniej istnieje zagrożenie wylewu na teren doliny. Stosowane są różne środki ochrony przed powodzią: techniczne, administracyjne i ekonomiczne.
Do TECHNICZNYCH środków zabezpieczenia przed powodzią należą:
Obwałowania rzek
Budowa polderów zalewowych w dolinie
Budowa zbiorników retencyjnych
Zabudowa potoków górskich
Budowa kanałów ulgi i regulacja rzek
W ramach środków ADMINISTRACYJNYCH wydawane są odpowiednie zarządzenia władz i komitetów przeciwpowodziowych, mające na celu zwiększenie bezpieczeństwa powodziowego, ochronę doraźną i ratownictwo podczas powodzi, zmniejszenie szkód powodziowych, prognozowanie wezbrań oraz przekazywanie informacji o zagrożeniach
Do środków EKONOMICZNYCH zaliczane jest użytkowanie terenów zalewowych w sposób najlepiej zabezpieczający przed szkodami powodziowymi oraz działania zmniejszające ryzyko ekonomiczne użytkowania terenów zagrożonych zalewem.
WYSOKI STOPIEŃ ZABEZPIECZENIA PRZECIWPOWODZIOWEGO stosowany jest dla terenów miejsko-przemysłowych, osiedli wiejskich, terenów z różnych względów cennych dla człowieka. Prawdopodobieństwo występowania wielkiej wody rocznej (WQ) może przykładowo wynosić:
0,1% - dla dużych miast
0,2% - dla większych zakładów przemysłowych
0,5% - dla małych miast nieprzemysłowych
1,0% - dla osiedli wiejskich
2,0-4,0% - dla terenów o bardzo wysokiej produkcji rolniczej
OBWAŁOWANIA CIEKÓW JAKO ZABEZPIECZENIE PRZECIWPOWODZIOWE
Do UJEMNYCH stron stosowania obwałowań można zaliczyć:
Ograniczenie dopływu żyznych namułów na użytki rolne w zawalu
Utrudnienie regulacji stosunków wodnych w zawalu
Koncentracja wielkiej wody, wzrost napełnienia i prędkości jej przepływu
Odcięcie rzeki od terenów zalewowych powodujące zwiększenie kumulacji przepływu
Osadzanie się namułów w międzywalu