Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Time of concentration based infiltration under different soil density, water content, and slope during a steady rainfall

Harisuseno Donny, Khaeruddin Dian Noorvy, Haribowo Riyanto

Journal of Water and Land Development

|

2019

|

no. 41

61--68

EN

Time of concentration, Tc, is defined as time elapsed from the beginning of rainfall infiltrated into soil layer until it reaches a constant infiltration rate (fc) which is indicated an equilibrium subsurface flow rate. In hydrological view, time of concentration plays a significant role in elaboration of transformation of rainfall into runoff in a watershed. The aims of this research are to define influence of soil density and soil water content in determining time of concentration using infiltration concept based on water balance theory, and to find out the effect of land slope this time. Watershed laboratory experiment using rainfall simulator was employed to examine time of concentration associated with infiltration process under different slope, soil density and soil water content based on water balance concept. The steady rainfall intensity was simulated using sprinklers which produced 2 dm3∙min–1. Rainfall, runoff and infiltration analysis were carried out at laboratory experiment on soil media with varied of soil density (d) and soil water content (w), where variation of land slopes (s) were designed in three land slopes 2, 3 and 4%. The results show that relationship between soil density and land slope to time of concentration showed a quadratic positive relationship where the higher the soil density address to the longer time of concentration. Moreover, time of concentration had an inverse relationship with soil water content and land slope that means time of concentration decreased when the soil water content increased.

PL

Czas koncentracji Tc definiuje się jako czas, który upływa od początku opadu infiltrującego glebę do osiągnięcia stałej prędkości infiltracji (fc), co oznacza zrównoważone tempo przepływu podpowierzchniowego. W hydrologii czas koncentracji odgrywa znaczącą rolę w ocenie transformacji opadu w odpływ w zlewni. Celem badań było określenie wpływu gęstości gleby i zawartości wody w glebie na czas koncentracji z wykorzystaniem koncepcji infiltracji bazującej na teorii bilansu wodnego oraz określenie wpływu nachylenia terenu na ten czas. Przeprowadzono laboratoryjny eksperyment z użyciem symulatora opadu w celu zbadania czasu koncentracji związanego z procesem infiltracji w warunkach różnego nachylenia gruntu, gęstości gleby i zawartości wody w glebie w oparciu o koncepcję bilansu wodnego. Stałą intensywność opadu symulowano używając zraszaczy o wydajności 2 dm3∙min–1. Analizę opadu, odpływu i infiltracji prowadzono w eksperymencie laboratoryjnym na glebach o różnej gęstości (d) i zawartości wody (w) w warunkach nachylenia gruntu (s) równego 2, 3 i 4%. Wyniki wskazują, że zależność między gęstością gleby i nachyleniem a czasem koncentracji wyraża się dodatnim równaniem kwadratowym, gdzie większej gęstości gleby odpowiada dłuższy czas koncentracji. Ponadto czas koncentracji wykazywał odwrotną zależność od zawartości wody w glebie i od nachylenia, co oznacza, że czas koncentracji maleje wraz ze zwiększeniem zawartości wody w glebie.

2

Wpływ czasu koncentracji i charakterystyk opadu na kształtowanie się hydrogramu odpływu w małej zlewni niekontrolowanej

Wachulec K., Wałęga A., Młyński D.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 1

72--82

PL

Celem artykułu była ocena wpływ czasu koncentracji i charakterystyk opadu na kształtowanie się hydrogramu odpływu w małej zlewni niekontrolowanej. Analizę przeprowadzono dla zlewni rzeki Sidzinka. Jej zlewnia w większości znajduje się na terenie gminy miejskiej Kraków. Czas koncentracji obliczono dwoma metodami: Kerby’ego-Kirpicha oraz procedurą TR-55. Wielkość opadu efektywnego obliczono za pomocą metody SCS-CN. Wartości parametru CN określono na podstawie bazy Corine Land Cover 2003 oraz przy wykorzystaniu ortofotomap. W trakcie obliczeń wykorzystano cztery rozkłady natężenia deszczu dla czasów trwania równych czasom koncentracji. Założono rozkład blokowy oraz rozkład o maksymalnym natężeniu występującym na początku, w środku i na końcu epizodu opadowego. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu HEC-HMS 4.0. Wyniki obliczeń wykazują zróżnicowanie warto- ści zarówno przepływów w kulminacji, jak i wysokości oraz objętości odpływu w zależności od wykorzystanego wzoru na czas koncentracji. Mimo iż różnica pomiędzy wartościami parametru CN wyniosła tylko 6%, znacznie wpłynęło to na wartości przepływów w kulminacji.

EN

The aim of this paper is to estimate the effect of time of concentration and rainfall characteristics on runoff hydrograph in small ungauged catchment. The analysis were carried out for the catchment of Sidzinka river. This catchment is mostly located in the area of municipalities of Kraków. Time of concentration was calculated by two methods: Kerby-Kirpich and TR-55 procedure. The amount of effective rainfall was calculated by SCS-CN method. The value of CN parameter was estimated by analyzing the Corine Land Cover 2003 base and orthophotomaps. There were assumed four rainfall distribution: block rainfall, front-loaded hyetograph, center-loaded hyetograph and back-loaded hyetograph. All calculations were made with use of HEC-HMS 4.0 program. The obtained results show the diversity in values of peak flows, amount and volume of runoff, depending on the method to calculate Tc. Although the difference between the CN parameter’s values was only 6%, it considerably affected the peak flow values.

3

Wpływ parametrów fizyczno-geograficznych zlewni i charakterystyk opadu na czas koncentracji odpływu

Wałęga A., Cupak A., Michalec B., Wachulec K.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2013

|

z. 60, nr 3

143--160

PL

Celem artykułu jest ocena wpływu parametrów fizyczno – geograficznych zlewni i charakterystyk opadów na czas koncentracji odpływu ze zlewni o różnym użytkowaniu. Analizy przeprowadzono dla zlewni rzeki Sidzinki i potoku Łęgówka, położonych na terenie miasta Krakowa oraz potoku Rozrywka (Sudół Dominikański), którego zlewnia leży na obszarze gminy Zielonki i gminy Kraków. W zlewni rzeki Sidzinki dominuje użytkowanie w postaci gruntów ornych, w zlewni potoku Łegówka i Sudoł Dominikański – tereny zabudowane. Czas koncentracji obliczono metodami: a) segmentowymi: Kerby-Kirpich, NRCS, wg procedury TR55, Kerby-NRCS i b) metodami „lag”: Haktanir-Sezen, Simas-Hawking i NRCS-Lag. Podstawą przeprowadzonych obliczeń były pomiary terenowe geometrii koryt cieków, mapy topograficzne i ortofotomapy oraz natężenie opadów o różnym czasie trwania i prawdopodobieństwie przewyższenia wg, które zostały obliczone ze wzoru Bogdanowicz-Stachy. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że wartość czasu koncentracji jest charakterystyczna dla danej zlewni i zależna od zastosowanej metody obliczeniowej. Największe wartości czasu koncentracji otrzymano dla metod Kerby – Kirpich’a i NRCS Lag, które uwzględniają wyłącznie charakterystykę drogi spływu. Wykazano ponadto, że charakterystyka opadu ma znaczący wpływ na wielkość czasu koncentracji - wzrost prawdopodobieństwa przewyższenia deszczu prowadzi do zmniejszenia jego natężenia, co w efekcie zwiększa wartość czasu koncentracji. Istotnym czynnikiem wpływającym na wielkość czasu koncentracji jest rozmieszczenie terenów uszczelnionych w zlewni. Wzrastający udział powierzchni uszczelnionej w obszarze źródłowym i środkowym zlewni odpowiada za krótszy czas spływu, a przez to mniejsze przepływy w kulminacji.

EN

The aim of this paper is to estimate the influence of physical and geographical catchment parameters as well as precipitation characteristics of the runoff time of concentration for a different catchment use. The analyses were carried out in the catchment of Sidzinka River and Łęgówka Stream, located in Kraków and Rozrywka Stream (Sudół Dominikański), which catchment lies in the area of municipalities Zielonki and Kraków. In the Sidzinka catchment cultivated areas are main cover, in the Łęgówka and Sudoł Dominikański stream dominated urban areas. Time of concentration was calculated with use following methods: a) segments methods: Kerby-Kirpich, NRCS, TR55 procedure, Kerby-NRCS and b) “lag” methods: Haktanir-Sezen, Simas-Hawking and NRCS-Lag methods. Cross section measurements and analyze of topographic maps and ortho foto maps and precipitation intensity for different time duration and frequency was base for calculation of time of concentration. The calculations showed that concentration’s time value is specific for the given catchment and depends on calculation’s method. The highest concentration’s time values were obtained for Kerby – Kirpich’s and NRCS Lag methods, which take into consideration only characteristic of runoff’s road. It was also proved, that precipitation has a significant influence on the time of concentration value – an increase of probability of rain exceedance reduces its strength and increases the value of time of concentration. Distribution of sealed areas in catchment is important factor influencing on time of concentration. The increasing share of the sealed area in the source area and the central basin is responsible for the shorter runoff, and thus lower peak discharge.

4

Time of concentration for Iinear catchments with variable slope for the rains of constant intensity

Zhuk V., Matlay I., Boshota V.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2009

|

z. 54 [266]

135-138

EN

New theoretical method of the stormwater hydraulic calculation for linear catchments with variable longitudinal slope is substantiated. It is obtained the dependence of the time of concentration from the catchment's length, middle slope, coefficient of the slope variation and rain intensity.