Prawdopodobne przyczyny katastrofy zapory ziemnej na rzece Młynówce
w Górowie Iławeckim do której doszło w nocy z 2/3.02.2000 r.

Tekst Z. Ambrożewski, zdjęcia A. Mazurczyk

[galeria zdjęć] [katastrofy] [OTKZ]

Informacje wstępne

Niniejsza informacja została opracowana w oparciu o Ekspertyzę sporządzoną w Ośrodku Technicznej Kontroli Zapór na życzenie Wojewódzkiego Inspektora Nadzoru Budowlanego w Olsztynie.
Podstawą do wykonania Ekspertyzy były oględziny miejsca katastrofy przez autorów opracowania z udziałem Wojewódzkiego Inspektora Nadzoru Budowlanego w Olsztynie w dniu 11.02.2000 r oraz rozmowa przeprowadzona z Burmistrzem Górowa Iławeckiego w tym samym dniu.
Przeanalizowano również udostępnione autorom ekspertyzy: dokumentację geologiczno - inżynierską podłoża pod zaporą, projekt zapory oraz dokumenty prawne związane z budową i eksploatacją zapory.

Opis projektowanego i wykonanego obiektu

Zapora miała za zadanie spiętrzenie wody w rzece Młynówce dla utworzenia zbiornika wodnego o powierzchni 10,6 ha. Zbiornik stanowił jeden z elementów ośrodka rekreacyjnego miasta Górowo Iławeckie złożonego z omawianego zbiornika i położonego wyżej kąpieliska o powierzchni około 3,5 ha.
Powierzchnia zlewni projektowanego zbiornika wynosi 22,7 km2 . Średnie z wielolecia opady roczne wynoszą 660 mm. Średni przepływ z wielolecia wynosi 0,143 m3 /s, a maksymalny przepływ obliczony jako deszcz nawalny Q4 = 7,30m3/s. Pojemność zbiornika przy piętrzeniu do rzędnej normalnego piętrzenia wynosiła 321 000 m3 .
Zaporę, ze względu na zlokalizowanie jej na rzece powyżej mostu i miasta, zaliczono do II klasy technicznej budowli piętrzących ( zgodnie z obowiązującymi w czasie projektowania zapory przepisami ).
Zaprojektowano zaporę ziemną z piasków o długości około 100 m, wysokości 8,50 m, szerokości w koronie 3,0 m, nachyleniu skarp 1: 2,5, z ławką od strony odpowietrznej szerokości 1,5 m. Przewyższenie korony zapory powyżej normalnego poziomu piętrzenia wynosiło 1,5 m, natomiast przewyższenie korony zapory powyżej dopuszczalnego projektem nadpiętrzenia podczas stanów powodziowych 0,5 m.
Uszczelnienie zapory przewidziano rdzeniem wykonanym z miejscowych glin.
U podstawy skarpy (tylko w korycie rzeki) na długości około 15 m przewidziano filtr kamienno- żwirowy. Skarpę odwodną na szerokości 4,4 m, w rejonie wahań lustra wody, ubezpieczono płytami betonowymi.
Zaprojektowano upust denny żelbetowy z dwoma przewodami prostokątnymi o wymiarach 1,2 m x 2,0 m, długości 35,2 m. Wlot do upustu stanowi studnia żelbetowa z zamknięciami głebinowymi uruchamianymi ręcznie oraz zamknięciami remontowymi. Połączenie wlotu z koroną zapory kładką stalową. Na wylocie upustu przewidziano niecką wypadową z dużymi i małymi szykanami oraz ubezpieczenie skarp narzutem kamiennym. Od niecki wypadowej w prawo przewidziano wbicie ścianki drewnianej o głębokości 3,0 m i długości 20,0 m. Każdy przewód upustu zwymiarowano na dopływ wody spowodowany deszczem nawalnym Q4 = 7,3 m3 /s, przyjmując przepustowość tego przewodu na około 10 m3 /s przy niepełnym otwarciu zamknięć i prędkości odpływu wody 4,2 m3 /s. Zwiększając prędkość odpływu do 6,9 m3 / s, przy pełnym otwarciu zamknięcia wydajność upustu mogła wynieść 16,5 m3 /s. Dwa w pełni otwarte przewody upustowe mogły więc przy normalnym poziomie piętrzenia przepuścić 33 m3 /s wody, powodując oczywiście pewne rozmycie koryta rzeki poniżej zapory.
Otworami wiertniczymi do głębokości 12 m. udokumentowano rodzaj podłoża pod zaporą. Stwierdzono że występują tam piaski gliniaste i gliny piaszczyste stanowiące (według projektantów) dość dobre warunki do posadowienia zapory.
Przewidziano zdjęcie z podłoża zapory górnej warstwy o grubości 1-4 m zbudowanej z " warstwy namulonej " ( ! ) lub nasypu z gruzu.

Stan obiektu w dniu 11.02.2000 r

Podczas katastrofy lewobrzeżna wysoka część zapory na długości około 30 m. została rozmyta całkowicie, aż do dna rzeki. Woda rzeki Młynówki płynęła po dnie rozmycia , na poziomie starego koryta rzeki. Odsłonięta skarpa zbudowana jest z glin i iłów ( zdjęcie 1, zdjęcie 2, ).
Na lewym stromym brzegu stwierdzono liczne osuwiska lewej skarpy powyżej, nieistniejącej już, zapory (zdjęcie 2, zdjęcie 3).
Został całkowicie zniesiony most nad Młynówką znajdujący się około 70 m. poniżej zapory ( zdjęcie 4 ).
Prawobrzeżna część zapory na długości około 70 m., wykonana z glin zboczowych (niezgodnie z projektem), nie została uszkodzona. Stwierdzono deformacje korony zapory rzędu +/- 0,20 m. ( zdjęcie 3, zdjęcie 5, zdjęcie 6 ).
Nieuszkodzony został upust łącznie z wlotem ( zdjęcie 5 ) i wylotem ( zdjęcie 7). Stwierdzono zniszczoną łatę wodowskazową na ścianie wlotu upustu i brak oznaczenia poziomu wód na rzędnych normalnego i maksymalnego piętrzenia (jak zalecał projektant ).
Pokrywa lodowa o grubości około 0,1 m zalegała prawie na całej powierzchni dawnego zbiornika. Na brzegach zbiornika pokrywa utrzymywała się na rzędnej normalnego piętrzenia ( zdjęcie 1, zdjęcie 3, zdjęcie 5, zdjęcie 6 , zdjęcie 8)
Występowały wyraźne ślady przejścia wód powodziowych na brzegach dawnego zbiornika na rzędnej maksymalnego dopuszczalnego piętrzenia.
Stwierdzono zniszczenie koryta rzeki poniżej zapory oraz ślady podtopień, na budynkach, w znacznej odległości od miejsca katastrofy ( zdjęcie 6, zdjęcie 10 ).
Budowle górnego rekreacyjnego zbiornika zostały również uszkodzone ( zdjęcie 11, zdjęcie 12, zdjęcie 13, zdjęcie 14 ).

Dodatkowe informacje uzyskane w terenie

W nocy podczas której nastąpiła katastrofa wystąpił początkowo zwiększony przepływ wody w korycie rzeki poniżej zapory, który scharakteryzowano głębokością wody w korycie rzędu 1 m. Spowodowało to ogłoszenie alarmu przez Powiatowy Sztab Antykryzysowy w Bartoszycach, zawiadomiony przez policję.
Następnie wystąpiła fala o wysokości około 7 m.
Analizę przyczyny katastrofy utrudniło autorom Ekspertyzy, rozkopanie fragmentu zapory pomiędzy wyrwą a upustem już po katastrofie.
Brak było dla zapory o tak dużym piętrzeniu jakiejkolwiek instrukcji eksploatacyjnej oraz obserwacji poziomów wody na łatach wodowskazowych. Regulowanie poziomu wody w zbiorniku upustami, odbywało się "na oko" przez niewykwalifikowany personel.
Stwierdzono, że mimo utrzymywania się pokrywy śnieżnej w Górowie Iławeckim i okolicach, w dniach 28-31.01.2000 r rzędu 5-10 cm oraz znacznych opadów deszczu (sumy opadów dobowych wynosiły w dnach: 28.01- 5,6 mm, 29.01- 4,5 mm, 30.01- 3,5 mm i 1.02- 6,7 mm ), utrzymywano maksymalny poziom piętrzenia dopuszczalny latem, otwierając tylko jeden przewód upustu.
W dniu w 11.02.2000 r drugi przewód upustu był nadal zamknięty i założone były na nim zamknięcia remontowe (szandory).

Analiza powstałej katastrofy

Wątpliwości dotyczące projektu

Przy zastosowaniu w większości prawidłowych rozwiązań technicznych, niezrozumiałe jest zupełne zlekceważenie w projekcie spraw związanych z połączeniem lewego przyczółka zapory ze stromą skarpę terenową zbudowaną ze spoistych gruntów zwałowych, wodnolodowcowych piasków i żwirów oraz spoistych gruntów warstwowych składających się z pyłów, glin pylastych i iłów przewarstwionych cienkimi warstwami piasków. Cała lewa skarpa zbiornika wykazuje tendencje osuwiskowe.
Nie przewidziano wykonanie drenażu wzdłuż całej skarpy odpowietrznej zapory, ograniczając się tylko do drenażu w korycie rzeki.
W projekcie oraz pozwoleniu na budowę i eksploatację zapory ograniczono wprawdzie w miesiącach zimowych maksymalny poziom piętrzenia wody w zbiorniku do rzędnej niższej o 4 m. od korony zapory, pozostawiono równocześnie możliwość piętrzenia wody podczas powodzi ( przy wystąpieniu nawalnych deszczów ) do rzędnej maksymalnego piętrzenia to jest 0,5 m. poniżej korony zapory. To ostatnie piętrzenie mogło wystąpić również zimą i wystąpiło podczas katastrofy w dniu 2.02.2000 r.
Nie stwierdzono udziału projektanta w zastosowanych w czasie budowy zapory, licznych zmianach w technologii wykonania robót.

Wątpliwości dotyczące wykonawstwa

Podstawowym mankamentem wykonawstwa zapory była zmiana rodzaju gruntu na zaporze. Projektant przewidział wykonanie zapory z piasku z rdzeniem glinowym, natomiast cała pozostała po katastrofie prawobrzeżna część zapory została wykonana z utworów nieprzepuszczalnych zgarniętych ze zbocza doliny. Nie wykonano oczywiście rdzenia z gliny, a zaporę najprawdopodobniej usypano spycharką bez zagęszczania gruntów warstwami.
Nic nie wskazuje na to, że część lewobrzeżna zapory została wykonana inaczej. Uzasadniają to trudności z dowiezieniem gruntu na zaporę, ułożeniem go warstwami i odpowiednie zagęszczenie, przy wąskiej dolinie i stromych jej zboczach. Nie wydaje się również aby dostatecznie zagęszczono partię nasypu przyległego bezpośrednio do lewej skarpy terenowej.

Wątpliwości dotyczące eksploatacji

Mankamentami eksploatacji zapory były przede wszystkim: brak instrukcji eksploatacyjnej, brak obserwacji poziomów wód oraz obsługa upustu przez niewykwalifikowany personel.
Najważniejszym uchybieniem przed katastrofą było doprowadzenie do maksymalnego poziomu piętrzenia, niedopuszczalnego zimą oraz nie otwarcie obu przewodów spustowych przy występujących w ostatnich dniach przed katastrofą intensywnych opadach. Otwarcie obu przewodów upustowych spowodowałoby wprawdzie zwiększone rozmycie dolnego stanowiska, ale mogłoby zapobiec katastrofie.

Przypuszczalne przyczyny katastrofy zapory

Wydaje się że przyczyną katastrofy była nadmierna filtracja przez stromą skarpę przyczółka zapory zbudowaną z gruntów nieprzepuszczalnych, przewarstwionych gruntami przepuszczalnymi. Wielkość filtracji zwiększała się wraz ze wzrostem poziomu piętrzenia zbiornika, który uzyskał maksymalny dopuszczalny w okresie letnim i podczas powodzi poziom piętrzenia. Na to nałożyło się niedogęszczenie przyczółkowej partii zapory. Nastąpiło więc rozmycie styku skarpy terenu pierwotnego z przyczółkiem zapory.
Możliwe jest również że zapora na lewym przyczółku miała nieco niższą rzędną korony spowodowaną zwiększonym osiadaniem tej niedogęszonej jej partii, lub że obniżenie korony zapory nastąpiło tuż przed katastrofą i zostało spowodowane rozmyciem partii przyczółkowej. W tym przypadku nastąpiło przelanie się wód zbiornika przez koronę zapory, co zawsze doprowadza do jej rozmycia.
Wydaje się jednak że gdyby nie dopuszczono do podniesienia się wód zbiornika do maksymalnej rzędnej przez wcześniejsze otwarcie obu przewodów upustowych, do katastrofy mogłoby w dniu 2.02.2000 r nie dojść. Nie znaczy to jednak że nie mogłoby dojść w przyszłości do podobnej katastrofy przy zbliżonych warunkach eksploatacji zbiornika. Powódź spowodowana katastrofą mogłaby mieć wtedy jednak znacznie ograniczony zasięg.
W omawianej Ekspertyzie nie zajmowano się oceną stanu technicznego zbiornika górnego. Ma on wprawdzie o połowę mniejsze piętrzenie niż zbiornik który uległ katastrofie, ale stan jego budowli udokumentowany na załączonych zdjęciach nie jest najlepszy. Warunki pracy tych budowli pogorszyły się po katastrofie zbiornika dolnego, obniżył się bowiem poziom dolnej wody ( podpiętrzanej dotychczas zbiornikiem dolnym ), co spowodowało zwiększenia się piętrzenia na budowlach zbiornika górnego.
Katastrofa zapory spowodowała śmierć 3 osób i znaczne straty materialne w mieście Górowo Iławeckie.