Krzywa natężenia przepływu a przepływy ekstremalne

• Autorzy: Ozga-Zieliński B. , Szkutnicki J. , Chudy Ł.

Warianty tytułu

EN

Rating curve and extreme flows

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mimo stałego rozwoju metod pomiarowych krzywa natężenia przepływu pozostaje wciąż pod¬stawowym narzędziem wyznaczania wartości przepływów chwilowych. Jej poprawność zależy od dobrze wykonanych jednoczesnych pomiarów przepływu i stanu wody. Chociaż w ostatnich latach nastąpił duży postęp w możliwościach pomiarowych dostępnego sprzętu hydrometrycznego, w wielu stacjach wodowskazowych nie ma danych pomiarowych w zakresie wielkich przepływów. Dotyczy to szczególnie strefy wielkich przepływów w rzekach o rozległych terenach zalewowych i zmieniających się warunkach hydraulicznych oraz w rzekach górskich, w których występują duże prędkości i rwący ruch wody. Brak danych pomiarowych powoduje konieczność ekstrapolacji krzywej przepływu w jej górnym przebiegu. W warunkach Polski ekstrapolacja krzywych przepływu w wielu przypadkach przekracza znacznie normy ISO. Obecnie wzrasta zapotrzebowanie na coraz dokładniejsze określanie charakterystyk przepływów, szczególnie ekstremalnych. Podyktowane jest to rozwojem gospodarczym, intensyfikacją budownictwa wodnego i lądowego, zagospodarowywaniem terenów zalewowych i osłony przeciwpowodziowej. Przepływy maksymalne są podstawą do wyznaczania przepływów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia, które z kolei wykorzystywane są do projektowania obiektów gospodarki wodnej. Przepływy maksymalne i odpowiadające im stany wody są najważniejszymi charakterystykami do wyznaczania stref zagrożenia powodziowego. Artykuł poświęcony jest przede wszystkim weryfikacji wartości przepływów ekstremalnych na Wiśle, Bugu i Sanie, ale jest on również podsumowaniem wieloletnich badań autorów, prowadzonych w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowym Instytucie Badawczym. W artykule wykazano zaistniałe zmiany zdolności przepustowej koryt rzecznych i ich możliwy wpływ na zakres stref zagrożenia powodziowego. Zaproponowano również rozwiązania natury metodycznej dotyczące wyznaczania krzywych natężenia przepływu.

EN

In spite of continues development of measurement methods, the rating curve is still fundamental tool for determining of instantaneous flows. Its reliability depends on well-done simultaneous measurements of water stages and discharges. Although recently significant development of capabilities of available instruments is observed, there is no data of big flows in many gauging sites, in particular for rivers with large floodplains and mountain rivers with rapid flow. Lack of data is the cause of extrapolation of upper parts of rating curves. Currently there is a growing demand for welldeterminate characteristics of extreme flows. It is dictated by development of economy, intensification of water and land structures building, floodplain-use and flood protection. The maximum flows are basis of maximum flood with T-year return period estimation and in consequences the basis of water management structures designing. The maximum flows and corresponding water stages are crucial characteristics for flood protection zones determination. Krzywa natężenia przepływu a przepływy ekstremalne. In the paper there are methods and examples of rating curves construction and employment. The paper represents long-standing research and experience of authors in construction of rating curves and in estimation of design flows.

Słowa kluczowe

PL

krzywa natężenia przepływu; ekstrapolacja; przepływ; przepływ ekstremalny; stan wody; czynniki kontrolujące; przekrój poprzeczny; teren zalewowy

EN

rating curve; extrapolation; flow; extreme flow; water stage; control; cross section; floodplain

• Wydawca: Polskie Towarzystwa Geofizyczne ; Komitet Geofizyki PAN
• Czasopismo: Przegląd Geofizyczny
• Rocznik: 2014
• Tom: Z. 3-4
• Strony: 85--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., mapka, rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ozga-Zieliński B.

• Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB, Warszawa

autor

Szkutnicki J.

• Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB, Warszawa

autor

Chudy Ł.

• Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – PIB, Warszawa

Bibliografia

• [1]. Byczkowski A., 1996, 1999, Hydrologia. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.
• [2]. Chow Ven T.,1959, Open – channel hydraulics. Mc Graw – Hill Kogakusha, LTD., Tokyo.
• [3]. Guide des pratiques hydrologiques,1994, OMM/WMO, 5e édition, Genève.
• [4]. ISO 1100-2, 1998, Measurement of liquid flow in open channels, Part 2: Determination of stage-discharge reletion. Geneva
• [5]. Magnuszewski A., Gutry-Korycka M., Mikulski Z., 2012,, Historyczne i współczesne warunki przepływu wód wielkich Wisły w Warszawie, Część 1, Część 2. Gospodarka Wodna, nr 1, nr 2, Warszawa.
• [6]. Maidment R., 1992, Handbook of hydrology. Mc Graw- Hill, INC, New York.
• [7]. Nachlik E., Kostecki S., Gądek W., Stochmal R., 2000, Strefy zagrożenia powodziowego. Biuro Koordynacji Projektu Banku Światowego, Wrocław.
• [8]. Ostrowski J., 1971, O dokładności krzywej przepływu, Prz. Geof. 16, 1-2.
• [9]. Ozga-Zielińska M., Brzeziński J., 1994, 1997, Hydrologia stosowana, PWN, Warszawa
• [10]. Ozga-Zieliński B., Szkutnicki J., Kadłubowski A., Chudy Ł., 2010, Wisła w Warszawie – wybrane problemy hydrologiczne. Gospodarka Wodna, 12.
• [11]. Ozga-Zieliński B., Szkutnicki J., Chudy Ł., 2013, Zmiany zależności stan wody – przepływ a strefy zagrożenia powodziowego. [W]: T. Walczykiewicz (red.), Wybrane problemy sterowania i zarządzania zasobami wodnymi na tle gospodarki wodnej, Monografie IMGW-PIB, Warszawa.
• [12]. PN-EN ISO 772, 2001, Pomiary hydrometryczne. Terminologia. Polski Komitet Normalizacyjny.
• [13]. Radczuk L., Szymkiewicz R., Jełowiecki J., Zyszkowska W., Brun J. F., 2001, Wyznaczanie stref zagrożenia powodziowego. Biuro Koordynacji Projektu Banku Światowego, SAFEGE, Wrocław.
• [14]. Sikorska A.E., Scheidegger A., Banasik K., Rieckermann J., 2013, Considering rating curve uncertainty in water level predictions. Hydrology and Earth System Sciences, 17, 4415–4427.
• [15]. Stachý J., 2012, Wpływ gajów wierzbowych na spiętrzenie wielkich wód w rzece. Gospodarka Wodna, 3.
• [16]. Szkutnicki J., 2002, Wskazówki opisu koryt rzecznych do wyznaczania relacji stan wody – przepływ. Gazeta Obs. IMGW, 1.
• [17]. Szkutnicki J., Kadłubowski A., Chudy Ł., 2007, Metoda wyznaczania krzywej natężenia przepływu. IMGW, Warszawa.
• [18]. Szkutnicki J., Kadłubowski A., Chudy Ł., 2009, Method of Determination of the Rating Curve. Institute of Meteorology and Water Management, Warsaw, WMO HOMS Component H76.3.07.
• [19]. Szkutnicki J., Kadłubowski A., Chudy Ł., 2009a, Metody wyznaczania przepływu w warunkach zmiennego spadku zwierciadła wody. IMGW, Warszawa.
• [20]. Szkutnicki J., Kadłubowski A., Chudy Ł., 2010, Methods for Determination of Discharge In Variable Surface Slope Conditions. Institute of Meteorology and Water Management, Warsaw.