Pomiary stanów wód w ciekach. Związki wodowskazów

Transkrypt

1 Pomiary stanów wód w ciekach. Związki wodowskazów

2

3

4

5

6 Łaty wodowskazowe

7

8 Sieć posterunków wodowskazowych IMGW w Polsce

9

10

11

12 Limnigrafy

13

14

15

16

17 Krzywa natęŝenia przepływu (krzywa przepływu, krzywa konsumpcyjna)

18

19 Krzywa przepływu przedstawia związek regresyjny pomiędzy jednocześnie zmierzonymi wartościami natęŝenia przepływu i stanu wody Q = f(h). W rzeczywistości to stan wody (H) zaleŝy od natęŝenia przepływu (Q), ale w praktyce wykorzystywany jest związek odwrotny. W rzeczywistości krzywa przepływu jest funkcją wielu zmiennych, z których większość ulega zmianom w czasie: Q = f(h, I, F, n, χ, z) I - spadek zwierciadła wody (gradient hydrauliczny) F powierzchnia przekroju poprzecznego n obwód zwilŝony χ - współczynnik szorstkości koryta z wektor pozostałych czynników

20

21 Krzywa przepływu zaleŝność dla konkretnego przekroju na cieku

22 Punkty szczególne krzywej przepływu Punkt denny wyznacza stan wody, przy którym Q = 0 (symbol: B, β,h d ) Punkt załomu wyznaczony jest przez przecięcie skarpy brzegowej koryta głównego ze skarpą koryta, w którym występują najniŝsze stany wód (gdy występuje nieregularny przekrój) Punkt brzegowy znajduje się na poziomie stanu brzegowego, tj. stanu wody odpowiadającego połoŝeniu krawędzi brzegów głównego koryta cieku. Punkt graniczny odpowiada najwyŝszemu stanowi wody, jaki wystąpił wdanym przekrój wodowskazowym w okresie obserwacji

23 JeŜeli dwa brzegi leŝą na róŝnych wysokościach, to podaje się dwa punkty brzegowe.

24 Niestacjonarność krzywej przepływu Zmiana kształtu krzywej w związku ze zmianą kształtu dna, a w związku z tym pola przekroju F. Przypadek 1 dno ulega pogłębieniu wskutek dominacji procesów denudacji rzeki górskie po wezbraniach (powodzi) Przypadek 2 dno ulega podwyŝszeniu wskutek przewagi procesów akumulacji rzeki równinne po powodzi

25 Przypadek 1 rzeki górskie Q I I I I I II Q II I sytuacja przed powodzią II po powodzi H Q I H Q II Q II > Q I Krzywa przesuwa się w dół

26 Przypadek 2 rzeki równinne krzywa przepływu przesuwa się ku górze Przy zmianie połoŝenia zera wodowskazu następuje równoległe przesunięcie krzywej przepływu Przeniesienie wodowskazu do innego przekroju spowoduje zmianę krzywej. Aby zmiany zminimalizować zachowuje się spadek zwierciadła.

27 Wpływ współczynnika szorstkości koryta na kształt krzywej przepływu Wpływ róŝnych faz (miesięcy) rozwoju roślinności

28 Wpływ współczynnika szorstkości koryta na kształt krzywej przepływu

29 Zmiana pola powierzchni przekroju poprzecznego Q 1 = Q 2 H 1 < H 2 Krzywa odchyla się ku górze od stanu (H) odpowiadającego poziomowi stopy wału

30 Zmiana gradientu hydraulicznego (spadku zwierciadła wody) I I = H/ L Im wyŝszy poziom piętrzenia wody tym mniejszy spadek zwierciadła wody między punktem wodowskazowym a zbiornikiem krzywa przesuwa się ku górze

31 Zmiana gradientu hydraulicznego (spadku zwierciadła wody) I Zmiany spadku zwierciadła wody w okresie wezbrania powodują, Ŝe w fazie przyboru i fazie opadania, przy tym samym stanie wody, przepływ nie jest jednakowy. W fazie przyboru stany wody wzrastają, a spadek zwierciadła jest większy niŝ spadek podłuŝny koryta rzeki. W fazie opadania jest odwrotnie. Prędkość przepływu (takŝe Q) jest w fazie przyboru większa przy tym samym stanie niŝ w fazie opadania. Powstaje histereza krzywej przepływu.

32 Krzywe przepływu opisuje się róŝnymi typami równań przykładowo: - funkcja potęgowa równanie Harlachera a, n parametry funkcji Q = a(h-b) n B punkt denny krzywej przepływu H=B Q=0 -wielomian drugiego stopnia (parabola) Q = a+bh+ch 2 a,b,c współczynniki wielomianu

33 Wyznaczanie parametru B punktu dennego B B

34 Wyznaczanie parametru B punktu dennego metoda Głuszkowa

35 Określenie współczynników a i n T H B = T napełnienie przekroju

36 Krzywa przepływu w przekrojach złoŝonych

37 Krzywa przepływu w przekrojach złoŝonych