Historia powodzi w Krakowie Hydrografia historyczna

Prezentacja na temat: "Historia powodzi w Krakowie Hydrografia historyczna"— Zapis prezentacji:

1 Historia powodzi w Krakowie Hydrografia historyczna
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 Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej
Rys. Fragment planu miasta Krakowa z 1796 r.[14]

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

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

8 Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej
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].

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

20 Elementy ochrony powodziowej Krakowa
Fot. L.Książek 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

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 Dyskusja Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej
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 Podsumowanie i wnioski
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 LITERATURA Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej
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, Materiały OKI, PODZIĘKOWANIA: Autorzy dziękują Instytutowi Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej za udostępnienie archiwalnych danych.

36 Ocena zagrożenia powodziowego
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 Ocena zagrożenia powodziowego
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 Ocena zagrożenia powodziowego
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 Akademia Rolnicza w Krakowie Katedra Inżynierii Wodnej
Rys. Plan poglądowy z lokalizacją proponowanych polderów powyżej Krakowa.

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