Nowa metoda określania zasobów dyspozycyjnych i eksploatacyjnych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Nowa metoda określania zasobów dyspozycyjnych i eksploatacyjnych"

Monika Jasińska
8 lat temu
Przeglądów:

1 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Centrum Edukacji Hydrologiczno - Meteorologicznej Beniamin Więzik Nowa metoda określania zasobów dyspozycyjnych i eksploatacyjnych SEMINARIUM Warszawa r.

2 Podstawowe definicje Zasoby dyspozycyjne wód powierzchniowych to odpływ w określonym czasie, moŝliwy do zagospodarowania przy uwzględnieniu warunków środowiskowych, bez wskazywania lokalizacji ujęcia wody. Zasoby eksploatacyjne wód powierzchniowych to objętość wody moŝliwa do pobrania w określonym przekroju cieku (przekroju ujęcia wody) w określonym czasie i ustaloną gwarancją, przy zachowaniu przepływu nienaruszalnego (hydrobiologicznego) i wymaganego.

Zasoby eksploatacyjne wód powierzchniowych to objętość wody moŝliwa do pobrania w określonym przekroju cieku

3 Przepływ nienaruszalny i wymagany Przepływem nienaruszalnym jest przepływ odpowiadający granicznemu napełnieniu koryta cieku, przy którym zachowane są podstawowe procesy biologiczne ekosystemu wodnego. Przepływem wymaganym jest przepływ, który musi być pozostawiony w cieku z uwagi na innych uŝytkowników, określony według kryterium eksploatacyjnego (istniejące niŝej ujęcia wody), krajobrazowego i in. z uwzględnieniem hierarchii spełnienia potrzeb.

Przepływem wymaganym jest przepływ, który musi być pozostawiony w cieku z uwagi na innych uŝytkowników,

4 NiŜówka i okres deficytowy NiŜówka jest długotrwałe obniŝenie stanu wody i odpływu rzecznego, okres w którym przepływ jest niŝszy od przyjętej umownej wartości granicznej np. SNQ. Zatem niŝówka jest zjawiskiem przyrodniczym i występuje niezaleŝnie od eksploatacji zasobów wodnych. Okres deficytowy to czas, w którym przepływ jest mniejszy od określonego przepływu eksploatacyjnego przy pozostawieniu przepływu nienaruszalnego w cieku poniŝej przekroju ujęcia.

Zatem niŝówka jest zjawiskiem przyrodniczym i występuje niezaleŝnie od eksploatacji zasobów wodnych.

5 Ujęcie infiltracyjno-poddenne na potoku Cięcinka

6 Ujęcie infiltracyjno-poddenne na potoku Zimnym

7 Ujęcie progowe na potoku Kalonka

8 Ujęcie progowe na potoku Pisarzówka

9 Ujęcie brzegowe na potoku Chrobaczym

10 Ujęcie wody Ujęcie wody na potoku Wilkówka

11 0,050 0,040 Deficyt Q e = 0,0 dm 3 s dni Przepływ Q [m 3 s - ]. 0,030 0,020 0,00 0,000 Q z = 6,7 dm 3 s - Q nn = 4,0 dm 3 s IX XII I II III IV V VI VII VIII IX X Czas t [miesiące] Deficyt wody w roku 992

0,030 0,020 0,00 0,000 Q z = 6,7 dm 3 s - Q nn = 4,0 dm 3 s - 0

12 Przepływ Q [m 3 s - ] 0,40 0,30 0,20 0, ,00 Q e +Q nn = 0,07 m 3 s Czas t [doby] Roczne krzywe sum czasów trwania przepływów wraz z wyŝszymi Potok Wilkówka - przekrój ujęcia wody

Q e +Q nn = 0,07 m 3 s - 0 30 60 90 20 50 80 20 240 270 300 330 360 Czas t [doby] Roczne

13 Rozkład normalny (Gaussa) f(q) = σ Q 2π exp 2 Q µ Q σq 2 Rozkład logarytmiczno-normalny (Galtona) f(q) = Qσ lnq 2π exp 2 lnq µ Q σq 2 Rozkład wykładniczy (Gumbela) { α( Q u) exp[ ( Q u) ]} f(q) = α exp α gdzie: Q - przepływ w m 3 s -, µ Q - wartośćśrednia w m 3 s -, σ Q - odchylenie standardowe w m 3 s -, α, u - parametry rozkładu.

wykładniczy (Gumbela) { α( Q u) exp[ ( Q u) ]} f(q) = α exp α gdzie: Q - przepływ w

14 Test χ 2 Statystyka testu χ 2 : D = ν i= ( n n p ) gdzie: n i liczba obserwacji w przedziale i, n p i oczekiwana liczba obserwacji w przedziale i. i n Statystyka ma w przybliŝeniu rozkład χ 2 o k- stopniach swobody takiej, Ŝe: p i i 2 gdzie: α poziom istotności. P [ 2, k D χ α ] = α

15 Test Kołmogorowa gdzie: G = max [F n (Q) F(Q)] < F n (Q) dystrybuanta empiryczna F(Q) dystrybuanta teoretyczna a N Test ORSTOM (Office de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer) gdzie: M = n c n a n n a liczba punktów F n (Q) znajdujących się powyŝej F(Q), n b liczba punktów F n (Q) znajdujących się poniŝej F(Q), n c liczba punktów przecięcia F n (Q) i F(Q). b

Outre-Mer) gdzie: M = n c n a n n a liczba punktów F n (Q) znajdujących się powyŝej F(Q), n

16 Test ORSTOM M = n c n a n b F(x) F(x) F(x) x x x M=7 M= - M= 0

17 Prawdopodobieństwo m-krotnego przekroczenia Q w czasie t lat Prawdopodobieństwo, Ŝe obliczony przepływ zostanie m-krotnie osiągnięty lub przekroczony w ciągu t lat P m / t = e ( p t) ( p t) m! m Gwarancja przepływów przy określonym czasie trwania Gwarancją jest prawdopodobieństwem, Ŝe w okresie t lat przepływ nie zostanie osiągnięty (m = 0) g = e ( p t) gdzie: g gwarancja [0,], m wielokrotność osiągnięcia lub przekroczenia przepływu, p prawdopodobieństwo przepływu Q, t czas obliczanej gwarancji [lata].

m Gwarancja przepływów przy określonym czasie trwania Gwarancją jest prawdopodobieństwem, Ŝe w okresie t lat przepływ nie

18 ,0 Dystrybuanta rozkładu 0,8 0,6 0,4 0, Czasy trwania dni dni 3-30 dni dni dni 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Gwarancja 0,0 0,00 0,007 0,02 0,04 0,06 0,08 Przepływ Q [m 3 s - ] Gwarancja przepływu

19 Ujęcie wody Zbiornik Wilkowice Lokalizacja zbiornika Wilkowice

20 Parametry zapory i zbiornika retencyjnego Wilkowice - wysokość zapory - 0,3 m, - długość korony zapory - 06,0 m, - normalny poziom piętrzenia (NPP) - 480,00 m n.p.m., - maksymalny poziom piętrzenia (Max.PP) - 480,50 m n.p.m, - minimalny poziom piętrzenia (MinPP) 474 m n.p.m., - długości zbiornika przy NPP - 44 m, - szerokość zbiornika przy NPP - 65 m, - średnia głębokość przy NPP 5,3 m, - powierzchnia zalewu przy NPP - 0,62 ha, - pojemność zbiornika przy NPP m 3, - pojemność zbiornika przy MaxPP m 3.

p.m., - długości zbiornika przy NPP - 44 m, - szerokość zbiornika przy NPP - 65 m, - średnia głębokość przy NPP 5,3 m, -

21 ,0 0,4 Dystrybuanta rozkładu 0,8 0,6 0,4 0, Czasy trwania dni dni 3-30 dni dni dni 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Gwarancja 0,0 0,00 0,007 0,02 0,04 0,06 0,08 Przepływ Q [m 3 s - ] Gwarancja przepływu

22 9,0 8,0 NPP 480,00 m.n.p.m. 7,0 Piętrzenia zbirnika H [m] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 MinPP 474,00 m.n.p.m. 5 dni,0 0,0 0 IX 750XII 500I 2250II 3000 III 3750 IV 4500 V 5250 VI 6000 VII 6750 VIII 7500 IX 8250 X 9000 Czas t [miesiące] Gospodarka wodna na zbiorniku Wilkowice rok 992

23 Prawdopodobieństwo Bayesowskie wystąpienia okresu deficytowego Y y s n m s n y m y s n y ) ( p = gdzie: n - liczebność ciągu przyjętego do analizy w latach, s - liczba zdarzeń wystąpienia okresy deficytowego w ciągu n lat, m - liczba lat w których wystąpi y okresów deficytowych. y - liczba zdarzeń wystąpienia okresy deficytowego w ciągu m lat,

24 Prawdopodobieństwo p,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, 0,0 j 7 dni j 4 dni n = 35 m = 0 y = Czas t [lata] Prawdopodobieństwo wystąpienia okresu deficytowego

25 WNIOSKI. Jak wykazały badania Metodyka jednolitych bilansów wodnogospodarczych nie jest właściwą do obliczania zasobów dyspozycyjnych i eksploatacyjnych w przekrojach ujęć wody na rzekach i potokach górskich. 2. Analiza probabilistyczna przepływów dla zadanego czasu trwania daje moŝliwość określenia poboru wody o załoŝonej gwarancji. 3. Zasoby eksploatacyjne w przekrojach istniejących i projektowanych ujęć wody zaleŝą przede wszystkim od przepływów okresowych (dobowych). Istotny wpływ ma zasoby eksploatacyjne ma równieŝ przepływ nienaruszalny, który musi być pozostawiony w cieku poniŝej ujęcia. 4. Na etapie planowania budowy ujęcia wody lub dla poprawy gwarancji poboru z ujęć istniejących naleŝy rozwaŝyć techniczno-ekonomiczne warunki okresowego magazynowania wody w zbiornikach retencyjnych lub zapasowych na sieci, które mogą wpłynąć na efektywność pracy systemu zaopatrzenia w wodę wsi.

Podobne dokumenty

SEMINARIUM DANE HYDROLOGICZNE DO PROJEKTOWANIA UJĘĆ WÓD POWIERZCHNIOWYCH

Wyzsza Szkola Administracji w Bielsku-Bialej SH P Stowarzyszenie Hydrologów Polskich Beniamin Więzik SEMINARIUM DANE HYDROLOGICZNE DO PROJEKTOWANIA UJĘĆ WÓD POWIERZCHNIOWYCH Warszawa 18 wrzesnia 2015 r.