Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

Transkrypt

1 Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika Temat + materiały pomocnicze (opis projektu, tabele współczynników) są dostępne na stronie: Zbigniew Popek/Ochrona przed powodzią

2 RAPORT Z WYKONANIA WSTĘPNEJ OCENY RYZYKA POWODZIOWEGO Mapa obszarów narażonych na niebezpieczeństwo powodzi 44 % rzek w Polsce o całkowitej długości km posiada doliny narażone na ryzyko powodzi, Całkowita powierzchnia obszarów narażonych na ryzyko powodzi wynosi ok. 2,0 millionów ha, co stanowi ok. 7 % pow. kraju, Obszar ten zamieszkuje ok. 1,5 milliona osób.

3 RAPORT Z WYKONANIA WSTĘPNEJ OCENY RYZYKA POWODZIOWEGO Zestawienie rzek zakwalifikowanych w ramach WORP jako obszary narażone na niebezpieczeństwo powodzi ze wskazaniem tych przeznaczonych do opracowania map zagrożenia powodziowego (MZP) i map ryzyka powodziowego (MRP) w I i II etapie l.p. Nazwa rzeki wskazanie do wykonania MZP i MRP w I cyklu planistycznym wskazanie do wykonania MZP i MRP w II cyklu planistycznym Uwagi 1 Barycz X 2 Biała X punktacja nie przekroczyła wartości granicznej 3 Biała Głuchołaska X 4 Biała Lądecka X 5 Bierawka X 6 Bóbr X 7 Budkowiczanka X obszar przekraczający wartości graniczne w zlewni jest wynikiem wpływu zalewu od Odry.

4 Temat ćwiczeń projektowych: Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika Dane: Nr Zlewnia Rzeka Miejscowość X Y 4 Drzewiczka Brzuśnia Brzustowiec Na podstawie znaleźć analizowaną rzekę: w wyszukiwarce wpisać Geoportal 1 ; korzystając z zakładki Mapy wpisać w oknie szukaj jedną z podanych w temacie projektu nazw: -rzeki głównej, -lub jej dopływu, -lub miejscowości. orientacyjne położenie analizowanej rzeki pokazać na mapie Polski (Rys. 1).

5 Mapy topograficzne i ortofotomapy w różnych skalachoraz inne dane geodezyjno-kartograficzne Mapy

6 Np. wpisujemy nazwę rzeki Bełdówka

7 Pokazać ma mapie (Rys. 1) orientacyjnie położenie analizowanej rzeki (suchego zbiornika) Rzeka Bełdówka Rzeka Bełdówka

8

9 2. Na mapie z (Rys. 2 w skali 1:5000) zaznaczyć wybrany przekrój obliczeniowy przekrój zapory czołowej suchego zbiornika (w pobliżu miejsca o podanych w temacie współrzędnych). Miejscowość Bełdówek adaptacja dawnego stawu na suchy zbiornik Rzędna terenu w osi zapory W d = 154,5 m n.p.m. Przekrój zapory przekrój obliczeniowy

10 3. Korzystając z (Geoportal 1 Mapy) określić parametry analizowanej zlewni do przekroju obliczeniowego: Powierzchnia zlewni A=... km 2 (podana przez prowadzącego ćwiczenia) Długość drogi spływu L +l=... km, gdzie: L = km długość cieku do przekroju obliczeniowego do źródła, l = km długość suchej doliny na przedłużeniu osi doliny rzeki, mierzona od źródła do wododziału Średni spadek cieku =... o / oo Wg Wd J = gdzie: L + l W g =. m n.p.m. wysokość terenu na wododziale w punkcie przecięcia z osią suchej doliny, W d =. m n.p.m. wysokość terenu w przekroju obliczeniowym, Określić dominujące w zlewni utwory glebowe - wg Mapy gleb Polski

11 Długość drogi spływu L +l=... km, gdzie: L = km długość cieku do przekroju obliczeniowego do źródła, l = km długość suchej doliny na przedłużeniu osi doliny rzeki, mierzona od źródła do wododziału Pomiar długości odcinka (linii łamanej) Granica zlewni Bełdówka 192,50 W g = 192,70 m n.p.m.

12 Długość drogi spływu L +l=... km, gdzie: L = km długość cieku do przekroju obliczeniowego do źródła, l = km długość suchej doliny na przedłużeniu osi doliny rzeki, mierzona od źródła do wododziału 160,00 Białka 165,00 Granica zlewni 167,50 W g = 169,00 m n.p.m. 168,75

13 4. Dla wybranej lokalizacji suchego zbiornika dolinowego na podstawie analizy mapy topograficznej określić: krzywą powierzchni zalewu F z = f (Rz.zw.w.), tj. zależność powierzchni zalewu F z w [ha] od rzędnej zwierciadła wody spiętrzonej w zbiorniku; krzywą pojemności zbiornika V z = f (Rz.zw.w.) - na wykresie przedstawić V zb w [tys.m 3 ].

14 Podane w temacie miejsce lokalizacji suchego zbiornika: Rzeka, Miejscowość, współrzędne geograficzne X, Y Rys. 2 skala 1:4000

15 Określić powierzchnię i pojemność zbiornika przy rzędnych wody spiętrzonej równych rzędnym warstwic terenu. 248,75 247,50 246,85 -rzędna terenu w osi zapory 246,25

16 Rzędna (m n.p.m.) Obliczenie pojemności zbiornika Grubość warstwy (m) Pow. zalewu (m 2 ) Objętość warstwy (m 3 ) Objętość całkowita (m 3 ) 246, ,50 0, ,75 1, ,00 1, ,85 -rzędna terenu w osi zapory Objętość warstwy: V i F = i F i h i F F V Objętość 1 warstwy: 1 = h1 = = ,65 = 5230

17 Narysować krzywe powierzchni i pojemności zbiornika Rzędna (m n.p.m.) Grubość warstwy (m) Pow. zalewu (m 2 ) Objętość warstwy (m 3 ) Objętość całkowita (m 3 ) 246, ,50 0, ,75 1, ,00 1, Rzędna [m n.p.m.] 250,00 248,75 V z [tys.m 3 ] 247,50 246,85 F z [ha]

18 5. Według metody IMGW wyznaczania opadów prawdopodobnych o określonym czasie trwania obliczyć wysokość maksymalnego opadu dobowego (24 godz.) o prawdopodobieństwie 1 %. Wzór (1) Bogdanowicz i Stachy(1997): P max ( t, p) = 1,42 t 0,33 + α( R,t)( ln p) 0, 584 gdzie: P max (t,p) wysokość opadu maksymalnego [w mm] o określonym czasie trwania (t) i prawdopodobieństwie wystąpienia (p), t czas opadu [min], p prawdopodobieństwo opadu [-], α współczynnik zależny od regionu Polski (R) i czasu opadu (t). W obliczeniach przyjmujemy: t= 24 h = 1440 minut p= 1 % ( p= 0,01)

19 Wyznaczanie wysokości opadów prawdopodobnych: Regiony maksymalnych opadów w czasie: a) 5 30 minut, b) 1 12 godzin, c) godziny Rzeka Bełdówka P max =1,42 t 0,33 +α(r,t)(-ln p) 0,584 t czas trwania opadu [min], α(r,t) parametr zależny od regionu (R) i czasu opadu (t), p prawdopodobieństwo opadu (dla 1 % p= 0,01).

20 Równania do określenia wartości parametru α (R, t)

21 6. Określić maksymalne natężenie przepływu (przepływ kulminacyjny) w czasie wezbrania opadowego, stosując formułę Stachy i Fal (1989): Q max gdzie: Q max p% przepływ maksymalny o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia [m 3 /s] f bezwymiarowy wsp. kształtu fali, równy 0,45 na pojezierzach i 0,60 na pozostałych obszarach kraju; F 1 maksymalny moduł odpływu jednostkowego, określony na podstawie wskaźnika hydromorfologicznej charakterystyki koryta rzeki: φ r p% = = m J 0, A 0,25 ( L + l) ( ϕ P ) 0, 25 oraz czasu spływu wody po stokach t s wg Tabeli 1. Wartość F 1 odczytuje się z Tabeli 2. f F 1 ϕ P 1 A λ p 1 δ j

22 Tabela 1 Czas spływu po stokach t s w zlewniach większych od 10 km 2 Lp. Region Polski Czas t s [min] 1 Sudety Karpaty Wyżyny Niziny Pojezierza

23 Tabela 2. Maksymalny moduł odpływu jednostkowego F 1 w funkcji hydromorfologicznej charakterystyki koryt i czasu spływu po stokach t s. Wartości pośrednie interpolujemy liniowo np. dla Φ r = 165 i t s = 60 min wartość F 1 = 0,0141

24 ϕ Wskaźnik hydromorfologicznej charakterystyki koryta rzeki: φ r = m J 0, ,25 ( L + l) ( ϕ P ) 0, 25 Pozostałe oznaczenia we wzorze: m współczynnik szorstkości koryta cieku, przyjmowany według Tabeli 3; J uśredniony spadek cieku [ o / oo ]; A powierzchnia zlewni [km 2 ]; ϕ współczynnik odpływu przyjmowany w zależności od utworów glebowych według Tabeli 4; P 1 maksymalny opad dobowy o prawdopodobieństwie wystąpienia p= 1 % A 1

25 Tabela 3. Współczynnik szorstkości koryt rzecznych do wzoru (5) Ogólna charakterystyka koryta rzeki Lp. na całej długości od źródeł do przekroju obliczeniowego 1 Koryta stałych i okresowych rzek nizinnych o stosunkowo wyrównanym dnie 2 Koryta stałych i okresowych rzek wyżynnych meandrujących o częściowo nierównym dnie 3 Koryta stałych i okresowych rzek górskich o bardzo nierównym otoczakowo-kamienistym dnie Współczynnik m

26 Tabela 4. Współczynniki odpływu φ i odpowiadające numery wydzieleń glebowych na Mapie gleb Polski w skali 1:

27 Q max p% = f F 1 ϕ P A λ p δ j λ p kwantyl rozkładu zmiennej dla danego prawdopodobieństwa pojawienia się według Tabeli 5; δ j współczynnik zależny od wskaźnika jeziorności Tabela 6. Obliczenia przepływu maksymalnego wykonać: dla IV klasy ważności obiektu Q m = Q p=1%, Q k = Q p=0,5% dla III klasy ważności obiektu Q m = Q p=0,5%, Q k = Q p=0,2% oraz niezależnie od klasy obiektu Q dop = Q p=50% Q dop = Q p=50% -przyjęto jako dopuszczalny (nie powodujący strat) przepływ brzegowy w przekroju obliczeniowym.

28 λ p Wartośćkwantyla rozkładu zmiennej dla danego prawdopodobieństwa, zależy od położenia zlewni w regionie Polski: Q max p% = f F 1 ϕ P A λ p δ j Rzeka Bełdówka

29 Tabela 5. Wartości kwantylirozkładu λ p dla określonego prawdopodobieństwa pojawienia się p%.

30 Tabela 6. Współczynniki redukcji jeziornej δ j Wskaźnik jeziorności JEZ= A jezior / A zlewni