310 likes | 559 Views
Porovnanie hydrodynamických modelov HEC–RAS a MIKE11 v povodí Olše. Bc.Podhorányi Michal 5.4.2008 Diplomová práca. vedúci práce: RNDr.Unucka Jan PhD. Ciele diplomovej práce. Hlavný cieľ – Porovnanie hydrodynamických modelov HEC-RAS a MIKE 11 v povodí rieky Olše (moduly,extenzie)
E N D
Porovnanie hydrodynamických modelov HEC–RAS a MIKE11 v povodí Olše Bc.Podhorányi Michal 5.4.2008 Diplomová práca vedúci práce: RNDr.Unucka Jan PhD.
Ciele diplomovej práce • Hlavný cieľ – Porovnanie hydrodynamických modelov HEC-RAS a MIKE 11 v povodí rieky Olše (moduly,extenzie) • Vedľajšie ciele – Oboznámenie sa s povodím Olše, hydrodynamickým modelovaním (postup), analýza metodík použitých v HD modeloch.....
Postup práce • Zoznámenie sa s problematikou (hydrodynamické modelovanie, povodie Olše, použité programy a ich manuály) • Analýza metodík použitých v HD modeloch • Popis dátových vstupov • Preprocessing, simulácia vybraných epizód • Postprocessing, vizualizácia výsledkov • Analýza, interpretácia výsledkov jednotlivých modelov a ich porovnanie v podmienkach daného povodia
Povodie Olše • Vymedzenie územia • 99 km (16 km PL) dlhá rieka ,ktorá pramení neďaleko dediny Istebna (PL) • Plocha povodia: 1118 km2 (479 km2 PL) • Vlieva sa do Odry pri Bohumíne
Fyzicko-geografická charakteristika • Geológia, geomorfológia • Klimatologická charakteristika • Teplotná charakteristika • Zrážková charakteristika • Veterné pomery • Pôdne pomery • Biotické pomery
HEC-RAS • Americká armáda, voľne dostupný, verzia 3.1.3 • Hydrologic Engineering Centers River Analysis System • Nová generácia SW (HEC – HMS,FDA) • Slúži k hydraulickým výpočtom ustáleného a neustáleného prúdenia v prírodných i technicky upravených otvorených korytách
HEC-RAS Obrázok úvodného okna programu HEC-RAS
MIKE11 • DHI software (Dánsko), voľne dostupný ale s určitými obmedzeniami, verzia 2005 • Komplexný jednorozmerný matematický model pre simuláciu, prúdenie, kvalitu vody a pohybu splavenín v otvorených korytách • Protipovodňová ochrana, vývoj kvality vody
MIKE11 Obrázok – Okno Mike11Horný pohľad na sútok riek Olše a Stonávky (uzlové body)
Vstupné dáta • Hlavnými vstupmi budú hydrologické dáta o prietokoch, ktoré sú voľne dostupné-V.Ú.V.(o.i. DMÚ 25, hydrometeorologické dáta - ČHMÚ ) • V prvej fáze sa budú využívať dáta o N-ročnejvode (vodomerné stanice) Tabuľka N-ročné prietoky [m3s-1]
Hydrodynamické modelovanie • Oboznámenie s územím • Vstupné dáta • Vytváranie hydrodynamických modelov • Prvý HEC-RAS
Preprocessing - príprava dát v ArcView 3.2 (extenzia HEC - GeoRAS) • podklad (TIN povodia Olše a • Stonávky) • -vektorová vrstva brehových línii • -vektorová vrstva centrálnej línie Obr.1
Preprocessing • Vektorizácia: • Centrálna línia • (riverID, reach ID) • Brehové línie • Línie tokov • (Left, Channel,Right) • -Priečny profil
Preprocessing • import do HECRAS • -výsledok súbor s • nadefinovanými • profilmi - vznik HM Obr. Priečne profily
Preprocessing Priečny profil (Olša) Súbor s profilmy (HecRAS) • úprava brehov • Manningov koeficient • (drsnostný koeficient) Priečny profil (Stonávka)
Dopĺňanie údajov - Steady flow data N – ročné vody
Hydrodynamický model Priečny profil (Stonávka) 3-D Zobrazenie koryta Pozdĺžny profil
Hydrodynamický model Obr. Merná krivka Obr. Graf rýchlostí
MIKE11 • Postup prípravy dát je obdobný ako u HEC-RAS • Vstupom pre tvorbu HM sú 4 súbory • NWK11, XNS11, BND11, HD11 • Riečna sieť, priečne profily, okrajové podmienky, hydrodynamické parametre (priečne profily poskytnuté Povodím Odry, š.p.)
MIKE11 • Ešte pred spustením modelu treba zadať údaj o • n- ročnej vode (nevýhoda dá sa to iba po jednom) • - Prebehne a zobrazenie modelu v programe MikeView HM Mike11
MIKEView - Zobrazuje pozdĺžne a priečne profily, Q-H krivka, časové rady (pre príklad na vstupe info o 20 – ročnej vode) Priečny profil
MIKEView • Špeciálne zobrazenie siete max. • hĺbky pre každý úsek (depth) • - Flood (povodne) Pozdĺžny profil
Hydrodynamické modelovanie • Mám pripravené oba modely • HEC-RAS, MIKE11 • Postprocessing • Vyzualizácia výsledkov
Postprocessing – MIKE11 • Tvorba máp (inudation maps) - Mapy rozlivov • Program MIKE 11 Gis - Vstup je DEM – výškový model povodia - Nastavenie parametrov a zadanie výsledkových súborov z HD modelovania
Postprocessing – MIKE11 - Vygenerujú sa mi Q – H points – body prietokov a výšky hladín Q – H points
Postprocessing – MIKE11 • Z Q – H points mi vznikne mapa rozlivov (ponúka sa 2–D aj 3-D • zobrazenie) • -príklad 20 – ročnej vody (postupne sa zadajú všetky) 3-D 2-D
Postprocessing – HEC-RAS • Tvorba máp inudácií • ArcView 3.2 • PostRAS • TIN - podklad Menu PostRAS
Postprocessing – HEC-RAS 50 – ročná voda – Stonávka zoom
HEC-RAS / MIKE11 • Porovnanie • Odlišnosti • Zistené závery – minimálne odlišnosti až na úrovni modelovania • HEC-RAS ostane najpoužívanejší
Použité zdroje a literatúra 1.) HRÁDEK, F., KUŘÍK, F. (2002): Hydrologie. Skriptum ČZU, Praha, 280 s. 2.) MAIDMENT, D., DJOKIC, D. (ED.) (2000): Hydrologic and Hydraulic Modeling Support with Geographic Information Systems. Redlands, ESRI Press. 232 s. 3.)www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-hecras.ht 4.)www.dhigroup.com/Software/WaterResources/MIKE11.asp