Multifunkční ochrana před povodněmi, Indonésie: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Úvod

Rotterdamská univerzita aplikovaných věd (RUAS) a Unissula University v Semarangu v Indonésii spolupracují na vývoji řešení problémů souvisejících s vodou v poldru Banger v Semarangu a okolních oblastech. Banger polder je hustě osídlená nízko položená oblast se zastaralým poldrovým systémem zavedeným v koloniální éře. Oblast odchází kvůli těžbě podzemní vody. V současné době se zhruba polovina oblasti nachází pod průměrnou hladinou moře. Silné dešťové přeháňky již nelze odvodňovat pod volným tokem, což vede k častým záplavám a říčním záplavám. Navíc pravděpodobnost (a riziko) pobřežních záplav se zvyšuje v důsledku relativního nárůstu hladiny. Úplný popis problémů v poldru Banger a potenciální strategie řešení lze nalézt.

Tento projekt se zaměřuje na multifunkční využití protipovodňové ochrany. Nizozemské zkušenosti v oblasti protipovodňové ochrany jsou v tomto projektu velmi důležité. Pro indonéské kolegy v Semarangu bude vytvořen tutoriál o údržbě struktury zadržující vodu.

Pozadí

Semarang je páté největší město Indonésie s téměř 1,8 miliony obyvatel. Dalších 4,2 milionu lidí žije v okolních částech města. Ekonomika ve městě je na vzestupu, v uplynulých letech se mnohé změnilo a v budoucnu budou další změny. Potřeba obchodování a potřeba průmyslu způsobují rostoucí ekonomiku, která zvyšuje podnikatelské klima. Tento vývoj způsobuje zvýšení kupní síly populace. Lze usoudit, že město roste, ale bohužel je zde také rostoucí problém: město čelí povodním, které často narůstají. Tyto povodně jsou způsobeny zejména poklesem vnitrozemí, který klesá těžbou podzemní vody ve velkém množství. Tyto výběry způsobují pokles asi o 10 centimetrů za rok. (Rochim, 2017) Důsledky jsou velké: je poškozena místní infrastruktura, což má za následek více nehod a dopravní zácpy. V důsledku narůstajících povodní navíc stále více lidí opouští své domovy. Místní se snaží s problémy vypořádat, ale je to spíše řešení, jak s problémy žít. Řešení upouští od nízko položených domů nebo zvyšuje stávající infrastrukturu. Tato řešení jsou krátkodobá a nebudou příliš účinná.

Objektivní

Cílem tohoto příspěvku je prozkoumat možnosti ochrany města Semarang před povodněmi. Hlavním problémem je klesající půda ve městě, což v budoucnu zvýší počet povodní. Především multifunkční protipovodňová zábrana ochrání obyvatele Semarangu. Nejdůležitější částí tohoto cíle je řešení společenských a profesních problémů. Společenským problémem jsou samozřejmě záplavy v oblasti Semarang. Profesionálním problémem je nedostatek znalostí o obraně proti vodě, pokles půdních vrstev je součástí tohoto nedostatku znalostí. Tyto dva problémy jsou základem tohoto výzkumu. Kromě hlavního problému je cílem naučit obyvatele Semarangu, jak udržovat (multifunkční) protipovodňovou bariéru.

Více informací o informacích o projektu delta v Semarangu najdete v následujícím článku;

hrnl-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/0914548_hr_nl/EairiYi8w95Ghhiv7psd3IsBrpImAprHg3g7XgYcNQlA8g?e=REsaek

Krok 1: Umístění

Prvním krokem je nalezení správného umístění prostoru pro skladování vody. V našem případě je toto místo u pobřeží Semarang. Toto místo bylo poprvé použito jako rybník, ale nyní se již nepoužívá V této oblasti jsou dvě řeky. Tím, že zde vytvoříte vodní nádrž, lze vypouštění těchto řek uložit do prostoru pro skladování vody. Kromě funkce skladování vody funguje hráze také jako obrana moře. Díky tomu je toto místo ideálním místem pro použití jako úložiště vody.

Krok 2: Výzkum půdy

Pro stavbu hráze je důležité prozkoumat strukturu půdy. Stavba hráze musí být provedena na půdě soli (písek). Pokud je hráz postavena na měkkém podloží, hráz se usadí a přestane splňovat bezpečnostní požadavky.

Pokud se půda skládá z měkké jílové vrstvy, bude aplikováno zlepšení půdy. Toto zlepšení půdy se skládá z pískové vrstvy. Když není možné toto zlepšení půdy upravit, bude nutné přemýšlet o přizpůsobení dalších konstrukcí chránících před povodněmi. Následující body nabízejí několik příkladů protipovodňové ochrany;

• plážová zeď
• doplnění písku
• duny
• hromadění archů

Krok 3: Analýza výšky hráze

třetím krokem je analýza informací pro určení výšky hráze. Hráz bude navržena na několik let, a proto bude prozkoumána řada údajů, aby se určila výška hráze. v Nizozemsku je vyšetřováno pět subjektů za účelem zjištění výšky;

• Referenční úroveň (průměrná hladina moře)
• Nárůst hladiny v důsledku klimatických změn
• Rozdíl v přílivu a odlivu
• Rozběh vlny
• Pokles půdy

Krok 4: Dike Trajectory

Stanovením trajektorie hráze lze určit délky hrází a jaký bude povrch oblasti pro skladování vody.

Pro náš případ poldr potřebuje 2 druhy hrází. Jedna hráz, která splňuje požadavky protipovodňové ochrany (červená čára), a druhá, která funguje jako hráz pro oblast skladování vody (žlutá čára).

Délka protipovodňové hráze (červená čára) je asi 2 km a délka hráze pro skladovací oblast (žlutá čára) je asi 6,4 km. Povrch zásobníku vody je 2,9 km².

Krok 5: Analýza vodní bilance

K určení výšky hráze (žlutá čára) bude zapotřebí vodní bilance. Vodní bilance ukazuje množství vody, která proudí do a z oblasti s výraznými srážkami. Z toho plyne voda, která musí být v oblasti uložena, aby se zabránilo záplavám. Na tomto základě lze určit výšku hráze. Pokud je výška hráze nerealisticky vysoká, bude nutné provést další úpravu, aby se zabránilo záplavám, jako je; vyšší kapacita okázalosti, hloubení nebo větší povrchová plocha zásobníku vody.

informace, které mají být analyzovány za účelem stanovení vody, která má být skladována, jsou následující;

• Výrazné srážky
• Povodí povrchové vody
• vypařování
• kapacita čerpadla
• prostor pro skladování vody

Krok 6: Waterbalance a Dike 2 Design

Vodní bilance

Pro vodní bilanci v našem případě byla použita normativní přesnost 140 mm (Data Hidrology) denně. Drenážní oblast, která odtéká z našeho skladu vody, pokrývá 43 km². Voda, která vytéká z oblasti, je průměrným odpařováním 100 mm za měsíc a výkonem čerpadla 10 m³ za sekundu. Všechna tato data byla převedena na m3 za den. Výsledek přítokových a odtokových dat udává počet m³ vody, které je třeba regenerovat. Rozložením na skladovací prostor lze určit vzestup hladiny skladovací plochy vody.

Hráz 2

Vzestup hladiny vody

Výška hráze je částečně dána vzestupem hladiny vodní nádrže.

Designový život

Hráz je navržena na životnost až do roku 2050, což je období od 30 let od data návrhu.

Místní pokles půdy

Místní pokles je jedním z hlavních faktorů tohoto návrhu hráze, protože pokles o 5 - 10 centimetrů ročně v důsledku těžby podzemní vody. Předpokládá se maximum, to dává výsledek 10 cm * 30 let = 300 cm se rovná 3,00 metru.

Stavba hráze s vyvážením objemu

Délka hráze je asi 6,4 kilometru.

Plocha jílu = 16 081,64 m²

Objem jílu = 16 081,64 m² * 6400 m = 102922 470,40 m3 ≈ 103,0 * 10^6 m3

Plošný písek = 80 644,07 m²

Objemový písek = 80 644,07 m² * 6400 m = 516 122 060,80 m3 ≈ 516,2 * 10^6 m3

Krok 7: Sekce hrází

K určení výšky hráze pro mořské hráze byly použity následující body

Hráz 1

Designový život

Hráz je navržena na životnost až do roku 2050, což je období od 30 let od data návrhu.

Referenční úroveň

Referenční úroveň je základem konstrukční výšky hráze. Tato hladina se rovná střední hladině moře (MSL).

Vzestup hladiny moře

Příplatek za vysoký vzestup vody na příštích 30 let v teplém podnebí s nízkou nebo vysokou změnou vzorce proudění vzduchu. Vzhledem k nedostatku informací a konkrétních znalostí o poloze se předpokládá maximálně 40 centimetrů.

Příliv

Maximální povodeň v lednu, která nastane v našem případě, je 125 centimetrů (Data Tide 01-2017) nad referenční úrovní.

Přetočení/rozběh vlny

Tento faktor definuje hodnotu, která se vyskytuje během rozběhu vln při maximálních vlnách. Předpokládá se výška vlny 2 metry (J. Lekkerkerk), vlnová délka 100 m a sklon 1: 3. Výpočet přetížení je také volgt;

R = H * L0 * tan (a)

V = 2 m

L0 = 100 m

a = 1: 3

R = 2 * 100 * opálení (1: 3) = 1,16 m

Místní pokles půdy

Místní pokles je jedním z hlavních faktorů tohoto návrhu hráze, protože pokles o 5 - 10 centimetrů ročně v důsledku těžby podzemní vody. Předpokládá se maximum, to dává výsledek 10 cm * 30 let = 300 cm se rovná 3,00 metru.

Stavba hráze s vyvážením objemu

Délka hráze je asi 2 kilometry

Plošný jíl = 25 563,16 m2 Objemový jíl = 25 563,16 m2 * 2000 m = 51 126 326 m3 ≈ 51,2 * 10^6 m3

Plošný písek = 158099,41 m2 Objemový písek = 158099,41 m2 * 2000 m = 316198222 m3 ≈ 316,2 * 10^6 m3

Krok 8: Hráz řízení

Řízení hrází je údržba hráze; to bude znamenat, že vnější část hráze musí být udržována. Vedle postřiku a sečení proběhne kontrola síly a stability hráze. Je důležité, aby podmínky hráze souhlasily s bezpečnostními požadavky.

Dikemanagmener je zodpovědný za dohled a kontrolu v kritických okamžicích. To bude znamenat, že hráz musí být zkontrolována v případě vysokého predikovaného vodního stavu, dlouhodobého sucha, vysokých srážek, odtoků, splavů, plovoucích kontejnerů. Tuto práci provádí vyškolený personál, který ví, jak si poradit v kritických situacích.

Potřebné materiály

• Výběr zprávy
• Měřicí trsátko
• Mapa
• Poznámka

„Materiál pro budování kapacit“poskytuje další informace o důležitosti správy hrází a používání potřebných materiálů.

mechanismus selhání

Pro zřícení hráze existují různé možné hrozby. Hrozbu může způsobit velká voda, sucho a další vlivy, které mohou způsobit nestabilitu hráze. Tyto hrozby mohou narůst do výše uvedených mechanismů selhání.

Následující odrážky ukazují všechny machanismus selhání;

• Mikro nestabilita
• Nestabilita makra
• Potrubí
• Přetékat

Krok 9: Příklad mechanismu selhání: Potrubí

K potrubí může dojít, když podzemní voda protéká vrstvou písku. Pokud je hladina vody příliš vysoká, tlak stoupne, což zvyšuje kritickou rychlost proudění. Kritický tok vody opustí hrázi v příkopu nebo prosakuje. Jak čas plyne, potrubí bude široké proudem vody a písku. Během rozšiřování potrubí je možné s sebou vozit písek, což může způsobit, že se hráze svou vlastní vahou zhroutí.

fáze 1

Tlaky vody ve vodonosném pískovém balíku pod hrází mohou být při vysoké vodě tak vysoké, že se vnitřní obal z hlíny nebo rašeliny vyboulí. Při erupci probíhají východy vody ve formě studní.

fáze 2

Po erupci a zaplavení vody může být písek stržen, pokud je průtok vody příliš vysoký. Vytvoří se odtok tekutého písku

fáze 3

V případě příliš velkého výtlačného toku písku vznikne ražební tunel podle velikosti. Pokud je potrubí příliš široké, hráze se zhroutí.

znovu změřit selhání hráze

Aby byla hráz stabilní, musí být zajištěn protitlak, který lze provést umístěním pytlů s pískem kolem zdroje.

Další informace a příklady mechaniky selhání naleznete v následujícím powerpointu;

hrnl-my.sharepoint.com/:p:/r/personal/0914…