Ocena wpływu wartości liczb losowych w metodzie Hydroprojektu na parametry fali hipotetycznej

• Autorzy: Gądek W.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.98

Warianty tytułu

EN

Assessment of values of the random number influence in Hydroprojekt method on the design wave parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda Hydroprojektu stosowana do wyznaczania fal hipotetycznych wykorzystuje wartości liczb losowych w zakresie od -0,1 do 0,2 uzyskane z generatora liczb losowych do uzmiennienia przebiegu czasowego wezbrania. Celem niniejszej publikacji jest sprawdzenie, w jakim zakresie ulegają zmianom parametry wezbrania takie jak: objętość i czas trwania, w wyniku stosowania generatora liczb losowych. Analizę przeprowadzono dla danych zarejestrowanych na 30 wodowskazach położonych na obszarze zlewni górnej Wisły. Wybrane posterunki reprezentują zlewnie o różnej powierzchni i różnym charakterze. Reprezentowane są zlewnie górskie, podgórskie, wyżynne i nizinne. Najmniejsza zlewnia potoku Lubieńka ma powierzchnię 46,9 km2, a największą jest zlewnia Wisły po przekrój wodowskazowy Zawichost 50 732 km2. Przy wyborze tzw. hydrogramu wzorcowego dla metody Hydroprojektu, wykorzystano opracowaną przez autora publikacji „formułę na objętość”, która w sposób zadawalający wyznacza wartość objętości wezbrania dla zadanej powierzchni zlewni. Formuła ta może być stosowana zarówno dla dorzecza Wisły jak i Odry. Z uwagi na to, że w metodzie Hydroprojektu nie wyznacza się w sposób jednoznaczny poziomu odcięcia wezbrania, przyjęto dla celów porównawczych, że obliczenia będą prowadzone dla wartości przepływów większych od Qmax50%. Jak wykazały przeprowadzone obliczenia zarówno wartość objętości jak i czasu trwania wezbrania wykazują duże zróżnicowanie w stosunku do wezbrania przy wyłączonym generatorze liczb losowych. Odchylenie przy wartości liczby generatora 0,2 w zakresie czasu wznoszenia i opadania w stosunku do wyłączonego generatora liczb zmienia się od 16% do 58%. Podobne wartości odchylenia obliczono dla objętości wezbrania. Nie udało się ustalić przyczyn tak dużej rozpiętości wyników. Zaleca się ograniczenie górnej wartości liczby losowej do 0,1 i stosować generator w zakresie od -0,1 do 0,1.

EN

Hydroprojekt method applied for determining the design waves uses the values of random number within the range from -0,1 to 0,2 from random number generator for showing the time route variation of the flood. The aim of this publication is to verify to what extent the flood parameters such as: volume and duration time, are subject to change as a result of the application of this random number generator. The analysis was conducted for the data registered on 30 water gauges located within the boundaries of the upper Vistula catchment. The selected posts represent the catchments with different surface areas and of different nature. They represent mountainous, mountain-foot, upland and lowland catchments. The smallest catchment Lubieńki has the surface area of 46,9 km2, and the biggest catchment is Vistula catchment up to Zawichost with the area of 50 732 km2. While choosing so-called standard design hydrograph for the method, the developed by the author 'formula for volume' was used, and this formula designates satisfactory the value of volume for a set surface area of the catchment. This formula may be used for both Vistula and Odra catchment areas. Due to the fact that in Hydroprojekt method the flood cut-off level is not determined explicitly, for comparative purposes it was assumed that the calculations are to be done for the discharges not smaller than Qmax50%. As the conducted calculations indicate, both the volume value and flood duration show great diversity in relation to the flood at the disabled random number generator. The deviation at the number value from the generator 0,2 in the range of rising and declining time in relation to the disabled number generator varies from 16% to 58%. The similar deviation values were calculated for the values of the flood duration time. The causes for such big range of the results could not be established.

Słowa kluczowe

PL

zlewnia; charakterystyka przepływu; fala hipotetyczna; metoda wyznaczania; metoda Hydroprojektu; liczba losowa; wartość liczby losowej; czynnik wpływu; ocena

EN

catchment; flow characteristics; design wave; determination method; Hydroprojekt method; random number; random number value; influence factor; assessment

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 3/I
• Strony: 97--111
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gądek W.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Apel H.,Thieken A. H., Merz B., Blőschl G.: A probabilistic modelling system for assessing flood risks. Natural Hazards. Vol. 38 2006, s. 295-308.
• [2] Banasik K.: Wyznaczanie wezbrań powodziowych w małych zlewniach zurbanizowanych, Wydawnictwo SGGW 2009, ss. 27.
• [3] Ernst J., Dewals B., Detremleur S., Archambeau P.: Micro-scale flood risk analysis based on detailed 2D hydraulic modelling and high resolution geographic data Natural hazards. Natural Hazards. Vol. 55, 2010 s. 181-209.
• [4] Gądek W., Książyński K., Nachlik E., Szczepanek R., Ozga-Zielińska M.: Matematyczny model transformacji opadu w odpływ WISTOO. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. - Z. 18 2001 ss. 118.
• [5] Gądek W.: Matematyczny model odpływu ze zlewni z zastosowaniem zdekomponowanej przestrzennie siatki obliczeniowej. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej 49 2002 ss. 134.
• [6] Gądek W.: Fale hipotetyczne o zadanym prawdopodobieństwie przepływu w kulminacji. Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. wodnej T. 1. Warszawa. Komitet Inżynierii Środowiska PAN. Monografia. Nr 68. 2010, s. 177-186.
• [7] Gądek W.: Wyznaczanie wezbrań hipotetycznych metodą Politechniki Warszawskiej i metodą Politechniki Krakowskiej w zlewniach kontrolowanych. Cz. I. Opis metod. Czasopismo Techniczne. 2-Ś/2012 z.23. 2012 b, s. 95-104.
• [8] Gądek W., Banach Wł., Fiołka I.: Zastosowanie modelu geomorfologicznego do wyznaczania wezbrań hipotetycznych w zlewniach niekontrolowanych. Czasopismo Techniczne z. 1-Ś/2012 z. 4, 2012, s.59-67.
• [9] Gądek W.: Assessment of limnigraph data usefulness for determining the hypothetical flood waves with the Cracow method. Journal of Water and Land Development. No. 21 2014a, s. 71-78.
• [10] Gądek W.: Fale hipotetyczne dla zlewni niekontrolowanej. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN z. 20, 2014b, s. 139-149.
• [11] Gądek W.: Typowy hydrogram przepływu dla potrzeb wyznaczania wezbrań hipotetycznych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Praca w druku 2015.
• [12] Gądek W., Środula A.: Ocena parametrów wezbrań hipotetycznych wyznaczonych metodą Reitza i Krepsa w zlewniach kontrolowanych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. t. 14. z. 3 (47) 2014a s. 29-47.
• [13] Gądek W., Środula A.: The evaluation of the design flood hydrographs determined with the Hydroproject method in the gauged catchments. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. 4/3 2014b, s. 1355-1366.
• [14] Jonkman S. N., Vrijling J. K., Vrouwenvelder A. C. W.: Methods for the estimation of loss of life due to floods: a literature review and a proposal for a new method. Natural Hazards. Vol. 46, 2008, s. 353-358.
• [15] McEnroe B. M. 1992. Sizing stormwater detention reservoirs to reduce peak flow. W: Hydraulic engineering: saving a threatened resource – in search of solutions. Conference Proceeding Paper. Reston. VA. ASCE 1992, s. 719-724.
• [16] Ozga-Zielińska M., Gądek W., Książyński K., Nachlik E., Szczepanek R.: Mathematical model of rainfall-runoff transformation – WISTOO. Mathemalical Models of Large Watershed Hydrology, Ed. Singh V. P., Frevert D.K. Water Resources Publications, LLC, Littleton, Colorado 2002, s. 811-860.
• [17] Pietrusiewicz I., Cupak A., Wałęga A., Michalec B. 2014. The use of NRCS synthetic unit hydrograph and Wackermann conceptual model in the simulation of a flood wave in an uncontrolled catchment. Journal of Water and Land Development. No. 23 2014 s. 53–59.
• [18] Strupczewski W.: Równanie fali powodziowej. Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej. 2(57) 1964, s. 35-58.
• [19] Szalińska W., Otop I.: Ocena struktury czasowo-przestrzennej opadów z wykorzystaniem wybranych wskaźników do identyfikacji zdarzeń ekstremalnych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 2 (38) 2012 s. 269-282.
• [20] Twaróg B. Optymalna ochrona przed powodziami z uwzględnieniem ryzyka – Gospodarka Wodna nr 4 2005 s. 137-142.
• [21] Twaróg B.: Zastosowanie funkcji Copula do budowy rozkładów prawdopodobieństwa wielowymiarowej zmiennej losowej określanej dla zbioru parametrów fali powodziowej, Czasopismo Techniczne 10-Ś/2006, 2006, s. 177-198.
• [22] Twaróg B.: Elementy ryzyka i zarządzania bezpieczeństwem obiektów przeciwpowodziowych - Czasopismo Techniczne z. 3-Ś/2008, 2008 s. 143-159.
• [23] Vrijling J. k., Van Hengel W., Houben R. J.: Acceptable risk as a basis for design. Reliability Engineering and System Saferty. Vol. 59 1998 s. 141-150.
• [24] Tokarczyk T. Szalińska W.: The operational drought hazard assessment scheme – performance and preliminary results . Archives of Environmental Protection Vol 39 no. 3, 2013 s. 61-77.
• [25] Wałęga A.: Application of HEC-HMS programme for the reconstruction of a flood event in an uncontrolled basin. Journal of Water and Land Development. No 18 2013 s. 13-20.
• [26] Wypych A., Ustrnul Z., Henek E.: Meteorological Hazards – Visualization System for National Protection Against Extreme Hazards for Poland. Meteorology Hydrology and Water Management. Vol 2; no 1/2014, s. 37-42.