Hidrologija predavanja 7
-
Upload
mihaela-kasic -
Category
Documents
-
view
177 -
download
17
description
Transcript of Hidrologija predavanja 7
![Page 1: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/1.jpg)
HIDROGRAM
![Page 2: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/2.jpg)
koncentracija
NIVOGRAM & HIDROGRAMQ
t
H
t Q
NIVOGRAM
H
KRIVULJAPROTOKA
HIDROGRAM1t1
H1
Q1t1
retardacijarecesija
Q1H1
![Page 3: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/3.jpg)
GODIŠNJI PREGLED SREDNJIH DNEVNIH PROTOKA JADRA IZMJERENIH NA VODOMJERNOJ STANICI MAJDAN NIZVODNI 2004. GODINE
![Page 4: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/4.jpg)
Hidrogram-grafički prikaz protoka u funkciji vremena (izvor, vodotok…)
P
R
O
T
O
K
Q(feet3/s)
![Page 5: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/5.jpg)
HIDROGRAM OTJECANJACiklus otjecanja je dio hidrološkog ciklusa koji opisuje vezu između padavina i otjecanja
Ukupno otjecanje u jednom efluentnom vodotoku, tj. količina vode koja se javlja na izlaznom profilu sliva, sastoji se od četiri glavne komponente: (i) površinskog otjecanja, (ii) podpovršinskog otjecanja, (iii) podzemnog otjecanja i (iv) otjecanja koje potiče od kiše koja je pala neposredno na površinu vodotoka. Pored ove podjele, pojedini hidrolozi uzimaju da se podpovršinsko oticanje sastoji od dvije komponente: brzog i sporog otjecanja.
![Page 6: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/6.jpg)
U hidrološkoj praksi se teško sve ove komponente mogu odvojiti pa se često govori o dvjema glavnim komponentama:direktno (brzim) otjecanje,bazno (sporo) otjecanje.
Direktno otjecanje je onaj dio ukupnog otjecanja koje dospije u vodotoke sliva brzo po prestanku padavina ili topljenja snijega, a jednako je sumi površinskog i brzog podpovršinskog oticanja i padavina nad samim vodotokom.
Bazno oticanje je onaj dio otjecanja u vodotoku koje potiče od dotoka vode iz podzemne izdani priobalnog pojasa vodotoka i zakašnjelo podpovršinsko oticanje
![Page 7: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/7.jpg)
KOMPONENTE OTJECANJA
• Formiranje otjecanja predstavlja bitni hidrološki proces koji nastaje u slučaju da oborine premaše kapacitet infiltracije. Proces transformacije ili prijelaza oborine u otjecanje je izrazito složen dinamički proces.
• U inženjerskoj hidrologiji se otjecanje promatra najčešće kroz dvije različite komponente, a ta podjela je utemeljena upravo na procesu transformacije oborine u otjecanje.
![Page 8: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/8.jpg)
Direktno i bazno otjecanje
• Direktno otjecanje-komponenta otjecanja nastala usljed oborine direktno pale na površinu vodotoka, na površinu terena kao i usljed brzog potpovršinskog otjecanja
• Bazno otjecanje-obuhvaća komponentu sporog potpovršinskog otjecanja i otjecanje podzemnih voda.
![Page 9: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/9.jpg)
Gubici u slivu
• Evaporacija• Evapotranspiracija• Zadržavanje • Zapunjavanje depresija
• UKUPNE OBORINE-GUBICI =EFEKTIVNE OBORINE
![Page 10: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/10.jpg)
Ilustracija pojmova „efluentni“ i „influentni“ vodotok
![Page 11: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/11.jpg)
SLOJPOKROVNOGTLA
TEČENJE PO TERENU
LATERALNODRENIRANJE
PERKOLACIJA
TEČENJAPODZEMNE VODE
PRIHRANJIVANJEPODZEMNIH VODA
KOMPONENTE TEČENJA
![Page 12: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/12.jpg)
• Oborine uključuju sve oblike vode koje iz atmosfere dospiju na površinu Zemlje
• Prijelaz vode s površine pod površinu terena zovemo infiltracijom.
• Kapacitet infiltracije predstavlja maksimalno mogući iznos infiltracije u određenom trenutku koji ovisi o fizičkim i kemijskim svojstvima tla.
• Ukoliko je intenzitet oborine veći od kapaciteta infiltracije, dolazi do tečenja po terenu.
![Page 13: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/13.jpg)
• Perkolacija predstavlja proces toka podzemne vode kroz nezasićenu zonu do razine podzemne vode (zasićene zone)
• Evaporacija i transpiracija predstavljaju prijelaz vode sa sliva u plinovito stanje u atmosferi. Odvija se sa slobodnih vodnih površina, golog tla. Transpiracija je fiziološki proces u kojem voda prolazi kroz pore na lišću, a odvija se tijekom svijetlog dijela dana.
![Page 14: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/15.jpg)
Ukupno otjecanje na izlaznom profilu sliva pojavljuje se kao vremenska funkcija Q = f(t), čija se grafička predstava zove hidrogram otjecanja.
Grana porasta hidrograma ili kriva koncentracije
Vršni dio hidrograma
Retardacijska grana hidrograma (kriva recesije)
![Page 16: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/16.jpg)
Koncentracija, recesija
PorastOpadanje ili recesija
Kruna
Točka infleksije
![Page 17: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/18.jpg)
Oblik krivulje koncentracije ovisi prvenstveno o topografiji terena te o trajanju, intenzitetu i raspodjeli oborina po slivu.
Na konkavnost početnog dijela krivulje utječe i kapacitet infiltracije i površinskog zadržavanja na početku pljuska.
Maksimalni protok se javlja u trenutku kad cijeli sliv sudjeluje u otjecanju, tj. kad na se na izlaznom profilu registrira i voda s najudaljenije točke na slivu.
Recesijski dio krivulje je posljedica ocjeđivanja nakon prestanka efektivne oborine. Oblik ovisi o karakteristikama sliva i hidrografske mreže.
![Page 19: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/19.jpg)
• VRIJEME KONCENTRACIJE SLIVA – Tc predstavlja vrijeme potrebno da kap efektivne oborine dođe iz najudaljenije točke sliva do izlaznog (analiziranog ) profila.
• Efektivna oborina je ona oborina koja sudjeluje u formiranju hidrograma direktnog otjecanja. Kako u slivu postoji tečenje po terenu i tečenje u koritu vrijeme koncentracije sliva se sastoji od vremena tečenja po terenu t1 i vremena tečenja po koritu t2:
• Tc = t1 + t2
• Kod malih slivova vrijeme putovanja po terenu može biti značajno dok je kod velikih slivova ono zanemarivo.
• VRIJEME ZAKAŠNJENJA (BASIN LAG) • predstavlja svojstvo sliva koje se definira kao vremenska
razlika između težišta efektivne oborine i težišta hidrograma direktnog otjecanja. Postoje i drugačije definicije koje se koriste u svrhu lakšeg definiranja vrijednosti. Vrijeme zakašnjenja zavisi o duljini puta na kojoj se tečenje vrši, brzini tečenja, svojstvima i obliku sliva, padu i geometriji glavnih korita, svojstvu oborinske epizode itd.
![Page 20: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/20.jpg)
FAKTORI KOJI UTIČU NA OBLIK HIDROGRAMA OTICANJA
Fizičke karakteristike slivne površine. Uključuju sljedeće brojne faktore, od kojih neki imaju dominantan uticaj a kod drugih taj uticaj može biti zanemarljiv:• veličina i oblik slivne površine,• pad slivne površine ili generalni nagib,• raspored vodnih tokova na slivnoj površini (hidrografska mreža), • pad glavnog toka,• zadržavanje vode u slivu u privremenim akumulacijama,• intenzitet infiltracije i sadržaj vlage u zemljištu, • uticaj vegetacionog pokrivača,• način obrade zemljišta,• postojanje jezera, bara i močvara.• veličina i oblik poprečnog presjeka vodotoka, njihov pad, hrapavost i dužina, kao i zapreminski kapacitet vodotoka,
Klimatski faktori :• intenzitet i trajanje kiše,• raspodjela kiše na slivnoj površini,• pravac i brzina kretanja kiše (pljuska), • porijeklo i vrsta pljuska, • isparavanje i transpiracija.
![Page 21: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/21.jpg)
Geološke karakteristike slivne površine:• geološke osobine površinskog sloja zemljišta i njegov pedološki sastav,• prisutnost i karakteristike podzemne vode,• vodopropusnost geoloških formacija.
FAKTORI KOJI UTIČU NA OBLIK HIDROGRAMA OTICANJA
![Page 22: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/22.jpg)
Razdvajanje komponenti hidrograma otjecanja
![Page 23: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/23.jpg)
KOEFICIJENT OTJECANJA
Jedan od osnovnih pokazatelja procesa transformacije oborina u otjecanje:
C=Pe/PPe-efektivna oborina, oborina koja otječe po slivuP-ukupno pala oborina
![Page 24: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/24.jpg)
Analiza recesijske krivulje• Nakon prestanka površinskog otjecanja, dolazi do
podzemnog otjecanja koje se ovisno o karakteristikama slivnog područja može održati kroz dulje ili kraće vremensko razdoblje
• Analiza opadajućeg dijela hidrograma otjecanja koji odgovara bezoborinskom razdoblju zove se analiza recesije.Ovakva analiza predstavlja dobar uvid u strukturu vodonosnika.
• Oblik krivulje recesije ovisi o poroznosti te prihranjivanju iz susjednih slivova
• Idealni uvjeti za analizu krivulje recesije—bezoborinskorazdoblje u trajanju nekoliko mjeseci- su rijetka pojava
![Page 25: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/25.jpg)
Bezoborinska razdoblja
• Poželjno je analizirati što više recesijskih krivulja tijekom određenog razdoblja-za svaku godinu pojedinačno
• Veći broj krivulja omogućava definiranje zajedničke prosječne recesijske krivulje kao i anvelope minimuma
![Page 26: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/26.jpg)
Hidrogram izvora
![Page 27: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/27.jpg)
Maillet-ova formula
α-recesijski koeficijent
Qo-početna točka na krivulji recesije
![Page 28: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/28.jpg)
Krivulja recesije-polulogaritamsko mjerilo
![Page 29: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/29.jpg)
POLULOGARITAMSKI PRIKAZ
• Prikaz krivulje recesije u polulogaritamskom mjerilu može pokazati tri režima pražnjenja, tj. eksponencijalna krivulja se sastoji od tri dijela s tri različita koeficijenta recesije
![Page 30: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/30.jpg)
Anvelopa krivulja recesije
![Page 31: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/31.jpg)
UTJECAJ RAZNIH ČIMBENIKA NA OBLIK HIDROGRAMA
t 1) Utjecaj topografskih karakteristika slivaP
Q
t
1
2
1tc < 2tc
Površine slivova isteIste oborineIsti vegetacijski pokrov i tloRazličiti padovi terena I1 > I2
![Page 32: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/32.jpg)
2) Utjecaj oblika sliva
Površine slivova isteIste oborineIsti vegetacijski pokrov i tloIsti padovi terenaRazličiti oblici sliva
12
31tc < 2tc < 3tc
Q
t1
2
3
![Page 33: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/33.jpg)
Utjecaj oblika sliva na hidrogram otjecanja Hidrogram otjecanja sa više vrhova
![Page 34: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/34.jpg)
Oblik sliva
• Na vrijeme koncentracije utječe duljina puta L, a efekt je sličan kao kod utjecaja pada sliva na vrijeme koncentracije.
![Page 35: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/35.jpg)
Raspored vodnih tokova na slivnoj površini (hidrografska mreža).
Utjecaj gustoće hidrografske mreže na oblik hidrograma otjecanja
![Page 36: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/36.jpg)
Utjecaj intenziteta infiltracije i sadržaja vlage u zemljištu na oblik hidrograma
Utjecaj intenziteta infiltracije i sadržaja vlage u zemljištu na oblik hidrograma otjecanja: (a) nivo podzemne vode na većoj i (b) podzemna voda na manjoj dubini u odnosu na površinu terena
![Page 37: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/37.jpg)
3) Utjecaj intenziteta i trajanja kiše na istom sliv
1
2
QP
2tk
3tk
4tk
tk
Qt
i1 > i2 ; P1 > P2
1tk = 2tk
Qmax
Trenutak kad cijeli sliv sudjeluje u formiranju otjecanja
i - intenzitet kiše tk – trajanje kiše
1tk
t
![Page 38: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/38.jpg)
4) Smjer kretanja oluje
nizvodni
uzvodnismjer tečenje
vode u vodotoku smjerovi kretanja oluje
![Page 39: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/39.jpg)
5) Utjecaj prethodne vlažnosti terena
DIO OBORINE KOJI SE INFILTRIRA U TLO
PRETHODNO SUHO TLO
PRETHODNO VLAŽNO TLO
Q
t
![Page 40: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/40.jpg)
6) Utjecaj geoloških čimbenika
Qv –oborina koja padne na površinu vodnog lica
Qpovršinsko = Q3
Qpodpovršinsko = Q2
Qpodzemno = Q1
i – intenzitet oborine (mm/sat)f – kapacitet infiltracije (mm/sat)V – volumen upijene vode (mm) ili (m3)d – deficit vlažnosti zemljišta (mm) ili (m3)
i < fV < d
Q = Q1 + Qv
Q
glavna krivuljarecesije
P
tk
t
![Page 41: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/41.jpg)
i > f ; V > dQ = Q1+Q2+Q3+Qv
i > f ; V < dQ = Q1+Q3+Qv
i < f ; V > dQ = Q1+Q2+Qv
tk
t
Qpovršinsko = Q3
Qpodpovršinsko = Q2
Qpodzemno = Q1
P
Q
![Page 42: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 44: Hidrologija predavanja 7](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022050711/552e87c04a795956618b4924/html5/thumbnails/44.jpg)
Sava
• Prosječni protok 1722 m3/s