Charakterystyka hydrologiczna cd. Hydrogram przepływu
Hydrogram przepływu obrazuje zmienność odpływu ze zlewni Przepływy wzrastają gwałtownie wraz z pojawiającym się spływem powierzchniowym, który pojawia się w efekcie opadów.
DuŜe spływy powierzchniowe powodują wezbrania, których przebieg zaleŝy m.in. od kształtu zlewni.
Na kształt fali wezbraniowej wpływa retencja jeziorna
Silne zróŝnicowanie kształtu hydrogramów dla rzek nizinnych i górskich
Rzeki nizinne mniejsze amplitudy i częstotliwości wahań. Najczęściej 1 lub 2 wezbrania w ciągu roku.
Podobne zróŝnicowanie wykazują hydrogramy stanów wody - H=f(t) Dla rzek pojeziernych obserwuje się istotny wpływ retencji jeziornej fale spłaszczone i rozciągnięte
Inne czynniki wpływające na kształt fali wezbraniowej to: intensywność opadu pokrycie roślinnością przepuszczalność gruntu
Kształt hydrogramu to wynikowa z róŝnych form odpływu. Głównie powierzchniowego i podziemnego. WyróŜnia się takŝe spływ podpowierzchniowy (śródpokrywowy) istotny w górach, gdzie występują pokrywy zwietrzelinowe.
Po opadzie pojawia się spływ powierzchniowy (zakreskowany fragment na hydrogramie) spływ powierzchniowy odpływ podziemny W zaleŝności od lokalizacji zlewni udział odpływu podziemnego w przepływie jest róŝny
Schematy rozdziału hydrogramu rzeki. Rozdział umoŝliwia wydzielenie odpływu podziemnego i określenie jego wielkości. Są to metody graficzne
Schemat IV stosowany przez IMGW wymaga dodatkowych danych: wielkość opadów, temperatura, wahania stanów wód gruntowych w studniach przy rzece.
Zmiany kształtu hydrogramów zmiany proporcji między formami odpływu
rys.1a rys.1b Zmiana kształtu hydrogramu (rys.2) wskutek zmiany charakteru zagospodarowania terenu rys. 1B Zwiększenie spływu powierzchniowego w efekcie urbanizacji skutkuje większym zagroŝeniem powodziami rys.2
Efektem zabudowywania terenów zalewowych jest zmiana kształtu hydrogramu przepływu. Na hydrogramie powyŝej widać jak w efekcie takiego samego opadu zmienił się kształt fali wezbraniowej przed urbanizacją fala była niŝsza i i rozciągnięta w czasie (ciągła linia fioletowa), a skutkiem zabudowy terenów zalewowych jest fala wyŝsza o krótkim czasie koncentracji Po zabudowaniu terenów zalewowych WWQ 25-letnie (p=4%) jest zdecydowanie większe zalaniu ulegają większe obszay
Wpływ działalności człowieka na wielkość fal powodziowych rys. A WWQ stuletnia (p = 1%) w silnie zurbanizowanej zlewni została pomniejszona o połowę w efekcie wybudowania zbiornika retencyjnego. rys. B WWQ stuletnia w innej zlewni wzrosła ponad dwukrotnie w efekcie silnego zurbanizowania
Wezbrania i niŝówki
Umowność pojęć: wezbranie i niŝówka Wezbranie to okres, w którym rzeka jest zasilana spływem powierzchniowym? skoro kaŝdy naturalny wzrost przepływu jest wywołany wzrostem zasilania, głównie spływem powierzchniowym. Początek wezbrania moment wzrostu przepływu (t Qmin, i )? Koniec wezbrania kolejne minimum przepływu (t Qmin,i+1 )? NiŜówka okres zasilania wyłącznie wodami podziemnymi? skoro kaŝdy wzrost poniŝej minimum jest wywołany wzrostem zasilania. Czy niŝówka to tylko moment t Qmin?
Wezbranie to okres, w którym przepływy są większe bądź równe umownie przyjętemu przepływowi granicznemu wezbrania Q gw. NiŜówka okres, w którym przepływy są mniejsze bądź równe umownie przyjętemu przepływowi granicznymi Q gn.
Wśród wezbrań rozróŝnia się przybór i powódź. Przybór nieznaczne podniesienie stanów wody powyŝej stanu brzegowego. Powódź woda występuje z koryta cieku na teren doliny.
Typy genetyczne wezbrań w Polsce: -wezbrania opadowo-nawalne, spowodowane letnimi ulewami głównie w górach. -wezbrania opadowo-rozlewne, spowodowane opadami ciągłymi. -wezbrania roztopowe, wywołane gwałtownym topnieniem śniegu. -wezbrania zatorowo-lodowe towarzyszom roztopom -wezbrania zatorowo-śryŝowe przy zatkaniu przekroju przez śryŝ i lód denny -wezbrania sztormowe
Przy wezbraniach, wywołanych piętrzeniem wody spowodowanych zatorem, podwyŝszone stany wody nie wynikają ze wzrostu przepływu. Takie wezbrania mają lokalny charakter.
Czas przyboru i czas opadania fali wezbraniowej
Czas charakterystyczny wezbrania moŝe być przyrównywany do czasu koncentracji
Parametry wezbrania Przepływy graniczne wezbrania NWQ ZWQ SWQ wg kryterium gospodarczego Q dozw bez szkód powodziowych Q max,ŝ maksymalny przepływ Ŝeglowny Q max przepływ maksymalny (kulminacyjny) t w czas trwania wezbrania Q śrw - przepływ średni wezbrania V w objętość wezbrania
Podstawą fali moŝe być teŝ Q dla: SWWr- wezbranie wielkie, zalanie równiny zalewowej NWW wezbranie zwykłe, podtopienie równiny ½ (NWW+WSW) dolna granica strefy stanów wysokich
RóŜne sposoby określania parametrów wezbrań
Fale wezbraniowe złoŝone
Przykładowe wyznaczenie wezbrań dla Q gw =NWQ V-X
Parametry niŝówki Przepływy graniczne niŝówki WNQ ZNQ SNQ wg kryterium gospodarczego Q n +Q z przepływ nienaruszalny + zapotrzebowanie na wodę Q min,ŝ minimalny przepływ Ŝeglowny Q min przepływ minimalny (najniŝszy) t n czas trwania niŝówki Q śrn - przepływ średni niŝówki odnosi się do natęŝenia przepływu a nie niedoboru V w objętość (niedobór) niŝówki
NiŜówkę moŝe być teŝ Q dla: SNW r niŝówka głęboka ½ (NNW+WNW) dolna granica strefy stanów niskich niŝówka płytka
Czas trwania niŝówki t n minimum 10 dni NiŜówka moŝe być jedynie przerwana i kontynuować się gdy przepływ ponownie spadnie poniŝej Q gn (na rys. = SNQ). SSQ decyduje czy niŝówka się skończyła czy przerwała.
RóŜne sposoby określania charakterystyk ilościowych niŝówek Czasy trwania t i przepływów Q i Przepływy Q i dla zadanych czasów występowania Przepływy określające niedobory dla czasów ich występowania
Fazy niŝówki: Susza atmosferyczna niedostatek opadów Susza glebowa spadek wilgoci glebowej Susza hydrologiczna obniŝenie poziomu wód podziemnych