Uzdatnianie Wody - Klasa 10

Sytuacja lodowa w ujściu Drwęcy

• Zdjęcie lotnicze ukazuje sytuację lodową w ujściu Drwęcy z 25 stycznia 1996 roku.
• Widoczne są czoło zatoru lodowego oraz linie ścinania.

Czynniki zatorogenne w Polsce

• Kręte koryto rzeki sprzyja powstawaniu zatorów.
• Występowanie wysp na rzece.
• Płycizny na rzece.
• Nurt nieustabilizowany i kręty.
• Zmiany spadku w profilu podłużnym rzeki.
• Antropogeniczne przeszkody na trasie spływu lodu.

Powódź zatorowa na Zbiorniku Włocławskim (styczeń 1982)

• Zdarzenie spowodowane było nałożeniem się rozpadu pokrywy lodowej na fazę zamarzania kolejnego cyklu.
• Wezbranie roztopowe z dużą ilością zawiesiny i nagłym ochłodzeniem.
• Wypełnienie zbiornika lodem w około 37%.
• Piętrzenie o wysokości 3 metrów i przelanie wody przez zapory boczne.
• Rozmycie nasypu kolejowego i wykolejenie pociągu.
• Zalanie 100 km² doliny, dzielnicy Płocka – Radziwie i ewakuacja 14,5 tys. osób.
• Pierwsze w Polsce badania struktury zatoru (M. Grześ).
• Akcje saperów nie przyniosły oczekiwanych rezultatów.

Największe piętrzenia i wezbrania zatorowe po 1982 roku

• Informacja o wydarzeniach po 1982 roku

Sezon nietypowy, rozbudowa pokrywy lodowej (grudzień 1998)

• Sezon nietypowy, rozbudowa pokrywy lodowej już w listopadzie.
• Śródzimowe wezbranie roztopowe w grudniu uruchomiło lokalnie proces upakowania lodu,
• Kulminacja na poziomie +1,3 m ponad rzędną stanu alarmowego, podtopienia, groźba uszkodzenia mostu.
• Akcja saperów, brak wymiernych skutków, powolne udrażnianie się koryta.

Akcja saperów w czasie zatoru w Wyszogrodzie (grudzień 1998)

• Akcja saperów, zrzucanie ładunków plastiku z helikoptera.
• Data wydarzenia: grudzień 1998.

Piętrzenie w czasie wezbrania roztopowego po mroźnej zimie (marzec 2010)

• Piętrzenie w czasie wezbrania roztopowego po mroźnej i długiej zimie.
• Prezentowane wypełnienie koryta lodem pochodzi z sondowania przeprowadzonego w styczniu.
• Kulminacja poziomu wody ponad rzędną stanu alarmowego.
• Zatory i ewakuacje w okolicach Płocka, zalane zostały przystań i bulwar, powolne opadanie wody po lodołamaniach.

Zalany bulwar i przystań w Płocku

• Zdjęcie prezentujące sytuację podczas powodzi.

Powodzie błyskawiczne

• Powodzie błyskawiczne charakteryzują się krótkim czasem trwania i lokalnym zasięgiem.
• Głównymi przyczynami tego typu powodzi są nawalnicy, intensywne topnienie śniegu lub lodu, uszkodzenia lub zniszczenia zapór lub grobli, nagłe uwolnienie wód ze zbiorników wodnych, podtopienie terenu.

Powódź w Toruniu (lipiec 2014)

• Gwałtowny, krótkotrwały opad (pomiędzy 13:00 a 14:00).
• Wielkość opadu zróżnicowana, od 10 mm (Bielany) do 25 mm (część wschodnia miasta).
• Powódź błyskawiczna, podtopienia, utrudniony ruch na ul. Żółkiewskiego, kilka samochodów unieruchomionych na ul. Łyskowskiego

Środki ochrony i straty powodziowe

• Retencja (zbiorniki, poldery, obiekty tzw. małej retencji).
• Wały przeciwpowodziowe.
• Regulacja rzek.
• Lodołamanie.

Zbiorniki retencyjne

• Kilka przykładowych zbiorników retencyjnych w Polsce z ich pojemnościami, powierzchnią i wysokością piętrzenia.

Zbiornik Czorsztyński

• Dane dla zbiornika, w tym przepływ wód (dopływ i odpływ).

Suche zbiorniki

• Planowe zalanie terenu z elementami wspomagającymi (pokaz schematyczny).
• Zbiorniki suche na Dolnym Śląsku (lista zbiorników z ich nazwami, rzekami i pojemnościami).

Poldery

• Poldery otwarte (schematyczny opis dwóch rodzajów).

Nowoczesne metody ochrony przeciwpowodziowej

• Ochrona bagien i torfowisk oraz odtworzenie małych zbiorników.
• Zwiększanie pojemności istniejących zbiorników wodnych (podpiętrzanie).
• Budowa niskich piętrzeń na naturalnych ciekach, kanałach i rowach melioracyjnych.
• Tereny przeciwpożarowe.

Wały przeciwpowodziowe

• Historyczne aspekty i konstrukcje wałów w Polsce (począwszy od XIV wieku).
• Konstrukcje wałów (ścianki, palisady).
• Korzyści i zagrożenia związane z występowaniami obwałowań.

Przekrój wału i jego elementy

• Elementy składające się na konstrukcję wału.

Przyczyny przerwania wałów

• Sprzyjajace występowaniu zrywania wału czynniki: przelanie się wody i wody z lodem przez koronę wału, zsuw skarpy odwodnej i obrywanie się skarpy odwodnej, upłynnienie gruntu podwału i wyparcie nieodpowiedniego, wbudowanego w korpus wału gruntu.

Wpływ obwałowań na dolinę rzeki

• Koncentracja przepływu, zwiększona prędkość i erozja.
• Odcięcie terenów od rzeki obniża retencję, podnosi kulminację wezbrań, pogarsza odwadnianie terenu.

Regulacja rzek

• Modyfikacja koryta dla koncentracji nurtu.
• Utrwalanie brzegów i prostowanie krzywizn.
• Poprawa żeglowności i transportu lodu przy niższych poziomach wody.
• Zmniejszenie powierzchni zwierciadła wody, redukcja produkcji lodu w korycie.
• Rodzaje budowli regulacyjnych (ostrogi, tamy, przetamowania itp.)

Ochrona przed powodziami zatorowymi - lodołamanie

• Metody kruszenia lodu w XIX wieku (np. sięki, piły, łomy, drewniane sanie z kamieniami).
• Pierwsze lodołamacze parowe (1881).
• Rozwój lodołamaczy na przestrzeni lat.

Lodołamanie (funkcje)

• Wyłamywanie lodu przez lodołamacze.
• Otwieranie i utrzymanie rynny do odpływu lodu (unikając zatorów).
• Rolę helikopterów w przeprawie lodów.

Akcje saperów

• Stosowanie ładunków wybuchowych do rozłamywania lodu.
• Przykłady użycia ładunków wybuchowych do lodołamania.
• Miejsca użycia ładunków wybuchowych w Polsce.
• Bezpośrednie konsekwencje i koszty takich prac.

Przegroda śryżowa (funkcje lodołamacza)

• Przegroda śryżowa jako element ochrony przeciwpowodziowej zbiornika włocławskiego.

Monitoring zagrożenia zatorami

• Metody monitoringu i oceny zagrożeń zatorów.

Środki ochrony przed powodziami błyskawicznymi w obszarach miejskich (LID)

• Małe obiekty do infiltracji i retencji wód deszczowych.
• Infiltracja, retencja, zielone dachy.
• Typy obiektów (bio-retention cells, infiltration trenches, porous pavement).

Wpływ zastosowania obiektów LID na redukcję objętości odpływu

• Wpływ obiektów LID na redukcję przepływu i objętości odpływu, szczegółowo przedstawiony w formie tabelarycznej.

Straty powodziowe

• Szkody powodziowe - ilość notowanych uszkodzeń lub zniszczeń gospodarczych.
• Straty powodziowe - wartość ekonomiczna zarejestrowanych uszkodzeń i zniszczeń oraz koszty związane z akcją przeciwpowodziową.
• Kategorie strat: bezpośrednie, pośrednie, wtórne.

Zmiany jakości wody

• Zmiany jakości wody związane z powodzią (obniżenie zawartości tlenu, obniżenie jakości wody, wzrost zanieczyszczenia nieorganicznie).
• Zmiany jakości wody w zależności od stopnia zalania terenu, i wpływu jego płodów rolnych.

Powodzie niszczące

• Niszczące skutki powodzi dla ludności (ścieki, infrastruktura, śmiertelność, zdrowie psychiczne)

Woda w gospodarce człowieka

• Dane na temat zużycia wody, w Polsce, w latach 1900-2000, w rolnictwie, przemyśle, gospodarce komunalnej i zbiorowej.

Normy zużycia wody

• Przeciętne normy zużycia wody.

Substancje nieorganiczne w wodzie

• Tabela z orientacyjnymi wartościami stężeń nieorganicznych substancji w wodach powierzchniowych.

Wytyczne dotyczące jakości wody pitnej

• Kryteria jakości wody pitnej (mikrobiologiczne, organoleptyczne, fizykochemiczne).
• Normy dla bakterii, związków i skażeń fizycznych wody.

Ochrona wód

• Działania ochronne przeciw zubożeniu zasobów wód.
• Magazynowanie i regulwanie wody.
• Ochrona atmosfery i gleby jako element ochrony wód.
• Podział środków ochronnych – bierne i czynne.

Wprowadzanie ścieków do wód podziemnych/powierzchniowych w Polsce

• Zakazy i ograniczenia w odniesieniu do wprowadzania ścieków do wód podziemnych.
• Dopuszczalne lokalizacje wprowadzania ścieków.

Metody oczyszczania ścieków

• Mechaniczne (rozdrobnienie, cedzenie, filtrowanie, sedymentacja, wirowanie, flotacja).
• Chemiczne (redukcja, utlenianie, wytrącanie, wymiana jonowa, destylacja, wymrażanie, koagulacja, sorpcja).
• Biologiczne (zasady działania, komory, złoża biologiczne, osadu czynnego, fermentacyjne).

Przykład oczyszczalni biologicznej (schematyczny)

• Schemat przedstawiający proces biologicznego oczyszczania ścieków.

Ilości ścieków wymagających oczyszczania (graf)

• Ilości ścieków wymagających oczyszczania w Polsce w latach 1970-1995.

Rozładunek ścieków (województwa)

• Dane dla województw w Polsce pod kątem oczyszczanych ścieków.

Najważniejsze aspekty wpływu gospodarki człowieka na środowisko wodne

• Szczegółowe aspekty, z uwzględnieniem sposobu korzystania z wody i jej zużycia.

Wpływ odwodnień górniczych

• Obniżenie zwierciadła wody podziemnej.
• Zmiany ciśnienia, prędkości i kierunku ruchu wód.
• Zmniejszenie zasobów wód podziemnych.
• Przeszkody w zasilaniu podziemnych rzek.
• Przekształcenie cieków drenujących w infiltrujące.
• Podtopienie terenów osiadających.
• Zmiany chemizmu wód.
• Zanik źródeł.

Źródła i obszary

• Szczegółowe przykłady regionów w Polsce i sposobu wpływów na zmienione wody podziemne.