Národ vodohospodářů - nejlíp kroutit stavidlem uměl Adam Bernau

Po bitvě  je každý generál, v těchto dnech pak hydrolog případně odborník na optimální řízení spřažených hladin. Osobně jsem o problému alespon četl, a proto bych rád odkázal čtenáře na literaturu, kde si o věci může udělat obrázek sám.  Jedno však prozradím již na začátku:  přehrada musí být v oblasti kde hrozí sucha vlastně většinu roku přeplněná a vypouštění se musí dělat razantní a včas pouze před povodní. 

Asi je čas zajít do technické knihovnyTV

Poutavá publikace Spolehlivost vodohospodářských děl (1) nebyla v roce 1993 doceněna. Sám jsem si ji koupil ve výprodeji a četl jsem pouze obecně popsanou spolehlivostní část. Nicméně každému kdo ji jen sběžně otevře na kapitolu o nakladání s vodou v přírodě, musí být jasné, že predikování hladiny je i v dnešní době počítačů spíše alchymie, než exaktní oblast. Množství konstant na nichž závisí kolik vody kraj pojme a kolik se seběhne do potoka je velký. Stejně zajímavá je i kapitola 11.2 o Optimalizaci míry ochrany před povodní, která definuje určení přínosů ochrany před povodní a jejich porovnání s vynaloženými náklady.  

Z pohledu dnešní debaty je však nejzajímavější kapitola o schopnosti přehrad filtrovat a zmírňovat špičkové průtoky pod kaskádou přehrad. Jestliže povoděň představuje vlastně jednotkový skok v průtoku řekou, tak přehrada svou určitou kapacitou ve zvýšení hladiny  vlastně určuje jak vysokou povodňovou vlnu je schopná přehrada vlastně vyhladit. Analogicky funguje vlastně domácí přepěťová ochrana s kapacitorem určité velikosti. Ale stejně jako při připojení spotřebiče do zásuvky je nakonec napětí na spotřebiči 230 V, tak i pod přehradou nakonec teče maximální průtok daný velikostí úhrnných srážek. 

Velikost Orlické přehrady je i s maximální kapacitou 1 miliarda metrů krychlových pro poslední povodeň překážkou na maximálně 3 dny, potom se naplní a povodeň se dere dál již silou netlumenou. Držet však kaskádu prázdnou však není řešení. Co když bude v létě pět mesíců sucho. Nebo dokonce rok jako na Slovensku? Jak potom budeme udržovat minimální průtok Vltavě? 

Jediné co je možné z pohledu řízení udělat je vyvinout algoritmus, který bude razantně regulovat hladiny ve spolupráci s prediktivním modelem od ČHMU. Takový algoritmus musí brát v úvahu aktuální stavy řek v celém povodí a tak to nemůže být předpis papírový, ale plán dynamicky generovaný na základě matematického vícerozměrného systému. Aparát k tomu je například v knize (3) o vícerozměrovém řízení. 

Navzdory znalosti Navier Stokesových rovnic (2) není možné zcela přesně předpovědět, kam až bude hladina sahat, protože průřez říčního koryta se prudce mění s dosaženou hladinou v místě řeky. Těžko se také matematicky reprezentují akumulační schopnosti krajiny a navíc i odpor proti vodě se v čase neustále mění s tím jak se mění podmínky dále po proudu a proto dnes nikdo neví kdy přesně odteče voda od Mělníka do Německa. Proto se povodňové zábrany musí dimenzovat na poslední známé zatopení + rezerva. Bohužel potřebná výška barier je tak po roce 2002 vysoká a cena za to také.

Proto je asi nutné přiložit ruku k dílu a začít stavět přirozené akumulační nádrže. Stát má možnost realizovat část prostřednictvím veřejně prospěšných prací.  Další možnost je podpora soukromých retenčních nádrží, například na zasněžování, které také zvyšují schopnost zadržet vodu a to zejména do horách.

(1) Ladislav Votruba a kolektiv: Spolehlivost vodohospodářských děl http://aleph.techlib.cz/F/FXAVP76JGINMQV1RYY7S4U3BFJQKHK2F1YLKTMTYTR4Y8JUVYY-01535?func=full-set-set&set_number=777955&set_entry=000001&format=999

(2) Dorazin P. : Navier Stokes Equation  characteristics of flows and exact solution

http://books.google.cz/books?id=9SHzrFhVO30C&printsec=frontcover&dq=Navier+stokes&hl=cs&sa=X&ei=K_qxUa6CCdOFhQf934G4Cg&ved=0CDsQ6AEwAQ

(3) Vladimír Kučera: Algebraická teorie diskrétního lineárního řízení

http://aleph.techlib.cz/F/FXAVP76JGINMQV1RYY7S4U3BFJQKHK2F1YLKTMTYTR4Y8JUVYY-00750?func=full-set-set&set_number=778212&set_entry=000008&format=999

(4) CHMU: typické měsíční úhrny srážek

http://portal.chmi.cz/portal/dt?action=content&provider=JSPTabContainer&menu=JSPTabContainer/P4_Historicka_data/P4_1_Pocasi/P4_1_5_Uzemni_srazky&nc=1&portal_lang=cs#PP_Uzemni_srazky