ELEKTROWNIE WODNE ĆWICZENIE Z PRZEDMIOTU: Skrypt do obliczeń hydrologicznych. Kraków, Elektrownie wodne

Transkrypt

1 ĆWICZENIE Z PRZEDMIOTU: ELEKTROWNIE WODNE Skrypt do obliczeń hydrologicznych Kraków, str. 1- MarT

2 OBLICZENIE PRZEPŁYWÓW CHARAKTERYSTYCZNYCH FORMUŁA OPADOWA [na podstawie materiałów SHP dla zlewni kontrolowanych] Dla obliczenia przepływów o określonym prawdopodobieństwie, dla zlewni poniżej 50 km 2 : Qp= f F1 φ H1 A λp δj [m s -1 ] f bezwymiarowy współczynnik kształtu fali (pojezierze 0,45, reszta kraju 0,6), F1 max. moduł odpływu jednostkowego (zał. 1), φ współczynnik odpływu przyjmowany w zależności od utworów glebowych wg Czarneckiej (zał. 3), H1 max.opad dobowy o prawdopodobieństwie 1% (zał. 2), A powierzchnia zlewni [km 2 ], λp kwartyl rozkładu zmiennej λp dla zadanego prawdopodobieństwa, w zależności od regionu (zał. 5), Dj wskaźnik jeziorności zlewni (zał. 4). Hydromorfologiczną charakterystyka koryta cieków φr, obliczyć należy ze wzoru: φ r = 1000 (L+l) m I 1/3 rl A 1/4 (φ H 1 ) 1/4 m- miara szorstkości koryta cieku, odczytywana z tab.2, L+l długość cieku działu wodnego, wraz z suchą doliną, Irl uśredniony spadek koryta cieku, liczony wg wzoru: Irl= 0,6 Ir [ ] I r = W g-w d L+l [ ] Wg- wzniesienie działu wodnego w punkcie przecięcia z suchą doliną [m n.p.m.], Wd- wzniesienie przekroju obliczeniowego [m n.p.m.]. Czas spływu po stokach należy odczytać z tabeli 3. Maksymalny opad dobowy o prawdopodobieństwie 1% odczytać należy z mapy w załączniku 2. Współczynnik odpływu przyjmowany w zależności od utworów glebowych wg Czarneckiej należy odczytać z map w załączniku 3a,3b,3c,3d i dobrać odpowiednią wartość współczynnika z tabeli 4. str. 2- MarT

3 Wskaźnik jeziorności zlewni należy obliczyć wg wzoru: Aj- powierzchnia jezior w zlewni [km 2 ]. D j = A j A [km2 ] Następnie przyjąć wartość współczynnika redukcji jeziornej δj, dla obliczonego wskaźnika z tabeli w załączniku 4. Obliczamy przepływ o prawdopodobieństwie 1%: p = 1. Q1%= f F1 φ H1 A p Dj [m s -1 ] Dla pozostałych przepływów prawdopodobnych obliczamy wg wzoru: Qp%= Q1% λp [m s -1 ] λp kwartyl rozkładu zmiennej λp dla zadanego prawdopodobieństwa, w zależności od regionu (zał. 5). str. 3- MarT

4 Załącznik 1 Tab. 1a. Wartości F1 dla obszaru całego kraju z wyłączeniem Tatr i wysokich gór (H < 700 m n.p.m.) ts φr [min] ,305 0,200 0,128 0,0930 0,0720 0,0565 0,0460 0,0385 0,0345 0,0305 0,0265 0,0212 0,0165 0,0134 0,0119 0, , , ,170 0,140 0,104 0,0815 0,0645 0,0510 0,0428 0,0360 0,0322 0,0282 0,0249 0,0203 0,0162 0,0132 0,0116 0, , , ,120 0,104 0,083 0,067 0,054 0,0444 0,0380 0,0330 0,0300 0,0267 0,0238 0,0195 0,0155 0,0127 0,0114 0, , , ,090 0,081 0,0665 0,0545 0,0456 0,0386 0,0336 0,0300 0,0274 0,0246 0,0220 0,0185 0,0152 0,0123 0,0112 0, , , ,067 0,062 0,0526 0,0445 0,0380 0,0336 0,0300 0,0270 0,0247 0,0224 0,0204 0,0184 0,0142 0,0118 0,0109 0, , , ,053 0,050 0,0433 0,0380 0,0337 0,0300 0,0272 0,0250 0,0228 0,0209 0,0192 0,0165 0,0136 0,0115 0,0107 0, , ,00680 Tab. 1b. Wartości F1 dla obszaru Tatr i wysokich gór (H > 700 m n.p.m.) ts φr [min] ,0120 0,0880 0,0610 0,0468 0,0386 0,0332 0,0290 0,0257 0,0235 0,0216 0,0198 0,0172 0,0146 0,0128 0,0118 0, , , ,0844 0,0695 0,0530 0,0427 0,0362 0,0315 0,0278 0,0247 0,0226 0,0209 0,0193 0,0170 0,0144 0,0126 0,0116 0, , , ,0624 0,0565 0,0457 0,0380 0,0327 0,0288 0,0260 0,0236 0,0217 0,0200 0,0186 0,0165 0,0141 0,0124 0,0114 0, , , ,0492 0,0450 0,0388 0,0338 0,0295 0,0265 0,0240 0,0221 0,0205 0,0190 0,0179 0,0159 0,0138 0,0121 0,0112 0, , , ,0404 0,0374 0,0298 0,0298 0,0265 0,0243 0,0223 0,0207 0,0193 0,0181 0,0171 0,0153 0,0134 0,0118 0,0109 0, , , ,0342 0,0325 0,0264 0,0264 0,0245 0,0226 0,0211 0,0196 0,0185 0,0175 0,0166 0,0148 0,0129 0,0116 0,0107 0, , ,00680 str. 4- MarT

5 Tab. 2. Współczynnik szorstkości koryta cieku Koryto rzeki Współczynnik Przeciętna charakterystyka koryta i tarasu zalewowego na całej długości rzeki Koryta stałych i okresowych rzek nizinnych o stosunkowo wyrównanym dnie Koryta stałych i okresowych rzek wżynnych meandrujących o częściowo wyrównanym dnie Koryta stałych i okresowych rzek górskich o bardzo nierównym otoczakowo-kamiennym dnie Tab. 3. Czas spływu po stokach w zlewniach większych niż 10 km 2 Makroregion Czas [min] 1 Sudety Karpaty Wyżyny Niziny Pojezierza Niniejsze wartości stosuje się dla zlewni o urozmaiconej rzeźbie terenu, krótkich i stromych zboczach, oraz o niewielkim zalesieniu lub zakrzewieniu. Wartości większe dotyczą zlewni o względnie płaskich i długich zboczach zalesionych lub zabagnionych, w przypadku nizin i pojezierzy wartości środkowe odpowiadają warunkom przeciętnym. str. 5- MarT

6 Załącznik 2 Ryc. 1. Maksymalne sumy dobowe deszczu o prawdopodobieństwie p=1% wg Fal [Atlas hydrologiczny Polski, 1987] str. 6- MarT

7 Załącznik 3 Tab. 4. Współczynniki odpływu przepływów maksymalnych φ i odpowiadające im numery wydzielonych gleb na mapie Polski (pozostałe wartości w tabelach 1,2,3 załączonych na www) nr Współczynnik Utwór glebowy Numery wydzielonych gleb na mapie Polski 1 0,15 Piaski i żwiry 1, 2, 20, 30, 35, 44, 45b, c, d, 48, 49, 50b, c, d, 51a 2 0,25 Piaski słabogliniaste 14, 21c, 36c, 45a, b, 50a, 51b, c 3 0,35 Piaski gliniaste 3, 5, 21a, b, 36a, b 4 0,50 Gliny piaszczyste 4, 6, 22, 37, ,55 Lessy i pyły 16, 25, 26, 27, 28, 40, 41, 43, ,88 Gliny i iły 7, 15, 17, 18, 19, 23, 14, 29, 31, 32, 33, 34, 38, 39, ,57 Aluwia i Torfy 8, 9, 10, 11, 12, 13 Załącznik 4 Tab. 5. Współczynnik redukcji jeziornej δj Wskaźnik jeziorności Dj Współczynnik δj 0,00 1,00 0,05 0,90 0,10 0,82 0,15 0,74 0,20 0,68 0,25 0,62 0,30 0,57 0,35 0,53 0,40 0,49 0,45 0,46 0,50 0,43 0,55 0,40 0,60 0,37 0,65 0,35 0,70 0,33 0,75 0,31 0,80 0,29 0,85 0,27 0,90 0,26 0,95 0,24 1,00 0,23 str. 7- MarT

8 Prawdopodobieństwo kwantyli % Elektrownie wodne Załącznik 5 Tab. 6. Kwantyle rozkładu zmiennej λp Makroregion Sudety Karpaty Wyżyny Niziny Pojezierza Region 1a 1b 2a 2b 3a 3b 3c 4a 4b 5a 5b 5c 0,1 1,57 1,48 1,54 1,46 1,56 1,43 1,35 1,43 1,34 1,41 1,32 1,28 0,2 1,39 1,34 1,37 1,32 1,38 1,30 1,24 1,30 1,24 1,28 1,22 1,20 0,5 1,17 1,15 1,16 1,14 1,17 1,13 1,10 1,13 1,10 1,12 1,10 1,08 1 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 2 0,834 0,857 0,843 0,860 0,835 0,867 0,894 0,867 0,894 0,874 0,899 0, ,727 0,768 0,745 0,776 0,727 0,787 0,826 0,788 0,829 0,798 0,836 0, ,621 0,665 0,636 0,674 0,622 0,694 0,747 0,695 0,750 0,706 0,761 0, ,461 0,552 0,482 0,536 0,464 0,558 0,631 0,559 0,637 0,577 0,680 0, ,309 0,378 0,334 0,394 0,312 0,420 0,515 0,422 0,521 0,449 0,545 0, ,223 0,291 0,248 0,310 0,227 0,341 0,444 0,340 0,445 0,367 0,470 0, ,123 0,185 0,145 0,205 0,128 0,234 0,341 0,233 0,342 0,262 0,373 0,446 str. 8- MarT

9 Ryc. 2. Podział kraju na regiony i makroregiony str. 9- MarT