Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

HYDROLOGIA TERENÓW ZURBANIZOWANYCH

Wykonał:

Marcin Martyniuk

Grupa ISiW 3

…………………………….

Warszawa, 29.12.2015r.

Strona 1 z 9

Spis treści

1. Część opisowa. ................................................................................................................................ 2

1.1. Temat ćwiczenia projektowego. ..................................................................................................... 2

1.2. Ogólny opis zlewni. ......................................................................................................................... 2

1.3. Ustalenie zastępczego współczynnika spływu 𝝋𝒛. ........................................................................ 2

1.4. Obliczenie przepływów o częstotliwości C = 10, 20, 100 lat metodą stałych natężeń deszczów. 2

1.5. Obliczenie przepływów o częstotliwości C = 10, 20, 100 lat metodą granicznych natężeń

deszczów. ........................................................................................................................................ 4

1.6. Obliczenie przepływów o prawdopodobieństwach przewyższenia p= 10, 5, 1% metodą formuły

opadowej......................................................................................................................................... 5

1.7. Obliczenie przepływów o prawdopodobieństwach przewyższenia p = 10, 5, 1 % metodą

formuły roztopowej. ....................................................................................................................... 6

1.8. Zestawienie tabelaryczne wartości obliczeniowych przepływu.................................................... 7

2. Część graficzna ................................................................................................................................ 8

2.1. Mapa ogólnej lokalizacji zlewni (załącznik 1)................................................................................. 8

2.2. Mapa zlewni w skali 1 : 25000 (załącznik 2). .................................................................................. 8

2.3. Mapa wydzieleń rodzajów pokrycia terenu w skali 1 : 25000 (załącznik 3). ................................ 8

2.4. Mapa przebiegu linii grzbietowych wewnętrznych i wewnętrznej sieci hydrograficznej w skali 1

: 25000 (załącznik 4). ....................................................................................................................... 8

2.5. Profil podłużny głównego cieku w zlewni z suchą doliną (załącznik 5). ........................................ 8

Strona 2 z 9

1. Część opisowa.

Wszelkie poniższe obliczenia zostały wykonane wg. metodologii i wzorów udostępnionych i
objaśnionych przez prowadzącego dlatego w tej pracy, zawarte i objaśnione zostaną tylko niektóre
wzory.

1.1. Temat ćwiczenia projektowego.

Tematem ćwiczenia projektowego jest obliczenie przepływów o zadanych częstotliwościach równymi

metodami.

1.2. Ogólny opis zlewni.

Godło mapy topograficznej - 121.23 BŁASZKI

Zlewnia znajduje się w okolicy miejscowości Błaszki (województwo łódzkie, powiat sieradzki, gmina

Błaszki), a obliczane wymiary koryta pod drogą znajduje się w miejscowości Wójcice Małe. Zlewnia

znajduje się między Sieradzem, a Kaliszem. Kształt zlewni jest zbliżony do prostokątnego (długość

zlewni jest około 2-krotnie większa, niż jej szerokość) a powierzchnia zlewni wynosi 9,576 𝑘𝑚

2

. W

skład tej powierzchni wchodzą głównie tereny zaklasyfikowane jako pola (83.5%).

1.3. Ustalenie zastępczego współczynnika spływu 𝝋

𝒛

.

Zastępczy współczynnik spływu 𝝋

𝒛

wyznaczony został za pomocą średniej ważonej, gdzie wagą jest

powierzchnia danej klasy terenu. Poniżej przedstawione są stabelaryzowane dane potrzebne do

obliczenia zastępczego współczynnika spływu:

Powierzchnia

% Powierzchni całkowitej

Współczynnik spływu 𝝋

𝒊

Całkowita 957,6 ha

- -

-

Sady 42,3 ha

4,42 %

0,12

Łąki:

Dla spadku 0,5% 34,5 ha

3,60 %

0,1

Dla spadku 2,5%

1,6 ha

0,17 %

0,15

Zabudowa zwarta

1,1 ha

0,11 %

0,75

Zabudowa luźna 78,5 ha

8,2 %

0,25

Pola 799,6 ha

83,5 %

0,08

𝝋

𝒛

= 𝟎, 𝟎𝟗𝟕

1.4. Obliczenie przepływów o częstotliwości C = 10, 20, 100 lat metodą stałych natężeń

deszczów.

Strona 3 z 9

Wszystkie założone wartości potrzebne do wyznaczenia natężeń przepływów zostały zawarte w
poniższej tabeli.

Wielkość Wartość Jednostka

t=

15 min

H=

600 mm

C1=

100 lat

C2=

20 lat

C3=

10 lat

p1

1 %

p2

5 %

p3

10 %

n=

6 -

𝛹= 0,318519 -

q100= 359,661 l/s*ha

q20= 210,331 l/s*ha
q10=

166,94 l/s*ha

Przepływ został wyznaczony za pomocą następującego wzoru:

𝑄

𝑖

= 𝐹 ∙ 𝜑

𝑧

∙ 𝑞

15 𝑖

∙ 𝜓

gdzie:

𝐹 – powierzchnia zlewni

𝑞

15

– natężenie opadu miarodajnego, 15 minutowego obliczonego wzorem Błaszczyka:

𝑞

15

𝑖 =

6,631 ∙ √𝐻

2

∙ 𝐶

𝑖

3

𝑡

0,667

𝛹 – współczynnik opóźnienia

𝜓 =

1

√𝐹

𝑛

𝑄

1%

=

10675,07 l/s

𝑄

5%

=

6242,82 l/s

𝑄

10%

=

4954,93 l/s

Strona 4 z 9

1.5. Obliczenie przepływów o częstotliwości C = 10, 20, 100 lat metodą granicznych natężeń

deszczów.

Poniższa tabela przedstawia czasy koncentracji obliczone wg. kilku różnych wzorów.

Kerby

Lo=

5426 m

n=

0,2 -

H1=

156 m n.p.m

H2=

135,4 m n.p.m

Io= 0,003797 m/m

T=

138,51 min

2,31 h

Carter

Lo=

5426 m

5,426 km

i=

0,3797 %

T=

0,3602 h

21,61 min

Krepsa

A=

9,576 km^2

T=

2,35 h

141 min

Kirpicha

Lo=

5426 m

T1=

72,27 h

T2=

124,98 min

2,08 h

Kerby+Kirpicha

Tc=

263,49 min

4,3915 h

Passini

α=

0,50 -

Σl/sqrti= 9592,37 -

sqrt(i)=

0,57 -

tc=

3,3 h

Średni czas koncentracji 𝑇

𝑐

wyznaczony za pomocą średniej arytmetycznej wynosi:

𝑻

𝒄

= 106,525 min = 1,7754

h

Założenia dotyczące parametrów przepustu (wymiarów i charakterystyki powierzchni koryta):

B= 3

m – szerokość koryta

n= 0,03 - - współczynnik szorstkości
i= 0,31 % - średni spadek

Strona 5 z 9

Iteracyjne określenie prędkości przepływu w korycie

C=100 lat

𝑳. 𝒑.

𝒗 [𝒎 𝒔

⁄ ] 𝒕

𝒑

[𝒔]

𝒕

𝒎

[𝒔]

𝒒 [𝒎

𝟑

𝒔 ∙ 𝒉𝒂

⁄

] 𝑸 [𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ] 𝒉 [𝒎] ∆𝒉 [𝒎] 𝑸

𝒏𝒖𝒎

[𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ]

1

1,00 5426,00 12902,70

60,892

5,674

1,31

5,746

2

1,44 3758,09 10901,21

68,138

6,349

1,42

0,11

6,407

3

1,49 3640,46 10760,05

68,733

6,405

1,43

0,01

6,47

C=20 lat

𝑳. 𝒑.

𝒗 [𝒎 𝒔

⁄ ] 𝒕

𝒑

[𝒔]

𝒕

𝒎

[𝒔]

𝒒 [𝒎

𝟑

𝒔 ∙ 𝒉𝒂

⁄

] 𝑸 [𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ] 𝒉 [𝒎] ∆𝒉 [𝒎] 𝑸

𝒏𝒖𝒎

[𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ]

1

1,00 5426,00 12902,70

35,610

3,318

0,89

3,361

2

1,24 4365,93 11630,61

38,163

3,556

0,93

0,04

3,577

3

1,27 4256,99 11499,88

38,452

3,583

0,94

0,01

3,63

C=10 lat

𝑳. 𝒑. 𝒗 [𝒎 𝒔

⁄ ] 𝒕

𝒑

[𝒔]

𝒕

𝒎

[𝒔]

𝒒 [𝒎

𝟑

𝒔 ∙ 𝒉𝒂

⁄

] 𝑸 [𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ] 𝒉 [𝒎] ∆𝒉 [𝒎] 𝑸

𝒏𝒖𝒎

[𝒎

𝟑

𝒔

⁄ ]

1

1,00 5426,00 12902,70

28,264

2,634

0,75

2,631

2

1,17 4635,44 11954,03

29,741

2,771

0,79

0,04

2,835

3

1,17 4640,18 11959,72

29,731

2,770

0,80

0,01

2,89

1.6. Obliczenie przepływów o prawdopodobieństwach przewyższenia p= 10, 5, 1% metodą

formuły opadowej.

Założenia:

f=

0,60 -

φ=

0,55 -

H1%=

92 mm

A=

9,576 km^2

δ

j=

1 dla JEZ=0

Lz=

0,768 km

mz=

0,25 -

Iz=

6,38

‰

Φs=

9,81 -

ts=

133,4 min

F 1%=

0,062 -

λ 1%=

1,000 -

λ 5%=

0,750 -

λ

10%=

0,637 -

Lc+Ls=

5,426 km

Wd=

136,25 m n.p.m.

Wg=

156,00 m n.p.m.

Strona 6 z 9

L.p.

Lci [m]

Lsi [m]

Lci+Lsi [m]

1

200

325

525

2

1475

0

1475

3

625

1175

1800

4

325

975

1300

5

925

275

1200

6

475

150

625

Σ

6925 m

Przepływy:

Qmax 1%=

18,025 m^3/s

Qmax 5%=

13,519 m^3/s

Qmax 10%=

11,482 m^3/s

1.7. Obliczenie przepływów o prawdopodobieństwach przewyższenia p = 10, 5, 1 % metodą

formuły roztopowej.

Założenia:

a=

0,8 -

Ko=

0,0067 -

h1=

75 mm

A=

9,576 km^2

δ

j=

1 dla JEZ=0

δb=

-

-

λ 1%=

1 -

λ 5%=

0,75 -

λ10%=

0,637 -

Przepływy:

Qmax 1%=

2,402 m^3/s

Qmax 5%=

1,801 m^3/s

Qmax 10%=

1,530 m^3/s

Strona 7 z 9

1.8. Zestawienie tabelaryczne wartości obliczeniowych przepływu.

Metoda obliczenia

Wielkość Przepływu

Jednostka

Stałych natężeń

𝑄

1%

10,68

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

5%

6,24

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

10%

4,95

[

𝑚

3

𝑠

]

Natężeń granicznych

𝑄

1%

6,47

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

5%

3,63

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

10%

2,89

[

𝑚

3

𝑠

]

Formuły opadowej

𝑄

max,𝑝=1%

18,03

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

max, 𝑝=5%

13,52

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

max, 𝑝=10%

11,48

[

𝑚

3

𝑠

]

Formuły roztopowej

𝑄

max, 𝑝=1%

2,40

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

max, 𝑝=5%

1,80

[

𝑚

3

𝑠

]

𝑄

max, 𝑝=10%

1,53

[

𝑚

3

𝑠

]

Strona 8 z 9

2. Część graficzna

2.1. Mapa ogólnej lokalizacji zlewni (załącznik 1).

2.2. Mapa zlewni w skali 1 : 25000 (załącznik 2).

2.3. Mapa wydzieleń rodzajów pokrycia terenu w skali 1 : 25000 (załącznik 3).

2.4. Mapa przebiegu linii grzbietowych wewnętrznych i wewnętrznej sieci hydrograficznej w

skali 1 : 25000 (załącznik 4).

2.5. Profil podłużny głównego cieku w zlewni z suchą doliną (załącznik 5).