280 likes | 398 Views
Modelování stoku přívalových srážek v povodí. Autor: Stanislav Žitník Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Rapant, CSc. Úkoly. Šumava. diplomové práce:. Povodeň 2002. Praha. Vytvořit DMR povodí. Provést analýzu drenážní sítě.
E N D
Modelování stoku přívalových srážek v povodí Autor: Stanislav Žitník Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Rapant, CSc.
Úkoly Šumava diplomové práce: Povodeň 2002 Praha • Vytvořit DMR povodí. • Provést analýzu drenážní sítě. • Namodelovat spad a odtok srážek s krokem jeden den. • Porovnat max. předpokládaný průtok Prahou se skutečností.
Zimní povodeň Dešťová prvého typu Dešťová druhého typu Povodeň je způsobena: • zvětšením průtoků • zmenšením průtočnosti koryta
Příčiny povodně roku 2002 Vb 8. 13. 12. Vc 7. 6. Va 5. 11. Vd 10.
Výsledky předpovědních modelů z předních evropských center a regionálních modelů Družicové snímky Data z radarů Data z pozorovacích stanic Znalosti a zkušenosti meteorologa Meteorologická předpověď Střednědobá Krátkodobá
Hydrologický model SRÁŽKY POVRCHOVÝ ODTOK INFILTRACE POVRCHOVÁ ZTRÁTA HYPODERMICKÝ ODTOK PRŮSAK PŘÍMÝ ODTOK ZÁKLADNÍ ODTOK Srážko-Odtokový proces PODZEMNÍ ODTOK MIMO ZÁVĚROVÝ PROFIL NA TOKU CELKOVÝ ODTOK Z POVODÍ ZÁVĚROVÝM PROFILEM NA TOKU ODTOKOVÁ ZTRÁTA
Parametry srážko-odtokového procesu Dynamické: Srážky Množství srážek Výpar Intenzita srážek Posléze předchozí srážky Infiltrace Povrchový odtok Statické: Plocha povodí Povrchová akumulace Průsak Sklon svahů Půda Hustota sítě toků Hypodermický odtok Hornina Infiltrační dispozice Horní limit nasycení Povrchový Vodní díla, jezera odtok Podzemní voda Základní odtok
Podklady hydrologických parametrů • - plocha povodí • - reliéf povrchu • - síť vodních toků • - vodní nádrže • - sníženiny reliéfu • způsob využití • pozemku • ZM ČR 10 • resp. ZABAGED • Půdní mapa • Hydrogeologická mapa • ČGS, VÚMOP • - půda • geologická • stavba povodí
Modelování povodně prostředky HEC HEC-HMS HEC-RAS Časové data toku HEC-GeoHMS Profily hladiny vody Návrh parametrů Příčné profily HEC-GeoRas CRWR-PrePro ArcView
58 78 72 71 69 DMR 74 67 56 49 46 69 53 44 37 38 58 64 55 22 31 68 61 21 47 16 Ukázka DMR ARC ČR 500
32 64 128 1 16 4 2 8 Směr proudění 2 4 2 4 2 2 2 2 4 4 1 1 8 2 4 128 1 2 4 128 Kódování směrů 1 128 4 128 1 Ukázka směru toku
Akumulace vody v toku 0 0 0 0 0 0 1 2 1 1 8 0 3 2 5 0 1 20 1 0 0 0 0 1 24 Ukázka akumulace vody v toku
Říční síť Ukázka říční sítě Proces vyplňování prohlubní
Povodí Řeky Vodní nádrže Soutoky řek Diverze z řek Přítoky Odtok HEC-HMS elementy povodí
HEC-HMS data Specifikace dat Definicečasových informací. HEC-HMS Data povodíDefinice hydrologickýchprvků systému. Data srážek Definice hypotetických srážekv místě a čase.
Analýza toku - po povrchu (SCS) - řekou (Muskignum) Srážky Povrchový odtok Odtok řekou
Výpočet odtoku srážek z povodí SCS metodou (ACRANi - IA)2 ACEXSi = ACRANi – IA + R ACEXSi velikost odtoku v součtu od počátku události po časový interval i (mm) ACRANi velikost srážky v součtu od počátku události po časový interval i R maximální retence povodí IA počáteční ztráta na povodí R = (25400 – 254 x CN) / CN IA = n × R kde n = 0,2 Čas odtoku srážek z povodí tp: čas zpoždění (min) L: délka nejdelšího odtoku (m) S: sklon nejdelšího odtoku (%) CN: průměrný Curve Number(70) 0,7 1000 100L0,8 - 9 CN = tp 1900S0,5
Výpočet odtoku vody řekou Muskignum metodou S: akumulace v řece K: čas odtoku v řece (součinitel úměrnosti) X: parametr akumulace I: přítok do řeky Q: výtok z řeky ∆t: časový krok analýzy Ls: délka řeky (m) Vs: rychlost v řece (m/s) dS = I - Q dt S = [XI + (1 - X) Q] v klínu Průtok v hranolu Přítok I Výtok Q
Vypočtené průtoky Prahou (SCS + Muskignum) Pro Muskignum X = 0,4 Maximální průtok Prahou je očekáván dne 14.8. 3 638,1 m3/s X = 0,5 Maximální průtok Prahou je očekáván dne 14.8. 4 079,9 m3/s Skutečný průtok = 5 160 m3/s
Vypočtené průtoky Prahou (Initial/Const + Muskignum) Pro Muskignum X = 0,4 Maximální průtok Prahou v průběhu 2. povodňové vlny je očekáván dne 14.8. 5 039,9 m3/s X = 0,5 Maximální průtok Prahou v průběhu 2. povodňové vlny je očekáván dne 14.8. 5 729,7 m3/s Skutečný průtok = 5 160 m3/s
HEC-RAS GeoRAS ArcView Geometrická data HEC-RAS Data toku Data plánu ArcView
Použitý software: • ArcView 3.2 • HEC-PrePro 2.0 • HEC-GeoHMS 3.1 • HEC-HMS 2.2.2 • HEC-RAS 3.1 • HEC-GeoRAS 3.1 Datové zdroje: • DMR (ARC ČR500) • Průměrný denní úhrn srážek • od 6. do 15.8. 2002 (ČHMÚ) • Časové záznamy průtoků • hydrologickou sítí Vltavy