WYKŁAD IV. - gałąź opadajaca poniżej pkt. Kw (Q w > Q) dh dt gdzie: Q W zmienny odpływ wyrównany ze zbiornika Q zmienny dopływ do zbiornika

Transkrypt

1 WYKŁAD IV Aalza przejśca fal powodzowej Odpływ ze zborka może być: - kotroloway: regulacja wydatku urządzeń zrzutowych a stały przepływ sekudowy (Q odp =cost.) przy pomocy zamkęć ruchomych. - ekotroloway: brak zamkęć ruchomych a urządzeach zrzutowych. Występuje p. w przypadku zborka suchego lub zborka o stałej rzędej przelewu. W przypadku odpływu ekotrolowaego zmaa staów wody w zborku wpływa a wydatek urządzeń zrzutowych. Odpływ ekotroloway ze zborka, przy przejścu fal powodzowej, oblczamy z rówaa różczkowego: - gałąź wzosząca fal powodzowej opadajaca do puktu Kw Q w < Q Q W = Q dh dt F - gałąź opadajaca pożej pkt. Kw (Q w > Q) dh Q W = Q + dt gdze: F Q W zmey odpływ wyróway ze zborka Q zmey dopływ do zborka 4

2 h wysokość zw. Wody poad osą upustów t czas F powerzcha zalewu zborka a pozome h Poeważ: Q w = f(h) to (Q w ) max wystąp dla h max waruek te spełoy jest, gdy dh/dt = C co ma mejsce przy (Q w ) max = Q w pukce Kw Poeważ dv = F dh to: dv Q W = Q ± dt lub w postac: Q W (h) = Q(t) ± dv(h) dt Celem oblczeń jest wyzaczee krzywej odpływu (hydrogramu) Q w (t) krzywej staów a zborku h(t). Rówae rozwązujemy metodą całkowaa grafczego po przejścu do przedzałów skończoych. Metody uproszczoe wyzaczaa rezerwy forsowej Metody te mogą być stosowae w przypadku małych zborków. W tym przypadku ajczęścej brak jest dokładych daych hydrologczych, stąd stosowae dokładejszych metod e byłoby uzasadoe. Przyjmuje sę tu kształt fal w postac trójkąta lub trapezu. Przy tym przyjęcu możlwe jest oblczee pojemośc forsowej zborka R f. Zbork ma rezerwę stałą wypełoą, dzała tylko przelew 42

3 Qmax mksymaly dopływ do zborka Qwmax maksymaly odpływ ze zborka T czas trasformacj w zborku Objętość szczytu fal Vs (powerzcha trójkąta o podstawe T wysokośc Q max ): Vs = ½ T Q max Rezerwa forsowa R f = Vs ½ T Q wmax Z rówaa a Vs T = 2Vs/Q max Stąd: R f = Vs ( Q wmax / Q max) lub przy daym R f Q wmax = Q max (- R f /V s ) Zbork ma rezerwę stałą opróżoą: Objętość szczytu fal: Vs = ½ T Q max T = 2V s /Q max Rs = ½ T Q max T = 2R s /Q max R f = V s R s ½ Q Wmax (T T ) R f = V s R s ½ Q Wmax (2V s /Q max 2R s /Q max ) R f = (V s R s ) ( Q Wmax /Q max ) 43

4 Metody magazyowaa fal powodzowej Gospodarka sztywa. Przypadek gdy rezerwa stała R s jest wększa od objętośc szczytu fal powodzowej V s. - w momece t, gdy dopływ do zborka osąge Q doz otwera sę upust - w chwl t 2 astępuje wypełee warstwy przecwpowodzowej rezerwy stałej. Przy czym dla: t < t < t 2 wydatek wody dopływającej: Q dopł. > Q doz. - od mometu t 2, w którym Q dopł. < Q doz. opróża sę warstwę rezerwy stałej R s przy użycu odpływu Q doz. - w chwl t 3 astępuje zakończee opróżaa rezerwy stałej Przypadek gdy pojemość rezerwy stałej R s jest mejsza od objętośc szczytu fal powodzowej V s. 44

5 - od chwl t gromadz sę adwyżkę dopływu przekraczającą welkość Q doz - w momece t 2 astępuje wypełee warstwy przecwpowodzowej rezerwy stałej R s. - w czase od t 2 do t 3 adwyżka dopływu przejdze przelewam bez zatrzymaa jej przez zbork. - opróżae warstwy rezerwy stałej R s trwa od t 3 do t 4. Gospodarka półsztywa W tym przypadku gdy rezerwa stała R s jest mejsza od szczytu fal powodzowej R s < V s możlwe jest jeszcze e postępowae gospodarka półsztywa. - od mometu t gromadz sę adwyżkę dopływu przekraczającą Q doz - od chwl t 2, gdy rezerwa stała R s jest do połowy wypełoa, a szczyt fal jeszcze e adszedł podwyższa sę odpływ z Q doz a Q dop (przepływ dopuszczaly). - w chwl t 3 astępuje wypełee rezerwy stałej. - w czase od t 3 do t 4 adwyżka dopływu przejdze przelewam. Gospodarka przewdywaa Możlwe jest jeszcze bardzej elastyczy system gospodark dla tego samego przypadku, gdy rezerwa stała R s jest mejsza od szczytu fal powodzowej R s < V s gospodarka przewdywaa. 45

6 - od mometu t do t 2 tworzy sę rezerwę przygotowaą R p. - w marę oretowaa sę co do welkośc fal w chwl t 4 zwększa sę odpływ z Q doz. a przepływ Q dop. Metody sztywe stosuje sę a potokach górskch oraz w górym begu rzek, poeważ w tym przypadku e jest możlwe dostatecze wczese przewdywae kształtu fal powodzowej. Metody elastycze stosuje sę w dolym begu wększych rzek ew. w begu środkowym. W tym przypadku moża bowem wystarczająco wcześe postawć progozę co do kształtu fal. BILANSE WODNO-GOSPODARCZE. Elemety loścowe blasu wodo-gospodarczego Przepływ aturaly Q Jest to przepływ wykający z odpływu powerzchowego grutowego z obszaru zlew ograczoego przekrojem blasowym. Przepływ obserwoway Qo Róż sę od przepływu aturalego o wartość zużyca wody lub zaslaa wodam podzemym. Przepływ te określa sę a podstawe zależośc: 46

7 Qo = Q + = gdze: Q przepływ wykający z zaslaa (wzrost) lub zużyca wody (ubytek) w -tej dzałalośc w obszarze ograczoym przekrojem blasowym. Q Jeżel = Q < 0.05Q to wyrażee to moża pomąć w rachuku blasowym. Przepływ earuszaly Qb Jest to przepływ warukoway zachowaem w ceku odpowedch wymogów bologczych, satarych, środowskowych, turystyczych. Wartość Qb przyjmuje sę jako rówą: - ajmejszemu przepływow w daym okrese obserwacyjym - średemu skemu przepływow SNQ w daym okrese - przepływow o określoym prawdopodobeństwe wystąpea. Krytera ocey przepływu earuszalego wg Kostrzewy (Przepływy earuszale Gospodarka Woda 980 r): a) kryterum hydrobologcze: Qb = k SNQ k- współczyk empryczy zależy od typu rzek powerzch zlew. Typ rzek Powerzcha zlew km 2 k Nzy < > 2500 Przejścowy podgórsk < > 2500 Górsk < > b) kryterum rybacko wędkarske Przepływ Qb ustala sę dywduale dla poszczególych rzek w zależośc od gatuku ryb okresu ch rozwoju. Przepływ może być sezoowo zmey. 47

8 c) Kryterum ochroy przyrody (środowska) Ustala sę ze względu a pozom wód grutowych w dolach rzeczych, mający stoty wpływ a rozwój szaty roślej. d) Kryterum turystycze Przy przepływe Qb ależy zapewć odpowede głębokośc: m szlak kajakowe m szlak żeglarske Ubytk przepływu spowodowae tesywą produkcją roślą a grutach orych Wartośc średe mesęcze ubytków przepływu w przekrojach blasowych oblcza sę wg zależośc: - maj, lpec, serpeń Q = H A - czerwec Q = H A gdze: H wskaźk ubytku przepływu w mm tab.2 A. Szpdor, 974, str A powerzcha zlew ograczoa przekrojem blasowym w km 2 Przepływ dyspozycyjy Qd Jest to część przepływu aturalego lub obserwowaego będąca do dyspozycj do zaspokojea potrzeb wodych. Wartość przepływów dyspozycyjych w daym przekroju blasowym określamy wg zależośc: ) Qd = Q Qb 2) = + = Qd Q Qb Q 3) = + = Qd Qo Qb Q Zapotrzebowae a przepływ wody w rzece Qp Zapotrzebowae to wyka z oblczea sumaryczych potrzeb wodych dla tych dzałalośc. Zapotrzebowae to określamy zestawając pobór wody z rzek przez = = 48

9 wszystkch użytkowków tj.: rolctwo, przemysł, gospodarkę komualą, eergetykę, żeglugę. Rówae blasu wodo - gospodarczego Zakładamy że rachuek blasowy sporządzamy dla dwóch przekrojów. Rówae blasu w perwszym przekroju blasowym ma postać: gdze: U = Qd I = Qp Uz edobór lub admar wody z puktu wdzea potrzeb = = (użytkowków) Qp - zapotrzebowae a przepływ wody w rzece dla -tych dzałalośc W przekroju drugm zlokalzowaym pożej perwszego przekroju blasowego mogą meć mejsce zwroty wody pobraej w lośc: Qz = β Qp Zakładając że pobór wody ma mejsce tylko w tych przypadkach gdy: Qd = = Qp to wówczas rówae blasowe w przekroju drugm ma postać U II = Qd Qp + Qz W przypadku gdy w perwszym przekroju blasowym występują edobory wody to dla przekroju drugego oblczea wykoujemy wg zależośc: U II = Qd Qp + Qz U Oblczea te moża wykoywać a arkuszach blasowych. I 49