Charakterystyka

hydrologiczna zlewni

Parametry charakterystyczne

zlewni i cieków

Zlewnię i ciek charakteryzują
następujące charakterystyki:

1.

Powierzchnia zlewni

(powierzchnia ograniczona

topograficznym działem wodnym)

2.

Wzrost powierzchni zlewni

3.

Długość zlewni

4.

Maksymalna długość zlewni

5.

Średnia szerokość zlewni

6.

Obwód zlewni

7.

Wskaźnik wydłużenia zlewni

8.

Wskaźnik kolistości zlewni

9.

Współczynniki asymetrii zlewni

10.

Współczynnik szerokości zlewni

11.

Współczynnik rozwinięcia działu wodnego zlewni

Kształt zlewni

Zlewnię i ciek charakteryzują
następujące charakterystyki:

1.

Wysokość maksymalna

2.

Wysokość minimalna

3.

Deniwelacja terenu

4.

Średnia wysokość zlewni

5.

Wysokość środkowa (mediana)

6.

Średni spadek zlewni

7.

Średni spadek działu wodnego

8.

Wskaźnik rzeźby Strahlera

Rzeźba zlewni

Zlewnię i ciek charakteryzują
następujące charakterystyki:

1.

Długość cieku

2.

Wskaźnik rozwinięcia cieku

3.

Spadek podłużny cieku

4.

Gęstość sieci rzecznej

Warunki hydrograficzne (ciek)

Zlewnię i ciek charakteryzują
następujące charakterystyki:

1.

Udział powierzchni leśnej

2.

Wskaźnik rozwinięcia lesistości

Użytkowanie terenu

Najczęściej stosowanymi parametrami w hydrologii,

które charakteryzują użytkowanie terenu są:

Topograficzny dział wodny:



Topograficzny dział wodny przebiega wzdłuż

grzbietów najwyższych wzniesień, przecina

wierzchołki przełęcze i biegnie zawsze

prostopadle do poziomic

(rys. A).



Niekiedy pojedyncza kulminacja terenu

o znacznej wysokości nie leży na dziale wodnym

(rys. B).



Na obszarach o słabo urozmaiconej rzeźbie

terenu

(rys. E),

przy wyznaczaniu na mapie,

mamy do czynienia z tzw. niepewnym działem

wodnym (linia przerywana), którego przebieg jest

weryfikowany na podstawie badań terenowych.

Topograficzny dział wodny:

1.

Prowadzenie działu wodnego dnem doliny zamiast

grzbietem

(rys. F)

2.

Skośne przecinanie warstwic terenu linią działu wodnego

(rys. G)

3.

Przecięcie lub odcięcie suchej doliny od głównej linii

spływu wód

(rys. H)

Błędy przy wyznaczaniu działu wodnego

Powierzchnia zlewni



Powierzchnię zlewni A [km

2

]

określa się przez pomiar na

mapie (planimetrem lub przy

pomocy siatki kwadratów)



W przypadku obszarów

górskich, powierzchnia

rzeczywista może się różnić od

powierzchni rzutowanej (mapa).

Powierzchnie zlewni oblicza się

stosując wzór:

Gdzie:
A – powierzchnia rzecz. [km

2

]

A

m

– powierzchnia z mapy [km

2

]



- średnie nachylenie zlewni [

0

]



cos

A

A

m



Schemat wzrostu
powierzchni zlewni



Przedstawia zwiększanie

się powierzchni zlewni

wraz z biegiem cieku.

Schemat sporządza się

oddzielnie dla zlewni

leżącej po prawej stronie

jak i po lewej stronie

cieku. Wykres rozpoczyna

się od naniesienia w skali

cieku głównego

(oś odciętych)

Długość zlewni



L – [km]

Największa odległość

w linii prostej między

ujściem a najdalej

oddalonym punktem

na dziale wodnym

Maksymalna długość zlewni



L

m

- [km]

Długość doliny cieku

głównego od ujścia

do punktu na dziale

wodnym

w przedłużeniu

odcinka źródłowego

Średnia szerokość zlewni



B – [km]

Jest to stosunek powierzchni

zlewni do jej maksymalnej

długości określony wzorem:

Gdzie:
B – średnia szerokość zlewni

[km],

A – powierzchnia zlewni [km

2

],

L

m

– maksymalna długość

zlewni [km].

m

L

A

B



Obwód zlewni



S – [km]

Długość działu wodnego określona na podstawie
mapy topograficznej

Wskaźnik wydłużenia zlewni



C

w

Iloraz średnicy koła
o powierzchni równej

powierzchni zlewni do

maksymalnej powierzchni

zlewni. Obliczany według

wzoru:

Gdzie:
C

w

– wskaźnik wydłużenia

zlewni,

A – powierzchnia zlewni

[km

2

],

L

m

- maksymalna długość

zlewni [km].



A

C

m

L

w

2



Wskaźnik kolistości zlewni



C

k

Stosunek pola powierzchni

zlewni do pola koła o tym

samym obwodzie, co

obwód zlewni, wyrażony

wzorem:

Gdzie:

C

k

- wskaźnik kolistości

zlewni,

A – powierzchnia zlewni

[km

2

],

A

k

- powierzchnia koła o polu

równym powierzchni zlewni

[km

2

],

S – obwód zlewni [km].

2

4

S

A

A

A

C

k

k







Współczynnik asymetrii zlewni





Współczynnik asymetrii

zlewni zależy od położenia

cieku głównego. Określa

się go wzorem:

Gdzie:



- współczynnik asymetrii

zlewni

A – powierzchnia zlewni

[km

2

],

A

l.

- powierzchna zlewni z

lewej strony [km

2

],

A

p

- powierzchnia zlewni z

prawej strony cieku [km

2

].





A

A

A

p

l





2



Współczynnik szerokości zlewni





Współczynnik określa

wzór:

Gdzie:



- współczynnik

szerokości zlewni,

A – powierzchnia zlewni

[km

2

],

l – długość cieku [km].

2

l

A





Współczynnik rozwinięcia działu wodnego





Wskaźnik ten jest

określony stosunkiem

długości linii

wododziałowej S do

obwodu koła, którego

powierzchnia jest równa

powierzchni zlewni.

Określony jest wzorem:

Gdzie:



- współczynnik rozwinięcia

działu wodnego,

S – obwód zlewni [km],
A – powierzchnia zlewni

[km

2

].

A

S

A

S

282

,

0

2











Rzeźba zlewni



Wysokość maksymalna – H

max

[m n.p.m.] maksymalna

rzędna terenu na obszarze zlewni



Wysokość minimalna – H

min

[m n.p.m.] minimalna rzędna

terenu na obszarze zlewni.



Deniwelacja terenu - ∆H [m] różnica wysokości

maksymalnej i minimalnej



Średnia wysokość zlewni H

śr

[m n.p.m.] średnia

arytmetyczna wysokości maksymalnej i minimalnej.

Wysokość średnią można wyznaczyć na podstawie krzywej

hipsometrycznej (hipsograficznej) zlewni

Średnia wysokość zlewni wyznaczona na podstawie
krzywej hipsograficznej (hipsometrycznej)

A

F

H

śr



Gdzie:

H

śr

– średnia wysokość zlewni

[m n.p.m.],

F – powierzchnia ograniczona

krzywą hipsograficzną i osiami

Współrzędnych

A – podstawa wykresu

Wysokość środkowa (mediana)



H

m

- wysokość środkowa

(mediana)

Wysokość powyżej (lub

poniżej) której położona jest

połowa powierzchni.

Miara ta dobrze odzwierciedla

przeciętne warunki

wysokościowe zlewni.

Rzeźba zlewni



I

śr

- średni spadek zlewni

wyraża wzór:

Gdzie:

I

śr

- średni spadek zlewni [%]

H

max

- maksymalne wyniesienie

wododziału n.p.m. [km],

H

min

- wzniesienie rozważanego

profilu n.p.m. [km],

A – powierzchnia zlewni [km

2

].



I

d

– średni spadek wododziału

wyraża wzór:

Gdzie:

I

d

– średni spadek wododziału

[m/km],

∆H

d

- deniwelacja wododziału

[m],

S – obwód zlewni [km].

100

min

max







A

H

H

I

śr

S

H

I

d

d





Rzeźba zlewni



C

f

– wskaźnik rzeźby

Strahlera reprezentuje

średnie nachylenie zlewni.

Wyrażony jest wzorem:

Gdzie:
C

f

- wskaźnik rzeźby Strahlera

[m/km],

H

max

maksymalna rzędna terenu

na obszarze zlewni

[m n.p.m.],
H

min

minimalna rzędna terenu na

obszarze zlewni [m n.p.m.],

L

m

– maksymalna długość zlewni

[km].

m

f

L

H

H

C

min

max





Długość cieku



l – długość cieku to

odległość od ujścia do

źródeł cieku [km]

Spadek podłużny cieku



i

śr

[‰]

jest to stosunek różnicy

wysokości zwierciadła

wody w dwóch

poprzecznych profilach

cieku do odległości między

tymi profilami.

Gdzie:
i

śr

-

spadek podłużny cieku [‰],

∆h -

różnica wysokości

zwierciadła wody w dwóch

poprzecznych profilach

cieku [m],

l - odległości między profilami

[km].

l

h

i

śr





Wskaźnik rozwinięcia cieku



r – to stosunek

długości cieku do

długości linii prostej

łączącej ujście ze

źródłem. Wyrażony:

Gdzie:
r – wskaźnik rozwinięcia

cieku [%],

l – długość cieku [km],
p – długość linii prostej

[km].

100





p

l

r

Gęstość sieci rzecznej



D – iloraz sumy

długości wszystkich

cieków w zlewni i

powierzchni zlewni.

Wyrażony:

Gdzie:
D – gęstość sieci

rzecznej [km/km

2

],

∑l – łączna długość

cieków [km],

A – powierzchnia zlewni

[km

2

].

A

l

D

n

i







1

Udział powierzchni leśnej





[%]

Udział powierzchni

leśnej w ogólnej

powierzchni zlewni

jest wyrażona:

Gdzie:



- udział powierzchni

leśnej w zlewni [%],

A

z

- powierzchnia zlewni

zalesiona [km

2

],

A – powierzchnia zlewni

[km

2

].

100





A

A

z



Metoda wielokątów równomiernego
zadeszczenia zlewni

Obliczanie średniego opadu dla zlewni

Metoda wielokątów równomiernego
zadeszczenia zlewni



Naniesione na mapie stacje

opadowe łączy się

prostymi tak, aby powstała

sieć trójkątów. Następnie

wyznacza się symetralne

boków trójkątów. Wzdłuż

symetralnych zamyka się

obwód trójkąta. Opad

oblicza się według wzoru:

Gdzie:

P

śr

- średnia wysokość opadu

dla zlewni [mm],

P

i

- wysokość opadu na stacji

znajdującej się w

wielokącie [mm],

F

i

- powierzchnia wielokąta

[km

2

].









i

i

i

śr

F

F

P

P