Zlewnie zurbanizowane:

Gwałtowne spływy o dużych natężeniach

1.Uszczelnione i utwardzone powierzchnie(powodują intensywne spływy o dużych natężeniach.)

2.Ujęcie wód w szczelne systemy

Cecha negatywna: Zabudowa przecina naturalną drogę spływów.

Q = F * s * q, gdzie

F – powierzchnia

s – współczynnik spływu(0-1); dla terenów zielonych i leśnych(0,05-0,1); dla terenów zielonych(0,05-0,2); dla chodników(0,5-0,6); im bardziej utwardzone/mniej przepuszczalne, tym wyższe; dla ZJ ok0,4(przeważająca część zielona); dla ZW ok 0,6.

q – natężenie opadów; moźna wyliczyć, ale można też przyjąć; 130-150 $\frac{l*s}{\text{ha}}$

Ten wzór jest odpowiedni dla małych zlewni utwardzonych

Opracowany przez Błaszczyka

Q = qΨF, $q = 470\sqrt[3]{\frac{c}{t^{2}}}$, , gdzie

Ψ - wsp spływu

c – częstotliwość występowania opadu

t-czas trwania opadu; przyjmujemy 10-15min jako najbardziej niekorzystne

Wzór normowy na natężenie $q = 15,347\frac{A}{t_{m}^{0,667}}$

A – stała zależy od prawdopodobieństwa opadu i od rejonu kraju(rocznej sumy opadów)

t_m - czas trwania deszczu – przyjmujemy min - 10min(600s)

Przepust projektu - na 100letni deszcz, chociaż to może nie być prawdą w zależności od ważności budowy.

- autostrady na wodę 10-letnią, drogi krajowe – 5letnią

Forma umocnień wylotów:

Obrukowanie – kamienie z cementem

Gabiony – kamień drutem; mogą być materace(płaskie), kosze; (nazwa polska: kosze/matetace siatkowo-kamienne, międzybaridiwa, to gabion); druty mogą być prostokątne-zgrzewane; dawniej i prawidłowo – sześciokątne z 3 skrętami; można używać kamieni polnych, albo łamanych; jest uznawany jako ekologiczny;

1. Płyty z kamiennym ażurowaniem –płyty typu Eko

Retencja

Zbiornikowa(zbiorniki otwarte, zb podziemne zamknięte)

Kanałowe

Gruntowe – bardzo ważna rola, ok 30% wody w gruncie

Dolinowa – doliny V – kształtne w Sudetach; w dolinach woda zbiera sie naturalnie; my możemy wybudować w dolinach przegrody, które podpiętrzają wodę

Wodowskazy

Wodowskaz

ciemne kolory to 1,3 i 5

Tło wodowskazu:

1. Białe – plastikowe

Marginesy:

1. Czarne

2. Niebieskie – stany ostrzegawcze

3. Czerwone – stany alarmowe

SNW – średnia niska woda

Powódź – wezbranie, które przybiera formę zjawiska powodującego straty.

Obserwacje na posterunkach wodowskzowych prowadzone są codziennie przez IMGiW

7,13,19 – ważniejsze; 7 – reszta

Liminigrafy – do pomiaru poziomu wody. Obecnie prowadzone elektromagnetycznie. Na każdym posterunku powstaje hydrogram.

Każdy z wodowskazów ma określony niwelacyjnie poziom „0”

24 VI – święto Janka; 25 VII – Jakuba

$v = \frac{1}{n}*{R_{n}}^{\frac{2}{3}}*I^{\frac{1}{2}}$ Q = F * v

n- wsp. szorstkości

!na rzekę należy patrzeć jak na przewód

H(n) stany rzeki są informacją niepełną. Znacznie lepsze do oceny są przepływy.

H(t) HQ; H(Q) krzywa przepływu(krzywa konsumpcyjna)

Pomiary Q wykonywane przez ekipę IMGiW. Najwięcej pomiarów w strefie stanów niskich i średnich.

H_max,obs – maksymalne, obserwowane w ogóle

Q_max,obl – obliczeniowe z przedłuzonej krzywej przepływu w oparciu o hydrologiczno – statyczne (ekstrapolacja)

Przekrój batymetryczny

Dzisiaj motorówka z echosondą

Q=Fv (v_śr)

bryła przepływu

$\sum_{}^{}{Q_{i} = Q}$

$\frac{v}{P} = \varphi$; P – opad, φ -wsp. odpływu

Wpływ zbiorników retencyjnych na środowisko

-Zmiana krajobrazu

-Zmiana przepływów w rzece – przepływy sterowane

-Podpiętrzenie wody – powoduje zalanie znacznych powierzcni(zatapia określone grupy roślin, tereny uprawne, obiekty historyczne, cmentarze, wcześniejszą infrastrukturę techniczną – nadziemną i podziemną)

-Przecięcie szlaków wędrówki zwierząt

-Powstanie znacznych powierzchni wody, powodujące zmiany lokalnego mikroklimatu

-Pojawienie się nowych roślin i zwierząt, przy wyginięciu niektórych wcześniej występujących

-Zmiana warunków wodnych w gruncie

-Uniemożliwienie dla niektórych gatunków ryb wędrówkiPrzekładka – kanał z przegrodami; woda przelewa się przez okienka w przegrodach; patrząc od góry okienka ustawione są na przemian; niektóre ryby przepływają przez okienka, ale inne przeskaują górą więc należy obniżyć górę, żeby im to umożliwić,

-Wprowadzanie do środowiska elementu uszczelniającego(folie, powłoki chemiczne, konstukcje sztywne-stalowe, żelbetowe,

-Zmiany warunków środowiskowych w okresie budowy i eksploatacji poprzez czynności budowlane np obniżenie poziomu wód gruntowych

Wpływ stopnia wodnego na środowisko

-Zagrożenie bezpieczeństwa całego stopnia i zbiornika – możliwość uszkodzenia i zalania terenów zlokalizowanych poniżej wraz z osiedlami mieszkalnymi

-Włączenie w środowisko ciężkich konstrukcji częst kłócących się z krajobrazem

Obiekty hydrotechniczn mają klasy od 1do4; 1 - największe i najważniejsze(mogą powodować największe szkody(dodatkowy wsp bezpieczeństwa 1,4); 4- małe i stosunkowo niegroźne; przy projektowaniu musimy przyporządkować do klasy, aby przyjąć odpowiednie współczynniki bezpieczeństwa. W budowlach hydrotechnicznych bierze się pod uwagę nie tylko ich kontrukcję, ale też zagrożenie dla życia i mienia ludzi.

Wpływ budowy zbiorników na rzeki:

Zmiana trasy korytarza

Zabudowa techniczna brzegów, likwidacja wysp, zakoli

Zmiana roślinności przybrzeżnej

Likwidacja okresowego zalewania terenó rolnych, a tym samym nanoszenia urodzajnych namułów(bardzo drobne frakcje ilaste i pylaste+części organiczne)

Budowa wodociągów, kanalizacji i oczyszczalni ścieków(zaleta)

Krzywa konsumpcyjna - krzywa przepływu, związek H-Q; im wyżej tym więcej pomiarów; naturalne są nieustalone

Wszystkie przepływy są uzależnione od czasu – nie są stałe

Strefa zjawisk ustalonych - łatwo da się ustalić i ulegają szybkim zmianom

Zmiany dzielimy na:

Stałe

zmniejszenie szerokości koryta – zw. wody podniesie się

Chwilowe

Np. powódźH₁ – stan wody przed powodzią

H2-stan wody po powodzi; często po powodzi zostaje zmieniona morfologia dna

1. Okresowe

2. Sezonowe

   1. Zmniejszenie przepływu między wiosną, a latem. Zjawisko zarastania koryta roślinnością;

   2. Jesień – Zima; Zima – Wiosna

Czasem chwilowe włącza się do okresowch

Wzór Cheezy-Manninga

$$Q = \frac{1}{n}R_{h}^{\frac{2}{3}}I^{\frac{1}{3}}$$

R_u R_u(H)

Uproszczenie:

$\overset{\overline{}}{H}$ – głębokość średnia – głębokość, która pomnożona przez szerokość rzeki w lustrze wody da nam takie samo pole przekroju poprzecznego jak pole rzeczywiste wynikające z morfologii

$$F = \int_{0}^{\text{Bz}}\text{hdy} = \overset{\overline{}}{H}*Bz$$

Bz = ∫dy

$$H = \int_{0}^{\text{Bz}}\text{hdy}:Bz = \frac{\int_{0}^{\text{Bz}}\text{hdy}}{\int_{}^{}\text{dy}}$$

$R_{h} = \frac{H*B}{2H + B}\ |:B = >$

$R_{h} = \frac{H}{\frac{2H}{B} + 1} = > R_{h} \approx H(glebokosc\ srednia)$; 2H/B <<1, dużo mniejsze od 1

Koryto można traktować jako szerokie, gdy:

B ≥ 30H najstarsi autorzy
B ≥ 20H w zależności od autora najmłodsi autrzy
𝐵≥15𝐻 prof. Mitosek

$Q = \frac{1}{n}R_{h}^{\frac{2}{3}}I^{\frac{1}{3}}$ $H = {(\frac{Q*n}{I^{\frac{1}{2}}}\ )}^{\frac{3}{2}}$

Punkt Załamania Krzywej Konsumpcyjnej

Gdy cały przepływ odbywa się w korycie głównym to jest to przepływ w korycie jednolitym. Gdy przepływ odbywa się ponad korytem głównym to jest to przepływ w korycie wielodzielnym.

W każdej ze stref prędkości przepływu są bardzo różne

Przykład obliczeniowy. Wypełniający na równo

$Q = \frac{1}{n}R_{h}^{\frac{2}{3}}I^{\frac{1}{3}}$; n i I const

$Q_{2} = \frac{1}{n}I^{\frac{1}{2}}\left( \frac{F + dF}{O_{z} + \text{dO}_{z}} \right)^{2/3}$

Przyrost dF – mały; przyrost dO_z - olbrzymi

Stan wzrósł, a przepływ obliczeniowy zmalał

Wniosek: koryta trzeba liczyć jako wielodzielne jeżeli woda wychodzi poza granice koryta głównego(nie wolo nam uśredniać)

Zazwyczaj wszystkie przekroje dużych rzek są przekrojami wielodzielnymi.

$Q = \sum_{1}^{3}Q_{i}$

Dalej występuje strefa wód... relacja stan-przepływ nie jest funkcją(relacją wzajemnie równoznaczną; w okresie .. nic się nie dzieje, a w przepływach nieustalonych tworzy pętlę histerezy – dla początkowej fazy wezbrania(szybkkozmiennego zjawiska nieustalnonego) mamy Q_{początku fali}>Q_końcafali

Liniowe zadanie najmniejszych kwadratów(LZNK) – wyszukiwanie takiej krzywej, aby odległości od niej wszystkich punktów pomiarowych była jak najmniejsza; (kwadratów – aby zredukować ujemne odległości)

Krzywe Sumowe

Badając ilość wody przepływającą przez przekrój wodowskazowy musimy:

$${V = Q*t\backslash n}{\left\lbrack m^{3} \right\rbrack = \lbrack\frac{m^{3}}{s}s\rbrack}$$

t_k – moment kulminacji

V(t) = ∫_t0^tQ(t) * t

Q_z - przepływ zimowy

Q_l – przepływ letni; V – objętość spływu z terenu zlewni

$\frac{V}{A}\ \left\lbrack \frac{\text{km}^{3}}{\text{km}^{2}} \right\rbrack = \left\lbrack \text{mm} \right\rbrack = \psi$ - grubość warstwy spływu

P – opad roczny [mm]

$\frac{P}{\psi} \leq 1$ - współczynnik odpływu ze zlewni/wsp. spływu obliczane z tabeli „rodzaj pokrycia i spadku”