Multifunkčná ochrana pred povodňami, Indonézia: 9 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Úvod

Rotterdamská univerzita aplikovaných vied (RUAS) a Unissula University v Semarangu v Indonézii spolupracujú na vývoji riešení problémov spojených s vodou v poldri Banger v Semarangu a okolitých oblastiach. Polder Banger je husto osídlená nízko položená oblasť so zastaraným poldrovým systémom zavedeným v koloniálnej ére. Táto oblasť ustupuje kvôli ťažbe podzemnej vody. V súčasnosti sa asi polovica oblasti nachádza pod priemernou hladinou mora. Silné dažďové prehánky sa už nedajú odvodniť pod voľným prúdením, čo vedie k častým záplavovým a fluviálnym záplavám. Navyše pravdepodobnosť (a riziko) pobrežných záplav sa zvyšuje v dôsledku relatívneho nárastu hladiny. Úplný popis problémov v poldri Banger a potenciálne stratégie riešenia nájdete.

Tento projekt sa zameriava na multifunkčné využitie protipovodňovej ochrany. Holandské skúsenosti v oblasti protipovodňovej ochrany sú v tomto projekte veľmi dôležité. Pre indonézskych kolegov v Semarangu bude urobený návod na údržbu štruktúry zadržiavajúcej vodu.

Pozadie

Semarang je piate najväčšie mesto Indonézie s takmer 1,8 miliónmi obyvateľov. V okolitých častiach mesta žije ďalších 4,2 milióna ľudí. Ekonomika v meste rastie, v posledných rokoch sa toho veľa zmenilo a v budúcnosti budú ďalšie zmeny. Túžba po obchodovaní a potreba priemyslu spôsobujú rastúcu ekonomiku, ktorá zvyšuje podnikateľské prostredie. Tento vývoj spôsobuje zvýšenie kúpyschopnosti obyvateľstva. Dá sa usúdiť, že mesto rastie, ale bohužiaľ je tu aj rastúci problém: mesto čelí záplavám, ktoré často narastajú. Tieto záplavy sú spôsobené predovšetkým poklesom vnútrozemia, ktorý sa znižuje ťažbou podzemnej vody vo veľkom množstve. Tieto výbery spôsobujú pokles asi o 10 centimetrov za rok. (Rochim, 2017) Dôsledky sú veľké: miestna infraštruktúra je poškodená, čo má za následok viac nehôd a dopravných zápch. V dôsledku silnejších povodní navyše stále viac ľudí opúšťa svoje domovy. Miestni obyvatelia sa pokúšajú s problémami vyrovnať, ale je to skôr riešenie, ako s problémami žiť. Riešením je upustiť od nízko položených domov alebo zvýšiť súčasnú infraštruktúru. Tieto riešenia sú krátkodobými riešeniami a nebudú veľmi účinné.

Objektívny

Cieľom tohto príspevku je preskúmať možnosti ochrany mesta Semarang pred povodňami. Hlavným problémom je klesajúca pôda v meste, čo v budúcnosti zvýši počet povodní. Obyvateľov Semarangu v prvom rade ochráni multifunkčná protipovodňová bariéra. Najdôležitejšou súčasťou tohto cieľa je riešenie sociálnych a profesionálnych problémov. Spoločenským problémom sú samozrejme záplavy v oblasti Semarang. Odborným problémom je nedostatok znalostí o obrane proti vode, pokles pôdnych vrstiev je súčasťou tohto nedostatku znalostí. Tieto dva problémy sú základom tohto výskumu. Okrem hlavného problému je cieľom naučiť obyvateľov Semarangu udržiavať (multifunkčnú) protipovodňovú bariéru.

Viac informácií o informáciách o delta projekte v Semarangu nájdete v nasledujúcom článku;

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

Krok 1: Poloha

Prvým krokom je nájsť správne miesto pre sklad vody. V našom prípade je toto miesto pri pobreží Semarang. Toto miesto bolo pôvodne využívané ako rybník, ale v súčasnosti sa už nepoužíva. V tejto oblasti sa nachádzajú dve rieky. Vytvorením zásobníka vody tu možno vypúšťanie týchto riek uložiť do priestoru na skladovanie vody. Okrem funkcie zásobníka vody hrádza plní aj funkciu morskej obrany. Vďaka tomu je ideálnym miestom na použitie tohto miesta ako priestoru na skladovanie vody.

Krok 2: Výskum pôdy

Na stavbu hrádze je dôležité vyšetrenie štruktúry pôdy. Stavba hrádze musí byť vykonaná na pevnej zemi (piesok). Ak je hrádza postavená na mäkkom podklade, hrádza sa usadí a prestane spĺňať bezpečnostné požiadavky.

Ak pôda pozostáva z mäkkej ílovitej vrstvy, použije sa vylepšenie pôdy. Toto zlepšenie pôdy pozostáva z pieskovej vrstvy. Keď nie je možné toto vylepšenie pôdy upraviť, bude potrebné uvažovať o úprave ďalších protipovodňových konštrukcií. Nasledujúce body ponúkajú niekoľko príkladov protipovodňovej ochrany;

• plážový múr
• doplnenie piesku
• duny
• hromadenie plechu

Krok 3: Analýza výšky hrádze

tretím krokom je analýza informácií na určenie výšky hrádze. Hrádza bude navrhnutá na niekoľko rokov, a preto sa bude skúmať množstvo údajov na určenie výšky hrádze. v Holandsku sa skúma päť subjektov s cieľom určiť výšku;

• Referenčná úroveň (priemerná hladina mora)
• Zvýšenie hladiny v dôsledku klimatických zmien
• Prílivový rozdiel
• Rozbeh vlny
• Pokles pôdy

Krok 4: Trajektória hrádze

Stanovením trajektórie hrádze je možné určiť dĺžky hrádzí a aký bude povrch oblasti skladovania vody.

Pre náš prípad polder potrebuje 2 druhy hrádzí. Jedna hrádza, ktorá spĺňa požiadavky protipovodňovej ochrany (červená čiara), a jedna, ktorá funguje ako hrádza pre oblasť zásobníka vody (žltá čiara).

Dĺžka hrádze protipovodňovej ochrany (červená čiara) je asi 2 km a dĺžka hrádze pre úložnú plochu (žltá čiara) je asi 6,4 km. Povrch zásobníka vody je 2,9 km².

Krok 5: Analýza vodnej bilancie

Na určenie výšky hrádze (žltá čiara) bude potrebná vodná bilancia. Vodná bilancia ukazuje množstvo vody, ktorá prúdi do a z oblasti s výraznými zrážkami. Z toho vyplýva voda, ktorá sa musí v oblasti skladovať, aby sa zabránilo záplavám. Na tomto základe je možné určiť výšku hrádze. Ak je výška hrádze nereálne vysoká, bude potrebné vykonať ďalšie úpravy, aby sa zabránilo záplavám, ako napríklad; vyššia kapacita okázalosti, bagrovanie alebo väčšia povrchová plocha zásobníka vody.

informácie, ktoré sa majú analyzovať, aby sa určila voda, ktorá sa má skladovať, sú tieto;

• Výrazné zrážky
• Povodie povrchovej vody
• odparovanie
• kapacita čerpadla
• priestor na skladovanie vody

Krok 6: Návrh vodnej bilancie a hrádze 2

Vodná bilancia

Na vodnú bilanciu sa v našom prípade použila normatívna presnosť 140 mm (Data Hidrology) denne. Drenážna oblasť, ktorá preteká z nášho vodného skladu, zaberá 43 km². Voda, ktorá vyteká z oblasti, má priemerný výpar 100 mm za mesiac a kapacitu čerpadla 10 m³ za sekundu. Tieto údaje boli všetky prevedené na m3 za deň. Výsledok údajov o prítoku a odtoku poskytuje počet m³ vody, ktoré je potrebné zhodnotiť. Rozložením na skladovaciu plochu sa dá určiť vzostup hladiny zásobnej vody.

Hrádza 2

Vzostup hladiny vody

Výška hrádze je čiastočne daná nárastom hladiny vodnej nádrže.

Dizajnový život

Hrádza je navrhnutá na životnosť až do roku 2050, to je obdobie od 30 rokov od dátumu návrhu.

Miestny pokles pôdy

Miestny pokles je jedným z hlavných faktorov tohto návrhu hrádze, pretože v dôsledku ťažby podzemnej vody klesá o 5 - 10 centimetrov ročne. Predpokladá sa maximum, to dáva výsledok 10 cm * 30 rokov = 300 cm sa rovná 3,00 metra.

Objemová stavebná hrádza

Dĺžka hrádze je asi 6,4 kilometra.

Plocha hliny = 16 081,64 m²

Objemová hlina = 16 081,64 m² * 6400 m = 102 922 470,40 m3 ≈ 103,0 * 10^6 m3

Plocha piesku = 80 644,07 m²

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

Krok 7: Sekcia hrádze

Nasledujúce body boli použité na určenie výšky hrádze pre morskú hrádzu

Hrádza 1

Dizajnový život

Hrádza je navrhnutá na životnosť až do roku 2050, to je obdobie od 30 rokov od dátumu návrhu.

Referenčná úroveň

Referenčná úroveň je základom konštrukčnej výšky hrádze. Táto hladina sa rovná priemernej hladine mora (MSL).

Stúpanie hladiny mora

Doplatok za vysoký vzostup vody na nasledujúcich 30 rokov v teplom podnebí s nízkou alebo vysokou hodnotou zmeny prúdu vzduchu. Z dôvodu nedostatku informácií a konkrétnych znalostí o polohe sa predpokladá maximálne 40 centimetrov.

Príliv

Maximálna povodeň v januári, ktorá sa vyskytuje v našom prípade, je 125 centimetrov (príliv a odliv 01-2017) nad referenčnou úrovňou.

Pretáčanie/rozbeh vlny

Tento faktor definuje hodnotu, ktorá sa vyskytuje počas rozbehu vlny pri maximálnych vlnách. Predpokladá sa výška vlny 2 metre (J. Lekkerkerk), vlnová dĺžka 100 m a sklon 1: 3. Výpočet preplnenia je tiež volt;

R = H * L0 * hnedá (a)

H = 2 m

L0 = 100 m

a = 1: 3

R = 2 * 100 * pálená (1: 3) = 1,16 m

Miestny pokles pôdy

Miestny pokles je jedným z hlavných faktorov tohto návrhu hrádze, pretože v dôsledku ťažby podzemnej vody klesá o 5 - 10 centimetrov ročne. Predpokladá sa maximum, to dáva výsledok 10 cm * 30 rokov = 300 cm sa rovná 3,00 metra.

Objemová stavebná hrádza

Dĺžka hrádze je asi 2 kilometre

Plošná hlina = 25 563,16 m2 Objemová hlina = 25 563,16 m2 * 2000 m = 51 126 326 m3 ≈ 51,2 * 10^6 m3

Plošný piesok = 158 099,41 m2 Objemový piesok = 158 099,41 m2 * 2000 m = 316 198 822 m3 ≈ 316,2 * 10^6 m3

Krok 8: Správa hrádze

Manažment hrádze je údržba hrádze; to bude znamenať, že vonkajšia časť hrádze musí byť udržiavaná. Vedľa postreku a kosenia bude kontrola pevnosti a stability hrádze. Je dôležité, aby podmienky hrádze boli v súlade s bezpečnostnými požiadavkami.

Dikemanagmener je zodpovedný za dohľad a kontrolu v kritických okamihoch. To bude znamenať, že hrádzu je potrebné skontrolovať v prípade vysokého predpovedaného vodného stavu, dlhotrvajúceho sucha a vysokého dažďového odtoku riečne plaváky plávajúcich kontajnerov. Túto prácu vykonáva vyškolený personál, ktorý vie, ako sa správať v kritických situáciách.

Potrebné materiály

• Nahlásiť výber
• Merací hrot
• Mapa
• Poznámka

„Materiál na budovanie kapacít“poskytuje ďalšie informácie o dôležitosti manažmentu hrádzí a použití potrebného materiálu.

mechanizmus zlyhania

Existujú rôzne možné hrozby zrútenia hrádze. Hrozbu môže spôsobiť vysoká voda, sucho a ďalšie vplyvy, ktoré môžu spôsobiť nestabilitu hrádze. Tieto hrozby môžu prerásť do vyššie uvedených mechanizmov zlyhania.

Nasledujúce odrážky uvádzajú všetky zlyhania machanizmu;

• Mikro nestabilita
• Nestabilita makra
• Potrubie
• Pretečenie

Krok 9: Príklad mechanizmu poruchy: potrubie

K potrubiu môže dôjsť, keď podzemná voda preteká vrstvou piesku. Ak je hladina vody príliš vysoká, tlak stúpne, čo zvýši kritickú rýchlosť prúdenia. Kritický prietok vody bude opúšťať hrádzu v priekope alebo priesaku. Ako plynie čas, potrubie bude široké prúdom vody a piesku. Počas rozširovania potrubia je možné nosiť piesok, čo môže spôsobiť, že sa hrádza zrúti vlastnou hmotnosťou.

fáza 1

Tlaky vody v piesku obsahujúcom vodu pod hrádzou môžu byť pri vysokej vode také vysoké, že sa vnútorný obal z hliny alebo rašeliny vyduje. Pri erupcii sa vodné výstupy uskutočňujú vo forme studní.

fáza 2

Po erupcii a zaplavení vody môže byť piesok unášaný, ak je prietok vody príliš vysoký. Vytvorí sa odtok tekutého piesku

fáza 3

V prípade príliš veľkého prietoku piesku sa razí tunel podľa veľkosti. Ak je potrubie príliš široké, hrádza sa zrúti.

zmerajte znova zlyhanie hrádze

Aby bola hrádza stabilná, musí byť zabezpečený protitlak, ktorý je možné vykonať umiestnením vriec s pieskom okolo zdroja.

Ak chcete získať ďalšie informácie a príklady mechaniky porúch, pozrite sa na nasledujúci powerpoint;

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