Systematyczne pomiary hydrologiczne-Hydrometria:

Pomiar stanu wody, pomiar natężenia przepływu, pomiar temp wody,rumowiska unoszonego, rumowiska wleczonego, geodezyjny pomiar przekroju poprzecznego koryta rzecznego, geodezyjny pomiar profilu podłużnego koryta rzecznego, geodezyjny pomiar spadku zwierciadla wody

Dokumentacja hydrologiczna: Stanowi opracowanie zawierające obliczenia charakterystyk

hydrologicznych wykonane na podstawie dostępnych wieloletnich obserwacji i pomiarow

hydrologicznych, meteorologicznych oraz pomiarow terenowych (w korycie cieku i na obszarze

zlewni). Zakres dokumentacji hydrologicznej zaleŜy od rodzaju inwestycji i potrzeb

projektowych.

Sporzadza się w celu: projektowania urządzeń wodnych i opracowania instrukcji gospodarowania woda, opracowań planistycznych, studium ochrony przeciwpowodziowej, opracowań stanowiących podstawe do wydania decyzji administracyjnych, ustalenia strefy ochronnej ujęcia wód powierzchniowych oraz obszaru ochronnego zbiorników śródlądowych

Przyrządy pomiarowe: reper niwelacyjny, łaty wodowskazowe, limnigrafy (ciągła rejestracja stanu wody) limnigraf pływakowy, posterunki wodowskazowe(893), telemetryczne posterunki wodowskazowe(552), młynek hydrometryczny (śrubowy i czaszowy), prądomierz elektromagnetyczny, akustyczny dopplerowski prądomierz profilujący

Zasady wykonywania pomiarów wodowskazowych: pomiary i obserwacje są wykonywane o godz. 6 UTC: stan wody, zjawiska lodowe i grubość pokrywy lodowej, zarastanie koryta rzeki roślinnością, ewentualnie zapis przebiegu stanu wody, ewentualnie temp wody. Na niektóry posterunkach pomiar także o 12 i 18 UTC. Po przekroczeniu stanu ostrzegawczego pomiary nadzwyczajne są wykonywane co 6 godz, a po przekroczeniu stanu alarmowego co 3

Pomiar natężenia przepływu

Tachoida przedstawia rozkład prędkości v w przekroju poprzecznym F. Objętość tej bryły jest równoważna natężeniu przepływu Q=całka vdF

Sr=Q/F

Zasady wykonywania pomiarów natężenia przepływu

Pomiary wykonuje się na posterunkach wodowskazowych, w celu ustalenia zalezności stan wody- natężenie przepływu. W normalnych warunkach w każdym przekroju należy wykonać od 7 do 10 pomiarów w roku, przy różnych stanach wody. Istotne jest wykonanie pomiarów przy bardzo niskich stanach, czli w okresie występowania niżówek, oraz podczas wezbrań i powodzi.

Krzywa przepływu w warunkach ruchu wolnozmiennego:

Współczynnik redukcji zimowej

Sryż- kz=0.9 lód brzegowy kz=0.8 pokrywa lodowa kz=0.5 kra kz=0.85

Zasilanie zlewni hydrologicznej

Opad średni obszarowy

Straty na parowanie obszarowe

Bilans wody w zlewni

Rodzaje retencji: g-gruntowa(strefy areacji i saturacji) k-koryt rzecznych j-jezior s-pokrywy śnieżnej p-powierzchniowa i-intercepcji r-roślinności R=Rg+…

Okres bilansowy: dekada ,miesiąc, pól roku, rok

Składniki bilansu przedstawione są w postaci wysokości warstwy wody[mm] równomiernie pokrywającej powierzchnię zlewni

Dla rocznego okresu bilansowego trzeba uwzględnic deltaRs, dla półrocznych okresów bilansowych deltaRs i delta Rr. Dla rocznych i półrocznych okrsów bilansowyc pomija się deltaRs i deltaRr

Dla rocznych wysokości opadu i parowania:

Przepływy główne

Dysponując w określonym przekroju wodowskazowym ciągiem codziennych przepływów z pewnego okresu, można dla tego zbioru określic: wartość min i max, które wyznaczają amplitudę zmienności zasobów wodnych w tym okresie, - wartość średnią lub środkową, którw określają przeciętne zasoby wodne w tym okresie.

Charakterystyki te nazywane są głównymi i dotycza nie tylko przepływu, lecz również innych wielkości obserwowanych w pewnym okresie czasu w przekroju wodowskazowym

Przepływy główne I rzędu:

Wyznaczone w poszczególnych latach z okresów: rocznych, półrocznych, sezonowych, miesięcznych

-przepływ max w 2004

-przepływ śre w maju 2000

-przepływ min w półroczu zimowym 2002

Przepływy II rzędu

Wartości max i min oraz średnie i zwyczajne z wieloletnich ciągów przepływów głównych I rzedu

-najwiekszy przepływ z max przepływów rocznych z okresu 1951-2000

- wartość średnia z minimalnych przepływów czerwca z okresu 1981-2000

Jednorodność hydrologiczna ciągów pomiarowych

Ingerencja w środowisko wodne:

-zamierzona: zbiorniki retencyjne, ochrona przed powodzią(zbiorniki retencyjne sterowane, zbiorniki retencyjne suche, wały przeciwpowodziowe, poldery,kanały ugi), regulacja rzek, mała retencja, ujęcia wód, melioracje wodne

- niezamierzona: urbanizacja,zabudowa terenów przyrzecznych, gospodarka leśna, górnictwo, przemysł, rolnictwo, obiekty komunikacji lądowej

Niejednorodność ciągów pomiarowych: wykrywana metodami genetycznymi: aprioryczna(wezbrania roztopowe i deszczowe),pomiarowa, czasowa - wykrywana metodami statystycznymi

Test Grubasa-Becka(wykrywanie elementów odstających) Test serii(sprawdzenie niezależności badanej zmiennej) test współczynnika autokorelacji( sprawdzenie wewnętrznej korelacji badanej zmiennej losowej) test sumy rang Kruskala-Wallisa (sprawdzenie stacjonarności badanej zmiennej) test współczynnika Spearmana korelacji rangowej (na trend wartości średniej zmiennej losowej)

Rozkład log-normalny

Rozkład log-gamma LG ( log- Pearsona III typ)

Średni okres powtarzalności zdarzenia

-potocznie ,,woda stuletnia”

Prawdopodobieństwo zdarzenia polegającego na osiągnięciu lub przekroczeniu wartości
wynosi p=0.01. Zgodnie z częstotliwościową interpretacja prawdopodobieństwa, zdarzenie to zachodzi jeden raz na sto zaobserwowanych zdarzeń przepływów maksymalnych rocznych, a więc jeden raz na sto lat obserwacji. Średni okres powtarzalności zdarzenia wynosi więc T=1/p [lata]

Przepływy konwekconalne

Przepływy konwencjonalne są ustalane na różne potrzeby związane z wykorzystaniem i ochroną zasobów wodnych bądź ograniczeniem szkodliwego działania wód.

Przepływ dozwolony

Rozumie się przez to przepływ poniżej budowli piętrzącej, który nie powoduje szkód powodziowych na terenach poniżej tej budowli. Wartość przepływu dozwolonego w przypadku terenów zagospodarowanych o bogatej infrastrukturze ustala się w zależności od warunków lokalnych za pomocą modelowania matematyczneo obszarów zalewu przy różnych wartościach natężenia przepływu poniżej urządzenia wodnego.

W przypadku terenów niezagospodarowanych, pozbawionych infrastruktury ustala się w przybliżony sposób jako:
=SWQ lub
=Zmaz 50%. Obszar zatapiany przy takiej wartości natężenia przepływu okresla się jako strefę stałego zagrożenia powodziowego.

Przepływ nienaruszalny

jest to umowny (w danym przekroju cieku i dla

danego okresu roku) właściwy dla załoŜonego ekologicznego stanu cieku,

przepływ, ktorego wielkość i jakość, ze względu na zachowanie tego

stanu, nie mogą być, a ze względu na instytucję powszechnego

korzystania z wod, nie powinny być, z wyjątkiem okresow zagroŜeń

nadzwyczajnych, obniŜane poprzez działalność człowieka. Dla części

przepływu nienaruszalnego związanej z koniecznością zachowania

załoŜonego ekologicznego stanu cieku przyjęto nazwę przepływ

nienaruszalny hydrobiologiczny (przepływ hydrobiologiczny).

Kryteria określające przepływ nienaruszalny:

-przesłanki hydrobiologiczne warunkujące zachowanie form flory i fauny, charakterystycznych dla środowiska wodnego rzek - wymagania rybacko wędkarskie - ochrona obiektów przyrodniczych o charakterze parków narodowych i rezerwatów oraz zachowanie piękna krajobrazu - wymagania rzecznej turystyki wodnej

Ustalenie typu rzeki na podstawie wartości średniego spływu jednostkowego

<4,15 nizinny 4,15-13,15 -przejściowy i podgórski >13,15-górski

Metoda Kostrzewa

kSNQ gdy kSNQ>NNQ

NNQ gdy kSNQ<rowneNNQ

Kryterium rybacko-wędkarski w metodzie Kostrzewa

Rzeki ryb łososiowatych:

Faza wędrówek tarłowych i rozrodu

Faza wzrostu

Faza przezimowania

Rzeki ryb nizinnych

Faza wędrówek tarłowych i rozrodu

Faza wzrostu

Faza przezimowania

Metody przenoszenia informacji hydrologicznej

Brak ciągów przepływów w przekroju obliczeniowym na rzece kontrolowanej

-Jedna stacja wodowskazowa powyżej lub poniżej przekroju niekontrolowanego

*pomiary kontrolne (modele statyczne,(charakterystyki przepływ)

*brak pomiarów kontrolnych (ustalony współczynnik przeliczeniowy(charakterystyki przepływów))

-dwie stacje wodowskazowe *2 stacje powyżej lub poniżej przekroju niekontrolowanego (identyfikowany współczynnik przeliczeniowy(charakterystyki przepływu)) *przekrój niekontrolowany pomiędzy dwiema stacjami (modele statyczne(długie ciągi przepływów))

Jedna stacja wodowskazowa poniżej lub powyżej przekroju

Η-parametr empiryczny, którego wartość jest ustalana dla określonego przepływu charakterystycznego i określonego odcinka rzeki

Dwie stacje wodowskazowe poniżej lub powyżej przekroju

Przekrój obliczeniowy pomiedzy 2 stacjami

Metoda podobieństwa hydrologicznego

polega na znalezieniu zlewni kontrolowanej podobnej pod względem warunków

hydrologicznych do zlewni niekontrolowanej. W przypadku pełnego

podobieństwa hydrologicznego, tzn. zgodności pod względem warunków

fizycznogeograficznych i meteorologicznych (klimatycznych), charakterystyki

przepływu przenoszone są proporcjonalnie do powierzchni zlewni.

Warunki poprawnego stosowania statystycznych zależności regionalnych

-poprawne zdefiniowane regionalnej zmiennej opisywanej -wybó® właściwej postaci zależności regionalnej -zbadanie jednorodności i synchroności wszystkich ciągów pomiarowych wykorzystywanych w obliczeniach -sprawdzenie obszarowej niezależności zmiennej opisywanej

Niżówka- jest to okres, w którym przepływy SA równe lub niższe od przyjętego przepływu granicznego niżówki

Wezbranie- to okres, w którym przepływy są równe lub wyższe od przyjętego przepływu granicznego wezbrania

Kryteria określenia przepływu granicznego niżówki

-wartość największa roczna z przepływów min rocznych z wieloletniego okresu obserwacji

-wartość średnia z przepływów min rocznych z wieloletniego okresu obserwacji

-wartość środkowa z przepływów min rocznych z wieloletniego okresu obserwacji

(gospodarcze) Okres w którym występują braki wody dla zaspokojenia potrzeb jej użytkowników

Qn-przepływ nienaruszalny Quj-zapotrzebowanie użytkownika wody

k-liczba użytkowników

-wymagania żeglugi śródlądowej-minimalny przepływ żeglowny

Kryteria określania przepływu granicznego wezbrania

-najpowszechniejszą działalnością gospodarczą w odniesienu do wezbran jest ochrona przeciwpowodziowa. Z tego punktu widzenia przepływem granicznym wezbrania jest przepływ dozwolony, tzn. najwyższa wartość przepływu nie powodująca jeszcze szkód powodziowych

- wymagania żeglugi śródlądowej-maksymalny przepływ żeglowny

Charakterystyki jakościowe niżówek i wezbrań: są to wybrane cechy fizyczne, chemiczne lub biologiczne wody w okresie trwania niżówki lub wezbrana. Należą do nich, w zależności od potrzeb wykonywanego opracowania: mętność, barwa,twardość, odczyn pH, bZT, CHZT, tlen rozpuszczony,inne. Ponadto w okresie niżówek istotną charakterystyką jest temp wody, a w okresie wezbra intensywność transportu rumowiska.

Odpad efektywny- stanowi tę częsć odpadu całkowitego, która spływając po powierzchni zlewni transformowana jest w odpływ powierzchniowy. Równanie bilansu

Zależy od: -przepuszczalności gruntów na obszarze danej zlewni -pokrycia szatą roślinną, rodzaju i sposobu upraw na obszarze zlewni rolniczje -charakterystyki zagospodarowania obszaru zlewni zurbanizowanej -początkowego stanu retencji

gdy P(t)>Sp

Retencja odcinka koryta rzecznego

k-czas przepływu wody od przekroju pomiarowego do przekroju obliczeniowego

x-współczynnik wagowy

Równanie ciągłości

Wzór rekurencyjny

C2 w liczniku plus

k-czas przepływu wody od przekroju pomiarowego do przekroju obliczeniowego

x- współczynnik wagowy

delta(t)-krok czasowy pomiaru i obliczenia przepływu

Maksymalne wiarygodne wezbranie (MWW) jest

definiowane jako największe wezbranie, ktore moŜe wystąpić

w ekstremalnych warunkach sprzyjających jednoczesnemu

wystąpieniu ekstremalnie wysokiego opadu, tj. maksymalnego

wiarygodnego opadu (MWO) i ekstremalnie korzystnych

warunkow jego spływu na obszarze zlewni, tzn. przy

najmniejszych stratach wody zaleŜnych od lokalnych warunkow

fizjograficznych i sposobu zagospodarowania zlewni

Maksymalny wiarygodny opad (MWO) dotyczy gornego

limitu wysokości opadu określanego na podstawie

charakterystyk fizycznych mechanizmu tworzenia się

opadow.

Metody obliczania MWO są dostosowane do:

• charakterystycznych warunkow meteorologicznych w

danym regionie,

• skali przestrzennej i czasowej,

• charakterystyk zlewni dla ktorej będzie on

transformowany w maksymalne wiarygodne wezbranie.

Podstawą obliczania MWO jest odpad potencjalny PP jako suma wilgotności właściwej w kolumnie atmosfery

z-wysokość[m] pa-gęstość powietrza[kg/m3] pw-gęstość pary wodne q-wilgotność właściwa p-ciśnienie atmosferyczne g-przyspieszenie ziemskie

---