Zbiorniki retencyjne

Sylwester Tyszewski

Dorota Pusłowska-Tyszewska

Instytut Systemów Inżynierii Środowiska

Politechnika Warszawska

Zbiorniki retencyjne (1)

Zbiorniki wodne można podzielić na:



zbiorniki naturalne (jeziora i stawy)



sztuczne (nadpiętrzone jeziora naturalne
oraz zbiorniki powstałe na skutek
przegrodzenia doliny rzecznej budowlą
piętrzącą - jazem lub zaporą)

Można wyróżnić dwa podstawowe typy
sztucznych zbiorników wodnych:



zbiorniki retencyjne (zaporowe)



zbiorniki przepływowe

Zbiorniki retencyjne (2)

Korzyści wynikające z budowy zbiorników:



ochrona przeciwpowodziowa



produkcja energii elektrycznej



„dostosowywanie” zasobów wodnych do
gospodarczych potrzeb człowieka



dodatkowe miejsca pracy



rozwój turystyki



wspomaganie działań związanych z ochroną
przyrody (np. utrzymywanie przepływów
nienaruszalnych krajobrazowych zapewniających
wymagane poziomy dolinowych wód gruntowych,
wspomaganie wiosennych zalewów doliny)

Zbiorniki retencyjne (3)

Problemy wynikające z budowy zbiorników:



zmiana reżimu hydrologicznego rzek, ruchu

rumowiska oraz jakości wód



zmiana stosunków wodnych i mikroklimatu w

swoim otoczeniu



przesiedlenia ludności



wyłączenie z użytkowania (poprzez zalanie)

dużych powierzchni terenów



utrata siedlisk przyrodniczych



bariera w wędrówkach ryb



uszczuplanie zasobów wodnych przez

zwiększenie strat wody na parowanie

Zbiorniki retencyjne (4)

Budowa każdego większego zbiornika powinna być
poprzedzona analizą korzyści gospodarczych i
społecznych, jakie można dzięki niemu osiągnąć oraz
jego negatywnych oddziaływań środowiskowych i
społecznych. W wielu krajach świata, również w
Polsce, dla zbiorników retencyjnych wymagane jest
przeprowadzenie oceny oddziaływania na środowisko.
Niektóre z negatywnych efektów budowy zbiorników,
przy obecnym stanie wiedzy ekologicznej i dostępnych
rozwiązaniach technicznych, mogą być ograniczane
lub eliminowane. Wymaga to ścisłej współpracy
ekologów i przyrodników z hydrotechnikami.

Zbiornik retencyjny jako
budowla hydrotechniczna

Zbiornik retencyjny składa się z następujących

elementów:



zapora czołowa



czasza zbiornika



zapory boczne i obwałowania



system odwadniający



przepławka dla ryb



obiekty infrastruktury: drogi dojazdowe, linie

energetyczne i telekomunikacyjne, osiedla dla obsługi,

ośrodki rybackie, rekreacyjne



osłona hydro-meteorologiczna, której zadaniem jest

zbieranie informacji o bieżących zjawiskach hydro-

meteorologicznych i prognozowanie przebiegu

przyszłych zjawisk istotnych dla gospodarki wodnej

na zbiorniku

Urządzenia do przepuszczania wody
(1)

Urządzenia do przepuszczania wody
powinny:



gwarantować bezpieczne przeprowadzenie
wielkich wód (miarodajnych i kontrolnych)



zapewniać możliwość przepuszczania lodu i
śryżu



umożliwiać regulowanie odpływu z
wymaganą dokładnością



stwarzać możliwość opróżnienia zbiornika

Urządzenia do przepuszczania wody
(2)

Do regulacji odpływu służą:



przelewy powierzchniowe – są to urządzenia
do przepuszczania wody „górą” przez
wybrany fragment zapory



upusty (spusty) – są to przewody o
zamkniętym przekroju prowadzące wodę z
górnego do dolnego stanowiska budowli
przechodzące przez korpus zapory



sztolnie hydroelektrowni – są to przewody
zamknięte doprowadzające wodę do turbin
hydrogeneratora

Urządzenia do przepuszczania wody
(3)

Przelewy boczne

Przelewy
powierzchniowe

Sztolnie
energetyczne

Upusty denne

Śluzy

Zbiornik Porąbka na Sole

Kaskada zbiorników na Sole

Landsat 7957 m

Urządzenia do przepuszczania wody
(4)

Podstawowym zadaniem urządzeń upustowych (upustów

dennych i sztolni energetycznych) jest odprowadzanie

pożądanego odpływu (wynikającego z zapotrzebowania

na wodę) w warunkach normalnej pracy zbiornika oraz

współdziałanie z przelewami przy przepuszczaniu fali

powodziowej przez zbiornik. Regulacja odpływu odbywa

się za pomocą zasuw.
Przelewy powierzchniowe można podzielić je na:



przelewy eksploatacyjne z zamknięciami (klapowymi,

segmentowymi lub zasuwami) umożliwiającymi sterowanie

ilością odprowadzanej wody lub bez zamknięć działające

automatycznie po przekroczeniu określonego stanu wody w

zbiorniku



przelewy pomocnicze i awaryjne stanowiące dodatkowe

zabezpieczenie zapory przed przekroczeniem bezpiecznego

dla stabilności zapory poziomu wody w zbiorniku

Urządzenia do przepuszczania wody
(5)

Zasuwa z
zamknięcie
m
klapowym

Zamknięc
ie
klapowe

Funkcjonalny podział pojemności
zbiornika

Rezerwa forsowana

Rezerwa stała

Pojemność użytkowa

Pojemność martwa

NadPP

NPPU

MaxPP

PM

APP

Rezerwa przypadkowa

Rezerwa wymuszona

DPRW

Krzywe charakterystyczne zbiornika
(1)

Krzywa powierzchni zalewu i pojemności
zbiornika

)

(

1

1

i

1

i

i

i

i

i

i

1

i

F

F

F

F

3

h

h

V

V





















)

(

1

1

i

i

i

i

i

1

i

F

F

2

h

h

V

V















Krzywe charakterystyczne zbiornika
(1a)

193.0

198.5

198.0

197.5

196.5

196.0

195.5

195.0

194.0

Krzywe charakterystyczne zbiornika
(2)

krzywa wydatku upustu dennego
Q

u

 = Q

u

 (h, z

u

)

Krzywe charakterystyczne zbiornika
(3)

krzywa wydatku przelewu Q

p

 = Q

p

 (h, z)

Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Okres wyrównania

Ze względu na długość okresu wyrównania:



zbiorniki o wyrównaniu wieloletnim - działanie tych

zbiorników polega na przerzucie wody z okresów

nadmiaru w latach mokrych do okresów niedoborów w

latach suchych



zbiorniki o wyrównaniu rocznym, których działanie

polega na przerzucie wody z okresów wezbraniowych do

okresów niżówkowych w ramach jednego roku



zbiorniki o wyrównaniu dobowym wykorzystywane są

w dwóch przypadkach:



gdy dopływ wody do zbiornika jest stały, natomiast

hydrogram zapotrzebowania na wodę jest istotnie zmienny

w ciągu doby – przykładem tak pracujących zbiorników są

zbiorniki wyrównawcze wodociągów miejskich



gdy występują duże wahania dopływu wody do zbiornika, a

pożądany odpływ jest stały w ciągu doby; przykładem takich

zbiorników są zbiorniki wyrównawcze budowane poniżej

hydroelektrowni pracujących w szczytach zapotrzebowania

na energię elektryczną

Zbiorniki o wyrównaniu rocznym

0

50

100

150

200

250

300

XI

XII

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

miesiące

napełnianie

opróżnianie

SQ

Zbiorniki o wyrównaniu dobowym

Zbiornik wodociągowy

stały dopływ
zmienny odpływ

Zbiornik

energetyczny

zmienny dopływ
stały odpływ

0

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13

14

15 16 17 18

19

20

21

22

23 24

godziny

napełnianie

opróżnianie

T

Q

a) wodociągowy

0

2

4

6

8

10

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

godziny

napełnianie

opróżnianie

Q

T

b) hydroenergetyczny

Największe zbiorniki świata
według pojemności

Lp. Nazwa

Pojemność

[mld m

3

]

Funkcje Kraj

Kontynent

1 Kariba

180,6

H

Zambia, Zimbabwe Africa

2 Bratsk

169,0

HNS

Russia

Asia

3 High Aswan Dam

162,0

IHC

Egypt

Africa

4 Akosombo

150,0

H

Ghana

Africa

5 Daniel Johnson (Manio 5)

141,8

H

Canada

North America

6 Xinfeng

139,0

H

China

Asia

7 Gurt

135,0

H

Venezuela

South America

…

…

…

…

…

…

23 Three Gorges

39,3

CHN

China

Asia

…

…

…

…

…

…

26 Hoover

34,8

SHI

USA

North America

…

…

…

…

…

…

Solina

0,47

HSCR Polska

Europa

Czorsztyn

0,23

HSCR Polska

Europa

(Word Register of Dams, 1999; International Commission on Large Dams)

H - hydropower generation (produkcja energii w elektrowni wodnej)

S - water supply (zaopatrzenie w wodę)

C - flood control (ochrona przed powodzią)

I – irrigation (nawodnienia)

N – navigation (żegluga)

R – recreation (rekreacja)

F - fish breeding (hodowla ryb)

X – other (inne

Największe zbiorniki świata
według wysokości zapory

Lp. Nazwa

Wysokość

[m]

Funkcje Kraj

Kontynent

1 Rogun

335

HI

Tadjikistan

Asia

2 Nurek

300

IH

Tadjikistan

Asia

3 Grande Dixence

285

H

Switzerland

Europe

4 Inguri

272

HI

Georgia

Europe

5 Vajont

262

H

Italy

Europe

6 Manuel M. Torres `

261

H

Mexico

North America

7 Tehri

261

IS

India

Asia

8 Alvaro Obregon'

260

IS

Mexico

North America

9 Mauvoisin

250

H

Switzerland

Europe

…

…

…

…

…

…

Three Gorges

185

CHN

China

Asia

…

…

…

…

…

…

Solina

82

HSCR Polska

Europa

Czorsztyn

56

HSCR Polska

Europa

Klasyfikacja krajów względem liczby
zapór

Wszystkie zarejestrowane

zapory

Zapory o wysokości powyżej

30 m

Zapory o wysokości powyżej

60 m

Lp. Kraj

Liczba Lp. Kraj

Liczba Lp. Kraj

Liczba

1 USA

6375

1 China

1832

1 USA

422

2 India

4010

2 USA

1644

2 Japan

345

3 China

1855

3 Japan

1030

3 China

337

4 Spain

1187

4 Spain

500

4 Spain

181

5 Japan

1077

5 India

425

5 Turkey

115

6 Canada

793

6 Turkey

370

6 Italy

105

7 Korea

765

7 Italy

316

7 India

78

8 Turkey

625

8 Brazil

213

8 France

60

9 Brazil

594

9 Mexico

202

9 Mexico

53

10 France

569 10 Australia

194 10 Australia

50

11 South Africa

539 11 France

191 11 Switzerland

48

12 Mexico

536 12 Canada

177 12 Brazil

47

13 Italy

524 13 South Africa

157 13 Canada

46

14 Great Britain

517 14 Norway

114 14 Iran

40

15 Australia

486 15 Great Britain

114 15 Romania

31

… …

… … …

… … …

…

38 Poland

69 43 Poland

18 48 Poland

3

Lokalizacja zbiorników w Polsce

Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Funkcje (1)

Ze względu na pełnione funkcje wyróżnia się:



powodziowe, których zadaniem jest przechwytywanie

szczytów fal powodziowych w celu zmniejszenia zagrożenia

powodziowego w dolinie rzecznej poniżej zbiornika



żeglugowe, których podstawową funkcją jest zapewnienie

ciągłości żeglugi poprzez alimentację przepływów w

okresach niskich stanów wody w sezonie żeglugowym



energetyczne szczytowe, wykorzystujące zmagazynowaną

wodę do produkcji energii elektrycznej w szczycie

zapotrzebowania lub w czasie awarii elementów systemu

energetycznego



energetyczne wyrównawcze, budowane poniżej zbiorników

energetycznych szczytowych w celu wyrównania przepływu

rzecznego

Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Funkcje (2)

Ze względu na pełnione funkcje wyróżnia się:



komunalne, gromadzące wodę na potrzeby
zaopatrzenia miast i osiedli



przemysłowe, gromadzące wodę w celu zapewnienia
produkcji zakładów przemysłowych



rolnicze, magazynujące wodę dla potrzeb systemów
nawodnieniowych; oddające wodę w okresach
niedoborów wody w sezonie wegetacyjnym



rekreacyjne, w których poziom wody w sezonie
wypoczynkowym utrzymywany jest w określonych
granicach

Zbiorniki wielozadaniowe – sytuacje konfliktowe

Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(1)

budowane na potokach i małych rzekach górskich
zamykają zlewnie o powierzchni do 100 km

2

działają tylko w okresie wezbrań
w okresach poza wezbraniami wykorzystywane jako

pastwiska lub łąki
obniżają i opóźniają kulminacje fali powodziowej
urządzenia do przepuszczania wody:



upusty



przelewy

upusty powinny być tak zwymiarowane, aby przy

normalnym poziomie piętrzenia odpływ ze zbiornika

nie był większy od przepływu dozwolonego dla danej

rzeki

Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(2)

Dlaczego hydrogram odpływu wody ze zbiornika osiąga
swoje maksimum na przecięciu z gałęzią opadającą
hydrogramu dopływu ?

Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(3)

W Polsce występują głównie w
dorzeczu Odry:

Lp.

Zbiornik

Rzeka

Pojemność [mln m

3

]

1

Sobieszów

Kamienna

6.74

2

Cieplice

Wrzosówka

4.93

3

Mirsk

Długi Potok

3.92

4

Mysłakowice

Łomnica

3.56

5

Jarnołtówek

Złoty Potok

2.36

6

Świerzawa

Kamiennik

1.75

Równanie bilansu zbiornika

Równanie bilansowe opracowywane jest
dla określonego okresu bilansowego: rok,
miesiąc, dekada, doba, godzina

VK = VP + (Q + P – T – E – F) Δt

Postać uproszczona

VK = VP + (Q – T) Δt

VK = VP + Q – T

Plan dyspozytorski zbiornika

zbiór zasad umożliwiających określenie wielkości
odpływu ze zbiornika na podstawie: napełnienia
początkowego, aktualnego dopływu wody, prognozy
dopływu, odpływu pożądanego, wielkości przepływu
nieszkodliwego, wielkości rezerwy przeciwpowodziowej i
pojemności użytkowej zbiornika
Ze względu na inny charakter pracy zbiornika w
okresach niedoboru wody i warunkach zagrożenia
powodziowego reguły określające wielkość odpływu ze
zbiornika są również różne (uzależniają wielkość
odpływu od różnych czynników).



warunki normalne – polityka standardowa



warunki powodziowe – polityka sztywna

Polityka standardowa

VP+Q

0

TP

TP

TP+VU

T

Polityka sztywna

Polityka standardowa (1)

Wyznaczanie odpływu ze zbiornika opiera się

na następujących założeniach:



dysponuje się prognozą dopływu wody (Q) w

rozpatrywanym przedziale czasowym (



t)



zbiornik retencyjny zaopatruje w wodę

jednego użytkownika lub zespół

użytkowników, których potrzeby można

przedstawić w postaci tzw. odpływu

pożądanego (P)



funkcja strat wywołanych deficytami wody u

użytkownika (poszczególnych użytkowników)

jest liniowa:

















P

X

gdy

P

X

gdy

)

X

P

(

S

0



Polityka standardowa (2)































































TP

Q

t

VP

t

VU

t

VU

Q

t

VP

t

VU

TP

Q

t

VP

TP

TP

Q

t

VP

Q

t

VP

T

gdy

0

gdy

0

gdy





































VU

TP

Q

VP

gdy

VU

Q

VP

VU

TP

Q

VP

TP

gdy

TP

TP

Q

VP

gdy

Q

VP

T

VU - pojemność użytkowa zbiornika retencyjnego [mln m

3

],

VP - napełnienie zbiornika na początku danego okresu [mln m

3

],

Q

- dopływ wody do zbiornika w danym okresie [m

3

/s]

TP - pożądany odpływ ze zbiornika w danym okresie [m

3

/s],



t

- długość przedziału czasowego [mln s],

T

- odpływ ze zbiornika w danym okresie [m

3

/s]

VP+Q

0

TP

TP

TP+VU

T

Polityka standardowa – zadanie 1

Określić wielkość odpływu pożądanego (P), tzn. takiej
najmniejszej ilości wody, którą należy wypuścić ze
zbiornika, aby całkowicie pokryć zapotrzebowania
wszystkich użytkowników

Q

 1=0.2

P1=10

 2=0.4

P2=15

A

B

 3=0.2

P3=10

C

QI = 6

VP

VU

TP=?

QN = 3

QN = 3

QN = 5

Polityka standardowa – rozwiązanie
zadania 1

Q

 1=0.2

P1=10

 2=0.4

P2=15

A

B

 3=0.2

P3=10

C

QI = 6

VP

VU

TP=?

QN = 3

QN = 3

QN = 5

TP =

P1+QN

ZDB = TP - 1 

P1

ZDB < P2+QN

TP = TP + (P2 + QN –
ZDB)

ZDC = TP - 1  P1 - 2  P2

+ QI

ZDC <
P3+QN

TP = TP + (P3 + QN –
ZDC)

STOP

YES

YES

NO

NO

Polityka standardowa – zadanie 2

Wykonaj wykres polityki standardowej dla zbiornika

retencyjnego o pojemności użytkowej VU = 5 mln m

3

,

wiedząc, że potrzeby wodne użytkownika w okresie



t

wynoszą P = 3 mln m

3

. Z wykresu odczytaj wartości

odpływu wody T ze zbiornika, określ wielkość deficytów

wody u użytkownika oraz zrzutu jałowego ze zbiornika dla

następujących przypadków:

A.

dopływ wody do zbiornika w okresie



t wynosi

Q = 1 mln m

3

, napełnienie zbiornika na początku okresu



t

wynosiło VP = 1 mln m

3

B.

Q = 3 mln m

3

, VP  = 2 mln m

3

C.

Q = 6 mln m

3

, VP = 4 mln m

3

Na wykresie zaznacz punkty D(2, 4), E(5, 4) i F(11, 4).

Jaka jest interpretacja fizyczna tych punktów? Czy

możliwe jest zrealizowanie takich odpływów ze zbiornika?

Polityka standardowa warunkowa
(1)

Polityka standardowa warunkowa jest modyfikacją polityki

standardowej, w której uwzględnia się możliwość wyróżnienia

dwóch grup ważności użytkowników wody. Modyfikacja ta

umożliwia zwiększenie stopnia realizacji potrzeb użytkowników

ważniejszej grupy.
Zgodnie z tą ideą zbiornik realizuje swoje zadania według

następującej kolejności:



zaspokojenie potrzeb wodnych użytkowników pierwszej grupy (P1)



odtworzenie zasobów wody zbiornikowej do poziomu napełnienia

docelowego VD, związanego ze zwiększeniem gwarancji spełnienia

potrzeb wodnych użytkowników pierwszej grupy



zaspokojenie potrzeb wodnych użytkowników drugiej grupy (P2)



odtworzenie zasobów wody zbiornikowej do poziomu pojemności

użytkowej VU

Napełnienie docelowe wyrażane jest na ogół jako część pojemności

użytkowej zbiornika: VD =



.

VU; gdzie:

  <0, 1> jest

parametrem planu dyspozytorskiego podlegającym optymalizacji.

Polityka standardowa warunkowa
(2)























































































Q

VP

VU

P2

P1

gdy

VU

Q

VP

VU

P2

P1

Q

VP

VU

P2

P1

gdy

P2

P1

VU

P2

P1

Q

VP

VU

P1

gdy

VU

Q

VP

VU

P1

Q

VP

P1

gdy

P1

P1

Q

VP

gdy

Q

VP

T











Polityka „n-dni”

Polityka „n-dni” - umożliwia prowadzenie bardziej
ostrożnej niż polityka standardowa gospodarki zasobami
wodnymi w okresach ich niedoboru.
W okresach niżówkowych (niskich przepływów), gdy
wielkości przepływów (Q) zbliżone są do pewnej wartości
progowej (Qmin), odpływ ze zbiornika wyznacza się w
taki sposób, aby nie dopuścić do całkowitego opróżnienia
pojemności użytkowej (VU) przed upływem n dni.

































































VU

TP

VP

Q

gdy

VU

Q

VP

VU

TP

VP

Q

i

TP

n

Q

)

n

(

Q

VP

gdy

TP

TP

n

Q

)

n

(

Q

VP

gdy

n

Q

)

n

(

Q

VP

T

min

min

min

1

1

1

Warunki powodziowe

Zasady pracy zbiornika w warunkach powodziowych różnią

się istotnie od zasad pracy w warunkach normalnych i

niedoborów wody. Dlatego należy w sposób precyzyjny

określić moment zmiany sposobu gospodarowania wodą na
zbiorniku (zdefiniować pojęcie warunków powodziowych).

Warunki powodziowe obejmują okres od momentu, gdy

dopływ do zbiornika (Q) przekracza wielkość przepływu

dozwolonego (Qdoz) i jednocześnie pojemność użytkowa

zbiornika jest całkowicie wypełniona (i rozpoczyna się

wypełnianie rezerwy powodziowej), aż do momentu

odtworzenia (opróżnienia) rezerwy powodziowej (VRS).
Odtwarzanie rezerwy powodziowej rozpoczyna się w chwili,

gdy dopływy wody do zbiornika opadają poniżej przepływu

dozwolonego (Qdoz) i odbywa się poprzez dysponowanie
odpływu nie większego niż Qdoz.

Plany dyspozytorskie dla warunków
powodziowych – zasady ogólne

rezerwa powodziowa może być napełniana

wyłącznie nadwyżkami dopływu nad

przepływem nieszkodliwym (dozwolonym)
w trakcie napełniania rezerwy dysponowane ze

zbiornika odpływy nie mogą przekraczać

wielkości aktualnego dopływu do zbiornika -

zasada zapobiegająca możliwości stworzenia

na odpływie powodzi większej niż na dopływie

do zbiornika
w fazie napełniania rezerwy kolejne dyspozycje

odpływu nie mogą być mniejsze od odpływów

realizowanych dotychczas









1

,

max

,

min





i

i

i

i

T

WT

Q

T

Polityka sztywna (1)

Polityka sztywna polega na magazynowaniu w rezerwie
powodziowej zbiornika nadwyżek dopływu (Q) ponad
przepływ nieszkodliwy (Qdoz). Polityka ta jest
skuteczna, gdy dysponuje się dostatecznie dużą
objętością rezerwy powodziowej

Zbiorniki zlokalizowane na rzekach i potokach
górskich, gdzie praktycznie nie ma możliwości
uzyskania wiarygodnej prognozy
Wystarczająco duża rezerwa – obcięcie szczytu fali
powodziowej
Zbyt mała rezerwa – wypełnienie rezerwy w trakcie
trwania przepływów powodziowych

Polityka sztywna (2)































VRS

VU

VP

i

Q

Q

gdy

Q

VU

VP

i

Q

Q

lub

VRS

VU

VP

VU

i

Q

Q

gdy

Q

T

doz

doz

doz

doz

Polityka sztywna (3)



































































0

oraz

0

i

gdy

0

oraz

0

i

gdy

i

gdy

oraz

i

gdy

oraz

i

gdy

*

*

*

*

*

*

i

i

doz

i

i

i

i

i

doz

i

doz

i

doz

i

i

i

i

doz

i

i

i

i

i

doz

i

doz

i

VK

VP

Q

Q

t

VP

Q

VK

VP

Q

Q

Q

VRS

VP

Q

Q

Q

VRS

VK

VRS

VP

Q

Q

t

VP

VRS

Q

VRS

VK

VRS

VP

Q

Q

Q

T

*

i

VK

o

z

n

a

c

z

a

p

r

o

g

n

o

z

ę

n

a

p

e

ł

n

i

e

n

i

a

k

o

ń

c

o

w

e

g

o

r

e

z

e

r

w

y

p

o

w

o

d

z

i

o

w

e

j

w

f

a

z

i

e

j

e

j

n

a

p

e

ł

n

i

a

n

i

a

p

r

z

y

z

a

ł

o

ż

e

n

i

u

,

ż

e

o

d

p

ł

y

w

w

y

n

o

s

i

doz

Q

.

*

*

i

VK

o

z

n

a

c

z

a

p

r

o

g

n

o

z

ę

n

a

p

e

ł

n

i

e

n

i

a

k

o

ń

c

o

w

e

g

o

r

e

z

e

r

w

y

p

o

w

o

d

z

i

o

w

e

j

w

f

a

z

i

e

j

e

j

o

p

r

ó

ż

n

i

a

n

i

a

p

r

z

y

z

a

ł

o

ż

e

n

i

u

,

ż

e

o

d

p

ł

y

w

w

y

n

o

s

i

doz

Q

.

Polityka półsztywna typ I





































VU

VP

Q

Q

Q

VRS

VU

VP

Q

Q

Q

VRS

VU

VP

VU

Q

Q

Q

Q

Q

T

doz

doz

doz

doz

doz

doz

i

gdy

i

gdy

i

gdy

)

(



Polityka półsztywna typ I









































































0

oraz

0

i

gdy

0

oraz

0

i

gdy

i

gdy

oraz

i

gdy

oraz

i

gdy

)

(

*

*

*

*

*

*

i

i

doz

i

i

i

i

i

doz

i

doz

i

doz

i

i

i

i

doz

i

i

i

i

i

doz

i

doz

i

doz

i

VK

VP

Q

Q

t

VP

Q

VK

VP

Q

Q

Q

VRS

VP

Q

Q

Q

VRS

VK

VRS

VP

Q

Q

t

VP

VRS

Q

VRS

VK

VRS

VP

Q

Q

Q

Q

Q

T



*

i

VK

o

z

n

a

c

z

a

p

r

o

g

n

o

z

ę

n

a

p

e

ł

n

i

e

n

i

a

k

o

ń

c

o

w

e

g

o

r

e

z

e

r

w

y

p

o

w

o

d

z

i

o

w

e

j

w

f

a

z

i

e

j

e

j

n

a

p

e

ł

n

i

a

n

i

a

p

r

z

y

z

a

ł

o

ż

e

n

i

u

,

ż

e

o

d

p

ł

y

w

w

y

n

o

s

i

:

)

(

doz

i

doz

Q

Q

Q









*

*

i

VK

o

z

n

a

c

z

a

p

r

o

g

n

o

z

ę

n

a

p

e

ł

n

i

e

n

i

a

k

o

ń

c

o

w

e

g

o

r

e

z

e

r

w

y

p

o

w

o

d

z

i

o

w

e

j

w

f

a

z

i

e

j

e

j

o

p

r

ó

ż

n

i

a

n

i

a

p

r

z

y

z

a

ł

o

ż

e

n

i

u

,

ż

e

o

d

p

ł

y

w

w

y

n

o

s

i

:

doz

Q

.

Polityka półsztywna typ II









1

,

max

,

min





i

i

i

i

T

WT

Q

T

Wt

i

- wskaźnik dyspozycji odpływu

określany zgodnie z zasadami polityki
półsztywnej typ I

Polityka półsztywna typ III

w polityce tej przy określaniu wskaźnika dyspozycji
odpływu uwzględnia się prognozę objętości wody (PV),
jaka dopłynie do zbiornika w ciągu najbliższych
t godzin oraz stopień zapełnienia rezerwy powodziowej
(stosunek objętości wolnej rezerwy powodziowej w
danym kroku czasowym Rp do objętości wolnej
rezerwy w chwili rozpoczęcia wezbrania Rp

0

)

3600

0









t

Rp

PV

WT

Rp

Rp

i

i

i

i











1

,

max

,

min





i

i

i

i

T

WT

Q

T

Rodzaje wykorzystywanej informacji
hydrologicznej

zadania systemu
charakter rozwiązywanego problemu:



planowanie i projektowanie



dane historyczne (np. historyczne ciągi
przepływów, historyczne hydrogramy fal
powodziowych, ...)



eksploatacja



bieżące obserwacje stanu systemu



prognozy

Zbiornik retencyjny - planowanie i
projektowanie

historyczne ciągi przepływów średnich okresowych,
historyczne hydrogramy fal powodziowych,
statystyczne charakterystyki przepływów:



przepływy główne,



przepływy min i max o określonym prawdopodobieństwie,



przepływy o określonym czasie trwania

,

ciągi generowane i fale hipotetyczne,
przepływy konwencjonalne:



nienaruszalny,



dozwolony, dopuszczalny,

woda brzegowa,
krzywe pojemności i powierzchni zalewu,
modele zlewni rzecznej i transformacji przepływów.

Przykład: zbiornik retencyjny -
eksploatacja

informacje o aktualnym stanie systemu
wodno-gospodarczego:



dopływ do zbiornika,



napełnienie,



kontrola odpływu (elektrownia, upusty, przelewy),

prognozy

:



objętość dopływu do zbiornika,



hydrogram dopływu do zbiornika,

modele zlewni rzecznej i transformacji
przepływów.

Zadania

doba
VU = 55 mln m

3

VP = 48 mln m

3

Q = 250 m

3

/s

TP = 125 m

3

/s

VK = ?

VP+Q

0

TP

TP

TP+VU

T

Zadania

miesiące
VU = 100 mln m

3

VP = 2 mln m

3

Q = (13, 24, 9, 10, 25, 20) mln m

3

TP = 15 mln m

3

?

VP+Q

0

TP

TP

TP+VU

T