29.10.2015

1

Oticaj

Oticaj – deo padavina koji otiče po površini sliva ili podzemnim putem do vodotoka

Vodotok: svako “korito” u kome se koncentriše tok

Komponente

površinski

potpovršinski

podzemni

Rezultat: tečenje u vodotocima (rečnoj mreži)

stvaraju ga sve tri komponente oticaja

Oticaj

Površinski oticaj – deo padavina koji otiče po površini sliva

prirodni slivovi:

formira se samo ako je intenzitet kiše veći od infiltracionog kapaciteta tla

pri malim i umerenim kišama ne daje značajne količine vode

na površinama sa slabom vegetacijom i sa zbijenim tlom

u šumskim područjima obično ga nema

urbani slivovi:

najznačajnija komponenta oticaja jer nema infiltracije

29.10.2015

2

Oticaj

Potpovršinski oticaj – deo padavina koji otiče kroz nezasićene slojeve zemljišta

stiže do vodotoka sporije od površinskog

zavisi od karakteristika tla

tanak propusan sloj iznad čvrste stene: veći potpovršinski oticaj

ravnomerno propusno tlo: veća perkolacija

pri umerenim kišama može da da značajne količine vode

Oticaj

Podzemni oticaj – deo padavina koji se procedi do podzemnih voda, a potom otekne do vodotoka

veoma spor zbog malih brzina tečenja

dospeva do vodotoka znatno posle prestanka padavina i čini oticaj u beskišnom (suvom) periodu

moguć je samo ako nivo podzemnih voda “preseca” korita vodotoka na slivu

slivovi sa velikim izdanima PV daju značajne količine voda tokom cele godine i mali odnos velikih i srednjih voda

slivovi sa tankim gornjim slojevima male propusnosti imaju veći odnos velikih i srednjih voda

Padavine

Površinski

oticaj

Protok u rekama /

tečenje u vodotocima

Potpovršinski

oticaj

Podzemni

oticaj

29.10.2015

3

Oticaj

Vodotoci i nivo podzemnih voda

prihranjivanje vodotoka ili

prihranjivanje podzemnih voda

NPV

NPV

efluentni vodotok influentni vodotok

Formiranje oticaja na padinama sliva između kišnih epizoda

Water Resource Engineering, 2005 Edition by Larry W. Mays

Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.

Tečenje u vodotoku

Bazni oticaj Povratni potpovršinski

oticaj

29.10.2015

4

Formiranje oticaja na padinama sliva tokom kišne epizode

Water Resource Engineering, 2005 Edition by Larry W. Mays

Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.

Tečenje u vodotoku

Bazni oticaj Povratni potpovršinski oticaj

Padavine

Površinski oticaj usled

zasićenja tla

.

.

.

.

.

.

Generisanje oticaja

Mreža vodotoka između kišnih epizoda

Mreža vodotoka tokom i posle kišne epizode

Water Resource Engineering, 2005 Edition by Larry W. Mays

Copyright © 2005 by John Wiley & Sons, Inc. All rights reserved.

Stalni tokovi Povremeni tokovi Zasićenje (natapanje odozdo) Izohipse

29.10.2015

5

Oticaj – Protoci u vodotocima

Varijacije oticaja

Oticaj – Protoci u vodotocima

Hidrogram – grafička predstava promene protoka u profilu vodotoka kroz vreme, Q(t)

Godišnji hidrogram – opisuje unutargodišnji režim protoka

hronološka promena srednjih dnevnih protoka

histogram srednjih mesečnih protoka

Morava/Ljubičevski Most

0

200

400

600

800

1000

1200

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

29.10.2015

6

Dunav/Pančevo

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Sava/Sremska Mitrovica

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Morava/Ljubičevski Most

0

200

400

600

800

1000

1200

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Biljanovac/Jošanica

0

5

10

15

20

25

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Oticaj – Protoci u vodotocima

Različiti režimi reka

Oticaj – Protoci u vodotocima

Hidrogram – grafička predstava promene protoka u profilu vodotoka kroz vreme, Q(t)

Talasi velikih voda

vreme t

pro

tok

Q

29.10.2015

7

Dunav/Pančevo

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Sava/Sremska Mitrovica

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Morava/Ljubičevski Most

0

200

400

600

800

1000

1200

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Biljanovac/Jošanica

0

5

10

15

20

25

jan feb mar apr maj jun jul avg sep okt nov dec

Q (

m3/s

)

Oticaj – Protoci u vodotocima

Godišnji hidrogram

Talasi velikih voda

Oticaj

Faktori koji utiču na oticaj:

meteorološki: padavine, isparavanje...

fizičko-geografski: veličina sliva, nagib, oblik, vrsta pokrivača, geološki sastav...

Veličina sliva

mali slivovi: površinsko tečenje dominantno nad tečenjem u vodotoku, kratkotrajne jake kiše, uticaj namene površina

veliki slivovi: obrnuto

29.10.2015

8

Faktori koji utiču na oticaj

Q

t

Q

t

NAGIB

blaži

strmiji

Q

t

Q

t

HRAPAVOST

veća

manja

Q

t

Q

t

OBLIK

lepezast

izdužen

Faktori koji utiču na oticaj

Q

t

Q

t

ZADRŽAVANJE (retenzioniranje)

bez zadržavanja

sa zadržavanjem

29.10.2015

9

Faktori koji utiču na oticaj

VREMENSKA NERAVNOMERNOST KIŠE (oblik hijetograma)

(a)

Q

t

(b)

(b) (a)

t

i

t

i

Faktori koji utiču na oticaj

RAVNOMERNOST KIŠE NA SLIVU

(a)

Q

t

(b)

(b)

(a)

KRETANJE OLUJE

(a)

Q

t

(b)

(b) (a)

29.10.2015

10

Analiza oticaja

Direktni oticaj

Direktna posledica oticaja usled kiša, nagla promena protoka/nivoa

potiče od površinskog i brzog potpovršinskog oticaja

Bazni oticaj

blagopromenljivi protok u sušnom periodu

potiče od sporog potpovršinskog i podzemnog oticaja

0

50

100

150

200

250

300

350

400

jan

feb

mar

ap

r

maj

jun jul

avg

sep

okt

no

v

de

c

Q (

m3/s

)

Q ukupno

Q bazno

Analiza oticaja

Talasi velikih voda: karakteristični delovi

A

B

Tp Tr

Qmax

pro

tok

vreme

TB

C

D

E

B – početak direktnog oticaja C – maksimalni oticaj D – prestanak direktnog oticaja

BC – rastuća grana hidrograma CD – opadajuća grana hidrograma AB, DE – recesiona grana hidrograma

29.10.2015

11

Analiza oticaja

Talasi velikih voda: karakteristični delovi

A

B

Tp Tr

Qmax

pro

tok

vreme

TB

C

D

E

Qmax – maksimalna ordinata hidrograma TB – baza hidrograma (trajanje direktnog oticaja) Tp – vreme podizanja hidrograma Tr – vreme opadanja hidrograma

A

B

pro

tok

vreme

direktan oticaj

Qd

Qbbazni oticaj

C

C'

D

E

Analiza oticaja

Odvajanje baznog i direktnog oticaja

recesiona grana:

ktteQtQ

/)(0

0)(

kttQtQ /)(ln)(ln 00

29.10.2015

12

Analiza oticaja

Odvajanje baznog i direktnog oticaja

Korak 1: produžavanje recesione grane prethodnog talasa do trenutka pojave maksimuma (segment BC’)

Korak 2: određivanje tačke prestanka direktnog oticaja D na hidrogramu u semi-logaritamskoj razmeri

Korak 3: spajanje segmenta C’D

Q

log Q

Q

t

t

t

B

C

C

B

C’

C’

D

D

A

A E

E

Korak 1

Korak 2

Korak 3

Direktni oticaj i efektivna kiša

Efektivna kiša = deo ukupne pale kiše na sliv koji se pretvorio u direktni oticaj

zapremina direktnog oticaja:

efektivna kiša (sloj direktnog oticaja):

BT

dd dttQV0

)(

pro

tok direktan oticaj

Qd

pro

tok direktan oticaj

vreme

vreme

A

VP de

Vd = Pe . A

29.10.2015

13

Direktni oticaj i efektivna kiša

Koeficijent oticaja = odnos efektivne i pale kiše = odnos zapremina otekle i pale vode

p

dee

V

V

AP

AP

P

P