Pojęcia:

Ciek naturalny - rozumie się przez to rzeki, strugi, strumienie i potoki oraz inne wody płynące w sposób ciągły lub okresowy, naturalnymi lub uregulowanymi korytami.

Struga, strumyk, strumień - to określenia małych cieków naturalnych na terenach równinnych o obszarze zasilania od kilku do kilkudziesięciu kilometrów kwadratowych. Początek dają im na ogół młaki, wycieki i niezbyt wydajne źródła. Strumyki i strumienie, w odróżnieniu od strug, mają dość wartki nurt, w dnie ich koryt często występują progi i przełomy.

Potok - jest to mały ciek naturalny wypływający ze źródła (często wywierzyska) o wartkim nurcie, płynący wąskim korytem o dnie kamienistym lub żwirowym (potok górski), bądź też piaszczystym, rzadziej mulistym (potok nizinny). Pojęcie potok przyjęło się do określania cieków górskich o spadku przekraczającym kilka promili.

Rzeka (mała, średnia, wielka) - jest to ciek naturalny powstały z połączenia potoków (strumieni) lub wypływający z czoła lodowca, jeziora, źródła (wywierzyska), rzadziej z obszaru zabagnionego, zasilany powierzchniowo i podziemnie wodą z opadów spadłych w jej dorzeczu, mający ukształtowane koryto i płynący pod działaniem siły grawitacyjnej w łożysku i dolinie, wyżłobionych w wyniku działania jego siły erozyjnej.

Zlewnia - jest obszarem, z którego całkowity odpływ wód powierzchniowych następuje ciekami naturalnymi do określonego przekroju cieku (wodowskazu ujęcia). 
Powierzchnia zlewni - jest rzutem na płaszczyznę poziomą obszaru zamkniętego linią wododziałową (granicą zlewni) przechodzącą do ujścia cieku lub przekroju zamykającego poprzez największe wzniesienia terenu. 
Granica zlewni - jest miejscem geometrycznym punktu zero -zerowym gradientem energii. 
Spadek zlewni - jest to stosunek wysokości ΔH trójkąta równobocznego powierzchni pomiędzy profilem podłużnym cieku a układem współrzędnych do długości zlewni Lmax (maksymalna długość cieku). 
Średni spadek stoków - to stosunek iloczynu sumy długości wartości kj i różnicy wysokości pomiędzy nimi Δh do powierzchni zlewni A.

[m•km/km²].

Nachylenie stoku, nachylenie, spadek, kąt płaski zawarty pomiędzy powierzchnią terenu a poziomem.
Nachylenie stoku określane jest najczęściej w stopniach, od 0° (obszar całkowicie płaski, równinny) do 90° (pionowa ściana skalna). Niekiedy określa się nachylenie stoku poprzez stosunek różnicy wysokości do odległości w poziomie, wyrażony w procentach lub promilach (np. 4,5% oznacza, że na odległości 100 m różnica wysokości wynosi 4,5 m). Wielkość nachylenia stoku wpływa, niekiedy w sposób decydujący, na rodzaj i intensywność procesów fizycznogeograficznych, przede wszystkim morfologicznych, a także na gospodarkę człowieka, zwłaszcza na budownictwo, rolnictwo i komunikację.

Przepływ cieku wodnego - ilość wody, przepływającej przez poprzeczny przekrój koryta cieku wodnego (np. koryta rzeki) w jednostce czasu. Jest podawany w m³/s lub l/s. Przepływ cieku bywa określany synonimicznie mianem natężenia przepływu.

SWQ - średnia z największych przepływów rocznych (WQ) z wielolecia.

SSQ - średnia z przepływów średnich rocznych (SQ) z wielolecia.

SNQ - średnia z najmniejszych przepływów rocznych (NQ) z wielolecia.

Zasoby (przepływy) dyspozycyjne - określane jako różnica pomiędzy przepływami średnimi rocznymi lub średnimi niskimi i przepływem nienaruszalnym.

Przepływ nienaruszalny to taki, który musi pozostać w cieku dla zapewnienia życia biologicznego oraz spełnienia wymogów turystycznych, wędkarskich itp.

Ujęcie wody - zespół budowli i powiązanych z nimi urządzeń, przeznaczonych do poboru wody dla potrzeb gospodarczych i bytowych. Ujęcia wody ze względu na źródło, z którego pobierana jest woda, można podzielić na ujęcia wód podziemnych i ujęcia wód powierzchniowych.

1.Oznaczenie zakładu ubiegającego się o wydanie pozwolenia, jego siedziba i adres.

Siedziba zakładu znajduje się na terenie Czechowic-Dziedzic.

Firma zajmuje się nowatorskimi systemami informatyzacji informatycznej, szukającej nowych możliwości technologicznych w zakresie komputerowego programowania liczeniowego.

Nazwa: „Magiczny Excel”

Adres: ul.Abrakadabra 13, 43-502 Czechowice-Dziedzice, woj. Śląskie.

2.Cel i zakres zamierzonego korzystania z wód.

Celem firmy jest zaopatrzenie w wodę wszystkich pracowników, oraz instalacji wodno-sanitarnych. Zaopatrzenie jest przewidziane na 50 pracowników.

3.Obliczenie zasobów gwarantowanych.

3.1.Opis hydrograficzny zlewni.

Moja zlewnia leży w powiecie Żywieckim, w gminie Łękawica, nie daleko miejscowości Kocierz Moszczanicki, do którego można zaliczyć takie sołectwa jak Beskidek, Basiorówka, Perlówka.

Zlewni położona jest na wysokości od 520 do 870 m. n.p.m., znajduje się w dolinie potoku Kocierz zwanego również Kocierzanką.

3.2.Wyznaczanie granicy zlewni cieku głównego i jego dopływów.

Dostawszy mapę od wykładowcy, został na niej zaznaczony tz. przekrój zamykający (kolor zielony) oraz przekrój ujęcia wody (kolor żółty). Zgodnie z instrukcją wykładowcy wyznaczaliśmy jej granicę prostopadle do warstwic, po przez doliny i szczyty. Mając wyznaczoną już granice zlewni na danym cieku, następnie musimy powyznaczać jej zlewnie cząstkowe, różnicowe (np. R0,R1 itd.), także dopływy (np. P1, P2, L1, L2 itd.) oraz granice do przekroju ujęcia wody (kolor żółty). Wyznaczamy je podobnie do granicy zlewni rysując je prostopadle do warstwic, kończąc na granicy zlewni cieku głównego. Następnie mając do dyspozycji urządzenie zwane planimetrem, mierzymy powierzchnie każdej zlewni czy to różnicowej, czy też naszych dopływów. Gdy owa czynność została wykonana zgodnie z instrukcją wykładowcy, na podstawie powierzchni zlewni cząstkowych, wyznaczamy ciek główny. Gdy takowy został wyznaczony, następnie mierzymy jego długość. Gdy wszystkie czynności zostały już wykonane możemy przejść do bardziej ciekawszych czynności dotyczących tego projektu.

3.3.Określenie profilu przyrostu powierzchni zlewni.

Gdy mamy wyznaczony ciek główny i jego dopływy, gdy mamy pomierzone długości cieku, jego dopływy, a także powierzchnie zlewni (różnicowe i dopływy), wykreślamy wykres zależności sumy powierzchni zlewni (Σ A) do sumy długości cieku głównego (Σ L).

Wyniki przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1. Profil hydrologiczny zlewni.

Lp.	Długość cieku L [km]	Σ L [km]	Powierzchnia zlewni cząstkowych A [km^2]	Σ A [km^2]
R0	0	0.00	0.000	0.000
R0	0.13	0.13	0.061	0.061
P1	-	0.13	0.037	0.098
R1	0.35	0.48	0.229	0.327
P2	-	0.48	0.065	0.392
R2	0.02	0.50	0.021	0.413
P3	-	0.50	0.221	0.634
R3	0.57	1.07	0.408	1.042
L1	-	1.07	0.124	1.166
R4	0.50	1.57	0.418	1.584
P4	-	1.57	0.101	1.685
R5	0.42	1.99	0.176	1.861
R6	0.18	2.17	0.181	2.042
P5	-	2.17	0.141	2.183
R7	0.02	2.19	0.011	2.194

Σ L = 2,19 km.

Σ A = 2,194 km².

Wykres 1. Przyrost powierzchni zlewni do długości cieku głównego.

Na wykresie oznaczono także położenie ujęcia wody na mojej zlewni (linia koloru czerwonego).

3.4.Przeniesienie danych z potoku Analog stosując analogię hydrologiczną.

Do obliczenia zasobów gwarantowanych w przekroju niekontrolowanym posłużono się metodą analogii hydrologicznej, która polega na znalezieniu zlewni kontrolowanej podobnej do niekontrolowanej i przeliczeniu przepływów z przekroju wodowskazowego zlewni analogicznej według wzoru:

gdzie:

Q_x - przepływ w przekroju badanym,

Q_o - przepływ w przekroju wodowskazowym zlewni analoga,

A_x - powierzchnia zlewni do przekroju badanego,

A_o - powierzchnia zlewni do przekroju wodowskazowego,

n - wykładnik potęgowy (n = 1),

k - parametr podobieństwa odpływów jednostkowych (k = 1).

Przykład dla 01.XI.2000 r.:

[m3/s]

Korzystamy w tym celu z danych z potoku Analog, o powierzchni zlewni A = 36.4 km², w których zamieszczono przepływy dobowe dla 30 lat (od 1971 do 2000 roku). Wykonane zostały one przez Arkadiusza Halamę, udostępnione zostały nam na stronie Zakładu Hydrologii i Gospodarki Wodnej w Zakładzie Zrównoważonego Rozwoju Obszarów Górskich.

3.5.Przepływy charakterystyczne w przekroju ujęcia. SWQ, SSQ, SNQ.

Mając już wyznaczone przepływy dobowe dla swojej zlewni, następnie z tych danych liczymy SWQ, SSQ, SNQ korzystając ze wzoru:

Gdzie:

WQ - przepływ najwyższy w roku,

NQ - przepływ najniższy w roku,

SQ - przepływ średni z roku,

n- liczba lat pomiarowych.

Analogicznie wzór stosujemy do przepływów NQ i SQ.

Dla przykładu:

m3/s.

Moje wyliczone wartości:

SWQ = 0.6474 m³/s,

SSQ = 0.0490 m³/s,

SNQ = 0.0035 m³/s.

Teraz, gdy mając te wartości, trzeba zastosować analogie przepływów dla moich zlewni cząstkowych, korzystając ze wzoru:

Gdzie:

k,n = 1

SWQ - przepływ najwyższy średni z wielolecia dla mojej zlewni,

Ax - powierzchnia zlewni cząstkowej,

A - powierzchnia całkowitej zlewni,

Przykład obliczenia dla R0:

Skoro k i n wynoszą 1 pominę je we wzorze.

m³/s.

Wszystkie wyniki dla SWQ zostały przedstawione w tabeli 2, dla SSQ w tabeli 3, dla SNQ w tabeli 4.

Tabela 2. SWQ dla poszczególnych zlewni cząstkowych.

Lp.	Długość cieku L [km]	Σ L [km]	Powierzchnia zlewni A [km^2]	SWQ [m^3/s]	Σ SWQ [m^3/s]
R0	0	0.00	0.000	0.00000000	0.000000
R0	0.13	0.13	0.061	0.01800059	0.018001
P1	-	0.13	0.037	0.01091839	0.028919
R1	0.35	0.48	0.229	0.06757597	0.096495
P2	-	0.48	0.065	0.01918095	0.115676
R2	0.02	0.50	0.021	0.00619692	0.121873
P3	-	0.50	0.221	0.06521524	0.187088
R3	0.57	1.07	0.408	0.12039736	0.307485
L1	-	1.07	0.124	0.03659136	0.344077
R4	0.50	1.57	0.418	0.12334828	0.467425
P4	-	1.57	0.101	0.02980425	0.497229
R5	0.42	1.99	0.176	0.05193612	0.549165
R6	0.18	2.17	0.181	0.05341158	0.602577
P5	-	2.17	0.141	0.04160791	0.644185
R7	0.02	2.19	0.011	0.00324601	0.647431

Tabela 3. SSQ dla poszczególnych zlewni cząstkowych.

Lp.	Długość cieku L [km]	Σ L [km]	Powierzchnia zlewni A [km^2]	SSQ [m^3/s]	Σ SSQ [m^3/s]
R0	0	0.00	0.000	0.0000000	0.000000
R0	0.13	0.13	0.061	0.0011373	0.001137
P1	-	0.13	0.037	0.0006898	0.001827
R1	0.35	0.48	0.229	0.0042694	0.006097
P2	-	0.48	0.065	0.0012119	0.007308
R2	0.02	0.50	0.021	0.0003915	0.007700
P3	-	0.50	0.221	0.0041203	0.011820
R3	0.57	1.07	0.408	0.0076067	0.019427
L1	-	1.07	0.124	0.0023118	0.021739
R4	0.50	1.57	0.418	0.0077931	0.029532
P4	-	1.57	0.101	0.0018830	0.031415
R5	0.42	1.99	0.176	0.0032813	0.034696
R6	0.18	2.17	0.181	0.0033745	0.038071
P5	-	2.17	0.141	0.0026288	0.040700
R7	0.02	2.19	0.011	0.0002051	0.040905

Tabela 4.SNQ dla poszczególnych zlewni cząstkowych.

Lp.	Długość cieku L [km]	Σ L [km]	Powierzchnia Zlewni A [km^2]	SNQ [m^3/s]	Σ SNQ [m^3/s]
R0	0	0.00	0.000	0.00000000000	0.00000000
R0	0.13	0.13	0.061	0.00009825916	0.00009826
P1	-	0.13	0.037	0.00005959982	0.00015786
R1	0.35	0.48	0.229	0.00036887454	0.00052673
P2	-	0.48	0.065	0.00010470238	0.00063144
R2	0.02	0.50	0.021	0.00003382692	0.00066526
P3	-	0.50	0.221	0.00035598810	0.00102125
R3	0.57	1.07	0.408	0.00065720879	0.00167846
L1	-	1.07	0.124	0.00019973993	0.00187820
R4	0.50	1.57	0.418	0.00067331685	0.00255152
P4	-	1.57	0.101	0.00016269139	0.00271421
R5	0.42	1.99	0.176	0.00028350183	0.00299771
R6	0.18	2.17	0.181	0.00029155586	0.00328927
P5	-	2.17	0.141	0.00022712363	0.00351639
R7	0.02	2.19	0.011	0.00001771886	0.00353411

Następnie tworzymy wykresy profilu hydrologicznego dla poszczególnych przepływów.

Profil hydrologiczny dla SWQ przedstawiony został na wykresie nr 2, profil hydrologiczny dla SSQ przedstawiony na wykresie nr 3, profil hydrologiczny dla SNQ przedstawiony został na wykresie nr 4.

Wykres nr 2.Profil hydrologiczny dla SWQ.

Wykres nr 3.Profil hydrologiczny dla SSQ.

Wykres nr 4.Profil hydrologiczny dla SNQ.

3.6.Określenie zasobów gwarantowanych.

Mając policzone wartości z analogii na potoku Analog, sortujemy te wartości w jednej kolumnie od najwyższej do najmniejszej, w taki sposób wychodzi nam 10958 wierszy z wartościami przepływów dla naszej powierzchni zlewni do ujęcia cieku (gdzie moja wartość powierzchni zlewni do ujęcia wynosi 1.861 km²).

W następnej kolejności korzystając z poniższego wzoru, wyznaczamy z tej kolumny wartości dla przepływu gwarantowanego.

Gdzie:

n- liczebność ciągu,

g- gwarancja (od 0.80 do 1) co 0.01 czyli 20 wartości.

Przykład dla gwarancji 0.80:

Wyznaczone wartości zostały przedstawione w tabeli 5.

Tabela 5.Zasoby gwarantowane.

Gwarancja	Wartość E	Przepływ gwarantowany Qg [m^3/s]
0.80	8766	0.0081802
0.81	8876	0.0076690
0.82	8986	0.0076690
0.83	9095	0.0071577
0.84	9205	0.0071577
0.85	9314	0.0066464
0.86	9424	0.0066464
0.87	9533	0.0061352
0.88	9643	0.0061352
0.89	9753	0.0056239
0.90	9862	0.0056239
0.91	9972	0.0051126
0.92	10081	0.0051126
0.93	10191	0.0046014
0.94	10301	0.0040901
0.95	10410	0.0040901
0.96	10520	0.0035788
0.97	10629	0.0030676
0.98	10739	0.0025563
0.99	10848	0.0020451
1.00	10958	0.0005113

4.Określenie przepływu nienaruszalnego.

Przepływ nienaruszalny obliczamy korzystają z metody Kostrzewy:

Gdzie:

k- współczynnik (1.54)

SNQ- przepływ średni najniższy z wielolecia dla powierzchni zlewni do ujęcia wody.

[m³/s]

5.Wyznaczenie zasobów eksploatacyjnych w przekroju ujęcia wody.

Zasoby eksploatacyjne obliczmy korzystając z poniższego wzoru:

Gdzie:

Q_d - przepływ dyspozycyjny m³/s,

Q_g - przepływ gwarantowany m³/s,

Q_nn - przepływ nienaruszalny m³/s.

Przykład dla gwarancji 0.80:

[m³/s]

Wartości przepływów dyspozycyjnych przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6. Zasoby eksploatacyjne.

Lp.	Przepływ gwarantowany Qg [m^3/s]	Przepływ dyspozycyjny Qd [m^3/s]
0.80	0.0081802	0.003564
0.81	0.0076690	0.003052
0.82	0.0076690	0.003052
0.83	0.0071577	0.002541
0.84	0.0071577	0.002541
0.85	0.0066464	0.002030
0.86	0.0066464	0.002030
0.87	0.0061352	0.001519
0.88	0.0061352	0.001519
0.89	0.0056239	0.001007
0.90	0.0056239	0.001007
0.91	0.0051126	0.000496
0.92	0.0051126	0.000496
0.93	0.0046014	-0.000015
0.94	0.0040901	-0.000526
0.95	0.0040901	-0.000526
0.96	0.0035788	-0.001038
0.97	0.0030676	-0.001549
0.98	0.0025563	-0.002060
0.99	0.0020451	-0.002571
1.00	0.0005113	-0.004105

Mając już przepływy gwarancyjne oraz przepływy dyspozycyjne, możemy wykreślić wykres poszczególnych przepływów od gwarancji. Obrazuje to wykres nr 6.

Wykres nr 6.zależność gwarancji od przepływu dyspozycyjnego i gwarantowanego.

6.Wyznaczenie pojemności zbiornika wyrównawczego.

Na początku tego punktu, musimy wziąć przepływ dyspozycyjny najniższy dodatni, który mnożymy razy 86400s w celu zamienienia danej wartości na przepływ w m³/dobę.

[m³/dobę]

Mając wyznaczony przepływ dyspozycyjny najniższy na dobę (Qdn = Qz) gdzie Qz jest to tak samo ilość wody pobierana z ujęcia wody, trzeba wyliczyć ile osób/mieszkańców można zaopatrzyć w wodę. Norma zużycia wody wynosi 0.16 m³/m/dobę. Teraz liczymy ile osób/mieszkańców można zaopatrzyć w wodę.

liczba mieszkańców

mieszkańców

Dopływ wody liczymy ze wzoru:

[ m³/h]

Gdzie:

Qd- przepływ dyspozycyjny najniższy dodatni,

3600- ilość sekund w jednej godzinie,

Liczymy to dla gwarancji 0.92:

[m³/h]

[m³/h]

Rozbior wody liczymy ze wzoru:

Gdzie:

Qdn- przepływ dyspozycyjny najniższy,

Wr- współczynnik rozdziału wody.

Przykład dla godziny 0-1:

[m³/24h]

Otrzymawszy od wykładowcy dane ze współczynnikami rozbioru wody dla całej doby, korzystając ze wzorów na rozbiór wody, liczymy dla wszystkich godzin, oraz dopływ wody Następnie ze wskazaniami wykładowcy, liczymy poszczególne wartości: R, D, kolejno sumę dla R i sumę dla D.

Potem liczymy róźnicę wartości D-R oraz różnicę ΣD-ΣR.

Aby policzyć objętość wody, która będzie dopływać do zbiornika wyrównawczego, należy dodać do pierwszej wartości (D-R) dla godziny 0-1, współczynnik poczynając od 1, tak aby żadna wartość objętości w danej godzinie nie była ujemna. Mój współczynnik wynosi 2. W następnej kolejności z kolumny wartości ΣD-ΣR wyznaczamy objętość maksymalną (V') oraz objętość minimalną (V”). Mając wyznaczone wartości możemy obliczyć pojemność zbiornika wyrównawczego, dodając do siebie V', V” oraz współczynnik, który wynosi 2.

Wszystkie opisane wyżej wartości, przedstawiono w tabeli 7.

Tabela 7.

Pojemność zbiornik wyrównawczego:

m³

Wykres nr 7. Zmiana objętości zbiornika.

Wykres nr 8. Zależnośc dopływu od rozbioru.

7.Charakterystyka jakości wód objętych pozwoleniem wodno prawnym.

Z tabelki wykreśliliśmy barwę, zapach, zasadowość ogólną, wapń, azotyny, tlen rozpuszczony. Na podstawie rozporządzenia Ministra Środowiska w sprawie wymagań, jakimi powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane, do zaopatrzania ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, porównaliśmy nasze dane z rozporządzeniem, i tak oto moja woda ma kategorię A2.

Tabela 8. Temat nie wiadomy.

Lp.	Wskaźnik jakości wody	Jednostka	I	II	III	IV	Kategoria wody
1	Temperatura	^0C	3.2	3.2	4.6	16.4	A1
2	Odczyn	pH	7	7.1	7.4	7.9	A1
3	Żelazo ogólne	mg/l Fe	0.059	0.025	0.877	0.053	A2
4	Mangan	mg/l Mn	<0.02	<0.02	<0.072	<0.02	A1
5	Chlorki	mg/l Cl	<5	<5	5	<5	A1
6	Amoniak	mg/l NH4	0.026	ślad	0.026	ślad	A1
7	ChZT-Mn	mg/l O2	2.62	2.8	3.13	1.07	A1
8	BZT5	mg/l O2	1.2	1.5	1	0.3	A1
9	Azotany	mg/l NO3	2.8	3.2	4.2	3.8	A1
10	Siarczany	mg/l SO4	14	15	20	13	A1
11	Fosforany	mg/l PO4	0.03	0.05	0.1	<0.02	A1
12	Ołów	mg/l Pb	0.00113	0.00081	0.00405	<0.00050	A1
13	Cynk	mg/l Zn	<0.00005	<0.00005	<0.00005	<0.002	A1
14	Miedź	mg/l Cu	0.000007	0.000007	0.000007	0.002	A1
15	Chrom ogólny	mg/l Cu	n.w	n.w	0.02	n.w	A1
16	Kadm	mg/l Cd	<0.000002	0.00059	0.00093	<0.0020	A1
17	Liczba bakterii grupy coli	w 100 ml	186	135	189	423	A2
18	Liczba bakterii grupy coli typu kałowego	w 100 ml	13	2	15	132	A2

Na podstawie Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań, jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, oznaczyliśmy kategorię wody a także jakimi metodami powinna być ona uzdatniana. Kategoria A2 - woda wymagająca typowego uzdatniania fizycznego i chemicznego, w szczególności utleniania wstępnego, koagulacji, flokulacji, dekantacji, filtracji, dezynfekcji (chlorowania końcowego).

8. Wyznaczenie przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia w przekroju ujęcia wody.

8.1. Wyznaczenie spadku zlewni.

Aby obliczyć spadek mojej zlewni do ujęcia wody, trzeba na początku przedłużyć długość cieku głównego do najwyższego punktu leżącego w granicy mojej zlewni tz. sucha dolina. Następnie mierzymy długości cieku głównego do przekroju ujęcia wody razem z suchą doliną między warstwicami, co 10 metrów. Przedstawiamy to na wykresie, jako zależność wysokości n.p.m. do długości cieku (L+l) czyli L_max. Gdy mamy już zrobiony wykres, musimy teraz policzyć pola pod tym wykresem. Korzystamy ze wzoru na pole trapezu.

gdzie:

a,b- długości podstaw (w moim przypadku wysokości n.p.m.)

h- wysokość (w moim przypadku długości cieku pomiędzy warstwicami)

przykład obliczenia:

Z kolejnymi trapezami postępujemy podobnie zmieniając odpowiednio wartości.

Wyniki wszystkich pomiarów przedstawiono w tabeli 9.

Tabela 9.

	pole F [km•m]	Wysokość n.p.m [m]	Długość cieku [km]	Σ L+l [km]
F1	12.88	805	0.00	0.00
F2	12.38	800	0.05	0.05
F3	7.13	785	0.05	0.10
F4	9.20	780	0.03	0.13
F5	8.80	770	0.04	0.17
F6	12.60	760	0.04	0.21
F7	10.00	750	0.06	0.27
F8	7.60	740	0.05	0.32
F9	7.20	730	0.04	0.36
F10	10.20	720	0.04	0.40
F11	11.20	710	0.06	0.46
F12	7.50	700	0.07	0.53
F13	9.80	690	0.05	0.58
F14	14.30	680	0.07	0.65
F15	8.40	670	0.11	0.76
F16	6.60	660	0.07	0.83
F17	14.00	650	0.06	0.89
F18	6.30	640	0.14	1.03
F19	6.40	630	0.07	1.10
F20	11.20	620	0.08	1.18
F21	7.20	610	0.16	1.34
F22	6.00	600	0.12	1.46
F23	4.40	590	0.12	1.58
F24	2.70	580	0.11	1.69
F25	3.20	570	0.09	1.78
F26	1.20	560	0.16	1.94
F27	0.13	550	0.12	2.06
		545	0.05	2.11

Długość cieku do ujęcia = 2.01 [km]

Długość cieku do ujęcia + sucha dolina = 2.11[km]

Suma pól pod wykresem = 218.50[km•m]

Mając wyliczone pole powierzchni pod wykresem (F), możemy wyliczyć ΔH, korzystając ze wzoru:

207.11 m

Następnie wykonujemy sprawdzenie czy suma powierzchni pod wykresem się zgadza, a także czy dobrze policzyłem ΔH. Korzystamy ze wzoru na pole trójkąta:

gdzie:

a - w moim przypadku jest to długość cieku L_max (L+l)

h - w moim przypadku jest to wyznaczone ΔH

sprawdzenie:

= 218.50 [km•m].

Jak widać na sprawdzeniu wszystko wychodzi dobrze.

Obliczmy spadek zlewni ze wzoru:

‰

I_rl = 98.1559‰

Wszystko jest przedstawione na wykresie nr 9.

Wykres nr 9. Wykres spadku zlewni.

8.2.Wyznaczanie średniego spadku stoków.

Aby policzyć średni spadek stoków musimy na naszej mapce, konkretnie na naszej wyznaczonej zlewni, wyznaczyć warstwice, tak żeby w granicach naszej zlewni mieściło się od 4 do 5 warstwic. W mojej zlewni akurat mieści się 5 warstwic co 50 metrów. Następnie mając je zaznaczone na mojej zlewni, musimy zmierzyć ich długość pamiętając, że mierzymy je w granicach mojej zlewni do ujęcia wody. Gdy mamy je już zmierzone wystarczy podstawić to do odpowiedniego wzoru. Wyniki zostały przedstawione w tabeli 10.

Tabela 10.

warstwica n.p.m [m]	Długość warstwicy (kj) [km]
560	0.30
610	1.15
660	2.00
710	2.30
760	2.20

Σ k_j = 7.95 km.

Δh- różnica wysokości między warstwicami w moim wypadku 50 m.

A-powierzchnia zlewni do ujęcia wody w moim wypadku 1.861 km².

Postawiamy do wzoru:

=213.5948

‰

8.3.Wyznaczanie przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia za pomocą formuły opadowej.

8.3.1.Oblicznie hydromorfologicznej charakterystyki cieku do przekroju ujęcia.

Hydromorfologiczną charakterystykę koryta cieku do przekroju ujęcia oblicza się ze wzoru:

Gdzie:

L+l- długość cieku głównego do ujęcia wody wraz z suchą doliną [km], (2.11),

m- miara szorstkości koryta cieku z tabeli B2 (przyjmujemy 7),

I_rl- średni spadek zlewni [‰], (98.1559),

A- powierzchnia zlewni do ujęcia wody, (1.861),

φ- współczynnik odpływu, (przyjmujemy 0,88) z tabeli B7,

H₁- maksymalny opad dobowy o prawdopodobieństwie 1% [mm], (przyjmujemy 130),

Podstawiamy do wzoru i wychodzi nam, na razie nic nie trzeba interpolować.

8.3.2.Obliczanie hydromorfologicznej charakterystyki stoków.

Czas spływu po stokach t_s (tabela B4) określa się w zależności od hydromorfologicznej charakterystyki stoków Φs:

Gdzie:

l_s- średnia długość stoków [km],

m_s- miara szorstkości stoków odczytana za tabeli B5 (przyjmujemy 0,1),

I_rl- średni spadek zlewni [‰],(213.5948).

Gdzie:

p- gęstość sieci rzecznej

Gdzie:

L+l- długość dopływów wraz z suchymi dolinami [km],

A- powierzchnia zlewni do ujęcia wody [km²].

Aby podstawić do wzoru najpierw musimy policzyć gęstość sieci rzecznej, więc liczymy:

Następnie liczymy średnią długość stoków:

Mając już wyznaczoną średnią długość stoków, przechodzimy do najważniejszego parametru w tym punkcie, a więc obliczenia hydromorfologicznej charakterystyki stoków.

8.3.3.Wyliczanie wartości F1 z tabeli B3.

Mając już wyznaczony Φ_s z tabeli B4 odczytujemy wartość, niestety musimy t_s interpolować, ponieważ moja wartość znajduje się pomiędzy wartością 4.00 a 5.00.

Φs =	4.00	4.14	5.00
ts =	31.00	32.67	43.00

Po interpolacji t_s wyszedł 32.67.

Mając już Φ_r (17.11) i t_s,(32.67, interpolujemy wartość F1 z tabeli B3 gdzie H<700 m n.p.m. przedstawia to tabela 11.

Tabela 11. Interpolowane wartości

ts\ Φr	10.00	17.11	20.00
30.00	0.1400	0.1144	0.1040
32.67		0.1121
60.00	0.1040	0.0891	0.0830

Po interpolacji wartość F1 wychodzi w moim przypadku 0.1121.

8.3.4.Obliczanie przepływów maksymalnych rocznych o określonym prawdopodobieństwie.

Mając już wszystkie parametry (obrazuje to tabela 12) dla tabeli B1 [kwantyle rozkładu zmiennej] dla makroregionu „Karpaty” i dla regionu „2a” dla konkretnych prawdopodobieństw liczymy przepływ Qp.

Tabela 12. Wartości parametrów formuły opadowej.

f =	0.6
F1 =	0.1121
φ =	0.88
H1 =	130
A =	1.861
δj =	1

Tabela B1.

Karpaty 2a
Prawdopodobieństwo p [%]	λp
0.1	1.540
0.2	1.370
0.5	1.160
1.0	1.000
2.0	0.843
3.0	0.745
5.0	0.636
10.0	0.482
20.0	0.334
30.0	0.248
50.0	0.145

Następnie dla każdego kwantyla liczymy Qp ze wzoru:

Dla przykładu policzymy dla prawdopodobieństwa 0,1% λp :

m³/s.

Dla reszty postępujemy tak samo, wyniki przedstawiono w tabeli 13.

Tabela 13. Tabela przepływów o określonym prawdopodobieństwie.

Karpaty 2a
Prawdopodobieństwo p [%]	λp	Qp [m^3/s]
0.1	1.540	22.052101
0.2	1.370	19.617779
0.5	1.160	16.610674
1.0	1.000	14.319546
2.0	0.843	12.071378
3.0	0.745	10.668062
5.0	0.636	9.107232
10.0	0.482	6.902021
20.0	0.334	4.782728
30.0	0.248	3.551248
50.0	0.145	2.076334

Następnie na wykresie na osi X odkładamy wartości prawdopodobieństwa [%], na osi Y wartości przepływów o określonym prawdopodobieństwie [m³/s].

Wykres nr 10.Przepływy o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia do przekroju ujęcia wody.

9.Wyznaczenie krzywej przepływu dla przekroju ujęcia dla koryta naturalnego i progu ujęcia.

Wydatek przelewu liczymy ze wzoru:

Gdzie:

m₀- współczynnik wydatku,

b- szerokość przelewu (przyjąłem 1.70 m),

g- przyśpieszenie ziemskie (10 m/s),

H- grubość warstwy przelewającej się wody,

p- grubość progu (przyjmujemy 0.25 m),

Wartość grubości warstwy przelewającej przyjmujemy od 0.1 do wartości aż znajdziemy wydatek przelewu Q zbliżony dla naszego Qp 1%, aby to policzyć musimy zacząć od policzenia m₀ dla grubości warstwy, następnie liczymy wydatek przelewu.

Przykład dla grubości warstwy 0.1:

Dla następnych wartości liczymy identycznie, zmieniając odpowiednio wartości grubości warstwy przelewającej się wody. Wyniki przedstawiono w tabeli 14.

Tabela 14.

H	m0	Q [m^3/s]
0.10	0.49	0.12
0.20	0.48	0.33
0.30	0.49	0.61
0.40	0.51	0.97
0.50	0.52	1.41
0.60	0.54	1.91
0.70	0.56	2.5
0.80	0.58	3.16
0.90	0.60	3.9
1.00	0.62	4.73
1.10	0.64	5.64
1.20	0.66	6.63
1.30	0.68	7.71
1.40	0.70	8.88
1.50	0.73	10.14
1.60	0.75	11.49
1.70	0.77	12.93
1.80	0.79	14.48

Wykres nr 11. Krzywa wydatku przelewu.

10.Określenie wpływu gospodarki wodnej na wody powierzchniowe.

Zmodyfikowany przepływ niski oblicza się według wzoru:

gdzie:

NQ - najniższy przepływ w roku,

Q_z - ilość wody pobrana z ujęcia,

n - liczba lat.

Do policzenia zmodyfikowanego przepływu niskiego bierzemy wszystkie najniższe przepływy z roku ze sporządzonego wykresu, które są powyżej wartości przepływu nienaruszalnego Qnn. W moim wypadku jest tylko jedna w roku 1986.

Wartości najniższych przepływów w poszczególnych latach, przedstawia tabela 15.

Tabela 15.

	NQ [m^3/s]
2000	0.002556
1999	0.002045
1998	0.003068
1997	0.003068
1996	0.00409
1995	0.002556
1994	0.001841
1993	0.004601
1992	0.000511
1990	0.004601
1990	0.00409
1989	0.003068
1988	0.001176
1987	0.003068
1986	0.007158
1985	0.002556
1984	0.003579
1983	0.001534
1982	0.003579
1981	0.003579
1980	0.004601
1979	0.003068
1978	0.00409
1977	0.001534
1976	0.002045
1975	0.003068
1974	0.003068
1973	0.002556
1972	0.002045
1971	0.001534

Wykres nr 12. Najniższe przepływy w poszczególnych latach.

Zmodyfikowany przepływ niski:

11.Określenie stref ochronnych.

Strefy ochronne ujęć wody. Dla każdego ujęcia służącego do zbiorowego zao­patrywania ludności w wodę do spożycia oraz do produkcji żywności należy us­tanowić strefę ochrony sanitarnej, która jest obszarem poddanym zakazom i ograniczeniom w użytkowaniu gruntów i korzystaniu z wody. Obejmuje ona obszar ujęcia wody i tereny do niego przylegające. Określenie granic strefy och­rony sanitarnej wymaga dla każdego ujęcia odrębnych studiów i analiz, w któ­rych należy wziąć pod uwagę w zależności od rodzaju ujmowanej wody nastę­pujące elementy:

• dla wód podziemnych: budowę geologiczną, głębokość zalegania warstwy wodonośnej, kierunki i prędkości przepływu, cechy fizyczne, chemiczne i bakteriologiczne wody, wielkość i zasięg depresji, itp.,

• dla wód powierzchniowych: kształt, rozmiary i charakter zlewni, dane o wielkości przepływów wody oraz materiale wleczonym i unoszonym, da­ne opisujące stan i charakter wahań poziomu zwierciadła wody, własności fizyczne, chemiczne i bakteriologiczne właściwości wody, zidentyfikowa­nie źródeł zanieczyszczenia wody, itp.

Tereny ochrony sanitarnej dzielą się na tereny ochrony bezpośredniej i tereny ochrony pośredniej. Jak wspomniano, wielkość tych stref należy określić w dro­dze indywidualnych studiów i podane poniżej informacje mają charakter wskaź­nikowy.

Tereny ochrony bezpośredniej.

Obejmują one:

• część zbiornika wody w miejscu poboru wody,

• obiekty budowlane i urządzenia związane bezpośrednio z poborem wody,

• obiekty budowlane związane pośrednio z poborem wody w razie konie­czności usytuowania ich na terenie ujęć,

• część terenu przylegającego bezpośrednio do obiektów i urządzeń wy­mienionych powyżej.

Teren ochrony bezpośredniej powinien być ogrodzony w celu zabezpieczenia przed wejściem osób nieupoważnionych. Granice terenu ochrony bezpośred­niej na odcinkach przebiegających przez wody powierzchniowe należy ozna­czyć za pomocą znaków stojących lub pływających.

Zasięg terenów ochrony bezpośredniej dla ujęć wód powierzchniowych nale­ży tak określać, aby budowle i urządzenia związane z poborem wody i usy­tuowane na terenie ujęcia otoczone były pasem terenu o szerokości 15 - 25 m.

Tereny ochrony pośredniej. Tereny te są objęte ograniczeniami w użytkowa­niu gruntów i korzystania z wód, jeżeli to użytkowanie może spowodować, po­gorszenie jakości ujmowanych wód lub wydajności źródła.

Ograniczenia te obejmują:

• wprowadzanie ścieków do wód powierzchniowych lub podziemnych,

• wydobywanie kopalin i lodu oraz wycinanie roślin z akwenów wód powierzchniowych,

• pojenia bydła i trzody chlewnej,

• moczenia lnu, konopi, prania bielizny i kąpieli,

• rolniczego wykorzystania ścieków,

• grzebania zwierząt,

• urządzania obozowisk,

• postoju obiektów pływających,

• lokalizacji zbiorników i rurociągów do olejów i materiałów łatwopalnych.

Zewnętrzna granica terenu ochrony pośredniej powinna być określona w terenie poprzez umieszczenie tablic orientacyjnych w charakterystycznych punktach terenu (np. przy przecięciu się granicy ze szlakami komunikacyjnymi).

Zasięg terenu ochrony pośredniej dla ujęć wód powierzchniowych określa się biorąc pod uwagę:

• charakterystykę hydrogeologiczną źródła wody,

• zdolność samooczyszczania wody,

• kształt i rozmiar terenu ochrony bezpośredniej,

• zagospodarowanie obszaru otaczającego ujęcie wody.

Odległość granicy terenu ochrony pośredniej od miejsca ujmowania wody na­leży określać tak, aby była zapewniona w sposób trwały wody zgodnie z przepi­sami w sprawie norm dopuszczalnych zanieczyszczeń oraz zapewniona wydaj­ność źródła wody.

Granice stref ochronnych ujęć mogą być ustanawiane z urzędu lub na wnio­sek zainteresowanej jednostki przez wojewódzki organ administracji wodnej w porozumieniu z właściwym organem inspekcji sanitarnej i miejscowego plano­wania przestrzennego.

Teren w obrębie ujęcia wody zagospodarowany jest lasami. Nie ma żadnych budynków mieszkalnych, znajduje się droga, na terenie wyznaczonej zlewni znajdują się szlaki turystyczne.

12.Analiza wyników.

Tabela 16. Zestawienie wyników.

Dane parametru fizyczno-geograficznego		Dane parametru dla mojej zlewni
Oznaczenie	Jednostka
L	[km]	2.19
A	[km^2]	2.194
L do ujecia	[km]	2.01
A do ujęcia	[km^2]	1.861
l	[km]	0.10
Irl	‰	98.1159
Is	‰	213.5948
p	[km]	1.94
ls	[km]	0.2864
SWQ	m^3/s	0.6474
SSQ	m^3/s	0.0409
SNQ	m^3/s	0.0035
Qnn	m^3/s	0.0046165
Qz =Qd	m^3/s	0.000496
Qz = Qdn	m^3/dobę	42.8686
Norma zużycia wody	m^3/m/dobę	0.16
Ilość osób, które można zaopatrzyć w wodę		267
Qp1%	m^3/s	14.3195
Vzb	m^3	9.45
Jakość wody		A2

13. Wnioski.

Celem wykonania tego dokumentu było zaopatrzenie w wodę 50 pracowników firmy „Magiczny Excel”. Na podstawie obliczonych parametrów i wyliczenia ilości osób, które można zaopatrzyć w wodę, ujęcie jest w stanie zaopatrzyć 267 osób. Problem może wystąpić przy transporcie wody, choć przy dobrym zaprojektowaniu instalacji, stacji uzdatniania wody oraz sieci wodociągowej nie musi tak być. Określony w dokumencie pobór wody nie wpłynie negatywnie na organizmy bentosowe, żyjące poniżej ujęcia, ponieważ przy wyznaczaniu ujęcia posłużono się metodą Kostrzewy, która przewyższa przepływ SNQ. Planowane ujęcie będzie wydajne i nie doprowadzi zbytnio do zaburzenia równowagi ekosystemu na obszarze ujęcia wody.

---