1. Wyznaczenie średniej wysokości opadu za okres styczeń – październik 1969 roku dla dorzecza rzeki Dunajec
Lp | Posterunek | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1. | Dolina Chochołowska | 29 | 45 | 7 | 23 | 42 | 242 | 147 | 178 | 21 | 49 |
2. | Witów | 19 | 42 | 21 | 36 | 77 | 162 | 133 | 189 | 15 | 46 |
3. | Kasprowy Wierch | 77 | 100 | 43 | 78 | 93 | 280 | 157 | 340 | 22 | 72 |
4. | Kuźnice | 56 | 60 | 32 | 62 | 95 | 252 | 138 | 316 | 26 | 66 |
5. | Zakopane | 31 | 47 | 17 | 30 | 69 | 197 | 124 | 214 | 17 | 51 |
6. | Poronin | 32 | 37 | 23 | 21 | 70 | 150 | 85 | 172 | 19 | 35 |
7. | Nowy Targ | 27 | 40 | 16 | 22 | 56 | 141 | 77 | 133 | 26 | 42 |
8. | Łysa Polana | 51 | 48 | 24 | 53 | 69 | 240 | 107 | 307 | 41 | 61 |
9. | Łapsze Niżne | 31 | 31 | 17 | 32 | 63 | 118 | 57 | 112 | 25 | 45 |
10. | Szczawnica Zdrój | 28 | 44 | 14 | 29 | 50 | 143 | 47 | 148 | 10 | 37 |
11. | Ochotnica Dolna | 26 | 25 | 26 | 25 | 42 | 323 | 63 | 122 | 6 | 62 |
12. | Jazowsko | 11 | 28 | 16 | 18 | 46 | 111 | 52 | 148 | 11 | 45 |
13. | Wojkowa | 27 | 35 | 22 | 44 | 62 | 117 | 61 | 123 | 7 | 47 |
14. | Huta | 30 | 22 | 29 | 46 | 68 | 186 | 81 | 215 | 17 | 57 |
15. | Muszyna-Zdrój | 29 | 31 | 14 | 30 | 43 | 85 | 65 | 113 | 6 | 41 |
16. | Piwniczna | 30 | 41 | 22 | 40 | 57 | 115 | 63 | 156 | 9 | 60 |
17. | Brzezna | 24 | 25 | 15 | 24 | 65 | 131 | 91 | 132 | 9 | 48 |
18. | Nowy Sącz | 27 | 30 | 26 | 22 | 46 | 142 | 60 | 140 | 9 | 40 |
19. | Zawadka | 42 | 27 | 22 | 31 | 64 | 135 | 80 | 157 | 19 | 49 |
20. | Gruszowiec | 29 | 28 | 28 | 33 | 66 | 217 | 89 | 247 | 26 | 63 |
21. | Piekiełko | 37 | 27 | 22 | 31 | 52 | 172 | 70 | 230 | 11 | 47 |
22. | Czchów | 41 | 26 | 26 | 31 | 64 | 91 | 57 | 148 | 12 | 37 |
23. | Brunary | 20 | 19 | 25 | 40 | 32 | 120 | 98 | 218 | 20 | 37 |
24. | Jasienna | 39 | 32 | 38 | 39 | 43 | 113 | 66 | 194 | 6 | 44 |
25. | Tarnów | 26 | 21 | 32 | 22 | 59 | 120 | 79 | 141 | 8 | 30 |
26. | Żabno | 26 | 28 | 31 | 19 | 42 | 110 | 63 | 138 | 10 | 34 |
Średnie miesięczne Hr [mm] | 32,5 | 36,11538 | 23,38462 | 33,88462 | 59,03846 | 162,0385 | 85 | 181,9615 | 15,69231 | 47,88462 | |
Średnia miesięczna w skali roku Hr [mm] | 67,75 |
2. Wyznaczenie wartości SQ0 dla ujściowego przekroju rzeki
2.1 Powierzchnia zlewni i powierzchnia dorzecza Dunajca F [km2]
Dunajec: F0 = 6804
Żabno: F1 = 6748
Czchów: F2 = 5335
2.2 Wartości SQ
Wodowskaz | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | $$\mathbf{\text{SQ\ }}\left\lbrack \frac{\mathbf{m}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{s}} \right\rbrack$$ |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Żabno | 30,9 | 40,8 | 58,8 | 70 | 70,7 | 80,5 | 82,8 | 74,9 | 37,9 | 22,5 | SQ1 = 56, 98 |
Czchów | 25 | 29,9 | 45,7 | 47 | 57,3 | 70,8 | 71,4 | 59,1 | 35,7 | 19,8 | SQ2 = 46, 17 |
2.3 Wyznaczenie SQ w przekroju wyjściowym
$$\frac{SQ_{1}}{SQ_{2}} = \left( \frac{F_{1}}{F_{2}} \right)^{p}$$
$$p = \frac{\text{logS}Q_{1} - logSQ_{2}}{\log F_{1} - logF_{2}}$$
$$p = \frac{log56,96 - log46,17}{log6748 - log5335} = \frac{1,755 - 1,664}{3,829 - 3,727} = \frac{0,091}{0,102} = 0,892$$
$$SQ_{0} = SQ_{1} \bullet \left( \frac{F_{0}}{F_{1}} \right)^{p}$$
$$SQ_{0} = 56,98 \bullet \left( \frac{6804}{6748} \right)^{0,892} = 56,98 \bullet 1,007 = 57,4\ \left\lbrack \frac{m^{3}}{s} \right\rbrack$$
3. Wyznaczenie wartości współczynnika odpływu
3.1 Wartość współczynnika odpływu
$$\propto = \frac{SQ_{0} \bullet 365 \bullet 8640}{12 \bullet H_{r} \bullet F_{0}}$$
$$\propto = \frac{57,40 \bullet 365 \bullet 8640}{12 \bullet 0,06775 \bullet 6804000000} = \frac{1810166400}{553165200} = 0,327 \approx 0,33$$
3.2 Porównanie wyniku z wartością współczynnika odpływu według Iszkowskiego, Pareńskiego i Kellera
Według Iszkowskiego:
Dla gór (Beskidy): ∝ = 0, 5
Według Pareńskiego:
Wzór ogólny: $\propto = e^{- \sqrt[n]{\text{aF}}}$
Dla średnich gór: n = 4, 3 a = 5, 5 • 10−6 F − powierzchnia dorzecza
$$\propto = e^{- \sqrt[{4,3}]{5,5 \bullet 10^{- 6} \bullet 6804}} = 0,63$$
Według Kellera:
$$\propto = 0,942 - \frac{405}{H_{r}}\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ H}_{r} - opad\ roczny$$
$$\propto = 0,942 - \frac{405}{813} = 0,44$$
Podsumowanie:
Według posiadanych pomiarów wysokości opadu, powierzchni zlewni i dorzecza wartość współczynnika odpływu ∝ równa się 0, 33. Porównując ten wynik z wartościami współczynnika uzyskanymi według Iszkowskiego (∝ = 0, 5), Pareńskiego(∝ = 0, 63) i Kellera(∝ = 0, 44) zauważamy,że żaden z otrzymanych wyników nie pokrył się z naszą uzyskaną wartością ∝.
Współczynnik odpływu według Kellera uzyskał najbardziej zbliżony wynik do osiągniętego przez nasz współczynnika. Różnica między wynikami wyniosła 0, 11. Natomiast wartość współczynnika odpływu według Pareńskiego była najmniej odzwierciedlona. Różnica miedzy uzyskanym wynikiem, a naszym współczynnikiem ∝ jest prawie dwukrotna i wyniosła aż 0,30.
4. Wnioski
Mimo tego, że nasze obliczenia wyglądają na przeprowadzone prawidłowo, to tak nie jest. Nie można stosować średniej opadów (niektóre posterunki zostały pominięte, a dwa miesiące zostały zupełnie wykreślone), tylko należałoby użyć metody izohiet lub Thissena.
Należałoby mieć również średni przepływ tuż przy ujściu. Jednakże zaniedbując te nieprawidłowości, obliczyliśmy wartość współczynnika odpływu ∝, który jest równy 0,33. Dlaczego współczynnik odpływu różni się dość znacząco od współczynników wyznaczonych przez Iszkowskiego, Pareńskiego lub Kellera? Otóż ma na to wpływ kilka czynników.
Po pierwsze wynika to z geologii i ukształtowania terenu. Każda rzeka jest inna, płynie w innym terenie, ma różnie ukształtowane dorzecza, nachylenie a także płynie nad różnymi rodzajami skał. Dlatego też nie da się stworzyć uniwersalnego wzoru, sposobu określenia wartości współczynnika odpływu. Oznacza to, że współczynnik ∝ wyznaczony sposobem Iszkowskiego, Pareńskiego lub Kellera nie musi być prawidłowy dla niektórych rzek.
Mimo iż rzeka płynie w większości w górach, to współczynnik odpływu wyznaczony obliczeniowo jest stosunkowo mały. Może być to spowodowane szerokością koryta rzeki. Im szersze, tym parowanie powierzchniowe jest silniejsze. Z parowaniem wiążą się również prędkości przepływu wody. A ta jest zmniejszana przez kamieńce znajdujące się na dnie cieku.
Kolejnym powodem są prawdopodobnie zalesione brzegi Dunajca. Podczas deszczu woda zamiast trafiać bezpośrednio do rzeki zostaje „podebrana” przez drzewa. A im mniej wody, tym rzeka płynie wolniej.
Następny powód to nachylenie rzeki: spadek w górnym odcinku rzeki wynosi 20%, w środkowym biegu już tylko 3,3%, a w dolnym zaledwie 1%, co jak na rzekę górską jest naprawdę niedużo.