View
173
Download
9
Category
Preview:
Citation preview
11
UNIVERZITET U TUZLIRUDARSKO-GEOLOKO-GRAEVINSKI FAKULTET
HIDROLOGIJA
Prof. dr. sc. NEDIM SULJI, dipl.ing.gra.
2
HIDROMETEOROLOGIJA
Prouava atmosferske procese koji utiu na vodne resurse na Zemlji
Osnovni hidrometeoroloki procesi parametri:
1) Atmosfera2) Zraenje3) Pritisak zraka4) Temperatura5) Vlanost zraka6) Vjetar7) Isparavanje8) Padavine
Isparavanje i padavine fundamentalne baze hidrolokog ciklusa
3
1) Atmosfera
Gasoviti omota oko Zemlje debljina cca 100 kmNa H do 25km: azot (N) 78,09%; kisik (O) 20,95%; argon (Ar) 0,93%; CO2 0,03%
Promjenjivi sastojci atmosfere:-voda (sva tri agregatna stanja)-lebdee vrste estice (organske i anorganske praina, dim)
-Bitna uloga formiranja oblaka i padavina i kondenzacije vodene pare-
Gustina atmosfere (a) postepeno opada sa HGustina atmosfere (a) opada sa porastom t
4
2) Zraenje
Zraenje (radijacija) = oblik energije koju elektomagnetni talasi ili materijalne estice nose usmjereno prostorom
Zraenje u atmosferi:a) zraenje Sunca (insolacija)b) zraenje povrine Zemlje c) zraenje atmosfere
a) Zraenje Sunca-Posljedica emitovanja Suneve energije u svemir u obliku elektromagn. talasa-Insolacija = trajanje sijanja Sunca-Mjerenje: razliitim instrumentima trajanje zraenja Sunca mjeri se HELIOGRAF-Mjerenje komponenti zraenja mjeri se instrumentima: piranometar, aktinograf ...-Instrumentima mjerimo razliku t izmeu apsorpcijskih tijela (tamna boja) izloenih zraenju i tijela koja imaju t slinu t zraka (svijetla boja)
25
Insolacija = trajanje sijanja Sunca (mjerenje)
Campbell-Stokesov heliograf
-1853 godine Campbell-puna staklena kugla prenika 10 cm-suneve se zrake fokusiraju i spaljuju crni papir-mjeri se heliografom-mjerna jedinica sati
Traka za Campbell-Stokesov heliograf
6
Heliograf biljei koliinu insolacije Sunca na odreenom mjestu
rezultati pruaju informacije o vremenu i klimi na geografskom podruju
informacije korisne u meteorologiji, nauci, poljoprivredi, graevinarstvu itd
Stokes 1879. unaprijedio Campbellov instrument koristi se danas. Stokesov instrument koristi staklenu kuglu (obino D=100 mm) Kugla od visokokvalitetnog stakla Kugla u sredini metalnog leita koje se moe prilagoavati prema geografskoj irini.
Papirna traka se stavlja iza kugle u smjeru istok - zapad
Sunevo zraenje koncentrira kroz kuglu
progorijeva traku toplinskim djelovanjem
Na traci oznaeni sati ustanoviti kad i koliko je Sunce sijalo.
7
Mjerenje Suneve radijacije: numeriki pokazatelji dobijanje karakteristika Suneve radijacije
Numeriki pokazatelji dobijeni empirijskim putem
Volfov broj ; Indeks Viteljsa ; Indeks Girsa . . .
Volfov broj pokazuje aktivnost Sunca u obrazovanju sunevih pjega
Wo = K * (10g + f)Wo Volfov brojK koeficijent f-ja uslova osmatranja i vrste instrumentag ukupan broj grupe sunevih pjega (grupa sastavljena od 1, 2 ili nekoliko pjega)f ukupan broj sunevih pjega (trajanja pjega od nekoliko h do nekoliko mjeseci)
Serije godinjih suma Wo postoje od 1700 godinePostoji niz bitnih korelacija izmeu Wo i mnogih geofizikih pojava 8
b) Zraenje povrine Zemlje
-Posljedica zagrijavanja Zemlje Sunevim zraenjem-Srednja t Zemlje niska (cca 14oC) njeno zraenje dugotalasno i tamno-Jaina zraenja f-ja fiziko hemijskih osobina tla-Jaina zraenja izraena pri vedrom nebu i niskoj sadrini vodene pare u zraku
c) Zraenje atmosfere
-Posljedica njenog zagrijavanja tamnim dugovalnim zrakama koje otputa povrina Zemlje-Bitan izvor topline za Zemlju ima klimatoloko i bioloko znaenje
39
3) Pritisak zraka
Pritisak zraka = atmosferski pritisak (pa)pa = pritisak stupca zraka (atmosfere) na horizontalnu povrinu od 1cm2Jedinica: Pa = N / m2
Jedinica: bar 1 bar = 105 Pa
U inenjerskim proraunima: pa = 1 bar NORMALNI ATMOSF. PRITISAKNormalni atm. pritisak = pritisku vodenog stupca h=10m
Mjerenje pritiska zraka pojedinanim oitavanjima:a) ivin barometar (staklena cijev l=90cm u kojoj je pun potpritisak-
apsolutni vakuum. Cijev uronjena u posudu sa ivom. Odreuje se h stupca Hg.
b) aneroid (hermetiki zatvorena kutija od valovitog lima iz koje je potpuno ili djelimino odstranjem zrak. Kako se mijenja pa pomiu se stijenke kutije. Pomicanje se prenosi na pokaziva oitavanje 10
Barometar ureaj za mjerenje vazdunog pritiska.
Galileo Galilej 1640. dokazao da vazduh ima teinu.
Evangelista Torricelli odredio 1644. teinu atmosf. vazduha ili vazduni pritisak.
utvrdio da promjena p vazduha mijenja visinu ivinog stuba
time su date osnove barometra
Po nainu rada postoje dvije vrste:
metalni aneroidi barometri sa tekuinom ivin barometar
Metalni barometarivin barometar
11
Mjerenje pritiska zraka neprekidnim biljeenjem:-zapisom na papirnu traku ili elektronskim memorisanjem (u f-ji t)-instrument BAROGRAF (radi na principu aneroida)
Barograf
BAROGRAF: -kontinualno mjeri pritisak zraka-sastoji se od skupa Vidieovih kutija meusobno spojenih
12
4) Temperatura
Temperatura = toplinsko stanje tijela izraeno u stepenimaU hidrometeorologiji bitni:
a) temperatura zrakab) temperatura tlac) temperatura vode
a) Temperatura zraka
Bitan uticaj Sunevog zraenjaMjerenje t zraka pojedinanim oitavanjima:
-termometrom (tanost do 1/10 oC)
Na meteorolokim stanicama koristi se:-obini ivin termometar -maksimalni ivin termometar-minimalni alkoholni termometar -Assmanov psihrometar
413
T zraka veoma bitan klimatski elemenatT zraka f-ja insolacije tj. toplotnog bilansaToplotni bilans razlika primljene i izgubljene toploteT zraka promjenjiva po vremenu i prostoruT zraka direktan uticaj na isparavanje, rijeni oticaj i t d
T zraka mjerena u termometarskom zaklonu na 2m visine iznad tla (oC)
14
Pojedinano oitavanje t zraka (prosjek ili srednja vrijednost) prema izrazu:
T=0,25(T7+T14+2T21)
Indeksi oznaavaju termine oitavanja t (7, 14 i 21 sat)
Mjerenje t zraka neprekidnim biljeenjem ureaj TERMOGRAF-instrument za mjerenje t zraka u meteorolokom zaklonu
Meteoroloki zaklon
2m iznad tlatime eliminisan vjetar i P
15
Meteoroloki zaklon kod hidrotehnikog objekta
Prosjena mjesena t zraka = aritmet. sredina prosj. dnevnih t zraka u mjesecu
Prosjena godinja t zraka = aritmet. sredina prosj. mjesenih t zraka u godini
Viegodinji prosjek (dnevne, mjesene, godinje) t zraka = aritmetika sredina prosjenih (dnevnih, mjesenih, godinjih) t zraka za promatrani period
16
b) Temperatura tla
-Bitan elemenat toplotnog bilansa tla povrinski slojevi tla Suneva energija-Mjeri se pojedinanim oitavanjem:
geotermometar (sa dubinama 0, 2, 5, 10, 20, 30, 50 i 100cm ispod terena)-Kolebanje t smanjuje se sa h slojeva tla naglaen uticaj vegetacije
Geotermometar (koljenasti)
-Mjerna jedinica oC.
-Vegetacija troi koliine toplote na transpirac.-titi tlo od direktne Suneve radijacije -Nou vegetacija zadrava zraenje toplote u atmosferi sprijeava smanjenje t tla
517
c) Temperatura vode
-t vode u rijeci-mjeri se pojedinanim oitavanjem (1xdnevno) obini termometar-mjerenje u sredini toka rijeke termometar u vodi 3 do 5 minuta
679,14,21590,95840100
675,34,20500,9653590
670,04,19630,9718280
663,14,18950,9777870
654,34,18430,9832060
643,54,18060,9880350
630,54,17850,9922240
615,44,17840,9956530
598,44,18180,9982120
580,04,19210,9997010
561,04,21760,999840
Termalnaprovodljivost (mW/K m)
Specifinatoplota (J/g K)Gustoa (g/cm3)Temperatura oC
Specifina toplota koliina toplote koju gram neke tvari primi da bi mu se temperatura podigla za 1C
(za vodu iznosi 1.0 cal/g) 18
5) Vlanost zraka
Sadraj vodene pare u zrakuZnaaj vodene pare u zraku: formiranje oblaka i P i apsorbira dio radijacije ZemljeSadraj vlage u zraku f-ja t i p zrakaZasien zrak vodenom parom = sadri max. koliinu vodene pare koju moe primiti
pri datoj t i p
Vlanost zraka kondenzacija vodene pare stvaranje magle, oblaka, kie
Znaaj vlanosti zraka vlaga pri formiranju oblakaapsorbovanje velikog dijela radijacije tla
regulisanje intenziteta gubitaka toplote sa tla
19
Vlanost zraka:a) apsolutna vlanostb) relativna vlanostc) deficit vlanosti ili deficit zasienostid) pritisak vodene paree) taka rose (rosite)
a) Apsolutna vlanost = masa vodene pare u 1m3 zraka. Mjeri se samo u laborat.
b) Relativna vlanost = stepen zasienosti zraka vodenom parom. Odnos stvarne koliine vlage u zraku i koliine koja odgovara zasienom zraku (ista t i p)
a) Deficit vlanosti = manjak vodene pare u zraku do njegovog zasienja. Poveanje deficita vlanosti raste mogunost isparavanja
b) Pritisak vodene pare = bitan pokazatelj vlanosti zraka. Mjeri se u mbar.c) Taka rose = t pri kojoj masa nezasienog zraka postaje zasiena kada se hladi
pri const. p. Hlaenjem zraka kondenzacija vodene pare pojava rose20
Mjerenje sadraja vlage u atmosferi:-pojedinanim oitavanjem (psihometar, higrometar)-neprekidnim biljeenjem (higrograf)
Assmanov psihometar
-Mjerna jedinica = %
Higrometar i higrograf
Higrograf
621
HIGROMETAR glavnu ulogu ima ljudska dlaka
nakon odstranjivanja masnoe (pranje u benzinu) dlaka postaje higroskopnaovlaivanjem izduenje dlake suenjem skraenje dlake
promjena koliine vlage u zraku promjena L dlake
u f-ji od tih promjena okree se koturi sa kazaljkom na skali skala podjeljena na 100 nejednakih podjela
relativna vlanost u momentu mjerenja
22
HIGROGRAF const. mjerenje vlanosti zraka mjerenje na papiru
ima sve dijelove barografa i termografa mehanike f-je iste
kod hidrografa glavna uloga ljudska dlaka
Meteoroloke stanice mjeri se p vodene pare (e) i relativna vlanost (R) u %
mjerenje, inae, svih veliina na meteorolokim stanicama vri se u 7, 14 i 21 sat
e = e7 + e14 + e21 / 3
e7, e14, e21 p vodene pare u 7, 14 i 21 sat
23
6) VjetarHorizontalna komponenta zranog strujanja uzrokovanog nejednakom raspodjelom p zrakaVektorska veliina ima smjer i jainu (brzinu)Bitan u procesu isparavanja, t vlage i nastanka P
Osnovni parametri vjetra:-smjer-jaina (brzina) ureaj anemometar-trajanje
Danas panja na energiju vjetra kao na jedan od moguih alternativnih i ekolokih izvora energije
24
Smjer vjetra:-mjeri se na 8 ili 16 taaka kompasa-izraava se u stepenima od sjevera (N)-smjer vjetra = pravac iz koga vjetar duva
Jaina odnosno brzina vjetra:-dva parametra istog kvalitativnog obiljeja-prema Beaufortovoj ljestvici (od 0 do 12 bofora)
Podjela vjetrova
725
-v vjetra: u vorovima 1 vor = 0,514 m/s-v vjetra mjeri se pojedinanim oitavanjima (anemometri)-v vjetra mjeri se neprekidnim biljeenjem (anemograf)-Oba ureaja imaju i pokaziva smjera vjetra (vjetrokaz)
Anemometar i vjetrokaz
Najsnaniji izmjereni udar vjetra 408 km/h
10. april 1996. godine u Australiji pri prolaska uragana Olivije.
26
Trajanje vjetra:-mjeri se u minutama i h-inenjerska praksa: grafiki prikaz karakteristika vjetra rua vjetrova-dva tipa rue vjetrova:
a) rua uestalosti duvanja vjetrova po smjerovimab) rua uestalosti jaine ili v vjetrova po smjerovima
Rue vjetrova: a) rua uestalosti duvanja vjetrova b) rua uestalosti jaine vjetrova
27
Vjetar vrlo rijetko pue stalnom v uobiajeno mijenja jainu.
Izuzetak monsuni - vjetrovi koji na odreenim podrujima tokom dijela godine puu stalnim smjerom i jainom
Uea pojedinih smjerova i prosjenih ili max. v vjetra u tim smjerovima prikazuje tzv.rua vjetrova s naznaenim stranama svijeta
Na jainu vjetra uz odnos p u atmosferi utie i konfiguracija, prisustvo prirodnih i umjetnih prepreka i obraslost terena
uslovno reeno to shvatamo kao trenje s podlogom
28
7) Isparavanje
Prelaz vode u atmosferu u vidu vodene pare sa slobodne povrine vode, sa tla i iz biljnog pokrivaaDirektni i jedini gubitak u bilansu vode koja padne i otee
Isparavanje traje dok postoji:a) izvor vlageb) gradijent pritiska vodene pare (izmeu povrine sa koje se vri
isparavanje i atmosfere)c) izvor energije (Sunce, zrak, voda, tlo)
Na intenzitet isparavanja utiu:-t zraka -t vode -koliina vlage u zraku-pa -intenzite insolacije -hemijske osobine vode
829
Razlikujemo dva osnovna oblika isparavanja:a) Isparavanje sa slobodne vodene povrineb) Sumarno isparavanje (ET)
Sumarno isparavanje:a) Isparavanje sa terenab) Isparavanje sa biljaka (intercepcija)c) Isparavanje kroz biljke (transpiracija)
Isparavanje sa vodene povrine Kruenje vode isparavanje bitno 30
Tri vrste isparavanja:a) evaporacija (E)=transfer vode u atmosferu sa slobodne povri vode,
sa golog tla i sa vode koja se nalazi na vegetaciji ili drugim predmetima
b) transpiracija (T)=isparavanje kroz pore na liu tj. kroz vegetaciju
c) evapotranspiracija (ET)=uzajmno dogaenje E i T
Proraun ET:-mogue ET (oznaka PET)-stvarne ET (oznaka ET)
-Mogua ET = ET pod pretpostavkom da koliina vode za isparavanje nije ogranienaStvarna ET = ET pri ogranienom obnavljanju vlage ET
933
-Thornthwaiteova j-na temeljena na eksponencijalnom odnosu izmeu srednje mjesene t zraka i mjesene mogue ET-Izvedena na bazi mjerenja ET u srednjim i istonim dijelovima SAD.-Mogue je primijeniti i za drugaije klimatske uslove (bez veih odstupanja)
b) Turcova j-na: proraun godinje stvarne ETg (mm)
Hg viegodinja srednja visina padavina (mm)Tg viegodinja srednja t zraka (oC)
-Meu najpoznatijim empirijskim j-nama za ocjenu godinje ET-Izvedena na osnovu godinjih P i t zraka-Dobijena koritenjem podataka sa 254 slivne povrine sa 4 kontinenta 34
Hidroloka praksa empirijske formule prorauna isparavanja sa vodene povri
zavisnost isparavanja u f-ji mjerenih meteorolokih veliinabitne formula Mayera, formula Davidova, formula Zajkova
Formula Mayera (1937):-Isparavanje slatkovodnih vodenih povrina
E = (15+3w)d
E isparavanje sa vodene povrine (mm mjesec)w srednja mjesena v vjetra na visini 9m (m/s)d srednji mjeseni deficit vlanosti vazduha (mmHg)
35
Formula Davidova:-Isparavanje sa ozvorenih povrina bazena ili malih jezera
E = 11,9*d0,81 (1 + 0,125w)
E isparavanje sa vodenih povrina (mm mjesec)d srednji mjeseni deficit vlanosti vazduhaw srednja mjesena v vjetra na standardnoj visini vjetrokaza (m/s)
-Ako nema podataka o vjetru Davidov preporuuje:
E = 19,5*d0,8
36
Formula Zajkova (1960):-Isparavanje mjesenih suma sa slobodne vodene povrine
E = 0,15*n*(1 + 0,85*w1)*(e0 e)
E mjesene sume isparavanja sa slobodne vodene povrine (mm mjesec)n broj dana u mjesecuw1 srednja mjesena v vjetra na visini 1m (m/s)e0 srednja mjesena vrijednost max. p vodene pare koja = t povrine vode (mbar)e stvarni p vodene pare na visini 2m od povrine vode (mbar)
Ako nema podataka o t vode Zajkov preporuuje:
E = 0,16*c*n*d0,78c parametar u f-ji t vode i vazduha (1,4 do 2,2)d deficit vlanosti vazduha na visini 2m (mbar)
10
37
Mjerenje evaporacije: raznim vrstama isparitelja (evaporimetri)Isparitelji: a) isparitelj klase A b) Picheov isparitelj (stari i novi tip)Koliina isparivanja kod oba tipa mjeri se u mm ili cm3 na osnovu oitanja u 7 i 19
Isparitelj klase A
-Isparitelj klase A: metalna posuda napunjena vodom D=120cm i h=25cmevaporacija ekvivalentna snienju nivoa vode u posudi
-Posude postavljene na drveno postolje (rotilj) na povrini zemlje, ukopane u zemlju ili postavljene na plutajuu splav na vodenoj povrini. 38
Picheov isparitelj sa ravnom cijevi
-Picheov isparitelj montaa u meteoroloku kuicu-staklena cijev-na cijevi utisnuta skala mm vodene pare-gornji kraj cijevi zatvoren-cijev napunjena destilovanom vodom do nultog podeoka skale-na donjem kraju cijevi otvor na koji stavljamo upijajui papir
39
-Mjerenje transpiracije:a) fitometar b) potometar
instrumenti napunjeni zemljom ili vodom u kojima se uzgajaju biljkepovrine posuda hermetiki zatvorene sprijeavanje evaporacijejedini gubitak vode (vlage) mogu transpiracijom
-Mjerenje evapotranspiracije: ureaj lizimetarLizimetar:-sanduk napunjen zemljom-uzgaja se razna vegetacija
40
LIZIMETAR:-Ukopani sud naounjem zemljom stanje priblino kao u prirodi (na terenu)-Sade se biljke mjeri se ET biljaka-Na dnu suda drenaa koja sakuplja vodu koja je dotle prodrla mjeri se-Istovremeno mjere se i P vjetako dolivanje vode vlanost podloge na
const. nivou
mjeri se mogua ET (PET)
11
41
8) Padavine (oborine)Padavine = svi oblici kondenzirane i sublimirane vodene pare koji se na Zemlji pojave u tekuem ili vrstom stanjuPadavine formiranje:
-na povrini Zemlje (rosa, mraz, inje) horizontalne padavine-u oblacima (kia, snijeg, grad) vertikalne padavine
Ukupne padavine za odreeni period:-visina kie (mm vod. stupca) i visina snijega izraena kao ekvivalent vode
Kia: otie neposredno po padanju na tloSnijeg: vodena zaliha koja postepeno ulazi u hidroloki sistemHidroloke analize: padavine imaju temeljnu vanostHidrotehnika praksa: primarni kia i snijeg
42
-Nastanak padavina-
Pretpostavke postojanja:a) vodene pare (posljedica isparavanja)b) proces kondenzacije i sublimacije (prelazak vodene pare u teno ili vrsto stanje)
c) kondenzacijskih jezgara (vrsteestice 1 do 5 ) ubrzava se kondenzacija ili sublimacija
Klasifikacija padavina:1) konvektivne padavine2) orografske padavine3) ciklonske padavine
43
1) Konvektivne padavine:uslovljene naglim zagrijavanjem zraka u kontaktu sa tlovodena para se uzdie i hladi vodena para kondenzira se i pada na tlo u vidu kie
2) Orografske padavine:nastanak: mehaniko dizanje vlanih horizontalnih zranih strujadolazi kod ispreavanja planinskih lanaca tokom kretanja zranih masa
3) Ciklonske padavine:najee kod naskretanje zranih masa iz podruja visokog p (anticiklona) u podruje niskog p (ciklona)hlaenja toplih zranih masa diu se u hladnije slojeve atmosfere nastaju padavine
44
-Podjela kia po intenzitetu-
a) slabe kie - intenzitet do 2,5 mm/satb) umjerene kie - intenzitet od 2,5 8,0 mm/satc) jake kie intenzitet preko 8,0 mm/sat.
Poledica-zamrznuta oborina kada kia pada na tlo ija je temperatura ispod ledita.
Susnjeicanastaje kada kapi kie prolazei kroz hladan zrak zamrzavaju i pretvaraju se u led, pa na tlo padaju kao vlane ledene kuglice prenika 1 4 mm.
Snijegzavisno o gustoi snijega daju i razliite koliine oborina obino 1 cm visine palog svjeeg snijega daje 0,5 2,0 mm (tekue oborine u praktinim se proraunima obin o to zaokruuje na 1 mm).
Tuaprema preniku zrna dijeli se na malu tuu (prenik zrna do 5 mm) i normalna tua s prenikom zrna preko 5 mm.
12
45
-Mjerenje padavina-Mjerenje padavina (P) i drugih meteorolokih parametara meteoroloke staniceMjerenje samo P kiomjerne stanice
Upute Svjetske meteoroloke organizacije (postaviti min. 1 kiomjernu stanicu):a) ravniarska podruja (na svakih 600 900 km2)b) planinska podruja (na svakih 100 250 km2)c) planinska podruja sa gustom rijenom mreom i na ostrvima (na
svakih 25 100 km2)
Padavine: mjerenje kiomjerimaPadavine: izraavanje visinom vodenog stupca (mm)Mjerenje P vae samo za neposredni lokalitet na KS
prostorno P veoma neravnomjerne 46
KS instrumenti za mjerenje P:1) pluviometri kiomjeri (ombrometri) totalizator (drugi tip)2) pluviografi (ombrografi)
PLUVIOMETRI (KIOMJERI):-pojedinana oitavanja cilindrina posuda sa povrinom otvora od 200 cm2-dnevne koliine P-redovna oitavanja (7 sati P pale tog dana tj. P iz prethodna 24 h)-jai pljusak tokom dana vanredna oitavanja-snijeg padne u kiomjer otopi se i mjeri se voda menzurom i izraava u mm
Hellmannov kiomjer
47
Pluviometar (kiomjer) H otvora na 1m iznad povrine tla
Drugi tip kiomjera TOTALIZATORTotalizator mjeri ukupnu P za dui period vremenaTotalizator na teko pristupanom terenuTotalizator V = 80 lit skupiti P izmeu dva mjerenja Totalizator otvor kao kod obinog kiomjera (200 cm2) na 3m od terena
48
PLUVIOGRAFI:
-neprekidna mjerenja analiza raspodjele kie u vremenu-vrste pluviografa:
a) pluviograf sa plovkom (stariji tip)b) pluviograf sa posudom koja se prevre (klackalica)c) pluviograf sa vagom
ema pluviografa i pluviograma
Pluviogram daje sumurnu krivu padavina.
13
49Pluviograf sa vagom
Pluviograf
50
Pluviograf sa plovkom
-sakuplja vodu u cilindrinu posudu-u cilindrinoj posudi je plovak-vertikalno pomjeranje plovka
pomou poluge na pero koje pie po papiru-papir namotan na dobo-dobo pokree satni mehanizam
-posude se napuni vodom (10mm kie) sifonski ureaj naglo prazni posudu
plovak i pero se dovode na nulti poloaj
-rezultat registrovanja pluviografom sumarna linija pale kie (H kie u f-ji t)
51
Pluviograf sa klackalicom
-posuda koja je podjeljena u dva dijela -posuda balansira oko horizontalne osovine-sakupljena voda od P dovodi se u gornji dio posude
kada se potpuno napuni posuda se prevre i trenutno praznidrugi dio posude se podie i poinje da se puni
-kretanje posude gore-dole putem elektrinog kontakt ureaja
prenos u sistem daljinskog mjerenja P glavna prednost ovog ureaja
52
Pluviograf sa vagom
-princip const. mjerenja G posude u koju se dovodi zahvaena kia-nedostatak posuda se ne prazni automatski-sprijeavanje ispravanja iz posude (kod dugotrajnih kia slabog i)
dodajemo ulje u posudu formira se tanki sloj na povrini vode
14
53
Hidroloko dimenzioniranje objekata odvodnje podaci o raspodjeli kie u tKia u t = iz pluviometarskih podataka (zapisi dnevnih P)Pluviogram daje:
-trajanje kie-padanje tokom dana ili kratki pljusak-padanje u vie navrata
Sumarna kriva P i hijetogram: a) sumarnakriva P b) hijetogram
Mjerenje pluviometrima openito:
54
Visina padavina P (mm) = jaina padavina (intenzitet kie padavina)Intenzitet kie (i): mm/s mm/min mm/h l/s ha
Prosjena jaina P (i):
H prirast visine P u vremenskom intervaku t
HIJETOGRAM = grafiki prikaz jaine P u f-ji t
Analiza i bitna kod jakih kia (traju od nekoliko min. do nekoliko h)Krajnji cilj analiza: dobiti zavisnost intenziteta P trajanja P ponavljanja P
I T P KRIVA
55
-Obrada izmjerenih podataka o padavinama-
1) Primarna2) Sekundarna
1) Primarna obrada izmjerenih podataka o PObradom se definie:a) viegodinje srednje (mjesene, sezonske ili godinje) visine P jedne KSb) viegodinje srednje (mjesene, setonske ili godinje) visine P palih na sliv
a) Odnosi se na jednu KS (jedna taka u prostoru)b) Odnosi se na obradu podataka sa vie KS (vie taaka) na slivu
Viegodinji prosjeci visina P pojedinih KS:-odrediti na bazi viegodinjih osmatranja i mjerenja
KS = kiomjerna stanica 56
Za ocjenu vodnog bilansa mjerenja, analize i ocjene P to pouzdanijeNa pouzdanost mjerenih podataka utiu:
- vrta i tip instrumenta koji se koristi za mjerenje P- reprezentativnost odabranih mjernih lokacija u slivu (KS na slivu)- gustina i prostorni raspored mjernih stanica- mikrolokacijska reprezentativnost mjerne take na kojoj je ureaj- nain mjerenja i uestalost mjerenja
Osnovni zadatak vodnog bilansa analiza prostornih varijacija P
definisanje ukupne V pale vode ili prosjene visine P u slivu u nekom t
Tanost odreivanja prosjenih P f-ja odreivanja slivne povrine
hidrografska ili topografska vododjelnica
15
57
Viegodinji prosjek (mjesenih, sezonskih ili godinjih) visina P na sliv:a) metoda aritmetike sredineb) Thiessenovim postupkomc) metodom izohijetad) hipsometrijska metodae) metoda padavinskih povri
a) Metoda aritmetike sredine b) Thiessenov postupak c) Metoda izohijeta1, 2, ..., n oznaka KS i izohijete Ai pripadajua povrina i-te KS; povrina izmeu dvije susjedne i
izohijeteHk,i vrijednost i-te izohijete
58
a) Metoda aritmetike sredine
-viegodinja prosjena visina P palih na sliv Hk,sl (mm):
k indeks (k=m za mjesene P; k=s za sezonske P; k=g za godinje P)Hk,i viegodinja prosjena visina (mjesenih, sezonskih ili godinjih) P
registrovanih na i-toj KS (mm)n broj KS u slivu
-najjednostavniji postupak-relativno pouzdana sliv pokriven gustom mreom KS uniformno postavljene
slivna povr relativno ravna varijacije P male u prostoru
59
Uzima u obzir samo KS unutar nekog sliva !!!
60
b) Thiessenov postupak-postupak poligona pripadajue A svakoj KS odreenog slivnog podruja-u proraunu figuriu pripadajue povrine sliva pojedinih KS
-viegodinja prosjena visina P palih na sliv:
-karta odreene R ucrtati take u kojima mjerimo P-povlaimo pomone linije koje spjaju susjedne KS-konstruiemo simetrale pomonih linija
formira se mrea zatvorenih poligona
16
61
Oznake:Ai pripadajua povrina sliva i-te KS (km2)A ukupna povrina sliva (km2)
Hk,i viegodinja prosjena visina (mjesenih, sezonskih ili godinjih) Pregistrovanih na i-toj KS (mm)
Mora biti zadovoljen uslov:
-esto se koristi kod nas-nije pouzdan za planinske slivove -ne preporuuje se za analizu intenzivnih lokalnih pljuskova krtakog trajanja-primjenjiva jedino kod ravniarskih slivova P homogeno raspodjeljene u prostoru 62
63
c) Metod izohijeta
IZOHIJETE = geometrijsko mjesto taaka sa istom visinom P palih u odreenom periodu (mjesec, sezona, godina)
Postupak: odreivanje izohijeta i pripadajuih povrina sliva (Ai) izmeu dvije susjedne izohijete presjena visina POdreivanje prosjenih visina P palih na sliv:
Hk,i viegodinja prosjena vrijednost i-te izohijete (mm)Ai pripadajua povrina sliva izmeu i-te i i+1 izohijete (km2)n broj izohijetaA ukupna povrina sliva (km2)
64
Metoda izohijeta najtanija pogodna za analizu kia kraih trajanja i jakog iSutina metode:
-konstruisanje karte izohijeta sloen zadatak iskusni hidrolozi
Osnovni principi konstruisanja karte izohijeta:-na topografskoj karti sliva oznaiti visine P u takama KS-uspostaviti zavisnost izmeu visine P i nadmorske visine KS-iscrtati izohijete oko KS na kojima je izmjerena najvea visina P-vriti linearnu interpolaciju vrijednosti P po prostoru sliva-na osnovu matkiranih interpolovanih vrijednosti P povlaiti linije izmeu vrijednosti koje oznaavaju iste visine P
17
65
d) Hipsometrijska metodaSpecijalno namjenjen analizi P u planinskim podrujimaSutina metode:
-na karti pogodne R nanesemo sliv (izohipse terena) sa lokacijama KS (a)-na KS redni broj KS i visina osmotrenih P za dato trajanje-za isti sliv konstruiemo hipsometrijsku krivu (b)-konstruiemo dijagram zavisnosti visine osmotrenih P za svaku KS u f-ji nadmorske visine istih stanica P=f(z) (c)-na osnovu prethodna dva dijagrama (hipsometrijska kriva i kriva P) konstruiemo krivu visine P u f-ji povrine sliva P=f(A) (d)-odredimo povrinu ispod krive koja predstavlja ukupnu V vode pale na sliv
Prosjena visina P na slivu: P = V / AV ukupna zapremina pale vodeA ukupna povrina sliva 66
67
e) Metoda padavinskih povri
Padavinske povri prostorni prikaz visine P koje su pale na jedan dio sliva
Element OABC u xy ravni dio slivne povri vrijednosti = visine pale kie u t
koordinate x ; y ; z padavinska povr koju formira izmjerena visina kie (z)
ovakav par podataka o izmjerenim visinama P na mrei KS u slivumatematiki opisati nekom funkcijom
Primjena ove metode uslovljena koritenjem raunara 68
Ukupne koliine (V) voda koje padnu na analizirani sliv u nekom t:Vo=P * A
Vo ukupna zapremina palih voda u nekom tP suma padavina u tA povrina sliva
Osnovni problem u praksi neravnomjerno rasporeena mrea KSupotrebljivost postoj. podataka (prekidi osmatranja)
prevazilaenje ovih problema progustiti i proiriti i pravilno rasporediti KSKS opskrbiti pluviografimavoditi rauna o visinskom rasporedu KSuvestiti totalizatore na nepristupane terene
18
69
2. Sekundarna obrada izmjerenih podataka o P
Niz vrlo sloenih obrada podataka o P (prvenstveno intenzitet kie)Najbitniji problem: proraun statistikih parametara serija pljuskova (jake kie) raznih trajanja i prilagodba krivulje razdiobe Sekundarna obrada temelj za definisanje familije ITP krivulja
Odreivanje mjerodavne jaine P bazirano na obradi izmjerenih podataka o PIzmjereni podaci pojedinano i stalno oitavanje (dobijeni podaci)
metodologija odreivanja mjerodavne jaine P primjerena podacima
70
Proraun mjerodavne jaine P koritenjem pluviografskih podatakaKod analize odvodnje oborinskih voda iz urbanih sredinaTu postoji niz empirijskih formula Knauffova formula:
i mjerodavna jaina P (l/s ha)Hg viegodinja srednja visina P (mm)
Primjena ove j-ne esta iako dobijemo orijentacione vrijednosti jaine PKnauffova j-na ne uzima dva bitna parametra jaine P trajanja P i ponavljanje PZa nae prilike j-na daje premalene vrijednosti mjerodavne jaine P
71
Gorbaevljeva j-na (bolja) jainu P (i u mm/min) definie:
koeficijent f-ja geografskog poloaja (srednja Evropa =0,044)Hg viegodinja srednja visina P (mm) PR povratno razdoblje (raunsko) povratni period (god)t0 trajanje kie (raunsko) (mm)
Gorbaevljeva j-na povoljnija od Knauffove j-ne jainu P daje u f-ji t0 i PR
72
Proraun mjerodavne jaine P koritenjem pluviografskih podataka
Dobijemo kvalitetnije podloge za odreivanje mjerodavnog intenziteta PMjerodavni intenzitet P definisan vezom INTENZITET-TRAJANJE-PONAVLJANJE
PR povratno razdoblje (raunsko) povratni period (god)t0 trajanje kie (raunsko) (mm)
Numeriko odreivanje prethodnog izraza matematsko-statistiki postupciPostupcima obraditi to vei broj podataka o PPotrebni podaci iz najmanje 10 do 15 godina
19
73
Poznatiji postupci (dobro prilagoavaju stvarne podatke o P iz dueg hidrolokog niza podatka slijedei analitiki izrazi:
a parametar ovisan o hidrolokim prilikama obraenog podrujab, c, d parametri ovisni o klimatsko-hidrolokim prilikama obraenog podruja
Rjeavanje gornjih j-na (odreivanje parametara a,b,c,d) promjenom postupka najmanjih kvadrata postupak matematike statistike
Gornji izrazi najee se koriste u praksi za definisanje ITP odnosa 74
ITP kriva pokazuje vjerojatnost razliitih kratkotrajnih intenziteta P za razliita trajanja P na odreenoj lokaciji
Odreivanje ITP krive metoda godinjih ekstrema i metoda pikova
Metoda godinjih ekstrema definie se empirijska raspodjela vjerovatnoePearson III, Gumbelova, Gausova raspodjelakoristi jedan podatak godinje
Metoda pikova analiza svih max vrijednosti izvlaimo vie informacija
Recommended