Typowy hydrogram przepływu dla potrzeb wyznaczania wezbrań hipotetycznych

• Autorzy: Gądek W.

Warianty tytułu

EN

Typical discharge hydrograph for determining design floods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W naszym kraju jest stosowanych kilka metod wyznaczania fal hipotetycznych w zlewniach kontrolowanych. Najmniej rozpropagowana jest metoda Hydroprojektu, opracowana w ramach Centralnego Programu Badawczo-Rozwojowego CPBR 11.10 Gospodarka Wodna w 1989 r. W metodzie tej fale hipotetyczne są wyznaczane na podstawie rzeczywistych wezbrań zarejestrowanych w przekroju wodowskazowym. Dla fazy wznoszenia i opadania wezbrania, które są traktowane niezależnie od siebie, wykorzystuje się generator liczb losowych z zakresu [–0,1; 0,2]. Umożliwia to uzyskanie różnych przebiegów czasowych wyznaczanych wezbrań hipotetycznych. W artykule poddano ocenie wyniki uzyskane tą metodą i porównano je z wartościami uzyskanymi metodą krakowską, przy założeniu, że hydrogramem wzorcowym w metodzie Hydroprojektu jest tzw. hydrogram typowy. Analizy porównawcze przeprowadzono dla objętości zredukowanej, czyli objętości fali liczonej powyżej przepływu bazowego Q50%. Porównano wezbrania hipotetyczne wyznaczone na podstawie danych z 24 zlewni leżących na obszarze górnej Wisły, o różnych powierzchniach i różnym charakterze: górskim, pogórskim, wyżynnym i nizinnym. Analizy wypadły niepomyślnie dla metody Hydroprojektu. Podobnie jak w przypadku innych metod, w których podstawą wyznaczania fali hipotetycznej jest jedno wezbranie, objętość wyznaczonej fali hipotetycznej i czasy wznoszenia w większości przypadków odbiegają od przeciętnych wartości wyznaczonych metodą krakowską. Metoda Hydroprojektu, w której wykorzystuje się typowe hydrogramy, może być stosowana w przypadku potwierdzenia, że tego typu hydrogramy zostały zarejestrowane na danym wodowskazie. Jednym z kryteriów może być zastosowanie opracowanej w Instytucie Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej „formuły na objętość” dla zlewni niekontrolowanej.

EN

There are several methods used in our country for determining design waves in the gauged catchments. The least popularised is the Hydroprojekt method, which was developed within the Central Programme for Research and Development CPBR 11.10 Water Management in 1989. The method assumes that the design waves are to be determined based on the actual registered flood waves in the water-gauged cross-section. It uses the random number generator from the range of [–0.1; 0.2] for rising and declining phases of the flood that are treated independently of each other. It enables to obtain different time courses for the design floods to be determined. This article assesses the results obtained with this method compared to the values received from the Cracow's method, assuming that the standard hydrograph in the Hydroprojekt method is the so-called typical hydrograph. The comparative analyses were conducted for the reduced volume i.e. for wave volume at the discharges exceeding the Q50%discharge. The comparisons were done for 24 water gauges located in the Upper Vistula catchment in areas of different size and character: mountain, sub-mountain, upland and lowland. The analyses were unfavourable for the Hydroprojekt method. As with other methods, where the design wave is determined based on one flood wave, the design wave volume and the rising times were different from the average conditions determined with the Cracow method in most cases. The Hydroprojekt method using the standard hydrographs may be applied providing the hydrographs of this type were recorded in a given water gauge. One of the criteria may be the application of the “formula for volume” for non-gauged catchment developed in the Institute of Water Engineering and Water Management at the Cracow University of Technology.

Słowa kluczowe

PL

czas wznoszenia; fala hipotetyczna; formuła na objętość; hydrogram typowy; metoda Hydroprojektu; metoda krakowska; objętość zredukowana

EN

Cracow method; design wave; formula for volume; Hydroprojekt method; reduced volume; rising time; typical hydrograph

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 15, z. 4
• Strony: 5--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Gądek W.

• Politechnika Krakowska, Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej, ul. Warszawska 24, 30-155 Kraków

Bibliografia

• 1. APEL H., THIEKEN A.H., MERZ B., BLÖSCHL G. 2006. A probabilistic modelling system for assessing flood risks. Natural Hazards. Vol. 38 s. 295–308.
• 2. BANASIK K. 2009. Wyznaczanie wezbrań powodziowych w małych zlewniach zurbanizowanych. Warszawa. Wydaw. SGGW. ISBN 978-83-75831-56-6 ss. 27.
• 3. BANASIK K., BYCZKOWSKI A., HEJDUK L., GŁADECKI J. 2012. Obliczanie przepływów maksymalnych rocznych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia w małej zlewni z zastosowaniem metod statystycznych oraz metod pośrednich. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 3 (39) s. 17–26.
• 4. DOWNER C.W., JOHNSON B.E., OGDEN F.L., MESELHE E.A. 2000. Advances in Physically Based Hydrologic Modeling with CASC2D. Proceedings of Watershed Management and Operations Management. Vol. 105 ss. 48.
• 5. ERNST J., DEWALS B.J, DETREMBLEUR S., ARCHAMBEAU P. 2010. Micro-scale flood risk analysis based on detailed 2D hydraulic modelling and high resolution geographic data Natural hazards. Natural Hazards. Vol. 55 s. 181–209.
• 6. GĄDEK W., NACHLIK E. 2001. Przestrzenna analiza zagrożenia powodziowego na przykładzie zlewni Górnej Soły. Wizualizacja integralnego systemu transformacji opadu w odpływ (WISTOO) – podstawy i aplikacje w ocenie zagrożenia powodziowego. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. Z. 18 s. 70–118.
• 7. GĄDEK W. 2002. Matematyczny model odpływu ze zlewni z zastosowaniem zdekomponowanej przestrzennie siatki obliczeniowej. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej. Nr 49. ISSN 0137-1363 ss. 134.
• 8. GĄDEK W. 2010. Fale hipotetyczne o zadanym prawdopodobieństwie przepływu w kulminacji. W: Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. T. 1. Warszawa. Komitet Inżynierii Środowiska PAN. Monografia. Nr 68 s. 177–186.
• 9. GĄDEK W. 2012a. Wyznaczanie wezbrań hipotetycznych metodą Politechniki Warszawskiej i metodą Politechniki Krakowskiej w zlewniach kontrolowanych. Cz. 1. Opis metod. Czasopismo Techniczne. Z. Ś-2 s. 95–104.
• 10. GĄDEK W. 2012b. Wyznaczanie wezbrań hipotetycznych metodą Politechniki Warszawskiej i metodą Politechniki Krakowskiej w zlewniach kontrolowanych. Cz. 2. Ocena metod. Czasopismo Techniczne. Z. Ś-2 s. 105–126.
• 11. GĄDEK W., BANACH W., FIOŁKA I. 2012. Zastosowanie modelu geomorfologicznego do wyznaczania wezbrań hipotetycznych w zlewniach niekontrolowanych. Czasopismo Techniczne. Z. Ś-1. s. 59–67.
• 12. GĄDEK W. 2014a. Assessment of limnigraph data usefulness for determining the hypothetical flood waves with the Cracow method. Journal of Water and Land Development. No. 21 s. 71–78.
• 13. GĄDEK W. 2014b. Fale hipotetyczne dla zlewni niekontrolowanej. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. Z. 20 s. 139–149.
• 14. GĄDEK W., ŚRODULA A. 2014a. Ocena parametrów wezbrań hipotetycznych wyznaczonych metodą Reitza i Krepsa w zlewniach kontrolowanych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 14. Z. 3 (47) s. 29–47.
• 15. GĄDEK W., ŚRODULA A. 2014b. The evaluation of the design flood hydrographs determined with the Hydroproject method in the gauged catchments. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. Nr 2014/IV (3 (Dec 2014)) s. 1355–1366.
• 16. Hydroprojekt 1989. Centralny Program Badawczo-Rozwojowy. Gospodarka Wodna. Cel nr 3. Zadanie wdrożeniowe 3.3. Generowanie fal hipotetycznych dla potrzeb oceny efektów gospodarki przeciwpowodziowej. Nr arch. 17096-C/90.
• 17. JONKMAN S.N., VRIJLING J.K., VROUWENVELDER A.C.W.M. 2008. 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 s. 353–358.
• 18. 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 s. 719–724.
• 19. NACHLIK E. (red.) 2001. Wizualizacja integralnego systemu transformacji opadu w odpływ (WISTOO) – podstawy i aplikacje w ocenie zagrożenia powodziowego. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. Z. 18. ISSN 0867-7816 ss. 118.
• 20. OZGA-ZIELIŃSKA M., GĄDEK W., KSIĄŻYŃSKI K., NACHLIK E., SZCZEPANEK R. 2002. Mathematical model of rainfall-runoff transformation – WISTOO. W: Mathemalical Models of Large Watershed Hydrology. Pr. zbior. Red. V.P. Singh, D.K. Frevert. Littleton, Colorado. Water Resources Publications, LLC s. 811–860.
• 21. 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 s. 53–59.
• 22. STRUPCZEWSKI W. 1964. Równanie fali powodziowej. Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej. T. 2 (57) s. 35–58.
• 23. SZALIŃSKA W., OTOP I. 2012. Ocena struktury czasowo-przestrzennej opadów z wykorzystaniem wybranych wskaźników do identyfikacji zdarzeń ekstremalnych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 2 (38) s. 269–282.
• 24. TWARÓG B. 2008. Elementy ryzyka i zarządzania bezpieczeństwem obiektów przeciwpowodziowych. Czasopismo Techniczne. Z. Ś-3 s. 143–159.
• 25. TWARÓG B. 2005 Optymalna ochrona przed powodziami z uwzględnieniem ryzyka. Gospodarka Wodna. Nr 4 s. 137–142.
• 26. VRIJLING J.K., VAN HENGEL W., HOUBEN R.J. 1998. Acceptable risk as a basis for design. Reliability Engineering and System Saferty. Vol. 59 s. 141–150.
• 27. TOKARCZYK T. SZALIŃSKA W. 2013. The operational drought hazard assessment scheme – performance and preliminary results . Archives of Environmental Protection. Vol. 39. No. 3 s. 61–77.
• 28. WAŁĘGA A. 2013. Application of HEC-HMS programme for the reconstruction of a flood event in an uncontrolled basin. Journal of Water and Land Development. No 18 s. 13–20.
• 29. WYPYCH A., USTRNUL Z., HENEK E. 2014. Meteorological Hazards – Visualization System for National Protection Against Extreme Hazards for Poland. Meteorology Hydrology and Water Management. Vol. 2. No. 1 s. 37–42.