MODELOVÁNÍ SRÁŽKO-ODTOKOVÝCH VZTAHŮ MULTI-LINEÁRNÍM

PŘÍSTUPEM2007

• Boris Vološ email: borisvolos@seznam.cz , tel: +420 608 258 262

Vodohospodárske úlohy a hydrologické údaje

ČHMÚ Optimalizácia Navrhovaných PPO

Zmeny v krajine – najčastejšie ide o zvýšenie retenčnej schopnosti

Návrh retenčných nádrží

Úprava toku, revitalizácia

Posúdenie návrhu pre povodňové vlny s inou pravdepodobnosťou pakovania

Potreba dát pre rôzne prípady

Siahne po hydrologických výpočtových postupoch

Hydrologické výpočtové postupy

Metóda izochrónurčenie odtokovej straty objemovým súčiniteľom odtoku (tabuľky) výpočet povrchového odtoku genetickým vzorcom odtoku, predpoklad ustáleného stavu t.j. čas koncentrácie konštantný

Využitie modelu DesQ-MAXQ (Hrádek, Kuřík 2001) – ktorý rešpektuje výpočtové postupy Hydrologickej smernice MZV (1989) výpočet efektívneho dažďa (aplikácia metódy CN kriviek)výpočet povrchového odtoku vychádza z modelu kinematickej vlny a zjednodušených St. Venatových rovníc

Metodických postupov zapracovaných v ČHMÚ (2004)výpočet efektívneho dažďa (aplikácia metódy CN kriviek) výpočet odtoku metódou syntetického jednotkového hydrogramu podľa Clarka, kde parametre SJH sú odvodené z fyzicko-geografických charakteristík povodia, potom výpočet hydrogramu je aplikácia konvolúcie na hyetograf efektívneho dažďa

Hydrologické výpočtové postupy

Obr. Matoušek V.

ZJEDNODUŠUJÚCE PREDPOKLADY

• trvanie zrážky = Tc

• zmenu doby koncentrácie v priebehu zrážky konštantná

• koeficient priameho odtoku konštantný (tabuľky, CN)

Zjednodušujúce predpoklady majú dopad

na Qkul, a Wpv

Pretože• objem odtoku je rovnaký pre rôzne doby trvania zrážky o rovnakom úhrne

• doba koncentrácie rovnaká pre rôzne intenzity

V hydrologických výpočtoch uvažovať zrážky, ktoré majú charakter reálnych (ich dĺžka trvania a prerozdelenie intenzít, napr. V. Kakos 2001, ČHMÚ 2004)

Zostaviť taký hydrologický model (výpočet) ktorým budeme schopný zohľadniť

reálne zrážky bez ohľadu na dobu koncentrácie zmenu koeficienta priameho odtoku závislú na trvaní a intenzite zrážky zmenu doby koncentrácie závislú na trvaní a intenzite zrážky

Limitujúce skutočnosti na povodiach nemáme pozorovanie – ovplyvňuje výber s-o modelu náročnosť na vstupné dáta – určuje čas spracovania (chceme do 14 dní) finančné možnosti – spravidla veľmi obmedzené (malé povodia, malé obce)

Ako ďalej ?

Výpočet priebehu povodňovej vlny je zložený z dvoch častí navzájom sa ovplyvňujúcich : stanovenie koeficientu priameho odtoku výpočet hydrogramu priameho odtoku

Stanovenie koeficienta priameho odtoku, závislý na dobe trvania dažďa a jej intenzite

Riešenie, koncepcia

][)( 2

mmSIAH

IAHH

z

zo

Vychádzali sme

Ukážka odvodenia koeficientu priameho odtoku, závislého na intenzite a trvaní zrážky

Testovanie modifikovaného prístupu na výpočte efektívnej zrážky

* Dnes presnosť hydrologických údajov III a IV triedy pre Q20 až Q100 je ± 40 až 60 %

Výpočet hydrogramu priameho odtoku multi-lineárným prístupom

Odvodenie jednotlivých lineárných sub-modelov

1. pre daný objemový koeficient odtoku φi prepočet zodpovedajúcej hodnoty CN

2. odvodenie parametrov (Tc a R) Clarkovho jednotkového hydrogramu kde:Tc = 1,67Tlag

R – transformačný faktor (parameter lineárnej nádrže)R = A.LB.SC

A=80, B=0,342, C=-0,79 – parametre odvodené pre ČR v ČHMÚ

Prípadne R odhadneme ako 1,2-2 násobok Tc

3. simulácia prietokovej vlny zo zrážky pre jeden interval t

4. Výpočet opakujeme pre všetky intervaly stým, že jednotlivé hydrogramy posúvame o t

5. Sčítanie jednotlivých dielčích hydrogramov = výsledný hydrogram odtoku

Výsledná konštrukcia multi-lineárneho s-o modelu a jeho sub-modely

Zhodnotenie

Výhody

Nenáročnosť na vstupné dáta, ekonomicky prijateľné Dostupnosť SW HEC-HMS zdarma + potreba GIS, prípadne využiť programové prostredie WMS cca 40,- tis Odvodenie návrhových hydrogramov do cca 14 dní

Nevýhody

Metoda separácie zrážky zlyháva pri relatívne nízkych úhrnoch a intenzitách Čiastočné zohľadnenie sklonu povodia

Takto zostavený s-o model, nám umožní posúdenie protipovodňových opatrení vzhľadom na príčinnú zrážku danéhotypu a následne potom spätne umožní demonštrovať účinnosť

jednotlivých PPO, využitím metódy transformácií.Metoda transformácií bude spracovaná v r. 2008