5 maja 2012 roku, około godziny 21:00 czasu lokalnego, w zlewni Brzezinki będącej lewostronnym dopływem rzeki Kani, wystąpił nawalny opad deszczu. W efekcie rów Brzezinka szybko osiągnął stan pełnokorytowy, a odcinkami doszło do jego przekroczenia. Taka sytuacja jest niezbyt częsta, więc warto poświęcić temu nieco miejsca.
Rów Brzezinka bierze swój początek na terenie wsi Czajkowo, około 7 km na południowy-zachód od Gostynia i płynie w kierunku północno-wschodnim, przez wieś Brzezie oraz miasto Gostyń. Rów jest ciekiem stałym, lewostronnym dopływem rzeki Kani, do której uchodzi w km 4+320. Ujściowy odcinek cieku jest zabudowany (ciek przykryty) i przebiega pod Cukrownią Gostyń. Ujście do Kani stanowią dwie betonowe rury (fot. 1). Długość cieku wg Wielkopolskiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych wynosi 7,07 km.
Fot. 1. Ujście rowu Brzezinka do rzeki Kani (km 4+320)
Źródło: fot. własna
Próbę oszacowania wielkości fali wezbraniowej powstałej po wieczornym opadzie deszczu z dnia 5 maja 2012 roku podjęto dla przekroju koryta Brzezinki w profilu km 1+260 (mostek na wjeździe do sklepu motoryzacyjnego przy ulicy Mostowej w Gostyniu). Poniżej kilka wybranych charakterystyk zlewni Brzezinki (Mapa topograficzna Polski w skali 1:10 000):
- km: 1+260,
- powierzchni zlewni (A): 14 km2,
- średnie nachylenie zlewni: 8 promili (0,8%),
- rzędna dna koryta w odcinku źródłowym: ok. 120 m n. Kr.,
- rzędna dna koryta w profilu obliczeniowym: ok. 90 m n. Kr.
Zlewnia Brzezinki powyżej profilu obliczeniowego ma charakter wybitnie rolniczy; ponad 90% powierzchni zajmują grunty orne. Tereny zabudowane (zurbanizowane, zindustralizowane) stanowią około 10% powierzchni zlewni. W litologii utworów powierzchniowych przeważają piaski gliniaste, a punktowo gliny (Mapa glebowo-rolnicza województwa leszczyńskiego).
Charakterystyka warunków glebowych oraz zagospodarowania terenu pozwoliła na obliczenie wartości parametru CN wykorzystanego do oszacowania kulminacji wezbrania opadowego. Uzyskana wartość CN = 73 uwzględnia warunki wilgotnościowe w zlewni przed wystąpieniem opadu, tj. 5-dniowa suma opadów w okresie wegetacyjnym mniejsza od 35 mm.
Opis warunków meteorologicznych
Ulewny opad deszczu, który wystąpił w zlewni Brzezinki 5 maja 2012 roku związany był z punktem okluzji i centrum płytkiego układu niskiego ciśnienia przemieszczającego się z południowego-zachodu na północny-wschód. Strefa frontu atmosferycznego oddzielała masę powietrza polarnomorskiego na północnym-zachodnie od masy powietrza polarnomorskiego ciepłego zalegającej na południowym-wschodzie. Pomimo niespecjalnie dużego kontrastu termicznego, ale w związku z dużym uskokiem prędkościowym i kierunkowym wiatru powstała komórka burzowa Cb z bardzo wydajnym opadem przemieszczającym się na transekcie SW-NE-N. Kierunek przemieszczania zgodny z kierunkiem odpływu wody w zlewni miał istotne znaczenie dla wielkości wezbrania. Na podstawie danych radarowych oraz relacji świadków, sumę opadów oszacowano na około 30 mm, a czas trwania opadu efektywnego na 15 minut (materiały IMGW-PIB - Pogodynka.pl). Obliczenia prawdopodobieństwa opadów zgodnie z Metodyką obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych oraz identyfikacji modeli transformacji opadu w odpływ (raport końcowy SHP) wykazały, że opad o prawdopodobieństwie przewyższenia 1% (tzw. opad stuletni) i czasie trwania 15 minut wynosi 32,3 mm, a więc jest zbliżony do oszacowanego. Do obliczeń hydrologicznych przyjęto opad równy 32 mm.
Sytuacja hydrologiczna
Przed wystąpieniem wezbrania stan wody w korycie Brzezinki kształtował się w strefie wody niskiej z przepływem około 10 l/s (0,01 m3/s). Wezbranie rozpoczęło się około godziny 20:50 w sobotę 5 maja, wraz z początkiem opadu, a zakończyło na przełomie poniedziałku i wtorku, kiedy natężenie przepływu osiągnęło wartość zbliżoną do wyjściowych 10 l/s. Kulminacja wezbrania wystąpiła około godziny 21:40 i utrzymywała się do około 23:00. W czasie kulminacji doszło do lokalnego przekroczenia stanu pełnokorytowego. Wystąpiły straty materialne, a więc możemy mówić o powodzi. Największy obszar zalewowy wystąpił we wsi Brzezie, w ciągu ulicy Strzeleckiej (charakterystyczne obniżenie terenu), w km gdzie woda miała głębokość około 1 metra. W efekcie kulminacja fali, która dotarła do Gostynia była niższa i rozciągnięta w czasie. Być może dlatego Brzezinka wylała tylko nieznacznie w ciągu ulicy Mostowej na wysokości Os. 700-lecia i kina, oraz w rejonie siedziby BZ WBK w Gostyniu. W tym ostatnim przypadku wynikało to z zamknięcia światła zastawki otwierającej podziemny odcinek Brzezinki. Przepust udrożniono dopiero około godziny 22:30.
Opis fali wezbraniowej (powodziowej)
Kulminację fali wezbraniowej oszacowano na około 3,4 m3/s, co zgodnie z obliczeniami przepływów maksymalnych o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia metodą Wołoszyna odpowiada przepływowi o prawdopodobieństwie około 3%, a więc zdarzającemu się statystycznie raz na 33,(3) lat. W profilu km 1+260 powierzchnia przekroju poprzecznego (czynna) wyniosła około 3,93 m2, a średnia prędkość przepływu w korycie w czasie kulminacji (po czasie tp = 54 min od rozpoczęcia opadu) wyniosła około 0,9 m/s. Poniżej (rys. 1.) symulowany metodą SCS-UH hydrogram fali wezbraniowej na Brzezince
Oczywiście, wg modelu, wezbranie kończy się po kilku godzinach, niemniej należy wziąć pod uwagę trzy czynniki:
- opady w kolejnych godzinach (niedziela),
- opóźnienie odpływu spowodowane przekroczeniem stanu pełnokorytowego, szczególnie w Brzeziu,
- staw przeciwpożarowy w Brzeziu.
Objaśnienie metodyczne
Zgodnie z zacytowaną metodyką, natężenie przepływu o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia należałoby obliczyć stosując formułę opadową zamiast metody Wołoszyna, jednak ta druga wydaje się zdecydowanie bardziej miarodajna, o czym w innym poście. Oddzielny post poświęcę też tematyce powodzi w dorzeczu Kani oraz wezbraniu z 5 maja w całym dorzeczu Kani.
- km: 1+260,
- powierzchni zlewni (A): 14 km2,
- średnie nachylenie zlewni: 8 promili (0,8%),
- rzędna dna koryta w odcinku źródłowym: ok. 120 m n. Kr.,
- rzędna dna koryta w profilu obliczeniowym: ok. 90 m n. Kr.
Zlewnia Brzezinki powyżej profilu obliczeniowego ma charakter wybitnie rolniczy; ponad 90% powierzchni zajmują grunty orne. Tereny zabudowane (zurbanizowane, zindustralizowane) stanowią około 10% powierzchni zlewni. W litologii utworów powierzchniowych przeważają piaski gliniaste, a punktowo gliny (Mapa glebowo-rolnicza województwa leszczyńskiego).
Charakterystyka warunków glebowych oraz zagospodarowania terenu pozwoliła na obliczenie wartości parametru CN wykorzystanego do oszacowania kulminacji wezbrania opadowego. Uzyskana wartość CN = 73 uwzględnia warunki wilgotnościowe w zlewni przed wystąpieniem opadu, tj. 5-dniowa suma opadów w okresie wegetacyjnym mniejsza od 35 mm.
Opis warunków meteorologicznych
Ulewny opad deszczu, który wystąpił w zlewni Brzezinki 5 maja 2012 roku związany był z punktem okluzji i centrum płytkiego układu niskiego ciśnienia przemieszczającego się z południowego-zachodu na północny-wschód. Strefa frontu atmosferycznego oddzielała masę powietrza polarnomorskiego na północnym-zachodnie od masy powietrza polarnomorskiego ciepłego zalegającej na południowym-wschodzie. Pomimo niespecjalnie dużego kontrastu termicznego, ale w związku z dużym uskokiem prędkościowym i kierunkowym wiatru powstała komórka burzowa Cb z bardzo wydajnym opadem przemieszczającym się na transekcie SW-NE-N. Kierunek przemieszczania zgodny z kierunkiem odpływu wody w zlewni miał istotne znaczenie dla wielkości wezbrania. Na podstawie danych radarowych oraz relacji świadków, sumę opadów oszacowano na około 30 mm, a czas trwania opadu efektywnego na 15 minut (materiały IMGW-PIB - Pogodynka.pl). Obliczenia prawdopodobieństwa opadów zgodnie z Metodyką obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych oraz identyfikacji modeli transformacji opadu w odpływ (raport końcowy SHP) wykazały, że opad o prawdopodobieństwie przewyższenia 1% (tzw. opad stuletni) i czasie trwania 15 minut wynosi 32,3 mm, a więc jest zbliżony do oszacowanego. Do obliczeń hydrologicznych przyjęto opad równy 32 mm.
Sytuacja hydrologiczna
Przed wystąpieniem wezbrania stan wody w korycie Brzezinki kształtował się w strefie wody niskiej z przepływem około 10 l/s (0,01 m3/s). Wezbranie rozpoczęło się około godziny 20:50 w sobotę 5 maja, wraz z początkiem opadu, a zakończyło na przełomie poniedziałku i wtorku, kiedy natężenie przepływu osiągnęło wartość zbliżoną do wyjściowych 10 l/s. Kulminacja wezbrania wystąpiła około godziny 21:40 i utrzymywała się do około 23:00. W czasie kulminacji doszło do lokalnego przekroczenia stanu pełnokorytowego. Wystąpiły straty materialne, a więc możemy mówić o powodzi. Największy obszar zalewowy wystąpił we wsi Brzezie, w ciągu ulicy Strzeleckiej (charakterystyczne obniżenie terenu), w km gdzie woda miała głębokość około 1 metra. W efekcie kulminacja fali, która dotarła do Gostynia była niższa i rozciągnięta w czasie. Być może dlatego Brzezinka wylała tylko nieznacznie w ciągu ulicy Mostowej na wysokości Os. 700-lecia i kina, oraz w rejonie siedziby BZ WBK w Gostyniu. W tym ostatnim przypadku wynikało to z zamknięcia światła zastawki otwierającej podziemny odcinek Brzezinki. Przepust udrożniono dopiero około godziny 22:30.
Opis fali wezbraniowej (powodziowej)
Kulminację fali wezbraniowej oszacowano na około 3,4 m3/s, co zgodnie z obliczeniami przepływów maksymalnych o zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia metodą Wołoszyna odpowiada przepływowi o prawdopodobieństwie około 3%, a więc zdarzającemu się statystycznie raz na 33,(3) lat. W profilu km 1+260 powierzchnia przekroju poprzecznego (czynna) wyniosła około 3,93 m2, a średnia prędkość przepływu w korycie w czasie kulminacji (po czasie tp = 54 min od rozpoczęcia opadu) wyniosła około 0,9 m/s. Poniżej (rys. 1.) symulowany metodą SCS-UH hydrogram fali wezbraniowej na Brzezince
Rys. 1. Hipotetyczny hydrogram fali powodziowej na Brzezince z 5-6 maja 2012 roku
- opady w kolejnych godzinach (niedziela),
- opóźnienie odpływu spowodowane przekroczeniem stanu pełnokorytowego, szczególnie w Brzeziu,
- staw przeciwpożarowy w Brzeziu.
Objaśnienie metodyczne
Zgodnie z zacytowaną metodyką, natężenie przepływu o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia należałoby obliczyć stosując formułę opadową zamiast metody Wołoszyna, jednak ta druga wydaje się zdecydowanie bardziej miarodajna, o czym w innym poście. Oddzielny post poświęcę też tematyce powodzi w dorzeczu Kani oraz wezbraniu z 5 maja w całym dorzeczu Kani.
