Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ przyjętych rozkładów czasowych zmienności deszczu na wyniki modelowania opad-odpływ

Stodolak R., Baran J., Knap E.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 6

87--93

PL

Praca dotyczy doboru rozkładu czasowego opadu wykorzystanego do procesu modelowania typu opad-odpływ. Jako obszar badawczy wykorzystano zlewnię Bystrzycy, będącej lewostronnym dopływem Nysy Kłodzkiej. Dla realizacji założeń konieczne było stworzenie kilku wariantów możliwego rozkładu czasowego deszczu, w tym jednego wykorzystującego szeroko stosowaną metodę opartą na zaleceniach Niemieckiego Związku Gospodarki Wodnej i Melioracji DVWK. Do weryfikacji i kalibracji wyników modelowania wykorzystano dane opadowe oraz pomierzone wartości przepływów pozyskane z zasobów IMGW-PIB. Dane związane z zagospodarowaniem terenu oraz rozkładem gleb na terenie zlewni, które zostały wykorzystane w procesie modelowania, wymagały analizy przy użyciu narzędzi pozwalających na przetwarzanie informacji przestrzennej w środowisku GIS. Proces modelowania został przeprowadzony w programie HEC-HMS 4.2 za pomocą zaimplementowanego w nim modelu NRCS-UH (dawniej SCS-CN) opracowanego przez Amerykańską Służbę Ochrony Gleb (Soil Conservation Service SCS). Celem modelowania było sprawdzenie, który z przyjętych rozkładów czasowej zmienności opadu wygeneruję falę hipotetyczną najbardziej zbliżoną do fali rzeczywistej z 13.06.2015 roku. Jako niezależne miary dopasowania hydrogramu symulowanego względem obserwowanego wykorzystano statystyki w postaci: współczynnika efektywności modelu Nash-Sutcliffe (NS), średniego błędu bezwzględny MAE oraz pierwiastka błędu średniokwadratowego RMSE. Na podstawie kalibracji modelu przeprowadzonego na podstawie wezbrania z 2015 roku wskazano na wariant z rozkładem czasowym opadu, w którym kulminacja przypada na 12 godzinę opadu.

EN

The paper concerns the selection of precipitation time distribution used in the process of development rainfall-runoff model. The Bystrzyca catchment area, which is a left-bank tributary of the Nysa Kłodzka River, was used as a research area. In order to achieve the assumptions, it was necessary to create several variants of possible rainfall time distribution, including one using a widely used method based on the recommendations of the German Association for Water Management and Land Melioration DVWK. To verify and calibrate the modeling results, rainfall data and measured values of flow obtained from the Institute of Meteorology and Water Management – National Research Institute resources were used. Data related to land use and soil arrangement in the catchment area, which were used in the modelling process, required analysis with the use of tools enabling the processing of spatial information in the GIS environment. The modelling process was carried out in HEC-HMS 4. 2 using the NRCS-UH model (formerly SCS-CN) implemented by the American Soil Conservation Service (SCS). The aim of the modeling process was to check which of the assumed distributions of time variation of precipitation will generate the hypothetical wave closest to the actual wave of 13. 06. 2015. Independent measures of the simulated hydrogramme’s adjustment to the observed one, included statistics in the form of: Nash-Sutcliffe (NS) coefficient of performance, mean absolute error of the MAE, and the root mean square error of the RMSE model. On the basis of the calibration of the model carried out on the basis of the increase of the rainfall in 2015, a variant with the precipitation time distribution was indicated, in which the culmination falls on the 12th hour of precipitation.

2

Hydrological stream flow modeling in the Talar catchment (central section of the Alborz Mountains, north of Iran): Parameterization and uncertainty analysis using SWAT-CUP

Gholami A., Habibnejad Roshan M., Shahedi K., Vafakhah M., Solaymani K.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 30

57--69

EN

There are several methods and techniques for measuring the parameters and forecasting the errors in the hydrological models. In this study, semi distributed Soil and Water Asseeement Tool (SWAT) model and SWAT-CUP (CUP – Calibration and Uncertainty Programs) have been applied using SUFI2 program. After collection of data, the whole Talar watershed located in the central section of the Alborz Mountains, north of Iran was separated into 219 hydrological response units (HRU) in 23 sub-watersheds. In order to improve the simulation parameters and obtain better correlation of observed and simulated values, the sensitive parameters were validated to obtain finally the acceptable value of both R2 and Nash–Sutcliffe (NS) coefficients equal to 0.93. Final P-value and t-state were also estimated for sensitive parameters. As a result, the CN2 parameter, which was critical in the initial stage of this research was replaced by the SOL-K parameter (electrical conductivity saturated soil layers) as a critical parameter in the later stage. Results of this study show that the SWAT model can be an effective and useful tool for the assessment and optimal management of water and soil resources.

PL

Istnieje kilka metod i technik pomiaru parametrów oraz przewidywania błędów w modelach hydrologicznych. W prezentowanej pracy zastosowano modele SWAT i SWAT-CUP z użyciem programu SUFI2. Po zgromadzeniu danych cała zlewnia rzeki Talar, zlokalizowana w środkowej części gór Alborz w północnym Iranie, została podzielona na 219 jednostek hydrologicznych (HRU) w 23 podzlewniach. W celu usprawnienia parametrów symulacji oraz lepszego powiązania wartości symulowanych i obserwowanych zweryfikowano parametry wrażliwe, co w efekcie doprowadziło wartości R2 i współczynnika Nasha– Sutcliffa (NS) do akceptowalnej wartości 0,93. Dla tych parametrów ustalono także końcowe wartości P i t. W wyniku przeprowadzonej analizy parametr CN2, krytyczny na wstępnym etapie badań, został zastąpiony parametrem SOL-K (przewodnictwo elektrolityczne nasyconej warstwy gleby). Wyniki badań świadczą, że model SWAT może być wydajnym i użytecznym narzędziem w ocenie oraz optymalnym zarządzaniu zasobami wody i gleby.

3

Sensitivity Analysis and Calibration of a Rainfall-Runoff Model with the Combined Use of EPA-SWMM and Genetic Algorithm

Giudice G., Padulano R.

Acta Geophysica

|

2016

|

Vol. 64, no. 5

1755--1778

EN

An integrated Visual Basic Application interface is described that allows for sensitivity analysis, calibration and routing of hydraulichydrological models. The routine consists in the combination of three freeware tools performing hydrological modelling, hydraulic modelling and calibration. With such an approach, calibration is made possible even if information about sewers geometrical features is incomplete. Model parameters involve storage coefficient, time of concentration, runoff coefficient, initial abstraction and Manning coefficient; literature formulas are considered and manipulated to obtain novel expressions and variation ranges. A sensitivity analysis with a local method is performed to obtain information about collinearity among parameters and a ranking of influence. The least important parameters are given a fixed value, and for the remaining ones calibration is performed by means of a genetic algorithm implemented in GANetXL. Single-event calibration is performed with a selection of six rainfall events, which are chosen so to avoid non-uniform rainfall distribution; results are then successfully validated with a sequence of four events.

4

Wyznaczenie czasu opóźnienia odpływu bezpośredniego w zlewni Potoku Służewieckiego na podstawie danych pomiarowych

Sikorska A., Banasik K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2008

|

Vol. 17, No. 4

19--29

PL

Celem pracy było wyznaczenie czasu opóźnienia odpływu i parametrów modelu Nasha w zlewni Potoku Służewieckiego po profil Staw Berensewicza na podstawie danych opad-odpływ zarejestrowanych w zlewni. Analizę przeprowadzono na podstawie danych pomiarowych z półrocza letniego 2007 roku dla dwóch metod rozdziału opadu całkowitego, tj. dla metody CN-SCS oraz metody funkcji wykładniczej. Do analizy wybrano te zdarzenia, dla których maksymalny stan wody przekroczył 75cm (Qmax=1m3 s-1). W półroczu letnim 2007 zaobserwowano 15 zdarzeń spełniających to kryterium. Do transformacji opadu efektywnego w odpływ bezpośredni zastosowany został chwilowy hydrogram jednostkowy wg modelu Nasha. Model ten porównuje zjawiska hydrologiczne zachodzące na terenie zlewni rzecznej do działania systemu złożonego z kaskady N zbiorników liniowych o czasie retencji k. W wyniku przeprowadzonej stwierdzono, iż dla 2 zastosowanych metod rozdziału opadu efektywnego uzyskano różne wartości czasu opóźnienia odpływu, co jest związane z położeniem środka ciężkości hietogramu opadu efektywnego w obu metodach. Ponadto dla metody CN-SCS uzyskano większą wartość czasu opóźnienia odpływu (3,77h) niż dla metody funkcji wykładniczej (3,37h). Problematyka przedstawiona w pracy podjęta została przez pierwszego współautora w magisterskiej pracy dyplomowej pt. „Analiza przepływów wezbraniowych w zlewni rzecznej Potoku Służewieckiego w profilu Staw Berensewicza” na kierunku ochrona środowiska (Sikorska 2008).

EN

The main goal of this article was estimation of the lag time of direct runoff in Sluzew Creek catchment, located in Warsaw (Poland). To calculations there were used measured data of rainfall (Okecie rain gauging station) and data of direct runoff at the Berensewicz Pond water gauge. The IUH based on the Nash model, in which catchment is shown as a cascade of N linear reservoirs with retention parameter k of each reservoir, was used to transform effective rainfall into direct runoff. Effective rainfall of each recorded event was estimated with two methods: exponential formula and CN-SCS method. Analysis was conducted for one hydrological year (2007), for events with water level higher than 0.75 m, which corresponds with discharge about 1 cubic meter per second. As a result of this analysis, there was stated, that two estimation methods gave different output and estimated mean lag time of direct runoff for CN-SCS method (3.77h) was longer than for the exponential formula (3.37h). This case study was the part of the first author’s master thesis, written at the Department of Water Engineering and Environmental Restoration (Warsaw University of Life Sciences - SGGW), entitled: “Analysis of flood discharges in the Sluzew Creek catchment at the water gauge of Berensewicz Pond”.

5

Wpływ zbiornika Staw Berensewicza na redukcję fali wezbraniowej Potoku Służewieckiego

Gradowski Ł., Banasik K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2008

|

Vol. 17, No. 1

13--25

EN

Two flood flow hydrographs generated by rain events of probability of acurance of 1% and duration 2 hours in a small (A = 26,9 km2 ) urban catchment of Służew Creek (south part of Warsaw) have been routed by detention pond of total flood storage of 27,100 m3. The IUH, and CN SCS methods were used to estimated the hydrographs. The inflow to the system has been reduced by the lateral outflow to detention part of the pond, when the water level in the channel was over the crest of the side overflow, and when there were free volume in the detention space. Level pool routing (modified Puls) procedure has been used for calculating the outflow hydrograph from the reservoir of known storage-outflow invariable relationship and given inflow hydrograph. Estimated reduction of the peak flow has been about 10% for the smaller flood hydrograph (QDmax = 6,28 m3·s-1, generated by rainfall on part of the catchment), and below 3% for the larger flood hydrograph (QDmax = 9,73 m3·s-1, generated by rainfall on the whole catchment).