Metody weryfikacji danych hydrologicznych W Państwowej Służbie Hydrologiczno- Meteorologicznej

Transkrypt

1 Metody weryfikacji danych hydrologicznych W Państwowej Służbie Hydrologiczno- Meteorologicznej Maciej Rawa Biuro Prognoz Hydrologicznych w Krakowie Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowy Instytut Badawczy Warszawa, 30 września 2013 r.

2 Zarządzenia nr 25/2008 Dyrektora Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej Państwowego Instytutu Badawczego z dnia 1 sierpnia 2008 roku w sprawie wykorzystania danych z czujników automatycznych na stacjach hydrologicznych i meteorologicznych Na podstawie paragrafu 21, ustęp 2, punkt 7 Regulaminu Organizacyjnego IMGW-PIB z dnia 1 października 2007 roku oraz w związku z wysoką sprawnością stacji hydrologicznych i meteorologicznych wyposażonych w urządzenia automatyczne i funkcje telemetryczną, zarządzam, co następuję: Z dniem podpisania niniejszego zarządzenia należy: 1. Wykorzystywać dane z czujników stacji automatycznych, jako wartości podstawowe do celów operacyjnych i historycznych. 2. Traktować wartości odczytane na stacjach hydrologicznych i meteorologicznych przez obserwatora lub pochodzące z rejestratorów analogowych, jako wartości zapasowe i kontrolne. 3. Zaprzestać prowadzenia na stacjach wodowskazowych z funkcja telemetryczną wykonywania obserwacji w trybie terminowym o 12 i 18 UTC.

3 Analiza stanów wody w oparciu o różne źródła danych hydrologicznych Stany wody od obserwatora (parametr B00001A) Stany wody z limnigrafu lub limnimetru (parametr B00003A) Stany wody z czujnika nr 2 (parametr B00012A), Stan wody zaobserwowany przy pomiarze hydrometrycznym (B00082A) Stany wody z kontroli (parametr B00014A) (z zapisu obserwacji podczas kontroli stacji przez ekipy terenowe) Stany wody z czujnika nr 3 (parametr B00013A) Zjawiska lodowe (parametr B00004A) Zjawiska zarastania (parametr B00008A) Grubość pokrywy lodowej (parametr B00006A) Procent zlodzenia (B00005A)

4 Analiza stanów wody w oparciu o różne źródła danych hydrologicznych Bielawy XI' BIELAWY B00003A BIELAWY B00002A BIELAWY B00014A

5 Analiza stanów wody w oparciu o różne źródła danych hydrologicznych rzeka Bzura wodowskaz Kwiatkówek VIII'11 190,00 180,00 170,00 160,00 150, Kwiatkówek B0002A Kwiatkówek B00082A Kwiatkówek B00001A tytuł slajdu ,00 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00

6 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu -Prace niezbędne do wykonania krzywej natężenia przepływu 1.Przygotowanie i ocena wyników pomiarów natężenia przepływu, stanów wody i charakterystyk koryta - W IMGW wykonuje się 8 do 10 pomiarów hydrometrycznych rocznie(ilośc pomiarów jest wystarczająca, problem występuje z objęciem pełnej amplitudy). -W obrębie posterunku wodowskazowego powinny być wykonywane cztery profile poprzeczne koryta i doliny oraz profil podłużny dna i jego spadek-szczególną wagę mają pomiary spadku podczas wezbrań). 2.Wyznaczanie krzywej w strefie objętej pomiarami natężenia przepływu. -krzywa wyznaczana jest graficznie -krzywa wyznaczana jest graficznie w skali obustronnie logarytmicznej i potem rysowana w skali arytmetycznej

7 Krzywa natężenia przepływu w skali logarytmicznej tytuł slajdu 7

8 Krzywa natężenia przepływu w skali arytmetycznej tytuł slajdu 8

9 Kształt krzywej natężenia przepływu w zależności od kontrolujących (wg ISO 1998, zmienione) A KSZTAŁT KORYTA KSZTAŁT KRZYWEJ PRZEPŁYWU Koryto kontrolujące (bez terenów zalewowych, bez przekroju kontrolującego) log (h-e) < 2 1 log Q Krzywa koryta kontrolującego B Koryto kontrolujące Przekrój kontrolujący (bez terenów zalewowych) Formy i materiał dna (h-e) log Krzywa łącząca > 2 1 < 2 1 log Q Krzywa koryta kontrolującego Krzywa przekroju kontrolującego C Koryto kontrolujące (bez przekroju kontrolującego) Teren zalewowy Teren zalewowy log (h-e) Krzywa łącząca < 2 1 Krzywa terenów zalewowych Krzywa koryta kontrolującego log Q D Teren zalewowy Koryto kontrolujące Przekrój kontrolujący Teren zalewowy Formy i materiał dna log (h-e) Krzywe łączące > 2 1 < 2 1 log Q Krzywa terenów zalewowych Krzywa koryta kontrolującego Krzywa przekroju kontrolującego tytuł slajdu 9

10 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu 3. ekstrapolacja krzywej w dolnej strefie stanów wody -ocena stanu zerowego przepływu, charakteryzującego napełnienie koryta (ustalone na podstawie aktualnego profilu podłużnego dna) 4. Ekstrapolacja krzywej natężenia przepływu w górnej strefie stanów wody -metoda graficzna -ekstrapolacja za pomocą programu Croanal opracowanego na podstawie wzoru Manninga (parametrami w modelu Croanal są charakterystki koryta,wartość współczynnika szorstkości jest ustalana subiektywnie, oddzielnie dla różnych fragmentów koryta) -analiza wykresu w skali obustronnie logarytmicznej ( stosowana gdy nie zmienia się kształt koryta kontrolującego i jego szorstkość w górnej strefie stanów wody) tytuł slajdu 10

11 Krzywa natężenia przepływu w skali logarytmicznej tytuł slajdu 11

12 Krzywa natężenia przepływu w skali arytmetycznej tytuł slajdu 12

13 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu 5.Wyznaczanie krzywej w warunkach występowania zjawisk lodowych - podczas występowania zjawisk lodowych zależność stan-przepływ ulega zmianie na skutek dodatkowych oporów ruchu wody w korycie. Rzeczywiste przepływy odpowiadające zaobserwowanym stanom, są mniejsze niż to wynika z krzywej konsumcyjnej ustalonej dla okresu bez zjawisk lodowych. - Wartość przepływu Qodcz odczytaną dla zaobserwowanego stanu mnoży się przez współczynnik k odpowiedni dla występującego w danym dniu rodzaju zjawiska. Qred = k x Qodcz - Podstawą wyznaczenia współczynnika redukcji jest bezpośredni pomiar przepływu. -Skorygowane hydrogramy przepływów należy porównywać z hydrogramami sąsiednich posterunków. 6.wyznaczanie krzywej w warunkach zarastania koryt rzecznych - podobnie jak w przypadku zjawisk lodowych wartości przepływu są korygowane za pomocą współczynników, którego przebieg wyznaczają wyniki pomiarów natężenia przepływu, wykonane w okresie wegetacyjnym.

14 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu -weryfikacja dokładności krzywej natężenia przepływu krzywa i termin jej ważności ustalane są zwykle z uwzględnieniem 10-procentowego zakresu tolerancji. Jeżeli wyniki pomiarów wykraczają poza zakres 10%, krzywa traci ważność i ustalana jest nowa gałąź -sprawdzenie poprawności otrzymanych przepływów w profilu podłużnym rzeki -sprawdzenie poprawności otrzymanych przepływów w wężłach -modelowanie hydrodynamiczne

15 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu Hydrogram codziennych przepływów wody na Wiśle w wybranych profilach wodowskazowych. 1700, ,00 H[cm] 1300, ,00 900,00 700,00 500,00 300,00 100, : : : : : : : : SZCZUCIN - B00050W KOŁO - B00050W SANDOMIERZ - B00050W ZAWICHOST - B00050W KARSY - B00050W t[h] tytuł slajdu 15

16 Metody wyznaczania i ocena dokładności krzywej natężenia przepływu Przepływy codzienne rzeka Wisła bilans rok Modlin Modlin +Żuków Kępa Polska tytuł slajdu 16