17
1.Nacrtati nivogram, hijetogram, hidrogram i krivulju protoka 2. Glavne komponente ukupnog otjecanja Ciklus otjecanja je dio hidrološkog ciklusa koji opisuje vezu između padavina i otjecanja.Ukupno otjecanje u jednom efluentnom vodotoku, tj. količina vode koja se javlja na izlaznom profilu sliva, sastoji se od četiri glavne komponente: (i) površinskog otjecanja, (ii) podpovršinskog otjecanja, (iii) podzemnog otjecanja i (iv) otjecanja koje potiče od kiše koja je pala neposredno na površinu vodotoka. Pored ove podjele, pojedini hidrolozi uzimaju da se podpovršinsko oticanje sastoji od dvije komponente: brzog(direktno) i sporog(bazno) otjecanja. Direktno otjecanje je onaj dio ukupnog otjecanja koje dospije u vodotoke sliva brzo po prestanku padavina ili topljenja snijega, a jednako je sumi površinskog i brzog podpovršinskog oticanja i padavina nad samim vodotokom. Bazno oticanje je onaj dio otjecanja u vodotoku koje potiče od dotoka vode iz podzemne izdani priobalnog pojasa vodotoka i zakašnjelo podpovršinsko oticanje.

Hidrologija 2. Dio - Teorija

  • Upload
    ana

  • View
    387

  • Download
    97

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hidrologija dva

Citation preview

  • 1.Nacrtati nivogram, hijetogram, hidrogram i krivulju protoka

    2. Glavne komponente ukupnog otjecanja Ciklus otjecanja je dio hidrolokog ciklusa koji

    opisuje vezu izmeu padavina i otjecanja.Ukupno otjecanje u jednom efluentnom vodotoku,

    tj. koliina vode koja se javlja na izlaznom profilu sliva, sastoji se od etiri glavne

    komponente: (i) povrinskog otjecanja, (ii) podpovrinskog otjecanja, (iii) podzemnog

    otjecanja i (iv) otjecanja koje potie od kie koja je pala neposredno na povrinu vodotoka.

    Pored ove podjele, pojedini hidrolozi uzimaju da se podpovrinsko oticanje sastoji od dvije

    komponente: brzog(direktno) i sporog(bazno) otjecanja. Direktno otjecanje je onaj dio

    ukupnog otjecanja koje dospije u vodotoke sliva brzo po prestanku padavina ili topljenja

    snijega, a jednako je sumi povrinskog i brzog podpovrinskog oticanja i padavina nad samim

    vodotokom. Bazno oticanje je onaj dio otjecanja u vodotoku koje potie od dotoka vode iz

    podzemne izdani priobalnog pojasa vodotoka i zakanjelo podpovrinsko oticanje.

  • 3. Efluetni i influetni vodotok (skicirati)

    5. Komponente hidrograma otjecanja (skicirati)

  • 6. Vrijeme koncentracije sliva, vrijeme zakanjenja sliva (skicirati)

    VRIJEME KONCENTRACIJE SLIVA Tc predstavlja vrijeme potrebno da kap efektivne

    oborine doe iz najudaljenije toke sliva do izlaznog (analiziranog ) profila. Efektivna oborina

    je ona oborina koja sudjeluje u formiranju hidrograma direktnog otjecanja. Kako u slivu

    postoji teenje po terenu i teenje u koritu vrijeme koncentracije sliva se sastoji od vremena

    teenja po terenu t1 i vremena teenja po koritu t2: Tc = t1 + t2 Kod malih slivova vrijeme

    putovanja po terenu moe biti znaajno dok je kod velikih slivova ono zanemarivo.

    VRIJEME ZAKANJENJA (BASIN LAG) predstavlja svojstvo sliva koje se definira kao

    vremenska razlika izmeu teita efektivne oborine i teita hidrograma direktnog otjecanja.

    Postoje i drugaije definicije koje se koriste u svrhu lakeg definiranja vrijednosti. Vrijeme

    zakanjenja zavisi o duljini puta na kojoj se teenje vri, brzini teenja, svojstvima i obliku

    sliva, padu i geometriji glavnih korita, svojstvu oborinske epizode itd.

    7. Efektivne oborine i koeficijent otjecanja

    KOEFICIJENT OTJECANJA Jedan od osnovnih pokazatelja procesa transformacije oborina

    u otjecanje: C=Pe/P

    Pe-efektivna oborina, oborina koja otjee po slivu, P-ukupno pala oborina

    Efektivna oborina je ona oborina koja sudjeluje u formiranju hidrograma direktnog otjecanja.

    UKUPNE OBORINE-GUBICI =EFEKTIVNE OBORINE

    8. Faktori koji imaju utjecaj na oblik hidrograma otjecanja

    Fizike karakteristike slivne povrine. Ukljuuju sljedee brojne faktore, od kojih neki imaju

    dominantan uticaj a kod drugih taj uticaj moe biti zanemarljiv: veliina i oblik slivne

    povrine, pad slivne povrine ili generalni nagib, raspored vodnih tokova na slivnoj povrini

    (hidrografska mrea), pad glavnog toka, zadravanje vode u slivu u privremenim

    akumulacijama, intenzitet infiltracije i sadraj vlage u zemljitu, uticaj vegetacionog

    pokrivaa,nain obrade zemljita, postojanje jezera, bara i movara.veliina i oblik poprenog

    presjeka vodotoka, njihov pad, hrapavost i duina, kao i zapreminski kapacitet vodotoka,

    Klimatski faktori : intenzitet i trajanje kie, raspodjela kie na slivnoj povrini, pravac i brzina

    kretanja kie (pljuska), porijeklo i vrsta pljuska, isparavanje i transpiracija.

    Geoloke karakteristike slivne povrine: geoloke osobine povrinskog sloja zemljita i

    njegov pedoloki sastav, prisutnost i karakteristike podzemne vode, vodopropusnost geolokih

    formacija.

  • 9. Utjecaj topografskih karakteristika sliva na oblik hidrograma otjecanja

    10. Utjecaj oblika sliva na hidrogram otjecanja

    11. Utjecaj gustoe hidrografske mree na oblik hidrograma otjecanja

  • Utjecaj intenziteta infiltracije i sadraja vlage u zemljitu na oblik hidrograma otjecanja

    13. Utjecaj intenziteta i trajanja kie na oblik hidrograma otjecanja

    14. Utjecaj prethodne vlanosti terena na oblik hidrograma otjecanja

  • 15. Utjecaj geolokih imbenika na oblik hidrograma otjecanja

  • 16. Razdvajanje komponenti hidrograma otjecanja

    Ciklus otjecanja je dio hidrolokog ciklusa koji opisuje vezu izmeu padavina i otjecanja.

    Ukupno otjecanje u jednom efluentnom vodotoku, tj. koliina vode koja se javlja na izlaznom

    profilu sliva, sastoji se od etiri glavne komponente: (i) povrinskog otjecanja, (ii)

    podpovrinskog otjecanja, (iii) podzemnog otjecanjai (iv) otjecanja koje potie od kie koja je

    pala neposredno na povrinu vodotoka. Pored ove podjele, pojedini hidrolozi uzimaju da se

    podpovrinsko oticanje sastoji od dvije komponente: brzog i sporog otjecanja.

    KOMPONENTE OTJECANJA

    Formiranje otjecanja predstavlja bitni hidroloki proces koji nastaje u sluaju da oborine

    premae kapacitet infiltracije. Proces transformacije ili prijelaza oborine u otjecanje je izrazito

    sloen dinamiki proces. Uinenjerskoj hidrologiji se otjecanje promatra najee kroz dvije

    razliite komponente, a ta podjela je utemeljena upravo na procesu transformacije oborine u

    otjecanje.

    17. Analiza recesijske krivulje

    Nakon prestanka povrinskog otjecanja, dolazi do podzemnog otjecanja koje se ovisno o

    karakteristikama slivnog podruja moe odrati kroz dulje ili krae vremensko razdoblje

    Analiza opadajuegdijela hidrogramaotjecanja koji odgovara bezoborinskomrazdoblju zove se

    analiza recesije.Ovakva analiza predstavlja dobar uvid u strukturu vodonosnika. Oblik

    krivulje recesije ovisi o poroznosti te prihranjivanju iz susjednih slivova Idealni uvjeti za

    analizu krivulje recesijebezoborinsko razdoblje u trajanju nekoliko mjeseci-su rijetka

    pojavaliza recesijske krivulje.

    19.Utjecaj ua i hidrotehnikog objekta na promjenu pada vodnog lica u podruju

    vodomjerne postaje.

  • 20. veza vodostaj-protok za nedeformabilno rjeno korito-modulni koeficijent

    Nedeformabilno rijeno korito je korito koje je stabilno u duljem vremenskom razdoblju tj.

    njegov oblik se neznatno mijenja.

    I u takvim uvjetima veza izmeu protoka i vodostaja ne mora biti jednoznana npr. u uvjetima

    nestacionarnog teenja (nailazak poplavnih valova) i nejednolikog teenja (pri pojavi uspora i

    depresije) koji nastaju usljedutjecaja protoka nizvodno od vodomjerne postaje i

    hidrometrijskog profila---- Q=C*A* (E U INDEKSU)

    Kako se radi o nejednolikom i nestacionarnom tecenju

    Navedeni postupak se koristi za definiranje protoka za slucaj nailaska poplavnih valova, te pri

    uspora i depresija u otvorenim prirodnim tokovima. Takodjer pri stacionarnom i

    nejednolikom tecenju koje nastaje kao posljedica uspora ili depresije, dobila bi se velika

    rasipanja pri izradi krivulje protoka. Ukoliko se predje na primjenu modulnog koeficijenta i

    Q=Q(H,I), tada se dobije znat o manje rasipanje tocaka odnosno pouzdanija ovisnost izmedju

    vodostaja i protoka.

  • 21. Odreivanje pada vodnog lica jedna od poteskoca u prakticnom smislu je mjerenje pada vodnog lica koji je najcesce vrlo

    malen te ga je tesko i nemoguce odrediti na manjim udaljenostima kod velikih rijeka. Osim

    razine vode na vodomjernoj postaji promatraju se i jos dvije postaje, jedna uzvodno i jedna

    nizvodno. Na parabolu kroz tri tocke odredi se nagib tangente i to je pad nivoa.

    22.Veza vodostaj ptotok za rjecna korita s promjenjivom hrapavoscu

    U prirodnim vodotocima pri uvjetima jednolikog i stacionarnog tecenja nejednoznacnost

    krivulje protoka se moze pojaviti kao posljedica promjene hrapavosti korita tijekom vremena.

    Najcesce je to pojava pri pojavi bujne vegetacije u vegetacijskom razdoblju pri cemu se

    povecavaju kidraulicki otpori i smanjuje ukupna propusna sposobnost. U tom slucaju je

    potrebno na bazi izvrsenih nidrometrijskih mjerenja napraviti dvije krivulje protoka, jednu za

    vegetacijsko i jednu za vanvegetacijsko razdoblje.

    23. Ekstrapolacija krivulje protoka

    Mjerenja protoka pri visokim vodostajima, bilo da se radi o malim ili velikim vodotocima

    predstavljaju znaajan problem. To je upravo razlog zbog ega se pri definiranju krivulje

    protoka zaodreeni profil obino raspolae s malim i gotovo uvijek nedovoljnim brojem

    mjerenja protoka u podruju velikih voda. To dovodi do potrebe ekstrapolacije krivulje

    protoka posebno u sluajevima kad se velike ili male vode nalaze iznad ili ispod vrijednosti

    za koje su krivulje definirane.

    24.Metode za proraun velikih voda, podjela prema tipu metode i prema opsegu i vrsti r

    aspoloivih podataka i mjerenja.

    I) Prema tipu metode: Probabilistike (statistike) metode; Deterministike (parametarske)

    metode; Metode regionalnih analiza

    II) Prema opsegu i vrsti raspoloivih podataka i mjerenja: Metode prorauna velikih voda

    nahidroloki izuenim profilima; Metode za proraun velikih voda na hidroloki nedovoljno

    izuenim profilima; Metode za proraun velikih voda na hidroloki neizuenim profilima

  • 25. Jedinini hidrogram, definicija, pretpostavke i principi na kojima se temelji

    Shermanje definirao jedinini hidrogram kao hidrogram povrinskog otjecanja od

    efektivne kie visine 1 (jednog) ina ije trajanje je T sati, i koja je ravnomjerno rasporeena

    u vremenu i prostoru.

    T satni jedinini hidrogram je hidrogram direktnog (povrinskog) otjecanja od efektivne

    kie visine 1 cm (ili 1 mm), koja je uniformno (ravnomjerno) rasporeena po povrini sliva i

    ujednaenog je intenziteta tijekom vremena njenog trajanja T.

    Ulaz u sustav (sliv) su padavine, registrirane na odreenim lokacijama u slivu, jedinini

    hidrogram je odgovarajua funkcija preslikavanja, dok se kao izlaz dobiva hidrogram velike

    vode na odreenom profilu hidrografske mree.

    Teorija jedininog hidrograma temelji se na sljedeim principima i pretpostavkama:

    1. Efektivna kia je ravnomjerno rasporeena u vremenu tijekom svog trajanja,

    2. Efektivna kia je ravnomjerno rasporeena prostorno po cijeloj povrini sliva,

    3. Na danom slivu, kie istog trajanja proizvode hidrograme otjecanja koji imaju priblinoistu

    vremensku bazu, neovisno o intenzitetu kie koja ih je izazvala. To je tzv. princip

    nepromjenljivosti u vremenu ili princip stacionarnosti,

    4. Za dani sliv, veliina ordinata hidrograma otjecanja je proporcionalna zapreminama

    direktnog otjecanja, odnosno visinama efektivne (neto) kie, ako su kie istog trajanja. Ovaj

    princip poznatje pod razliitim imenima kao: princip linearnosti, princip superpozicijeili

    principproporcionalnosti, poto su ordinate hidrograma direktnog otjecanja takoer

    meusobnoproporcionalne i zbog toga se moguzbrajati u proporciji s veliinom ukupne

    zapreminedirektnog otjecanja.

    5. Na danom slivu, raspodjela otjecanja u vremenu (odnosno oblik hidrograma otjecanja) od

    kia odreenog trajanja, je neovisna od prethodnih ili buduih kia.

    Teorija jedininog hidrograma se, dakle, temelji na pretpostavci da se sliv ponaa kao linearan

    i stacionaran sustav, odnosno da vae principi proporcionalnosti i superpozicije.

    Sherman je iskljuio uporabu teorije jedininog hidrograma za hidrograme otjecanja ije je

    porijeklo od topljenja snijega, i uvjete kada je vrijeme trajanja efektivne kie due od

    vremena koncentracije sliva (ili vremena podizanja hidrograma otjecanja).

    T > TC

  • 26. Princip proporcionalnosti i superpozicije

  • 27. Promjena trajanja jedininog hidrograma

    - Metoda superpozicije

    -Metoda S krive.

    Metoda superpozicije T satni jedininim hidrogram

    Metoda je temeljena na koritenju principasuperpozicije, jednog od principa teorije jedininog

    hidrograma.

    METODA SUPERPOZICIJE

  • 28.Trenutni jedinini hidrogram

  • 29. Sintetiki jedinini hidrogram

    Za sliv, za koji se ne raspolae mjerenim podacima, model (sintetiki jediniki hidrogram) se formira

    na osnovu analize fizikih i drugih karakteristika sliva. Ovo se postie koritenjem empirijskih izraza

    koji predstavljaju vezu izmeu raznih karakteristika sliva i oblika hidrograma otjecanja. U praksi se

    esto koristi metoda izokrona. Ona se koristi za proraun sintetikog hidrograma direktnog otjecanja.

    30. Metoda izokrona

    Izokrone otjecanja ili izokrone su linije jednakih vremena otjecanja vode sa sliva. Osnovna je

    pretpostavka metode izokrona da voda s pojedinih dijelova sliva stie do izlaznog profila vodotoka u

    razliitim vremenskim intervalima t. Rezultirajui hidrogram otjecanja se odreuje na temelju

    povrine sliva s izokronama, hijetograma efektivne oborine i dijagrama vrijeme-povrina

    Na slijedeoj slici je prikazano odreivanje hidrogramaotjecanja metodom izokrona.

    Postupak odreivanja hidrograma povrinskoga otjecanja metodom izokrona provodi se na slijedei

    nain:

    Najprije se na slivu konstruiraju izokronetj. linije jednakih vremena otjecanja. Vrijeme otjecanja

    vode od jedne do druge izokrone je t, a ukupno vrijeme otjecanja od najudaljenije izokrone do

    izlaznog profila jednako je vremenu koncentracije sliva Tc Izokronama je sliv podjeljen na manje

    povrine. Nakon toga se koristi hijetogram efektivne kie konstantnih intenziteta u vremenima t.

    Temeljna je pretpostavka da je na cijeli sliv pala kia i da su intenziteti efektivne kie i1, i2, ...itk u

    vremenskim razmacima t. Trajanje efektivne kie Tk je : Tk=nt=Tc gdje je: Tc-vrijeme

    koncentracije sliva t -vrijeme otjecanja vode od jedne do druge izokrone

  • 31. Osnovni problemi u vezi primjene metode izokrona:

    -odreivanje poloaja izokronana slivu

    -veliine povrina sliva izmeu pojedinih izokrona

    -vremena koncentracije sliva

    U vremenu koncentracije sadrano je vrijeme otjecanja vode po terenu i vrijeme otjecanja u korito

    vodotoka. Vrijeme koncentracije ovisi o obliku, veliini i padu sliva, intenzitetu, trajanju i raspodjeli

    kie. Ono predstavlja glavnu veliinu za konstrukciju izokrona.

    32. Racionalna metoda

  • 33. Izgled hidrograma otjecanja po racionalnoj metodi za razliita trajanja kie

  • 34. Struktura hidrografske mree, zakon broja, duine i slivne povrine tokova