ř. opAVA – JILEŠOVICE

 

pravobřežní hráz, km 9,520 – 10,730

 

inženýrskogeologické posouzení

 

 

 

 

 

Listopad 2000

 

 

 

                                    

 

 

 

 

 

Závěrečná zpráva o výsledcích  inženýrskogeologického posouzení  pravobřežní ochranné hráze na řece Opavě (lokalita Jilešovice)  ve staničení km 9,520 – 10,730.

 

 

 

 

 

 

Zpracoval: ing. Vratislav Bradáč

 

 

 

 

Rozdělovník

Výtisk č. 1-4:   Objednatel      

Výtisk č.   5 :   Zhotovitel        

 

 

 

 

Opava, listopad 2000                                                                                               


Obsah                                                                                                                  strana                                                                                              

1        Úvod                                                                                                                     3       

2        Výchozí podklady, dosavadní prozkoumanost                                                        3

3        Technické parametry objektu                                                                                 3

4        Cíle a metodika inženýrskogeologických prací                                                        4

4.1  Cíle průzkumných prací                                                                                    4

4.2  Metodika průzkumných prací                                                               4

4.2.1        Geofyzikální práce                                                                               4

4.2.2        Vrtné práce                                                                                         5

4.2.3        Penetrační sondování                                                                            6

4.2.4        Měření a pozorování                                                                            6

4.2.5        Laboratorní analýzy                                                                              7

4.2.6        Kamerální práce a vyhodnocení                                                            7

5        Přírodní podmínky zkoumané lokality                                                                      7

5.1  Morfologické, klimatické a hydrologické podmínky                               7

5.2  Geomorfologické podmínky                                                                             8

5.3  Geologické podmínky                                                                          8

6        Vyhodnocení průzkumných prací                                                                    8

6.1  Složení násypu hráze                                                                                        8

6.2  Základové podmínky hráze                                                                             10

6.3  Hydrogeologické podmínky                                                                            12

6.4  Fyzikálně-mechanické parametry zemin                                                          12

7        Analýza příčin poškození hráze v roce 1997                                                         13      

7.1  Hraniční podmínky                                                                                          13

7.2  Analýza příčin poškození hráze                                                                       17

8        Závěrečné hodnocení hráze                                                                                  18

 

Soupis použitých podkladů                                                                                         19

 

Seznam příloh

Příloha č. 1:      Situace zájmového území

                        Přehledná situace                                                        1 : 25 000

                        Letecké snímky řeky Opavy    z roku 1946                 1 : 10 000

                        Situace zájmového území z roku 1972             1 : 10 000

                        Situace dosavadní prozkoumanosti                              1 : 10 000

Příloha č. 2:      Účelové mapy  zájmového území                                            

Mapa inženýrskogeologických rajónů ČSR                  1 : 50 000

Geologická mapa čtvrtohorních pokryvů                      1 : 25 000

Hydrogeologická mapa ČR                                         1 : 50 000

Mapa mocností kvartérních sedimentů             1 : 10 000

Mapa izolinií průběhu předkvartérního podloží 1 : 10 000

Příloha č. 3:      Geodetické zaměření násypu hráze

                        Situace trasy hráze                                                      1 :   2 500

                        Podélný  inženýrskogeologický profil               1 : 5000/100

                        Příčné inženýrskogeologické profily                             1 : 100

Příloha č. 4:      Geologická dokumentace průzkumných vrtů

Příloha č. 5:      Zpráva o geoelektrickém průzkumu

Příloha č. 6:      Penetrační sondy – křivky dynamického penetračního odporu

Příloha č. 7:      Stabilitní výpočty

Příloha č. 8:      Laboratorní zkoušky zemin

1        Úvod

 

V červenci r. 1997, v důsledku katastrofální povodně, při níž kdy reálné průtoky na tocích  v povodí  Odry v řadě míst  výrazně překračovaly průtoky odpovídající Q100,  došlo na řece Opavě, v úseku mezi km 9,520 – 10,730  poříčního staničení, ke dvěma lokálním destrukcím pravobřežní ochranné hráze. Obědnavatel objednal u firmy inženýrskogeologické posouzení kvality násypu  pravobřežní ochranné hráze ř. Opavy v úseku mezi  km 9,520 – 10,730  a  zhodnocení  základových podmínek  hráze v tomto prostoru.

 

 

2        Výchozí podklady, dosavadní prozkoumanost

 

Při zpracování této závěrečné zprávy byly z archívních materiálů objednatele použity části projektové dokumentace úpravy toku Opavy (3) a vyhodnocení starších geologicko-průzkumných prací provedených v zájmovém prostoru (příloha č. 1). Inženýrskogeologické podmínky prostoru založení hráze byly předběžně analyzovány za pomoci starších (1972, příloha č. 1) i současných mapových podkladů a  leteckých snímků pořízených v roce 1946, tedy před provedením úprav říčního koryta a realizací  ochranných hrází. Geodetické zaměření zkoumaného prostoru bylo provedeno pracovníky objednatele (příloha č.3) 

 

 

3        Technické parametry objektu

 

Zájmový prostor se nachází v katastrálním území obce Jilešovice (okr. Opava). Pravobřežní ochranná hráz byla vybudována v rámci úprav řeky Opavy v polovině 80 – tých let. Účelem úprav bylo usměrnění meandrujícího toku a  zabezpečení protipovodňové ochrany zastavěných přilehlých oblastí.  Úprava a ohrázování  toku umožnily rovněž optimálnější těžbu štěrku v sousedícím nalezišti.

 

Skutečná délka posuzovaného úseku neodpovídá  teoretické  délce hráze odvozené od poříčního staničení. Podle tohoto staničení je zájmový úsek situován  mezi km 9,520 až 10,730.  Skutečná délka posuzované hráze, stanovená při geofyzikálním profilování a ověřená následným geodetickým zaměřením, činí 1,200 km (příloha č. 3, č. 5). Pro potřeby námi prováděných průzkumných prací jsme proto zavedli vlastní (místní) staničení s nulovým bodem vzdáleným 26 m směrem po toku od osy jezu.  Místní nulový bod posuzovaného úseku hráze přitom odpovídá poříčnímu staničení km 10,730.

 

Zkoumaný úsek hráze prochází plochým terénem ve vzdálenosti 15 – 30 m od pravého říčního břehu.  Výška hráze se pohybuje v rozmezí 2,5 – 3,0 m.  Sklony návodního líce činí 1 : 2 až    1 : 2,5  a sklony vzdušného líce kolísají mezi hodnotami generelně 1 : 2,4 až 1 : 3.  Šířka koruny hráze činí cca 3,0 m, šířka v patě kolísá mezi 13 až 19 m podle sklonu svahů.  Koruna hráze i oba svahy jsou zatravněny.  Násyp hráze je proveden z místních materiálů. 

 

Koruna hráze je nad teoretickou úroveň hladiny vody v řece při průtocích při Q100  převýšena  o 1,50–1,8 m, což vysoce překračuje hodnoty doporučované v příslušných normách (0,50 m). Násyp hráze je tedy při průtocích odpovídajících hladině Q100  zatěžován vodním sloupcem výšky do 1,50 m.

 

Ochranná pravobřežní hráz byla realizována podle projektové dokumentace z roku 1983 tak, aby umožnila bezpečné převedení tzv. stoleté vody.   Během červencové povodně v roce 1997 došlo v důsledku zatížení ochranné hráze říčním proudem, jehož hladina vysoce překračovala teoretickou úroveň  při Q100 , ke dvěma lokálním destrukcím násypu. Po opadnutí povodňové vlny byly porušené části hráze sanovány jílovým materiálem tak, aby bylo zabráněno možnému opětovnému zaplavení zastavěného prostoru za vzdušnou patou hráze. 

 

 

4        Cíle a metodika inženýrskogeologických prací

 

4.1  Cíle průzkumných prací

 

Navržené  a provedené geologicko .průzkumné práce byly provedeny za účelem:

 

a)      stanovení materiálového složení hráze ve zkoumaném úseku a rozčlenění násypu hráze na jednotlivé celky kvazihomogenní z hlediska jejich granulometrického složení

b)      posouzení základových podmínek  zkoumaného úseku pravobřežní ochranné hráze

c)      zhodnocení stabilitních podmínek násypu hráze a  jejího podloží

d)      analýza možných příčin poškození hráze během povodně v roce 1997

 

Cílem provedených prací je tedy celkové zhodnocení inženýrskogeologické kvality systému hráz-podloží ve smyslu stability násypu hráze v případě jeho zatížení vysokými vodními stavy odpovídajícími  teoretické hladině Q100.

 

4.2  Metodika průzkumných prací

 

Při realizaci inženýrskogeologických prací jsme vycházeli z metodiky vypracované a ověřené

během průzkumu hrází na řece Odře v Ostravě (1). V zásadě se jedná o kombinaci geofyzikálních prací (odporové profilování) a vrtaných sond, doplněnou o další, níže popsané metody.

 

4.2.1        Geofyzikální práce

 

Na pravobřežní hrázi řeky Opavy  byla v proměřovaném úseku využita metoda rezistivitního profilování s dvěma uspořádáními elektrod  A2M2N2B a A4M2N4B, tedy s teoretickými hloubkovými dosahy 1÷2 m a 2,5÷5 m a to s krokem měření 2 m. Zjištěné zdánlivé rezistivity tak většinou odpovídaly rezistivitní charakteristice materiálu hráze. Na vzdušné straně  u paty hráze byl pak proměřen profil jen s uspořádáním A4M2N4B. Naměřené zdánlivé rezistivity charakterizují především podloží hráze. Metráž na tomto profilu je vztažena k metráži hrázového profilu. Je třeba zdůraznit, že SOP reprezentuje nepřímou průzkumnou metodu, kterou je nutno kombinovat s jinými – přímými průzkumnými metodami.

 

Odporové charakteristiky zemin jsou závislé především na jejich granulometrickém složení, vlhkosti a pozici hladiny podzemní vody.  Obecně platí, že měrný odpor  zemin se mění v závislosti na podílu jednotlivých zrnitostních frakcí, přičemž zeminy s vyšším podílem pelitů jsou charakteristické  relativně nižšími hodnotami rezistivity, která narůstá se zvyšováním celkového obsahu psamitické (písčité) a psefitické (štěrkové) frakce. Na odporových křivkách lze (příloha č. 5) proto identifikovat jednotlivé kvazihomogenní bloky zemin příslušného granulometrického složení.  Na tomto principu je založeno rozčlenění násypu hráze a jeho podloží.  Cílem odporového profilování provedeného na koruně hráze bylo tedy primární rozčlenění násypu hráze na celky relativně kvazihomogenní z hlediska granulometrického složení zemin v násypu uložených.  Odporové profilování pod vzdušnou patou hráze bylo provedeno za účelem rozčlenění zemin v podloží hráze na jednotlivé granulometrické  typy s důrazem na vymezení  zón možné filtrační nestability.

 

 

4.2.2        Vrtné práce

 

Vrtné práce byly prováděny za účelem ověření granulometrického složení zemin v jednotlivých kvazihomogenních celcích, vymezených odporovým profilováním v násypu hráze a jeho podloží.  Z vybraných vrtů byly odebrány porušené vzorky zemin na laboratorní analýzy. Část vrtů byla provedena jako vrty pozorovací.  Celkem bylo na lokalitě provedeno  10 jádrových vrtů o celkové metráži 35,1 bm (tabulka č. 4.1). Vrtné jádro bylo geologicky         a fotograficky zdokumentováno a vrty nevystrojené jako pozorovací zlikvidovány dusaným záhozem.  Geologická a fotografická dokumentace vrtného jádra je uvedena v příloze č.4.

 

Tabulka č. 4.1:  Přehled provedených vrtných prací

Označení vrtu

Typ vrtu

Hloubka vrtu (m)

Staničení (km)*

Hladina podzemní vody (m)

J_1

Jádrový

5,20

0,033 (H)

5,10

J_2

Jádrový

5,00

0,067 (H)

Nezastižena

PJ_3

Jádrový, pozorovací

5,00

0,630 (H)

Nezastižena

PJ_3A

Pozorovací

2,50

0,630 (H)

Nezastižena

J_4

Jádrový, pozorovací

5,00

0,850(H)

Nezastižena

J_5

Jádrový

2,00

1,000 (PV)

1,90/1,20

J_6

Jádrový

2,80

0,850 (PV)

2,30

PJ_7

Jádrový, pozorovací

3,00

0,630 (PV)

2,30

J_8

Jádrový

2,80

0,320 (PV)

2,20/1,70

J_9

Jádrový

2,90

0,033(PV)

2,20

 

Tabulka č. 4.2:  Polohopis a výškopis provedených vrtů

Označení vrtu

Y

X

Z (m n.m.)

Staničení (km)*

J_1

479945,9

1093852,3

220,76

0,033 (H)

J_2

479923,5

1093877,5

220,84

0,067 (H)

PJ_3

479597,7

1094335,5

220,53

0,630 (H)

PJ_3A

479594,7

1094338,3

220,48

0,630 (H)

J_4

479432,3

1094475,9

220,18

0,850 (H)

J_5

479332,8

1094587,1

217,50

1,000 (H)

J_6

479439,7

1094485,5

217,30

0,850 (PV)

PJ_7

479602,4

1094351,0

217,94

0,630 (PV)

J_8

479808,5

1094104,1

218,60

0,320 (PV)

J_9

479594,0

1093860,4

218,20

0,033 (PV)

Pozn.: (H) – vrt na koruně hráze, (PV) –  u vzdušné paty hráze.

 

 

Tabulka č. 4.3:  Přehled a situování provedených penetračních sond

Označení sondy

Y

X

Z

Staničení

(km)

Hloubka sondy (m)

Pozice sondy

PS 1

479934,4

1093865,5

220,80

0,050

5,0

Původní hráz

PS 2

479927,90

1093873,8

220,70

0,060

5,0

Opravená hráz

PS 3

479899,80

1094911,10

220,60

0,108

6,0

Původní hráz

 

4.2.3        Penetrační sondování

 

Penetrační sondy byla provedeny za účelem ověření míry zhutnění zemin v násypu hráze. Sondy byly prováděny z koruny hráze v úseku poškozeném povodní v roce 1997 a následně sanovaném.  Penetrační sondy byly provedeny v místě opravy  a pro porovnání také v místě bezprostředně sousedícím s opravenou částí hráze.  Podstata metody spočívá v měření odporu zeminy vůči pronikání hrotu zaráženého závažím konstantní váhy.  Metoda je aplikovatelná především v soudržných  a nesoudržných písčitých zeminách.

 

Penetrační sondy byly provedeny  středně těžkou, strojně dynamickou penetrační soupravou typu Tripod s parametry:  

      - hmotnost beranu 20 kg

- výška pádu břemene 0,5 m

- hrot vrcholového úhlu 300

- plocha průřezu 10 cm2

 

Celkem byly na koruně hráze provedeny 3 penetrační sondy o celkové metráži 16,0 bm.

Grafické  záznamy dynamického penetračního odporu Qd (MPa) jsou uvedeny v příloze č.6.

 

 

4.2.4        Měření a pozorování

 

V trase hráze je zřízen jeden měrný profil.  V tomto profilu byly provedeny dva  vrty na koruně hráze a jeden vrt za vzdušnou patou hráze.  První z vrtů (PJ_3) na koruně hráze prochází celým násypem až do propustného podloží. Druhý z vrtů na koruně hráze (PJ_3A) prochází násypem a je ukončen těsně nad její bází. Vrt na vzdušné straně (PJ_7) prochází z povrchu terénu do propustného podloží. Pozorovací vrty jsou vystrojeny umělohmotnou pažnicí o průměru 1“. V měrné etáži délky 1,5 m je pažnice opatřena štěrbinovou perforací                a filtračním návlekem zabraňujícím zanášení vrtu vplavováním jemnozrnných zemin. Perforovaná pažnice s návlekem je obsypaná propustným štěrkopískem a vrchní část stvolu vrtu je zatamponována jílocementovou zálivkou. Zhlaví vrtů jsou zabetonována a opatřena uzavíratelnými ocelovými chráničkami.

 

Pozorovací vrty umožní v případech zvyšování hladiny v inundačním prostoru řeky Opavy měření vývoje výšek hladin v tělese hráze a za jeho vzdušnou patou. Tyto údaje jsou velmi důležité pro případný přepočet stability násypu hráze.  Měřením hladin vody v paralelních vrtech provedených z koruny hráze bude možno objektivně ocenit i její propustnost.  Pro případná měření během rychlého nárůstu volné hladiny před návodním lícem hráze doporučujeme využít automatizované snímače umožňující kontinuální sledování vývoje hladin vody ve sledovaných objektech nebo zajistit objektivní ruční měření v relativně krátkých časových intervalech  (alespoň každých 30 min při nástupu říční hladiny k patě hráze a jejím zvyšování směrem ke koruně).

 

 

Tabulka č.4.3: Přehled pozorovacích vrtů

Označení vrtu

Označení profilu

Umístění vrtu

Hloubka vrtu (m)

Staničení (km)

PJ_3

MP 1

Koruna hráze

5,00

0,630

P_3A

MP 1

Koruna hráze

2,50

0,630

PJ_7

MP 1

Vzdušná pata

3,00

0,630

 

4.2.5        Laboratorní analýzy

 

Za účelem stanovení, resp. ověření  základních fyzikálních vlastností zemin  byly odebrány celkem 2 porušené vzorky zemin (tabulka 4.2) na stanovení konzistenčních mezí a granulo-metrického složení. Metodou Mallet-Pacquant byla alespoň orientačně stanovena propustnost analyzovaných zemin. Vzorky byly odebrány z  násypu hráz a z vrstvy podložních náplavových sedimentů. Využity byly i údaje z laboratorních analýz vzorků zemin provedených  v rámci dřívějších geologicko-průzkumných prací. Fyzikálně-mechanické vlastnosti zemin vstupujících do stabilitních výpočtů byly odvozeny na základě makroskopického popisu a stanoveny podle ČSN 73 1001 Základová půda pod plošnými základy. 

 

Tabulka č. 4.4:  Přehled odebraných vzorků

Označení vzorku

Druh vzorku

Vrt

Hloubka odběru(m)

10879

Porušený

J_2

1,50

10880

Porušený

J_2

3,50

 

Výsledky laboratorních analýz odebraných vzorků zemin jsou obsaženy v příloze č. 8.

 

4.2.6        Kamerální práce a vyhodnocení

 

Kamerální práce spočívaly ve vyhodnocení a interpretaci výsledků terénních měření, vrtných prací a laboratorních analýz. 

 

Za účelem přesného definování  morfologie údolní nivy před zregulováním toku Opavy, resp. vybudováním ochranné pravobřežní hráze byly z Vojenského topografického ústavu v Dobrušce zakoupeny letecké snímky Opavy z roku 1946. Tyto snímky byly digitálně zpracovány a přetransformovány do měřítka 1 : 10 000 (příloha č. 1). Do leteckých snímků jsme vynesli, mimo jiné,  dnešní průběh pravobřežní hráze a definovali především místa jejího křížení s původním korytem Opavy. Dřívější i současná průzkumná díla, z nichž jsme vycházeli při definování inženýrskogeologických podmínek,  jsou přehledně vynesena na mapě dosavadní prozkoumanosti (příloha č. 1).  Příloha č. 1 rovněž obsahuje základní popis dokumentačních bodů a jejich souřadnice. Příloha č. 2 obsahuje mapové podklady se základní charakteristikou zájmového území, mapy izolinií průběhu předkvartérního podloží a mocností náplavových sedimentů. Další přílohy dokumentují průběh a výsledky jednotlivých průzkumných metod, z nich vychází hodnocení základových podmínek zkoumaného úseku hráze, stanovení granulometrického složení násypu hráze a hodnocení jeho stabilitních podmínek.

 

 

5        Přírodní podmínky zkoumané lokality

 

5.1  Morfologické, klimatické a hydrologické podmínky

 

Zkoumaná lokalita přísluší k podsoustavě Slezská nížina, celek Opavská pahorkatina, podcelek Poopavská nížina.  Z hlediska klimatických podmínek patří území k mírně teplé, suché klimatické oblasti s mírně teplou zimou. Průměrná roční teplota vzduchu je 8,2o. Průměrný roční úhrn atmosférických srážek činí 700 mm. Hydrologicky přísluší lokalita k povodí Opavy (2-02-01-011). 

 

 

5.2  Geomorfologické podmínky

 

Údolí řeky  Opavy ve zkoumaném prostoru probíhá ve směru SZ – JV.  Údolní niva je zde vcelku rozlehlá – její šíře se pohybuje v rozmezí 0,8 – 1,0 km.  Koryto řeky Opavy probíhá subparalelně s pravým údolním svahem (ve vzdálenosti 0,1 – 0,2 km).  Říční tok před provedením regulace v zájmovém prostoru silně meandroval, o čemž svědčí letecké snímky    i starší topografické situace (příloha č. 1).  Násyp hráze proto v několika úsecích probíhá nad původním říčním korytem.

 

Údolní niva je charakteristická plochým povrchem s nadmořskými výškami 217,5 – 218,5     m n.m. Pravý údolní svah  je vcelku strmý s nejvyšší nadmořskou výškou 334,5 m n.m               a v minulosti představoval nárazový břeh řeky Opavy.  Levý údolní svah je charakteristický mírnými sklony a maximální kótou 263 m n.m. 

 

Vzhledem k rozsáhlé akumulaci fluviálních štěrků v bázi údolní terasy je  prostor SV od toku Opavy využíván jako naleziště štěrků. V důsledku poměrně intenzivní těžby zde vzniklo umělé jezero. Prostor  za levým říčním břehem je chráněn levobřežní ochrannou hrází.

 

5.3  Geologické podmínky

 

Předkvartérní podloží je v zájmovém prostoru kulmskými poloskalními horninami – prachovci, v povrchové zóně silně navětralými až zvětralými.

 

Kvartérní sedimenty jsou tvořeny fluviálními sedimenty údolní terasy.  Údolní terasa je v bazální vrstvě budována převážně písčitým štěrkem místy s malým podílem pelitické frakce.  Bazální štěrky jsou překryty vrstvou náplavových jemnozrnných sedimentů – převážně písčitého jílu  a hlíny.  Mocnost fluviálních sedimentů údolní terasy se pohybuje v rozmezí    4 – 6 m.

 

6        Vyhodnocení průzkumných prací

 

6.1  Složení násypu hráze

 

Na základě vývoje hodnot zdánlivé rezistivity ρz, naměřených metodami symetrického rezistivitního profilování (SOP),  lze ve zkoumaném úseku násypu hráze vydělit pět základních bloků kvazihomogenního složení (tabulka 6.1,  příloha č. 5). 

 

Tabulka č. 6.1:  Členění hráze na kvazihomogenní bloky

Označení

bloku

Délka úseku

(m)

 

Staničení

(km)

 

Průměrné hodnoty  zdánlivé rezistivity  ρz (Ωm)

A2M2N4B

H = 2,5 m

A4M2N4B

H = 5 m

A

160

0,000 – 0,160

87

100

B

640

0,160 – 0,800

67

68

C

220

0,800 – 1,020

109

106

D

110

1,020 – 1,130

69

78

E

70

1,130 – 1,200

158

158

 

Blok hráze označený jako A je charakteristický rozptylem hodnot ρz  mezi 50 až 140 Ωm s dobře patrným  lokálním minimem v hodnotách pod 100 Ωm (podúsek a1) a maximem s hodnotami nad 100 Ωm (podúsek a2)  V bloku A byly provedeny z koruny hráze dva jádrové vrty J1 a J2 do hloubek 5,0 m, resp. 5,2 m.   Ve vrtu J1, situovaném v koruně hráze před porušeným úsekem, byly zjištěny do hloubky 1,9 m zeminy charakteru písčitého jílu s malou příměsí štěrkové frakce. V nižších partiích vrtu se střídají polohy písčitého jílu – slabě propustného s dobře propustnými polohami písčitého, resp. hlinitého štěrku. Vrt J2 je proveden v prostoru opravené hráze tvořené vrstvou písčitého jílu, měkké až tuhé konzistence, se slabou příměsí (do 5%) drobného štěrku.

 

Obecně lze konstatovat, že v bloku A jsou části hráze  s hodnotami  zdánlivé rezistivity nižšími jak 100 Ωm budovány  převážně jílovito-písčitými sedimenty (filtrační součinitel kf odhadujeme v hodnotách nad cca 10-5 cm.s-1), naopak, při hodnotách nad 100 Ωm  je hráz provedena ze zemin s rovnovážným zastoupení obou frakcí nebo s mírnou převahou psefitů.

 

Blok B hráze probíhá ve staničení km 0,160 – 0,800.  Násyp hráze je v tomto bloku  homogenní s hodnotami zdánlivé rezistivity výrazně pod 100 Ωm, indikujícími převahu jílovito-písčité frakce nad frakcí štěrkovou.  Složení násypu hráze  bylo ověřeno jádrovým vrtem PJ3.  Hráz je ve staničení 0,160 – 0,800 budována převážně zeminami charakteru písčité hlíny a písčitého jílu měkké až tuhé konzistence, s malým podílem (do 5 %) opracovaných štěrkových zrn velikosti do 1 cm.  Filtrační součinitel, odhadnutý na základě laboratorních analýz granulometrického složení zemin metodou Mallet – Pacquant, se pohybuje v rozmezí  cca 10-5 cm.s-1  až  10-6 cm.s-1.

 

Blok C  hráze ve staničení km 0,800– 1,020 je charakterizován rozptylem hodnot ρz mezi 75 – 125 Ωm .  Z dokumentace  vrtu J4  vyplývá, že násyp hráze je v tomto úseku budován převážně jílovitým materiálem  měkké konzistence obsahujícím cca 7% štěrkové frakce s velikostí zrn do 3 cm. Štěrková zrna netvoří „kostru“ násypu, který je jen slabě propustný (cca 10-5 cm.s-1 ).

 

 Blok D pravobřežní hráze probíhá ve staničení km 1,020 – 1,130.  Hodnoty zdánlivé rezistivity hluboko pod 100 Ωm  indikují převahu pelitů v násypu hráze. Zeminy v této části hráze jsou tedy tvořeny písčitým jílem měkké konzistence.  Podíl štěrkové frakce je vcelku nízký a nepřesahuje hodnotu  5 %. 

 

Blok E  tvoří finální část zkoumaného úseku. Křivka zdánlivého odporu indikuje v této části násypu výskyt zemin s hodnotami  ρz mezi 150 – 200 Ωm.  Lze předpokládat, že násyp hráze je zde budován zeminami obsahujícími vyšší podíl písčité, resp. štěrkové frakce.

 

Při celkovém hodnocení materiálového složení ochranné hráze lze konstatovat, že násyp je  z převážné části (úseky B,C,D) proveden z relativně málo propustných zemin – písčité hlíny, písčitého jílu převážně měkké až tuhé konzistence, místy  s příměsí štěrkových zrn (do 7 %),  která však netvoří „kostru“ ve struktuře násypu.  Z hlediska složení a vlastností zemin v násypu se jedná vcelku o homogenní a izotropní prostředí .

 

Hráz v blocích A, E je svým materiálovým složením výrazně nehomogenní a z hlediska filtračních charakteristik i anizotropní.  V těchto úsecích je zastoupeno celé spektrum  zemin – od soudržných písčitých jílů, málo soudržných jílovitých štěrků  až po nesoudržné zeminy charakteru hlinitého písku  a  písčitého štěrku.  Z hlediska filtrační stability, tzn. schopnosti prostředí odolávat sufozi zemin při zvýšeném hydrodynamickém zatížení násypu, se může jednat o úseky problémové.

 

Je třeba dále konstatovat, že během výstavby hráze byl do násypu skryt rovněž odpadový materiál – dřevěné desky, velkoplošné bednící dílce (obr. 7,.2, obr. 7.3),  který se podílel na destrukci hráze při povodni v roce 1997.  Tyto materiály jsou běžnými průzkumnými metodami obtížně indikovatelné a jejich výskyt v jiných úsecích hráze nelze vyloučit.

 

Z výsledků penetračního sondování  (příloha č. 6) vyplývá, že opravou hutněným jílovým zásypem byly poškozené úseky hráze uvedeny do původního stavu. Křivky dynamického penetračního odporu naměřené v opraveném úseku a sousedních původních úsecích hráze vykazují podobný průběh a svými hodnotami odpovídají pelitickým zeminám tuhé konzistence.

 

6.2  Základové podmínky hráze

 

Základové podmínky zkoumaného úseku pravobřežní hráze jsou určovány její pozicí v údolní nivě řeky Opavy,  migrací říčního koryty v období holocénu a částečně i dřívější stavební činností – zejména v počátečním úseku hráze. V trase hráze byly základové podmínky zkoumány geoelektrickým odporovým profilováním doplněným vrtanými sondami.  Vrty byly prováděny z koruny hráze a v návodní patě hráze. Sondy z koruny hráze prošly jejím násypem, povrchovou vrstvou náplavových sedimentů a byly ukončeny v bazální štěrkové vrstvě. Vrty prováděné z povrchu terénu byly rovněž ukončeny po dosažení bazální štěrkové vrstvy.

 

Z výsledků námi provedených šetření i dřívějších průzkumných prací vyplývá, že bazální vrstva fluviálních sedimentů je budována písčitým štěrkem s různým, většinou však malým, podílem pelitické frakce. Štěrková zrna jsou středně až dobře opracována a jejich velikost se generelně pohybuje  v rozmezí  0,5 - 10 cm. Písčitá frakce je převážně středně-hrubozrnná.  Podíl pelitů (jílu, prachu) je proměnlivý, obecně lze konstatovat vyšší zahlinění resp. zajílování štěrku v povrchových partiích vrstvy. Mocnost bazálních štěrků kolísá v rozmezí    2 - 4 m. 

 

Povrchová vrstva údolní nivy je obecně tvořena původní vrstvou náplavových sedimentů         s převážným podílem pelitické (jílovité a hlinité) frakce. Ve vrstvě převažuje písčitý jíl, resp. písčitá hlína, měkká, směrem k bázi až kašovitá, hnědá. Granulometrické složení náplavových zemin (ve smyslu podílu pelitické a psamitické frakce) je celkově výrazně  proměnlivé jak ve vertikálním, tak i horizontálním směru – zastiženy byly i převážně písčité sedimenty.  Rovněž mocnost povrchových náplavových jemnozrnných sedimentů je proměnlivá a pohybuje se v rozmezí 0,5 – 2,0 m.

 

V podloží pravobřežní hráze lze vyčlenit několik genetických a granulometrických typů zemin. Z hlediska genetického rozlišujeme pro potřeby této zprávy zeminy zastižené v podloží hráze na zeminy přemístěné a zeminy v původním uložení.

 

a)      Přemístěnými zeminami označujeme zeminy, které byly do prostoru podloží hráze deponovány během stavebních prací v zájmovém prostoru (výstavba jezu), záhozem starých říčních koryt,  nebo zeminy nahrazující nevyhovující povrchovou humózní vrstvu hlín  v podzákladí hráze

 

b)      Zeminami v původním uložení rozumíme původní fluviální sedimenty nepřemístěné během stavebních prací.

 

Průběh křivky hodnot  zdánlivé rezistivity naměřených v patě vzdušného líce hráze vykazuje existenci  několika různých granulometrických typů podložních sedimentů, vyskytujících se v podloží hráze, resp. její vzdušné paty. Odporové charakteristiky jednotlivých bloků jsou uvedeny v tabulce č. 6.2.

Tabulka č. 6.2:  Členění podloží hráze na kvazihomogenní bloky

  Označení

bloku

Délka úseku

(m)

 

Staničení

(km)

 

Průměrné hodnoty  zdánlivé rezistivity  ρz (Ωm)

A4M2N4B

H = 5 m

I

250

0,000 – 0,250

139

II

310

0,250 – 0,560

44

III

22

0,560 – 0,780

146

IV

140

0,780 – 0,920

94

V

200

0,920 – 1,120

134

VI

80

1,120 – 1,200

223

 

Kvazihomogenní blok I (úsek km 0,000 – 0,250) je charakteristický vysokým rozptylem hodnot ρz   (50 – 270 Ωm).  Z topografických podkladů a leteckých snímků (příloha č. 1) vyplývá, že tímto prostorem probíhalo původní koryto ř. Opavy.  Zajímavé je zjištění, že osa říčního toku na leteckých snímcích z roku 1946 protíná trasu pravobřežní hráze  ve staničení km 0,220 a osa toku na topografické mapě z roku 1972 probíhá pod násypem hráze ve staničení 0,150 m.  Na snímcích pořízených bezprostředně po opadnutí povodně z července 1997 (obr. 7.1, obr. 7.2) je dobře patrno „vyseparované“ koryto v prostoru průrvy hráze ve staničení cca 0,060 m. Jádrovým vrtem J9, realizovaným ve staničení  km 0,033, byla zjištěna absence přirozeného těsnícího pokryvu. Oblast vzdušné paty je budována vcelku dobře propustným písčitým štěrkem s polohami jílovitého písku a písčité hlíny.

 

Blok II je v povrchové (krycí) vrstvě reprezentován slabě propustným písčitým jílem až jílovitou hlínou mocnosti 1,5 – 2,5 m (hodnoty zdánlivé rezistivity 40 – 50 Ωm).  Tato vrstva funguje jako relativní izolátor, o čemž svědčí i zjištěná napjatá hladina podzemní vody ve vrtu J8.  Vrstva náplavových pelitů je uložena na bazálních, dobře propustných štěrcích.

 

Blok III podložních zemin (staničení km 0,560 – 0,780) se na křivce zdánlivé rezistivity vyznačuje jejím poměrně značným rozkolísáním a rozptylem hodnot v intervalu 75 – 210 Ωm.  V bloku byl proveden jádrový vrt PJ7. Vrtem byly do hloubky 3 m zastiženy zeminy s převažujícím podílem písčité frakce – hlinitý písek až písčitá hlína, jílovitý písek.  Jedná se tedy o zeminy vcelku propustné a náchylné k vyplavování v případě jejich hydrodynamického zatížení.  Filtrační součinitel zemin odhadujeme v řádu 10-2 až 10-3 cm.s-1 – v závislosti na zrnitosti písku  a podílu pelitické frakce. Blok bezprostředně sousedí a od staničení km 0,700 přímo zasahuje do prostoru průběhu původního říčního koryta.

 

Blok IV je prakticky v celém svém úseku (km 0,780 – 0,900) situován do prostoru průběhu původního říčního koryta.  Zdánlivá rezistivita zemin zde dosahuje hodnot max. 150 Ωm. Jádrovým vrtem J6 byl zjištěn výskyt převážně jílovitých zemin s podřízeným podílem písčité frakce.  Bazální štěrky byly zaznamenány v hloubce 2,30 m.

 

Blok V podložních zemin se opět vyznačuje značným rozkolísáním křivky zdánlivé rezistivity s hodnotami mezi 80 – 230 Ωm.  V jádrovém vrtu byly nicméně zaznamenány zeminy s převahou jílovité frakce, obsahující menší podíl drobného štěrku (do 7 %).  Mocnost pelitů zaznamenaná ve vrtu činí 1,70 m.  Rovněž napjatá hladina podzemní vody svědčí o nízké propustnosti krycí vrstvy. S tímto faktem však nekorespondují vcelku vysoké hodnoty zdánlivého odporu na lokálních maximech křivky.  Tento nesoulad, podle našeho názoru, vyžaduje podrobnější přešetření také proto, že v prostoru finální části tohoto bloku došlo v roce 1997 k porušení hráze.

Blok VI (km 1,120 – 1,200) je situován v prostoru průběhu starého říčního koryta.  Z odporové křivky (příloha č. 4) je zřejmé, že zkoumaná část vzdušné paty hráze je budována odporově vcelku homogenním blokem zemin (ρz = 200 – 280 Ωm ). Vysoké hodnoty zdánlivé rezistivity indikují výskyt zemin s vysokým podílem písčité, resp. štěrkové frakce. Složení tohoto bloku doporučujeme ověřit jádrovými vrty.

 

Tabulka č. 6.3:  Místa křížení násypu hráze s původním řečištěm Opavy

Úsek č.

Staničení

1

0,100 – 0,250

2

0,700 – 0,900

3

1,100 – 1,200

 

 

6.3  Hydrogeologické podmínky

 

Hydrogeologické podmínky mohou mít zásadní vliv na stabilitu násypu hráze a jeho podloží  a jejich  zkoumání  je proto třeba věnovat maximální pozornost.  Během vrtných prací byly ve vrtech měřeny naražené a ustálené hladiny podzemní vody (tabulka č. 4.1). Část vrtů  byla vystrojena jako vrty pozorovací (tabulka č. 4.3). Tyto vrty umožní sledovat vývoj hladin podzemní vody v prostoru založení hráze a v případě nástupu volné říční hladiny nad návodní patu i  vývoj hladin infiltrované vody v hrázi samotné.

 

Hydrogeologické podmínky zájmového prostoru jsou obecně určovány jeho geologickou stavbou, granulometrickým složením zemin a pozicí říčního toku (výškou volné hladiny vody v řece. Podzemní voda mělkého oběhu kvartérního původu je vázána na průlinově propustný kolektor bazální vrstvy fluviálních štěrků. Podložní kulmské poloskalní horniny se vyznačují propustností puklinovou. Povrchová vrstva náplavových sedimentů, složená převážně  jílovito-písčitých nebo hlinito-písčitých zemin, tvoří relativní poloizolátor, o čemž svědčí        i napjaté hladiny pozemní vody zjištěná ve vrtech J8 a J5.  Průzkumné práce probíhaly v srážkově podprůměrném období. Hladina pozemní vody (HPV) byla zjišťována v hloubkách cca 2,0 – 2,5  m pod úrovní terénu a v podstatě korespondovala s úrovní volné hladiny vody v řece Opavě. Režim HPV v prostoru údolní terasy přímo souvisí s kolísáním volné říční hladiny.  Znamená to, že v období vysokých vodních stavů jsou propustné štěrky dotovány z říčního koryta a zvyšuje se tak napjatost HPV po dosažení báze méně propustných náplavových pelitů.  Při nástupu volné hladiny nad návodní patu hráze může při dosažení určitého gradientu  docházet k vyplavování jemnozrnných nesoudržných zemin pod vzdušnou patou hráze v těch úsecích, kde není vyvinuta povrchová krycí vrstva relativně málo propustných jílovitých a hlinitých sedimentů (km 0,000 – 0,250, km 0,560 – 0,780, km 1,120 – 1,200). Naopak, při nízkých vodních stavech funguje říční koryto jako drén a proudění podzemní vody probíhá od údolních svahů směrem k řece. 

 

6.4  Fyzikálně-mechanické parametry zemin

 

Základní fyzikálně-mechanické vlastnosti zemin použitých do násypu hráze a zemin podložních byly stanoveny jako směrné normové charakteristiky dle ČSN 73 1001 Základová půda pod plošnými základy na základě makroskopického popisu a laboratorní analýzy porušených vzorků (příloha č. 8) odebraných z vrtného jádra během průzkumných prací s přihlédnutím k výsledkům starších průzkumů provedených v tomto prostoru. Takto stanovené parametry zemin byly použity jako vstupní hodnoty v stabilitních výpočtech (příloha č. 7).  Na základě geneze a  granulometrického složení  lze ve zkoumaném prostoru vyčlenit tyto hlavní geotechnické typy zemin (tabulka č. 6.4, příloha č. 3)

 

a)      zeminy  v násypu hráze

 

Aa) -  soudržné zeminy v násypu hráze tvořené převáženě písčitými hlínami a písčitým jílem  s  příměsí  štěrkové frakce do 20 %  (blok  A).

Ab) -  soudržné zeminy v násypu hráze tvořené písčitým jílem s příměsí štěrkové frakce do     10 %,  třídy F4 – F5 (blok B, blok C, blok D).

Ac) -  zeminy v násypu hráze tvořené patrně soudržným písčitým jílem s vysokým podílem písčité, resp. štěrkové frakce, s možnými souvislými  polohami nesoudržných zemin – nehomogenní vrstva (blok E).

 

b)      zeminy v podloží hráze

 

Ba) zeminy v  tvořené převážně nesoudržným materiálem charakteru písčitého štěrku s menším podílem pelitické frakce (blok I, blok VI)

Bb)  soudržné zeminy tvořené písčitým jílem a písčitou hlínou, třídy F4–F5 (blok II, blok IV)

Bc)  zeminy s převážným zastoupením nesoudržných, resp. prakticky nesoudržných materiálů  - hlinitého a jílovitého písku, třídy S3 – S4 (blok III).

Bd) soudržné zeminy s malým podílem (do 7 %) štěrkové frakce,  třída F4  (blok V)

Be) bazální štěrky údolní terasy třídy G3 – G4

 

Tabulka č. 6.4: Základní geotechnické parametry zemin v podloží a násypu hráze

Geotechnický typ

Objemová hmotnost  rn  (Mg/m3)

Úhel vnitřního tření efektivní  jef (o)

Koheze  efektivní

cef   (kPa)

Násyp hráze

 

 

 

Aa

NA

NA

NA

Ab

1,90

20 - 25

10 - 15

 Ac

NA

NA

NA

Podloží hráze

 

 

 

Ba

1,95

28 - 32

0 - 10

Bb

1,90

18 - 22

10 - 15

Bc

1,80

28 - 30

0 - 5

Bd

1,85

20 - 25

8 - 12

Bd

1,95

30 - 35

0

Pozn.: NA – neanalyzováno

 

Je třeba zdůraznit, že vzhledem k možné variabilitě zrnitostního složení, a to jak ve vertikálním, tak i horizontálním směru, jsou vlastnosti náplavových sedimentů i jednotlivé úseky jejich výskytu generalizovány.  Vzhledem ke stavu, který nastal v kritickém období červencové povodně 97 – porušení hrází ve dvou úsecích – jsou v zájmu bezpečnosti ve stabilitních výpočtech jednotlivým typům zemin přisouzeny pevnostní charakteristiky na úrovni minimálních směrných normových hodnot pro příslušný zrnitostní typ.

 

 

7        Analýza příčin  poškození  hráze v roce 1997

 

7.1  Hraniční podmínky

 

Před vlastní analýzou příčin poškození násypu hráze je třeba definovat faktory,  podmiňující stabilitu hráze a jejího podloží. Patří sem podmínky zatížení, na něž je násyp dimenzován, zatížení, kterému byl reálně vystaven, geometrie násypu hráze, pevnostní a filtrační charakteristiky zemin v hrázi a podloží. Na základě analýzy jednotlivých faktorů, resp.  jejich kombinací lze analyzovat procesy, které za daných podmínek mohly, resp. mohou nastat.

 

V prvé řadě je nutno zdůraznit účel ochranné hráze a toho vyplývající způsob její konstrukce, definovaný v realizační dokumentaci

 

·        Účelem posuzované ochranné říční hráze je převedení maximálně tzv. stoleté vody, jejíž teoretické průtoky a hladina jsou stanoveny na základě morfologie údolí (inundačního prostoru),  hydrometeorologických údajů a statistických výpočtů.

 

·        Koruna hráze a její vzdušný líc nejsou konstruovány a chráněny proti erozním účinkům proudící vody při přelití násypu.

 

·        Hráz je dimenzována pouze na krátkodobé zatížení, tzn. na hydrostatické a hydro-dynamické zatížení násypu po dobu trvání povodně (řádově  několik dnů) s hladinou odpovídající teoretickému průtoku při  Q100.

 

Dále charakterizujme zatížení, jemuž byly hráze během červencové povodně 1997 reálně vystaveny:

 

·        K vylití vody z říčního koryta  a k nástupu volné hladiny  k horní hraně návodního líce hráze došlo velice rychle – řádově v průběhu několika hodin.

·        Během kulminace povodňové vlny se výška  volné hladiny vody pohybovala ve zkoumaném prostoru pravděpodobně mezi kótou 219,30–220,30 m n.m. (příloha č. 3).  Skutečné průtoky přesahovaly  teoretickou hladinu při Q100  o cca 1 m.

·        Nejvyššímu přímému hydrodynamickému zatížení byl násyp hráze vystaven v prostoru za jezovým stupněm.

·        Po protržení hráze došlo k postupnému zatopení celého prostoru, tedy k vyrovnání volných hladin za návodním lícem  a vzdušným lícem.  Násyp hráze byl  z velké části zatopen (volná hladina dosahovala úrovně 0,2 – 0,7 m pod korunu hráze) a to po dobu několika dní. Během tohoto období probíhala saturace zemin v násypu hráze se všemi jejími negativními dopady na jejich mechanické vlastnosti.

·        Po opadnutí povodňové vlny následoval vcelku rychlý pokles volné hladiny za návodním a vzdušným lícem hráze.

 

Stabilita  vlastního tělesa hráze je obecně určována:

 

a)      „gravitační“ stabilitou návodního a vzdušného líce násypu hráze  v podmínkách  hydrodynamického zatížení  zvýšenými vodními stavy.  Stabilita svahů hráze je podmíněna geometrií násypu (šířkou hráze,  sklonem návodního a vzdušného líce),  fyzikálně mechanickými vlastnostmi zemin použitých do násypu, propustností hráze, tzn. rychlostí průsaků vody násypem hráze a s nimi spojenými změnami mechanických vlastností zemin při jejich nasycování vodou,  působením vztlaku.

b)      filtrační stabilitou násypu hráze, tzn. schopností zemin odolávat vyplavování (sufozi) v důsledku hydrodynamických účinků vody proudící tělesem hráze. Filtrační stabilita hráze je podmíněna granulometrickým složením zemin v násypu a  intenzitou jejich hydrodynamického zatěžování

c)      fyzikálně-mechanickými  vlastnostmi  zemin v podloží hráze a filtrační stabilitou  zemin v podloží hráze (především z hlediska objemových změn v podloží spojených s možným prosedáním násypu)

 

Obrázek č. 7.1: Poškozená hráz v km 0,060.

 

 

 

 

Obrázek č. 7.2: Poškozená hráz v km 0,060.

 

Obrázek č. 7.3: Poškozená hráz v km 0,060 - detail

 

 

 

Obrázek č. 7.4: Poškozená hráz v km 1,100.

 

 

7.2  Analýza příčin poškození hráze

 

V důsledku červencové povodně v roce 1997  byl zkoumaný úsek pravobřežní ochranné hráze poškozen celkem na dvou místech (tabulka 7.1)

 

Tabulka č. 7.1:  Úseky poškození ochranné hráze

Úsek č.

Staničení (km)

Způsob sanace

1

0,060

Oprava hráze hutněným zásypem

2

1,130

Oprava hráze hutněným zásypem

 

Stabilitním výpočtem (příloha č. 7) jsme ověřovali gravitační stabilitu vzdušného líce hráze pro případy pravděpodobného zatížení násypu při povodni v roce 1997, zatížení hráze stoletou vodou a bez zatížení hráze vodním sloupcem. Při výpočtu jsme vycházeli z klasické konstrukce hráze – budované písčitým jílem na relativně málo propustném pelitické podloží. Součinitele bezpečnosti se pohybují v rozmezí 1,1 – 1,3. Z výpočtu vyplývá, že destrukce hráze způsobená svahovým pohybem je málo pravděpodobná a její příčiny je třeba zkoumat z jiných pozic.

 

Úsek č. 1 je situován  ve vzdálenosti cca  70 m za přelivnou hranou  jezu.  Výška násypu zde činí cca 2,5 m. Šířka koruny hráze před jejím porušením činila cca 3 m, sklon vzdušného líce je 1 : 2,6, sklon návodního líce 1 : 2,3.  Převýšení koruny hráze nad Q100 činí 1,2 m. Hráz je v tomto prostoru budována zeminami charakteru písčitého jílu s příměsí drobného štěrku    (do 5 %). V bazální části násypu hráze byly zaznamenány souvislé polohy písčitého štěrku mocné do 0,15 m. Ve stěnách prolomené hráze byla zjištěna hojná přítomnost antropogenního materiálu – zejména dřevěných desek (obrázky 7.2, 7.3). Podloží hráze je v tomto úseku značně anizotropní – je budováno převážně zeminami charakteru písčitého štěrku, hlinitého písku, patrně s menším podílem pelitů.  Úsek je charakteristický migrací původního řečiště     a v převážné části i absencí přírodního těsnícího koberce tvořeného pokryvnými pelity.

 

Přesný vývoj destrukce hráze není znám.  Hráz ve zkoumaném úseku nebyla patrně přelévána, nelze vyloučit její zvýšené hydrodynamické namáhání vlnou překonávající při povodni  jezový stupeň.

 

Na základě analýzy inženýrskogeologických podmínek zkoumaného úseku hráze a ze zpětné fotodokumentace lze konstatovat několik možných příčin destrukce hráze. Domníváme se, že k porušení hráze v tomto úseku došlo některým z níže uvedených způsobů, popř. jejich kombinací.

 

a)      Soustředěným hydrodynamickým namáháním hráze vlnou přecházející cca 70 m vzdálený jezový stupeň. Tato varianta se nám jeví jako málo pravděpodobná.

 

b)      Průsakem vody přes propustné štěrkové polohy (zjištěny ve vrtu J1) spojeným s vyplavováním jemnozrnné frakce z násypu hráze a podpořeným konstrukčními závadami násypu (přítomnost dřevěných desek v násypu).

 

c)      Soustředěným průsakem vody podložím hráze v trase starého řečiště spojeného s porušením vzdušné paty násypu a následnou progresivní  destrukcí celého násypu. Vzhledem k inženýrskogeologickým podmínkám a způsobu porušení dokumentovaném na obrázcích 7.1 a 7.2 se nám tato varianta jeví jako nejpravděpodobnější.

 

 

Úsek č. 2.  Koruna hráze je v tomto úseku široká 3,0 m při sklonu návodního a vzdušného líce cca 1 : 2,4. Převýšení koruny hráze nad hladinou při Q100  činí cca 0,4 m při výšce hráze 3,0 m. V době  před přelitím  byla hráz zatěžována vodním sloupcem výšky cca 2 m.  Převýšení koruny hráze nad Q100 činí 1,2 m. Během povodně 97 nebyla hráz pravděpodobně přelita.

 

Hráz je zde budována zeminami charakteru písčitého jílu, resp. písčité hlíny s malou příměsí štěrkové frakce. Poškozený úsek hráze sousedí s úsekem budovaným pravděpodobně zeminami s vyšším podílem štěrkové, resp. písčité frakce. Lze tedy očekávat i vyšší propustnost zemin v násypu.  Násyp hráze prochází v posuzovaném úseku nad původním řečištěm Opavy.  Křivky zdánlivé rezistivity indikují výskyt propustných podložních  zemin v tomto prostoru.

 

Jako nejpravděpodobnější příčina porušení hráze v úseku č. 2 se nám jeví její rozplavení iniciované průsekem vody propustnými polohami v tělese násypu.  Vzhledem k existenci propustnějších poloh v podloží hráze nelze vyloučit ani možnost objemových změn způsobených průsakem a sufozí jemnozrnného materiálu.

 

 

8        Závěrečné  hodnocení  hráze

 

Cílem průzkumných prací provedených v úseku km 9,520 – 10,730 poříčního staničení pravobřežní ochranné hráze řeky Opavy bylo ověření inženýrskogeologických podmínek v prostoru založení hráze, materiálního složení hráze a analýza příčin jejího porušení v roce 1997.

 

Z výsledků provedených geologicko-průzkumných prací a analýzy archívních podkladů vyplývají tyto základní závěry:

 

a)      Násyp pravobřežní ochranné hráze je ve zkoumaném úseku délky 1,2 km budován převážně slabě propustnými zeminami charakteru písčitého jílu s malou příměsí drobného štěrku.  V km 0,000 – 0,250 se v násypu hráze vyskytují propustné polohy písčitého štěrku, mocné do 0,30 m. Křivka hodnot zdánlivé rezistivity indikuje výskyt propustnějších zemin i v km 1,130 – 1,200.

 

b)      V násypu hráze byl zjištěn výskyt antropogenních materiálů – bednících dílců, dřevěných desek a trámů, které zřejmě  byly jednou z příčin jejího poškození v roce 1997.

 

c)      Násyp hráze prochází nad bývalým řečištěm Opavy.  Hráz je v závislosti na geologické stavbě údolní nivy a charakteru zásypu starého řečiště  založena na zeminách několika granulometrických typů.  Přirozený těsnící „koberec“  tvořený vrstvou relativně nepropustných náplavových pelitů je vyvinut v km  0,250 – 0,560, km 0,780 – 0,920.  Slabě propustné zeminy byly zjištěny i v bloku V – km 0,920 – 1,120, avšak křivka hodnot zdánlivé rezistivity (příloha č.5) indikuje možnost výskytu propustnějších zemin. Dobře propustné polohy zemin (písčitý štěrku, hlinitý písek) byly zaznamenány v blocích I (km 0,000 – 0,250), III (km 0,560 – 0,780) a VI        (km 1,120 – 1,200).

 

d)      Zjištěné propustné bloky zemin v násypu hráze, resp.  v podloží mohou znamenat určitá rizika – především z hlediska možných objemových změn v hrázi a podloží způsobených vyplavováním zemin při jejich hydrodynamickém zatížení.

e)      Doporučujeme provést doplňující jádrové vrty v bloku E násypu hráze za účelem ověření jeho granulometrického složení. Dále doporučujeme krátkými jádrovými vrty ověřit rozsah výskytu propustných zemin v blocích I, III a VI pod vzdušnou patou hráze. 

 

f)        Na základě výsledků doplňkového průzkumu bude stanoven rozsah eventuelních sanačních opatření.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Soupis použitých podkladů:

 

1.      Bradáč Vratislav. Závěrečná zpráva o výsledcích III. etapy inženýrskogeologického posouzení pravobřežní hráze na řece Odře ve staničení km 8,600 - 21,995.      ALGOMAN, s.r.o. Opava, 1999.

 

2.      Hulla Jozef. Stabilita objektov na zaplavovaných územiach.  Sborník 28. konference zakládání staveb, str. 183 – 187.  Brno, 2000.

 

3.      Projekt úpravy Opavy  Děhylov - Jilešovice. Hydroprojekt  Praha, pobočka Brno. 1983.