Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zmiany parametru CN metody SCS w dorzeczu górnej Wisły, na podstawie danych rastrowych Corine Land Cover z lat 1990-2012

Banach W., Szczepanek R.

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

|

2015

|

z. 62, nr 3/I

7--17

PL

Zmienność retencji zlewni ma istotne znaczenie w kształtowaniu się odpływu. Najczęściej stosowaną metodą obliczania wysokości opadu efektywnego, który wywołuje odpływ, jest metoda SCS. Założeniem tej metody jest uzależnienie wysokości opadu efektywnego od rodzaju pokrycia terenu, gleb oraz stanu uwilgotnienia gleby. Wymienione czynniki łączy bezwymiarowy parametr CN (Curve Number). Proces pozyskiwania danych do metody SCS z map topograficznych jest długotrwały. Wymaga on digitalizacji poszczególnych warstw tematycznych, których aktualizacja dokonywana jest co kilkanaście lat. Alternatywnym źródłem pozyskania danych o zagospodarowaniu terenu są bazy pokrycia terenu CORINE Land Cover (CLC) opracowane w ramach Europejskiej Agencji Środowiska (EEA) w latach 1990-2012 dla obszaru państw członkowskich Unii Europejskiej. Mapy te dostępne są w formie rastrowej i wektorowej. Mapy gleb dla obszaru państw Unii Europejskiej są udostępniane w ramach projektu European Soil Portal. Wykorzystując te nowoczesne źródła danych rastrowych przeprowadzono analizę zmian wartości parametru CN metody SCS w dorzeczu górnej Wisły na przestrzeni lat 1990 – 2012. W ramach prac zaproponowano schemat reklasyfikacji kategorii danych źródłowych (gleb oraz pokrycia terenu) na kategorie wykorzystywane w metodzie SCS. Efektem prac są rastrowe mapy przestrzennego rozkładu wartości parametru CN w dorzeczu górnej Wisły dla lat 1990, 2000, 2006 oraz 2012. Na zaprezentowanych mapach zidentyfikowano zarówno obszary, na których znaczącej zmianie uległy wartości parametru CN na skutek klęsk żywiołowych, jak i te związane z urbanizacją oraz rozwojem infrastruktury drogowej w ostatnich latach.

EN

Changes of watershed retention are important in runoff formation process. One of the most popular method of excess rainfall calculation, which forms runoff, is SCS method. As the assumption of this method, excess rainfall depends on land cover, soil type and antecedent soil moisture. Presented factors are coupled by non-dimensional parameter CN (Curve Number). Data preparation for SCS method from topographic maps is time consuming. It requires digitalization of several thematic layers, which are updated every few years. An alternative source of land cover data are CORINE Land Cover project databases (CLC) developed within European Environment Agency (EEA) in years 1990-2012 for European Union countries. These maps are available in raster and vector format. Soil maps for EU countries are published within European Soil Portal. Using those modern data sources, analysis of changes in CN parameter values of SCS method was performed for upper Vistula basin for years 1990-2012. Scheme of source data (land cover and soil) reclassification to SCS categories was proposed. The result of presented work are raster maps of spatial distribution of CN parameter in upper Vistula basin for years 1990, 2000, 2006 and 2012. On presented maps, areas with substantial changes of CN value as result of natural disaster and those related to urbanization and road development in recent years were identified.

2

Hydrologiczny model WISTOO - reaktywacja

Gądek W., Banach W., Szczepanek R.

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

|

2015

|

z. 62, nr 3/I

113--122

PL

Model transformacji opadu w odpływ WISTOO został opracowany w 1996 r. w Zakładzie Hydrologii Instytutu Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej przy współudziale Politechniki Warszawskiej. Został on stworzony na zamówienie Ministerstwa Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa, finansowany ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Model WISTOO, czyli Wizualizacja Integralnego Systemu Transformacji Opadu w Odpływ, jest jedynym modelem w kraju określanym jako model integralny o parametrach rozłożonych, który może być stosowany dla zlewni o powierzchni od 10 do 1000 km2. Parametry do modelu wyznaczane są automatycznie na podstawie czterech warstw tematycznych: NMT (Numerycznego Modelu Terenu), sieci hydrograficznej, kategorii pokrycia terenu oraz kategorii gleb. Warstwy tematyczne są przetwarzane do formatu IDRISI. Zapotrzebowanie na obliczenia hydrologiczne prowadzone przy użyciu modeli hydrologicznych o parametrach rozłożonych wzrosło w ostatnim okresie, lecz największym ograniczeniem jest nadal przygotowanie aktualnych warstw tematycznych. Wychodząc naprzeciw takiemu zapotrzebowaniu rozpoczęto prace nad wykorzystaniem w modelu WISTOO danych pochodzących z usług sieciowych (WMS, WFS, WCS). W artykule omówiono zalety oraz wady takiego rozwiązania.

EN

Model of rainfall - runoff transformation WISTOO was developed in 1996 in the Division of Hydrology in the Institute of Water Engineering and Water Management at the Cracow University of Technology in cooperation with the Warsaw University of Technology. It was made on the order of Ministry of Environment Protection, Natural Resources and Forestry, financed by the funds from the National Fund for Environmental Protection and Water Management. Model WISTOO i.e. Visualisation of Integral Rainfall-Runoff Transformation System is the only model in the country defined as the integral model with distributed parameters, that may be used for the catchments from 10 to 1000 km2. The parameters for the model are determined based on four thematic layers: DTM (Digital Terrain Model), hydrographical network, land cover category and soil category. The thematic layers are processed into IDRISI format. The demand for hydrological calculations conducted while using the hydrological models with distributed parameters has increased recently, but the most significant limitation is still preparation of the current thematic layers. To meet this demand, the work on exploiting the data coming from the web services (WMS, WFS, WCS) in the model WISTOO has been started. In the article there are discussed the advantages and disadvantages of such solution.

3

Zastosowanie modelu geomorfologicznego do wyznaczania wezbrań hipotetycznych w zlewniach niekontrolowanych

Gądek W., Banach W., Fiołka I.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2012

|

R. 109, z. 1-Ś

59--67

PL

W artykule przedstawiono porównanie wyników symulacji obliczeniowych metody wyznaczania wezbrań hipotetycznych w zlewniach niekontrolowanych opracowanej w Zakładzie Hydrologii Politechniki Krakowskiej z wynikami uzyskanymi dla danych rzeczywistych w przekrojach wodowskazowych z zastosowaniem metody opracowanej w Instytucie Inżynierii i Gospodarki Wodnej Politechniki Krakowskiej. Analizy dokonano dla trzech zlewni kontrolowanych: Prądnika, Żabniczanki oraz Żylicy.

EN

This paper presents comparison of hypothetical flood wave simulation method for ungauged catchments developed at Division of Hydrology, Cracow University of Technology, with results calculated for measured data in gauged cross-sections using method developed at Institute of Water Engineering and Water Management, Cracow University of Technology. Three gauged catchments were analysed: Prądnik, Żabniczanka and Żylica.

4

Wpływ zastosowania rastrowej mapy CORINE Land Cover na średnią wartość parametru CN modelu SCS

Banach W.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2012

|

R. 109, z. 1-Ś

3--11

PL

Do obliczania opadu efektywnego w zlewni bardzo często jest wykorzystywany model SCS. W tym modelu wielkość strat opadu uwzględniono za pomocą parametru CN, który jest określany na podstawie przepuszczalności gleb występujących w zlewni, sposobu użytkowania terenu, rodzaju upraw oraz uwilgotnienia gleb w zlewni w okresie poprzedzającym analizowany opad. Mankamentem tego modelu jest duża pracochłonność określenia pokrycia powierzchni terenu, wykonywana na podstawie map topograficznych lub ortofotomap. W artykule przedstawiono próbę wykorzystania do określenia pokrycia terenu rastrowej mapy CORINE Land Cover 2006 o rozdzielczości 100 m. Analizie poddano zmianę średniej w zlewni wartości parametru CN i maksymalnej potencjalnej retencji zlewni S obliczonej dla mapy topograficznej i rastrowej mapy CLC2006.

EN

The SCS model is often used to calculate the effective rainfall in a catchment. In this model, the amount of precipitation losses is taken into account by means of the CN parameter, which is determined using soil permeability in the catchment, land use, crop type and the catchment soil moisture in the period preceding the analyzed precipitation. A shortcoming of this model is its great labour-consumption in determining land surface cover performed on the basis of topographic maps or orthophotomaps. This paper presents an attempt to determine the land cover with the use of the CORINE Land Cover 2006 raster map with a resolution of 100 m. In the paper, the analysis was made of the changes of the catchment average CN values and of the maximum potential catchment storage, S, calculated for a topographic map and the CLC2006 raster map.

5

Wpływ stanu pokrywy roślinnej na odpływy wezbraniowe w zlewniach potoków górskich

Osuch B., Banach W., Gądek W., Homa A., Nahorecka-Duda H.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2005

|

R. 102, z. 10-Ś

71--85

EN

Retention capabilities were described for different vegetation types. This description was used for evaluation of influence of vegetation retention capabilities on flood run-off formation in Trzebuńka stream catchment. Mathematical model of rainfall run-off transformation WISTOO was used. Based on results of analysis, can be stated that flood waves after forest cutting increase comparing to waves in actual forestation conditions. Those differences are minor for precipitation with p=50%. For smaller probability of high intensities rainfall occurrence, flood peak run-off value is higher. Forest cutting can result in twice or even higher increase of peak run-off. In case of different catchment aforestation (according "vertical" downstream or upstream and "linear" from catchment boundary or in other direction) and different forestation coefficient, the biggest effect for sale water run-off gives afforestation of upper parts of catchment which confirms state-of-the-art.Described in article calculation methods of vegetation influence on flood run-off enable quantitative evaluation of change of flood wave shape in specific catchment conditions and rainfall distribution. Developed methods enable quantitative description of delay and decrease of flood waves depending on forest management practices in catchment. Up to now vegetation was considered affecting run-off by taking part of precipitation and by run-off delay as effect of water retention in vegetation retention reservoir. It was not mentioned however that water retention by plants enables bigger outflow to deeper soil layers eliminating additional amount of water from fast surface and subsurface run-off decreasing this way volume of flood wave.

6

Ocena wpływu wielkości rastra na oszacowanie ilości erodowanej gleby ze zlewni górskiej

Banach W., Kowalczyk A.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2005

|

R. 102, z. 16-Ś

3-14

PL

W artykule przedstawiono wyniki symulacji dotyczącej wpływu zmiany wymiarów boku rastra na obliczaną w programie PARUSLE masę erodowanej gleby. Badania te wykazały, że wraz ze wzrostem długości boku rastra następują istotne zmiany w odwzorowaniu cyfrowych warstw tematycznych, które polegają na tym, że w cyfrowym odwzorowaniu powierzchni obiekty liniowe (np. drogi, ścieżki) zajmują coraz większą powierzchnię, kosztem powierzchni zajmowanej przez obiekty przestrzenne (np. lasy, zabudowa, pola uprawne itp.). W odwzorowaniu ulegają zmianie również pola powierzchni zlewni oraz spadki, co powoduje zmiany dróg spływu wody. Wszystkie wykorzystywane do obliczenia masy erodowanej gleby cyfrowe warstwy tematyczne wraz ze wzrostem długości boku rastra ulegają zniekształceniom, które w procesie obliczeniowym powodują zmniejszenie masy erodowanej gleby z obszaru zlewni.

EN

The results of simulation concerning the influence of the raster size on the mass of eroded soil computed by the PARUSLE software are presented in the paper. Increasing raster size influences significantly the raster representation of thematic layers which is visible in that the digital representation of linear objects (e.g., roads, paths) takes more and more area at the expense of the area taken by spatial objects (e.g., forests, development areas, arable land etc.). Also, the representation of catchment areas and slopes changes, which changes the water flow paths. All digital thematic layers used to calculate the mass of eroded soil are distorted with increasing raster size, which results in decreasing the mass of soil eroded from the catchment area.

7

Ocena wpływu proponowanych przez Barriosa i Jianguo Ma modyfikacji metody USLE na określenie wartości wyerodowanej gleby

Banach W., Dacyl A.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2003

|

R. 100, z. 7-Ś

27--39

EN

Estimation of eroded soil transport within watershed is very important for localization and design of hydrotechnical facilities and infrastructure. The paper presents an application of the original USLE method for Bystrzyca Dusznicka river for coefficients defined in raster, and for two modifications developed by Alex G. Barrios and Jianguo Ma. Different methods of L and S coefficient determination are also described. Estimation of eroded soil transport was done by the PARUSLE program using GIS data. Two divisions of the Bystrzyca Dusznicka river watershed were adopted. The first one is related to the partial watersheds division and direct stream supply area, the second is related to GIS and divides whole watershed into square cells of 15-m size. Calculated values of soil erosion intensity for all mentioned versions of USLE are presented and total mass of eroded soil is estimated. After analysis of results it was stated that results from USLE (according Alex Barrios modifications) are significantly different from other methods. One of the reasons can be the fact that the calculations were made for a mountains watershed (determination of the L-S product). The grounds for this modification should be tested on other watersheds. This problem needs further analysis.