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.