OCENA WPŁYWU WARTOŚCI LICZB LOSOWYCH W METODZIE HYDROPROJEKTU NA PARAMETRY FALI HIPOTETYCZNEJ

Metoda Hydroprojektu stosowana do wyznaczania fal hipotetycznych wykorzystuje wartości liczb losowych w zakresie od -0,1 do 0,2 uzyskane z generatora liczb losowych do uzmiennienia przebiegu czasowego wezbrania. Celem niniejszej publikacji jest sprawdzenie, w jakim zakresie ulegają zmianom parametry wezbrania takie jak: objętość i czas trwania, w wyniku stosowania generatora liczb losowych. Analizę przeprowadzono dla danych zarejestrowanych na 30 wodowskazach położonych na obszarze zlewni górnej Wisły. Wybrane posterunki reprezentują zlewnie o różnej powierzchni i różnym charakterze. Reprezentowane są zlewnie górskie, podgórskie, wyżynne i nizinne. Najmniejsza zlewnia potoku Lubieńka ma powierzchnię 46,9 km², a największą jest zlewnia Wisły po przekrój wodowskazowy Zawichost 50 732 km². Przy wyborze tzw. hydrogramu wzorcowego dla metody Hydroprojektu, wykorzystano opracowaną przez autora publikacji „formułę na objętość”, która w sposób zadawalający wyznacza wartość objętości wezbrania dla zadanej powierzchni zlewni. Formuła ta może być stosowana zarówno dla dorzecza Wisły jak i Odry. Z uwagi na to, że w metodzie Hydroprojektu nie wyznacza się w sposób jednoznaczny poziomu odcięcia wezbrania, przyjęto dla celów porównawczych, że obliczenia będą prowadzone dla wartości przepływów większych od Q_max50%. Jak wykazały przeprowadzone obliczenia zarówno wartość objętości jak i czasu trwania wezbrania wykazują duże zróżnicowanie w stosunku do wezbrania przy wyłączonym generatorze liczb losowych. Odchylenie przy wartości liczby generatora 0,2 w zakresie czasu wznoszenia i opadania w stosunku do wyłączonego generatora liczb zmienia się od 16% do 58%. Podobne wartości odchylenia obliczono dla objętości wezbrania. Nie udało się ustalić przyczyn tak dużej rozpiętości wyników. Zaleca się ograniczenie górnej wartości liczby losowej do 0,1 i stosować generator w za-kresie od -0,1 do 0,1.

Pełny tekst (pdf)

[1]    Apel H.,Thieken A. H., Merz B., Blőschl G.: A probabilistic modelling system for assessing flood risks. Natural Hazards. Vol. 38 2006, s. 295-308.

[2]    Banasik K.: Wyznaczanie wezbrań powodziowych w małych zlewniach zurbanizowanych, Wydawnictwo SGGW 2009, ss. 27.

[3]    Ernst J., Dewals B., Detremleur S., Archambeau P.: Micro-scale flood risk analysis based on detailed 2D hydraulic modelling and high resolution geographic data Natural hazards. Natural Hazards. Vol. 55, 2010 s. 181-209.

[4]    Gądek W., Książyński K., Nachlik E., Szczepanek R., Ozga-Zielińska M.: Matematyczny model transformacji opadu w odpływ WISTOO. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. - Z. 18 2001 ss. 118.

[5]    Gądek W.: Matematyczny model odpływu ze zlewni z zastosowaniem zdekomponowanej przestrzennie siatki obliczeniowej. Zeszyty Naukowe Politechniki Krakowskiej 49 2002 ss. 134.

[6]    Gądek W.: Fale hipotetyczne o zadanym prawdopodobieństwie przepływu w kulminacji.  Hydrologia w inżynierii i gospodarce wodnej. wodnej T. 1. Warszawa. Komitet Inżynierii Środowiska PAN. Monografia. Nr 68. 2010, s. 177-186.

[7]    Gądek W.: Wyznaczanie wezbrań hipotetycznych metodą Politechniki Warszawskiej i metodą Politechniki Krakowskiej w zlewniach kontrolowanych. Cz. I. Opis metod. Czasopismo Techniczne. 2-Ś/2012 z.23. 2012 b, s. 95-104.

[8]    Gądek W., Banach Wł., Fiołka I.: Zastosowanie modelu geomorfologicznego do wyznaczania wezbrań hipotetycznych w zlewniach niekontrolowanych. Czasopismo Techniczne z. 1-Ś/2012 z. 4, 2012, s.59-67.

[9]    Gądek W.: Assessment of limnigraph data usefulness for determining the hypothetical flood waves with the Cracow method. Journal of Water and Land Development. No. 21 2014a, s. 71-78.

[10] Gądek W.: Fale hipotetyczne dla zlewni niekontrolowanej. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN z. 20, 2014b, s. 139-149.

[11] Gądek W.: Typowy hydrogram przepływu dla potrzeb wyznaczania wezbrań hipotetycznych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. Praca w druku 2015.

[12] Gądek W., Środula A.: Ocena parametrów wezbrań hipotetycznych wyznaczonych metodą Reitza i Krepsa w zlewniach kontrolowanych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. t. 14. z. 3 (47) 2014a s. 29-47.

[13] Gądek W., Środula A.: The evaluation of the design flood hydrographs determined with the Hydroproject method in the gauged catchments. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich. 4/3 2014b, s. 1355-1366.

[14] Jonkman S. N., Vrijling J. K., Vrouwenvelder A. C. W.: Methods for the estimation of loss of life due to floods: a literature review and a proposal for a new method. Natural Hazards. Vol. 46, 2008, s. 353-358.

[15] McEnroe B. M. 1992. Sizing stormwater detention reservoirs to reduce peak flow. W: Hydraulic engineering: saving a threatened resource – in search of solutions. Conference Proceeding Paper. Reston. VA. ASCE 1992, s. 719-724.

[16] Ozga-Zielińska M., Gądek W., Książyński K., Nachlik E., Szczepanek R.: Mathematical model of rainfall-runoff transformation – WISTOO. Mathemalical Models of Large Watershed Hydrology, Ed. Singh V. P., Frevert D.K. Water Resources Publications, LLC, Littleton, Colorado 2002, s. 811-860.

[17] Pietrusiewicz I., Cupak A., Wałęga A., Michalec B. 2014. The use of NRCS synthetic unit hydrograph and Wackermann conceptual model in the simulation of a flood wave in an uncontrolled catchment. Journal of Water and Land Development. No. 23 2014 s. 53–59.

[18] Strupczewski W.: Równanie fali powodziowej. Wiadomości Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej. 2(57) 1964, s. 35-58.

[19] Szalińska W., Otop I.: Ocena struktury czasowo-przestrzennej opadów z wykorzystaniem wybranych wskaźników do identyfikacji zdarzeń ekstremalnych. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 12. Z. 2 (38) 2012 s. 269-282.

[20] Twaróg B. Optymalna ochrona przed powodziami z uwzględnieniem ryzyka – Gospodarka Wodna nr 4 2005 s. 137-142.

[21] Twaróg B.: Zastosowanie funkcji Copula do budowy rozkładów prawdopodobieństwa wielowymiarowej zmiennej losowej określanej dla zbioru parametrów fali powodziowej, Czasopismo Techniczne 10-Ś/2006, 2006, s. 177-198.

[22] Twaróg B.: Elementy ryzyka i zarządzania bezpieczeństwem obiektów przeciwpowodziowych - Czasopismo Techniczne z. 3-Ś/2008, 2008 s. 143-159.

[23] Vrijling J. k., Van Hengel W., Houben R. J.: Acceptable risk as a basis for design. Reliability Engineering and System Saferty. Vol. 59 1998 s. 141-150.

[24] Tokarczyk T. Szalińska W.: The operational drought hazard assessment scheme – performance and preliminary results . Archives of Environmental Protection Vol 39 no. 3, 2013 s. 61-77.

[25] Wałęga A.: Application of HEC-HMS programme for the reconstruction of a flood event in an uncontrolled basin. Journal of Water and Land Development. No 18 2013 s. 13-20.

[26] Wypych A., Ustrnul Z., Henek E.: Meteorological Hazards – Visualization System for National Protection Against Extreme Hazards for Poland. Meteorology Hydrology and Water Management. Vol 2; no 1/2014, s. 37-42.