Suchá nádrž Jelení na horním toku řeky Opavy v Jeseníkách

15. 12. 2021 - Vodohospodářské stavby | | Stáhnout článek v PDF

Suché nádrže, v nichž se při běžných průtocích voda nezadržuje, mohou pomoci zabránit ničivému průchodu povodňové vlny. V době klidného stavu na vodních tocích jsou zpravidla zatravněny, příp. mohou mít podobu mokřadu. V článku je blíže představena suchá nádrž Jelení včetně betonů použitých na její výstavbu. Retenční prostor nádrže je navržen tak, aby teoretická stoletá povodeň o návrhovém průtoku 33,5 m3/​​s byla utlumena na neškodný odtok 4,41 m3/​​s.

Pohled ze zátopy na profil hráze (fotografie: archiv Povodí Odry)
InvestorPovodí Odry, státní podnik
Zhotovitelsdružení OHL ŽS, a. s., Metrostav, a. s., Pohl CZ, a. s.
Dodavatel betonuČeskomoravský beton, a. s. betonárna Bruntál (záložní betonárna Krnov)
Spolupráce při navrhování a zhotovení betonových konstrukcíBetotech, s. r. o. laboratoř Ostrava
Realizacekvěten 2017 – červen 2019
Nákladycca 150 milionů Kč (financováno z programu MZe Podpora prevence před povodněmi III)

Suchá nádrž (poldr) je vytvořena přehrazením vodního toku a slouží k protipovodňové ochraně. Za hrází se voda za běžných podmínek buď neakumuluje vůbec, nebo je objem nádrže zaplněn zanedbatelným stálým nadržením, které plní krajinotvornou či ekologickou funkci. Během povodní dochází v poldru k zadržování vody, povodňová vlna se v něm zplošťuje a transformuje a působí pak mnohem menší škody.

Pohled do zátopy z hráze (fotografie: archiv společností Betotech a Českomoravský beton) 

Horní tok řeky Opavy

Území, kterým protéká horní tok řeky Opavy, je oblastí velmi ohroženou povodněmi. O ochranných opatřeních, která by území ochránila před devastující silou povodňových vln, se uvažuje řadu desetiletí.

Součástí již vybudované ochrany před povodněmi se v nedávné době stalo několik poldrů: dva poldry v Lichnově u Bruntálu, jeden v Loděnici
u Opavy a od roku 2019 i poldr Jelení na Kobylím potoce. Nejdůležitějším protipovodňovým opatřením na horním toku Opavy pak bude přehrada Nové Heřminovy s betonovou hrází a s předpokládaným termínem zahájení výstavby v roce 2025. Projednávání její realizace je však velmi komplikované a bohužel trvá již řadu let.

Definitivní podoba protipovodňových ochranných opatření v této oblasti je ojedinělá svou systematičností a zohledněním environmentální problematiky. Zahrnuje jak preventivní technická protipovodňová opatření, tak obecné principy vedoucí ke zlepšení vodního režimu v krajině a k omezení vodní eroze.

Od ničivých a tragických povodní v roce 1997 investoval státní podnik Povodí Odry zhruba dvě miliardy korun do více než 80 opatření, která mají zabránit záplavám.

Suchá nádrž Jelení

Hlavní funkcí suché nádrže Jelení je omezení odnosu splavenin a ochrana obce Karlovice před povodňovými průtoky. Retenční prostor nádrže je navržen tak, aby byla zajištěna transformace teoretické stoleté povodňové vlny na neškodný odtok. V době intenzivních srážek se voda zachytává v nádrži, ovšem průtok pod hrází zůstává neškodný. A po povodni, kdy přítoky klesají, se nádrž opět pomalu vypouští.

Hráz je koncipována jako sypaná s těsnicím jílovým jádrem, délka hráze v koruně je 273 m, maximální výška hráze je 16 m. Celkový maximální objem nádrže je přitom 865 000 m3.

Za zmínku určitě stojí, že byl v průběhu výstavby prováděn archeologický průzkum. Odhalil jednu z mno­ha středověkých prospektor­ských šachet, sloužících k prozkoumání lokality k vhod­nosti těžby vzácných kovů.

Beton pro konstrukce

První autodomíchávač přivezl beton v květnu 2017 na betonáž menších objektů v blízkém okolí budoucí hráze. Následovala betonáž podkladních betonů, která probíhala na dokonale vyčištěnou základovou spáru. Poté se již mohlo přistoupit k betonáži konstrukce hlavního tělesa se spodní výpustí. Masivní konstrukce vyžadovala speciální typ betonové směsi s pomalým vývinem hydratačního tepla a nízkým smrštěním, proto byla nutná neustálá spolupráce betonárny s ostravskou laboratoří Betotech.

Na stavbu byly použity převážně dva druhy betonu: C25/30 — XC2 — Dmax 22 mm — S4 pro podkladní vrstvy a C30/37 — XF3 — Dmax 22 mm — S4 jako beton konstrukční. Jednalo se o beton se zaručenými vlastnostmi pro vodonepropustné konstrukce s komerčním označením Permacrete.

Je to beton speciálně navržený pro výstavbu vodonepropustných konstrukcí, známých pod pojmem bílá vana. Splňuje nejenom přísné požadavky na průsak hmotou, ale svým složením pomáhá v konstrukci také omezit množství a šířku trhlin od objemových změn. Tento beton má omezené jak autogenní smršťování, tak smršťování z vysychání a splňuje i požadavky rakouské normy pro betony se silně redukovaným smrštěním RRS.

Beton je navržen také pro konstrukce s požadavkem na snížený vývoj hydratačního tepla, což je v případě takovýchto konstrukcí žádoucí. Omezení maximálních teplot v jádře betonové konstrukce umožňuje snížení teplotních gradientů v konstrukci (rozdílů teplot mezi jádrem a povrchem konstrukce), a tím i zmenšení rizika trhlin v povrchu betonu. Zmiňovaný beton splňuje i požadavek na maximální teplotu betonového dílu pro normalizovaný beton BS1 A dle TP ČBS 02. Při výrobě byl použit struskový cement CEMII/B‑S 32,5 R Mokrá, který v receptuře společně s popílkem nízký vývoj hydratačního tepla pomáhá docílit.

Projekt stanovil nejvyšší povolenou teplotu na 45 °C, nejvyšší naměřená hodnota pomocí termočlánků vložených do nejmasivnějších konstrukcí v průběhu stavby nádrže byla 43,5 °C. Teplota betonu během betonáží byla pečlivě kontrolována a držela se pod požadovanou hodnotou 27 °C.

Na stavbu bylo dodáno více než 5 200 m3 betonu.

Po ukončení betonáží se začalo s navážením materiálu pro sypanou hráz, na niž se využil místní materiál, a na menší část těsnicího jílového jádra byl dovezen materiál z okolí Opavy. Nádrž byla stavebně dokončena v červnu 2019.

Betonová konstrukce poldru po dokončení hlavních betonáží (fotografie: archiv společností Betotech a Českomoravský beton)

Dvouleté zkušební měření

Po celou dobu zkušebního provozu byla průběžně prováděna měření všech veličin technicko-bezpečnostního dohledu (TBD), zejména denní sledování průsaků v měrných šachticích patního drénu, sledovalo se sedání a pohyby hráze a přilehlých objektů a byla provedena rovněž krátká funkční zkouška spodních výpustí. Výsledky deformetrických měření zahájených v průběhu sypání hráze na dilatacích sdruženého objektu potvrdily předpokládaný a bezpečný vývoj sedání podloží i po zvýšeném zatížení hráze v době napouštění. Nádrž obstála také v červnu 2020, kdy proběhla na Kobylím potoku krátká povodňová epizoda, během níž bylo možno ověřit také skutečnou transformační funkci nádrže.


Těleso betonové konstrukce na vtoku (fotografie: archiv společností Betotech a Českomoravský beton)

„Podmínkou pro bezpečné provedení zkušebního provozu a ověření technického stavu hráze a sdruženého objektu suché nádrže Jelení na horním toku Opavy byla vhodná hydrologická situace, resp. dostatečný přítok do nádrže při vydatných dešťových srážkách v roce 2020 a tání sněhu na přelomu roku 2020 a 2021, které jsme využili k pozvolnému napouštění. Nejvyšší dosažená hladina byla na úrovni 518,75 m n. m., tzn. že maximální hloubka vody u sdruženého objektu byla 8 m, objem zadržené vody v nádrži dosáhl téměř 300 000 m3, což je zhruba 40 % celkového objemu,“ informoval Tomáš Skokan, vedoucí provozního odboru státního podniku Povodí Odry. [1]

Zkušební napouštění (fotografie: archiv Povodí Odry)

Závěr

„Porovnáním výsledků měření monitorovacích bodů velmi přesné nivelace na koruně hráze od roku 2019 do současnosti bylo zjištěno, že sedání hráze dosáhlo hodnoty maximálně 30 mm, což je u hráze o výšce 14,9 m zcela adekvátní,“ doplnil Břetislav Tureček, technický ředitel státního podniku povodí Odry a dodal: „Retenční prostor nádrže je navržen tak, aby teo­retická stoletá povodeň o návrhovém průtoku 33,5 m3/​​s byla utlumena na neškodný odtok 4,41 m3/​​s. Koncepčně byl neškodný odtok z nádrže stanoven podle kapacity Kobylího potoka přes obec Karlovice s přírůstkem o velké vody z Adamovského potoka. Tento tzv. Karlovický uzel bude završen doplněním o revitalizaci mezi nádrží a horním koncem upraveného koryta Kobylího potoka nad Karlovicemi, které se v současnosti realizuje.“ [1]

Kobylí potok za výpustí poldru (fotografie: archiv společností Betotech a Českomoravský beton)

Zdroj

[1] Dvouleté zkušební měření prokázalo, že suchá nádrž Jelení je bezpečné vodní dílo. Povodí Odry, státní podnik [online]. 13. 7. 2021. Dostupné z: pod.cz

Autoři

DRY RESERVOIR JELENÍ ON THE UPPER REACHES OF THE RIVER OPAVA IN THE JESENÍKY MOUNTAINS

Dry retention reservoirs, which do not hold water at normal flows, can help prevent the devastating passage of a flood wave. In times of calm on watercourses, they are usually grassed over or may take the form of a wetland. In this paper, the Jelení dry retention reservoir is presented in more detail, including the concretes used for its construction. The retention space of the reservoir is designed so that a theoretical 100-year flood with a design flow of 33.5 m3/​s is attenuated to a harmless runoff of 4.41 m3/​s.

4/2021 Vodohospodářské stavby | 15. 12. 2021 | Stavební konstrukce

Vybudování protipovodňových opatření na stokové síti v pražském Karlíně – retenční nádrž a čerpací stanice odpadních vod

Zprovoznění retenční nádrže a čerpací stanice odpadních vod zvýší funkčnost již vybudovaných proti­povodňových opatření na stokové síti v oblasti Praha-Karlín. Při srážkových událostech v povodí stoky budou zvýšené průtoky retenovány v nové nádrži, a to až do objemu 6 000 m
4/2021 Vodohospodářské stavby | 15. 12. 2021 | Stavební konstrukce

Rybí přechody pomáhají překonat překážky na vodních tocích

Rybí přechod je umělá stavba na vodním toku, která má za cíl umožnit rybám jejich přirozený pohyb při migra­ci. V příspěvku je nastíněna současná situace ohledně stavu rybích přechodů v České republice a jsou naznačena různá řešení zprůchodnění vodních překážek pro ryby. Nejvě...
4/2021 Vodohospodářské stavby | 15. 12. 2021 | Architekti a architektura

Konverze věžových vodojemů

Příspěvek je věnován konverzím věžových vodojemů, které jsou kvůli svým specifickým vlastnostem obtížně adaptovatelné. Popisuje vhodné architektonické principy a spektrum intervencí, jejichž pomocí je možné zvýšit adaptabilitu stávajících objektů, a představuje ověřené a často...