Hydrologia Inżynierska 2014/15
Zakres wiadomości z wykładu obowiązujący do kolokwium zaliczeniowego
Schemat krążenia wody w przyrodzie
Równanie bilansu wodnego
Bilans wodny - jest to zrównoważenie przybytków i ubytków wody w określonej
przestrzeni i w określonym czasie.
P = H+S+ΔR
P - opad
H - odpływ
S - straty
R - różnica retencji
Uproszczony bilans dla Polski (średni opad w mm/rok; główne składowe w %)
Średni opad: ok. 617mm/rok
Przychód wody - 97,3% opady atmosferyczne, 2,7% z rzek płynących z zza granicy
Ubytek wody - Parowanie/transpiracja 70%, Odpływ powierzchniowy 13%, odpływ podziemny 17%
Intensywność opadu - jak się ją oblicza i jaka występuje prawidłowość dla maksymalnych intensywności.
I = P/T [mm/min]
I - natężenie opadu
P - Opad w mm.
T - czas w min.
Maksymalne intensywności opadów cechują się wysokim opadem i krótkim czasem opadu.
Zależność pomiędzy prawdopodobieństwem a powtarzalnością w latach (np. prawdopodobieństwo opadu zdarzającego się raz na 5 lat).
(Nie jestem pewny czy dobrze odczytałem ten wykres ale chyba to leci tak)
Co 1 rok - 100%
Co 2 lata - 50%
Co 3 lata - 34%
Co 4 lata - 26%
Co 5 lat - 20%
Co 7 lat - 15%
Co 10 lat - 10%
Co 20 lat - 5%
Co 30 lat - ok. 3%
Co 40 lat - 2,6%
Co 50 lat - 2%
Co 75 - 1,5%
Co 100 - 1%
Co 200 - 0,5%
Co 300 - ok. 0,3%
Co 400 - 0,25%
Co 500 - 0,2%
Co 750 i 1000 - >0,2%
Czynniki wpływające na wielkość infiltracji
Wysokość opadów atmosferycznych
Rozkład opadów w czasie - intensywność opadów
Temperatura i wilgotność powietrza
Przepuszczalność ośrodka gruntowego
Nachylenie powierzchni terenu (teren płaski = brak spływu powierzchniowego)
Pokrycie szatą roślinną ( gęsta szata = mniejszy odpływ powierzchniowy
Zagospodarowanie terenu
Osiedlowo/przemyslowe - mniejsza infiltracja
Rolnicze - większa infiltracja
Leśne - zatrzymanie spływu powierzchniowego ale duża transpiracja
Przemarzanie gruntu (zmniejszenie przepuszczalności = zanik infiltracji)
Stopień nasycenia wodą porów ośrodka gruntowego
Działalność człowieka
Metody pomiaru natężenia przepływu (bezpośrednie, pośrednie)
Bezpośrednie (stosujemy dla małych cieków i wypływów źródłowych, proste i łatwe metody wykonywania pomiarów)
Wolumetryczna
Metoda wykorzystująca przelewy (przegrody)
Metody chemiczne i kolometryczne (wprowadzamy do wód rzeki znacznik np. NaCl - metoda chemiczna, albo Fluorosceine - metoda kolometryczna)
Pośrednie (wieloparametrowe, opierają się na określeniu kształtu i powierzchni przekorju poprzecznego koryta rzeki oraz na pomiarze prędkości przepływu w określonych punktach tego przekroju)
Punktowa (za pomocą młynka hydrometrycznego)
Odcinkowa (za pomocą pływaków)
Q=AVa
A - pow. Przekroju
V - prędkość pływaka
a - współczynnik redukcyny (0,5-0,9) zależy od szorstkości dna i głębokości koryta
Stream Pro ACDP(Acoustic Doppler Current Profile) dla bardzo dużych rzek, typ sonaru, mierzy caly slup wody pod sobą
Stan wody - jak mierzymy.
Wodowskazy
Limnimetry (rejestracja zmian poziomu wody w czasie)
Krzywa natężenia przepływu (krzywa konsumpcyjna)
Związki wodowskazów.
Związek wodowskazów - związek wodowskazów ukazuje zależność między stanami wody zaobserwowanymi na dwóch wodowskazach, które to znajdują się na tej samej lub sąsiedniej rzece. Związek wodowskazów ma zastosowanie przy korekcie odczytanych stanów wody przez obserwatora. Błędy te wykrywane są za pomocą wykresów kontrolnych.
Krzywa przepływu!!! Przypadki zmiany kształtu, równanie Harlachera, punkt denny
Krzywa natężenia przepływu - posiada związek między stanem wody w rzece (H) a przepływem (Q)
Q = f(H)
Q = a(H- B)n - Równanie Harlechera
B - punkt denny, wyznaczamy metodą Głuszkowa (Na odręcznie wykonanej krzywej wybieramy dwa możliwie najbardziej odległe od siebie punkty
o współrzędnych (H1, Q1) i (H2, Q2). Obliczamy średnią geometryczną Q3 = Q1Q2 oraz z wykresu odczytujemy stan wody H3. Jeśli wartości par współrzędnych podstawimy do równania ogólnego (2), otrzymamy 3 równania szczególne, w których za Q3 podstawiamy Q1Q2 i po prostych przekształceniach otrzymujemy:
B= (H32 - H1*H2)/(2H3-H1-H2)
Stany i przepływy charakterystyczne główne - nazwy, skróty. Jak się je wyznacza mając dane i przy ich braku. Przepływy konwencjonalne. Przepływ nienaruszalny.
Przepływy charakterystyczne główne:
WQ - wysoki przepływ
NQ - niski przepływ
SQ - średni przepływ ZQ - zwykły przepływ
Metody wyznaczania
Z danymi
Metoda bezpośrednia - stosowana do rzek mających odpowiednio długie obserwacje przebiegu stanów wody pomiary hydrometryczne, pozwalające na sporządzenie zbiorów wartości przepływów dla wielolecia
Brak danych
Pośrednia (analogii hydrologicznej) - stosowana gdy brakuje wystarczających materiałów hydrologicznych (krótkie okresy obserwacji, brak bezpośrednich pomiarów)
Przepływ żeglowny - przepływ minimalny oraz maksymalny przy którym można żeglować
Przepływ dozwolony - rzeka wezbrała ale nie ma szkód powodziowych
Przepływ dopuszczalny - przepływ na którego poziomie musi być zrzut wody ze zbiorników retencyjnych
Przepływ nienaruszalny - (Qn) - Jest gwarantowany przez wody podziemne, jest utrzymywany aby była możliwość rozcieńczenia ścieków. Pobór wody nie może przekraczać poziomu zasobów dyspozycyjnych i wkraczać w poziom przepływu nienaruszalnego.
Kryteria określania Qn
Hydrobiologiczne (Qnh)
Ochrony ekosystemu (Qns)
Krajobrazowe (Qnk)
Qn=MAX(Qnh,Qns,Qnk)
Małe zlewnie - kiedy i dlaczego powstają w nich WWQ.
WWQ w zlewniach powstaje na wskutek długich opadów, kiedy czas opadu jest dłuższy bądź równy z czasem, w którym woda z najdalszych zakątków zlewni spłynie do jej granicy. (To są te izochromy co były na ostatnim wykładzie). W małych zlewniach łatwiej o WWQ ponieważ deszcz nie musi być długi aby go spowodować.
Możliwość wyznaczania Hg z hydrogramu graficznie.
Hq - odpływ podziemny
Możemy go wyznaczyć graficznie z hydrogramu gdyż
Hg ~ SNQm (średni niski przepływ miesięczny)
Parametry wezbrań i niżówek. Czas trwania niżówek.
Parametry wezbrań
NWQ
ZWQ
SWQ
Qmax - przepływ maksymalny
Tw - czas trwania wezbrania
Qśrw - przepływ średni wezbrania
Vw - objętość wezbrania
SWWr - wezbranie wielkie, zalanie równiny zalewowej
NWW - wezbranie zwykłe, podtopienie równiny
Parametry niżówek
WNQ
ZNQ
SNQ
Qmin - przepływ minimalny, najniższy
tn - czas trwania niżówki
Qśrn - przepływ średni niżówki, odnosi się do natężenia przepływu
Vw - objętość (niedobór) niżówki
SNWr - niżówka głęboka
Czas trwania
Niżówka musi trwać minimum 10 dni. Niżówka może być jedynie przerwana i kontynuować się gdy przepływ ponownie spadnie poniżej Qgn (na rys. = SNQ). SSQ decyduje czy niżówka się skończyła czy przerwała.
Wyszukiwarka