11

UNIVERZITET U TUZLIRUDARSKO-GEOLOKO-GRAEVINSKI FAKULTET

HIDROLOGIJA

Prof. dr. sc. NEDIM SULJI, dipl.ing.gra.

2

PROCESI U SLIVU

To su vremenski promjenjivi parametri:a) evapotranspiracijab) upijanje (infiltracija)c) povrinski procesid) potpovrinski procesie) procesi u rijenom koritu

Navedeni parametri zovu se PROCESNIM PARAMETRIMAProcesni parametri = temeljni procesi u slivu koji se odvijaju tokom vremenaOticanje ima temeljnu vanost posebna panja tokom predavanja

3

Procesni parametri zemaljske faze hidrolokog ciklusa po Flemingu (1975):

Procesi zemaljske faze hidrolokog ciklusa

4

4.a) EVAPOTRANSPIRACIJA

Predstavlja direktan gubitak u bilansiranju vode koja padne i otie

Pojam evapotranspiracije = gubicima vode u (voda se kao vodena para vraa u atmosferu hidroloki ciklus)

Ranije detaljno obraena tokom predavanja

25

4. b) UPIJANJE (INFILTRACIJA)

Infiltracija = proces prolaska vode sa povrine u tlo i kretanje vode ka povrini PVInfiltracija = neustaljeno strujanje (nestacionarno) kroz nezasienu poroznu sredinu

Filtracija (procjeivanje) = strujanje vode kroz zasienu sredinu (tlo)

Jaina upijanja (intenzitet infiltarcije) = mm / haIntenzitet infiltracije f-ja jaine P, poroznosti tla, granulacije tla, gustine tla ...)Intenzitet infiltracije razliit za razne vrste tla

6

Dijagram upijanja (infiltracije) za razna tla1-glina 2-ilovaa 3-glina sa malo pijeska 4-glina sa puno pijeska5-pijesak sa piuno gline 6-pijesak sa umjerenom koliinom gline 7-pijesak sa malo gline

F - zbirno upijanje (sumarna infiltracija) (mm)

7

Upijanje (infiltracija) tokom t se smanjujeU praksi odreivanje upijanja:

1) matematiko modeliranje2) direktno mjerenje

1) Matematiko modeliranje:- Izrada matematikih modela upijanja- Hortonova j-na (1940) jednostavan izraz esti koriten u praksi

fc, fo, k parametri dati tabelarno u f-ji vrste tlat vrijeme (min)e baza prirodnog logaritma (e=2,718)

8

Vrijednosti parametara u Hortonovoj j-ni za neke vrste tla

Hortonova j-na: upijanje u taki za veu povrinu pretpostaviti jednolike uslove u slivu

Parametar fc odnosi se na neobraslo zemljite

39

2) Direktno mjerenje-Odreujemo pomou infiltrometara

- infiltrometri koje voda preplavljuje- infiltrometri rasprskivai

-Infiltrometri koje voda preplavljuje Cijev ili koncentrisani prstenovi koji se urone u tlo do h=40 50 cmVoda iz menzure se toi u cijev ili prstenoveOitavanjem vode iz menzure direktno mjerenje infiltracije

- Infiltrometri rasprskivai Dva reda posebnih prskalica postavljeni du parceleVoda se const dovodi na parcelu simulacija kieOticanje sa parcele mjerimo dok ne postignemo const veliinuTada prskalice iskljuimo nastavak mjerenja oticaja dok ono ne prestanePonovno ukljuenje prskalica i ponavljanje postupka 10

4. c) POVRINSKI PROCESI

Intercepcija

Proces zadravanja dijela P na liu ili granama vegetacijeTe P ne dolaze na tlo povratak u atmosferu u vidu vodene pareOvaj gubitak uzimamo u oticanju kroz koeficijent oticanja (standardan proraun) ili kao ukupna evapotranspiracija (sloeni matematski modeli)

Vie analitikih izraza intercepciju izraavamo u f-ji:-padavina (P ili H), dnevne t zraka, v vjetra, evaporacije ...

Intercepcija zavisna o vrsti ume

11

Zadravanje vode u udolinama

Udoline (depresije) voda ne otie povrinski infiltacija ili evaporacijaKoliina vode u depresijama (udolinama) = DS (mm)DS f-ja pada terenaIstraivanja Kidd-a (1978) provedena u GB, vedskoj i NL:

I prosjean pad terena (%)

DS po Viesman-u (1977):

Po Viesman-u dobijamo znatno vee vrijednosti za DS nego po Kidd-u

12

Nagomilavanje i topljenje snijega

Bitan uticaj snijega na reim oticanjaOticanje vode nije posljedica samo topljenja snijega javljaju se i P u slivu

bre topljenje ranijeg snijega

Potrebni podaci za odreivanje oticanja vode zbog postojanja snijega- zalihe snijega u slivu- t zraka- ukupne P- vjetar

413

Povrinsko oticanje

F-ja koliine P i vremenske raspodjele PZa i mali (npr. i < infiltracije ili ETP) sve P ulaze u tlo ili isparitiZa i veliki (npr. i > infiltracije ili ETP) dolazi do povrinskog oticanjaPovrinsko oticanje: P koje preostaju nakon potreba tla (infiltracija) i potreba vegetacije za vodom, nakon ETP i nakon zadravanja vode u udolinama

povrinsko oticanje niz nagib terena

Povrinsko oticanje: pod dejstvom trenja povrine terena i povrinskog napona

14

Prikaz povrinskog oticanja i povrinskog zadravanja sa jainom P i jainom infiltracije1 padavine 2 infiltracija 3 povrinsko oticanje 4 povrinsko zadravanje

15

Povrinsko oticanje sa sliva:a) povrinsko ili primarno oticanje sa manjih slivnih povrinab) oticanje u vodotocima nieg reda koji bono kontinualno prihvataju

povrinsko oticanje c) oticanje u vodotocima vieg reda koji koncentrino prihvataju vodu od

pritoka (nieg reda)

Povrinsko oticanje: NEJEDNOLIKO (promjenjivo u prostoru) i NEUSTALJENO (promjenjivo vremenski)

Proraun ovog teenja:a) hidrauliki postupci (rjeenje j-na koje opisuju zakon kretanja i

zakon odranja mase)b) hidroloki postupci (koritenje j-ne neprekidnosti)

16

Prikaz povrinskog oticanja1 oticanje sa manje slivne povrine (primarno oticanje)2 - oticanje u vodotoku nieg reda3 oticanje u vodotoku vieg reda

517

Bitan parametar: vrijeme sabiranja sliva (vrijeme koncentracije sliva)

Vrijeme sabiranja sliva (tc) = vrijeme potrebno da elementarna efektivna Vvode sa najudaljenije take sliva dospije do mjesta opaanja protoka u vodotoku

Elementarna V vode treba neko t da od vododjelnice doe do odreenog mjestaOdreeno mjesto = izlazni profilKretanje elementarne V razliite v (f-ja hidraulikih parametara)

U hidrolokim analizama: ukupno t teenja (sabiranja) tc dijelimo na:1) vrijeme teenja po povrini sliva (tsl)2) vrijeme teenja u vodotocima vieg i nieg reda (tv)

18

Vrijeme sabiranja sliva: povrinsko i u vodotoku

1) Vrijeme teenja po povrini = vrijeme potrebno da Q iz take A doe do B2) Vrijeme teenja vodotokom = vrijeme teenja od take B do C (izlazni profil)

Potrebno je odrediti srednje brzine teenja problem kod odreivanja t teenjaSloeno je definisati t teenja po slivu (tsl) empirijske metode Manji problem odreivanje t teenja u vodotocima (tv) hidraulike metodeI tsl i tv f-ja: koeficijenta hrapavosti, srednjeg pada, visine P ...

19

U praksi: odnos tsl / tv uzima se kod kategorizacije veliine slivovaMali slivovi: tsl >> tvVeliki slivovi: tv >> tsl

Pojam izohronalne karte sliva:Izohrone = linije koje povezuju take u prostoru izmeu kojih je jednako tputovanja V vode sluaj intenzitet P > intenziteta infiltracije (i > f)

Izohronalna karta sliva = karta sa gore navedenim grafikim prikazom

Izohronalna karta sliva

Poloaj izohrona u prostoru nije const.Poloaj f-ja kinih intenziteta i infiltracije

uslonjen proraun na analizi izohrona

20

4. d) POTPOVRINSKI PROCESI

Kretanje zemljine vlage

Voda u tlu uticaj molekularnih sila (adhezijska voda), povrinskog napona (kapilarna voda) i sile tee (PV)

Smjer kretanja vode od take sa viim ka taki sa niim potencijalomNezasien tok kretanja vode rezultira promjenom sadraja vode u nekoj taki toka

Potpovrinsko oticanje

Proces oticanja vode kroz porozan i nezasien sloj tla.Sastavljeno od dvije komponenete:

1) brzi potpovrinski oticaj2) spori potpovrinski oticaj

621

Brzo potpovrinsko oticanje = komponenta direktnog oticanjaSporo potpovrinsko oticanje = komponenta baznog oticanja

Mjerenje potpovrinskog oticanja praktino nedostupnoVeliki znaaj potporvrinskog oticanja u ukupnom oticanju hidroloki modeliHidroloki modeli simulacija komponente potpovrinskog oticanja

PerkolacijaProces poniranja vode kroz dublje slojeve tla ka slobodnoj povrini PVProces prolaska kroz tlo onog dijela infiltriranih voda kojima se obnavlja PVPerkolacija = efektivno upijanje (efektivna infiltracija) Fe (mm)

F > Fe

22

Strujanje podzemne vode (PV)

Proces kretanja vode kroz zasieno porozno tlo

Hidrauliki aspekti strujanja PV veoma bitni za hidrotehniki praksu

Prodiranje PV u podzemne objekte

23

4. e) PROCESI U RIJENOM KORITU

1) Evaporacija2) Protok (teenje vode)3) Pronos nanosa4) Deformacija korita (sinteza teenja vode i pronosa nanosa)

Evaporacija: ve razmatrano u ranijim predavanjimOstala tri procesa: veina u nauci izuavaju se u hidrauliciMjerenje Q i mjerenje nanosa postupci obrade HIDROMETRIJA

24

4. f) OTICANJEUkupno oticanje = efektivni dio P koji otiuOstatak P koji nakon gubitaka dolazi povrinskim, potpovrinskim i podzemnim putem u vodotokeDio ukupnih ili bruto padavina (Pb ili Hb) koji otie efektivne ili neto P (He)

Proces oticanja u hidrologiji i openito u hidrotehnici BAZNA VANOST

Hidrogram

Grafiki prikaz promjene protoka (Q) u vremenu (t)Oblik hidrograma tri razdoblja

1) vrijeme porasta (poveanje protoka)2) vrni dio (kulminacijski dio)3) vrijeme (opadanja (recesija)

725

Hidrogram i komponente ukupnog oticanjaa) Hidrogram b) Komponente ukupnog oticanja

1 vrijeme porasta 2 vrni dio 3 vrijeme opadanja

26

Vrijeme porasta hidrograma = od poetka povrinskog oticanja (taka B) do take infleksije u kraku porasta (taka C)Vrijeme vrnog dijela hidrograma = od take infleksije (taka C) u kraku porasta do iste takve take E u kraku opadanjaTaka D = vrni protok u trenutku kada u formiranju doticanja uestvuje cijeli bazenVrijeme opadanja hidrograma = preostali dio hidrograma od take E do GDio hidrograma od A do B = hidrogram oticanja efluentnog vodotoka prije PDio hidrograma od F do G = hidrogram oticanja nakon prestanka povrinskog oticanja

27

Hidrauliki prorauni:-kod nekih interes na ukupnom oticanju vode na izlaznom profilu sliva-kod nekih hidrogram razdvojiti na komponente:

-direktno oticanje (Qd)-bazno oticanje (Qb)

Kod malih i srednjih vodotoka hidrogram Qb je izmeu dva ekstrema (krive 1 i 2)

Razdvajanje hidrogramaa)Mogui oblici dijagrama direktnog i baznog oticanjab)Naini razdvajanja dijagrama direktnog i baznog oticanja 28

Razdvajanje hidrogramaa)Mogui oblici dijagrama direktnog i baznog oticanjab)Naini razdvajanja dijagrama direktnog i baznog oticanja

Tri uobiajna postupka razdvajanja hidrogramaZajedniko postupcima: utvrivanje taaka A i B (poetak i kraj ukupnog oticanja)Konstrukcija 1: produenje krive opadanja baznog oticanja unazad do sjecita sa ordinatom u kojoj je vrh hidrogramaKonstrukcija 2: jednostavno spajanje taaka A i BKonstrukcija 3: produenje recesijske krive baznog oticanja (deava se prije povrinskog oticanja) odnosno od A do A razdvajanje okonati spojem AB

Karakteristian hidrogram za prirodan teren

829

Razdvajanje hidrograma nije teko ukoliko tano definiemo take A i BPretpostavka za rjeenje: padajui krak hidrograma matematiki izraz:

Q1 protok u vremenu t1Q2 protok u vremenu t2t2, t1 vrijeme (t2 > t1) koeficijent (=0,003 do 0,03) 1/s

30

Odreivanje trenutka prestanka povrinskog oticanja

Ako na ordinatu nanesemo logaritme QAko na apcisu nanesemo vrijeme u normalnoj raspodjeli

na grafiku kriva recesije baznog oticanja je pravac

31

Pretpostavka P const. jaine (i), trajanja (t0) padnu na:a) pravilnu (pravougaonu) povrinub) glatku povrinuc) nepropusnu povrinu (bez infiltracije gubici samo na evaporaciju)

oblik hidrograma aproksimiramo trouglom ili trapezomOblik aproksimacije hidrograma f-ja trajanja kie

32

Odnos trajanja P prema vremenu sabiranja tri karakteristina sluaja:(1) Ako je trajanje P (t0) < od vremena sabiranja (tc) t0=t01 < tc

hidrogram oblik trapezaNajvei Q (Qmax1) je u vremenu t01:

(2) Ako je trajanje P (t0) jednako vremenu sabiranja (tc) t0=t02=tchidrogram oblik trouglaNajvei Q (Qmax2) je u vremenu t02=tc i iznosi:

933

(3) Ako je trajanje P (t0) > od vremena sabiranja (tc) t0=t03 > tchidrogram oblik trapezaNajvei Q (Qmax3) > od Qmax iz prvog sluaja (Qmax1) i iznosi:

Prvi sluaj: najvei realizovani Q < od najveeg mogueg, proporcionalno t01 i tc

34

Hidrogrami sa pravilnih, glatkih i nepropusnih povrina

a) Slivna povrinab) Hijetogramic) Hidrogrami

35

Provedene analize produenje trajanja kie to const. jaine i, iznad vremena sabiranja sliva (tc) NE nastaje poveanje max. Q hidrograma

u trenutku to=t uee cijelog sliva u oticanju

bitna konstatacija logika: Q sa sliva f-ja trajanja P

konstataciju proiriti: Q se poveava samo do to=t

trajanje kie iznad vremena sabiranja sliva u pogledumax. oticanja nema uticaj

36

Sluajevi hidrograma pravilnog oblika su aproksimativnog karaktera

u prirodi nema slivnih povrina koje zadovoljavaju prethodne uslove

kod znatnog broja praktinih problema koriste se neki parametri ovih hidrograma

10

37

POJAM JEDININOG HIDROGRAMA

Koncepciju JH predloio Sherman (1932) ameriki inenjerJEDNINI HIDROGRAM SLIVA = hidrogram direktnog oticaja nastalog od 1mmefektivne padavine (He) koja je ravnomjerno pala po cijeloj slivnoj povrini, const. jainom (i), tokom zadatog vremenskog intervala (T)

- vremenski interval ili jedinino trajanje P odabir po elji u f-ji veliine sliva- obino se uzima za T: 5min < T < 24h

Problem definisanja JH iskljuivo na transformaciju He u hidrogramu direktnog oticaja

38

Koncept jedininog hidrogramaTb-trajanje direktnog oticaja; ut-ordinata hidrograma efektivne kie u trenutku t;U(T,t)-ordinata jedininog hidrograma u trenutku t1-jedinina kia (He=1mm); 2-hijetogram sloene kie trajanja 3T; 3-hidrogram efektivne kie He=4mm; 4-jedinini hidrogram; 5-hidrogram sloene kie trajanja 3T dobijen sumiranjem hidrograma kie trajanja T

39

Korisnost JH tvrdnja da e sve pojedinane P u slivu sa istim tk imati oticanje u istom t

primjer sve P u slivu sa tk 12h rezultirat e oticanjem koje traje preko 5 dana

Osnovna pretpostavka teorije JH = LINEARNOST i USTALJENOST SISTEMA

vrijede NAELA PROPORCIONALNOSTI I SUPERPOZICIJE

a) pljuskovi istog trajanja daju hidrogram sa istom bazom Tb nezavisno od ib) ordinate kie (He) proporcionalne za pljuskove istog trajanja (to)c) oblik hidrograma neovisan od prethodnih ili buduih kia

40

Konstrukcija JH

-od A do C = hidrogram P tk 12h-oticanje prije A od prethodne kie-smanjenje nakon C = nastavak toka

-slika (b) oduzimanjem uinka prethodne kie i temeljnog toka i dijeljenjem ordinata sa ukupnim oticajem

JH kie trajanja 12h

Koncepcija JH za male slivove 0,4 do 38 km2Razvijene j-ne definisanje hidrograma prema fizikim osobinama sliva

11

41

T-satni JEDININI HIDROGRAM

T-satni JH hidrogram direktnog oticaja od 1cm (ili 1mm) Pe, trajanja T, koja je uniformno rasporeena na povrini sliva i ujednaenog i tokom

vremena T

T-satni JH i njegov uzrok-hijetogram jed. padavine trajanja T

-Ordinate JH: u=u(T,t)U(T,t) ordinata T-satnog JH u tT trajanje Pe

-Intenzitet Pe je const.:ie = const = 1 / T

-Sloj Pe:Pe = W / F = ie * T = 1cm

W zapremina T-satnog JHF povrina sliva

42

SCS METODA

SCS metoda ponaanje VV na malim slivovima vrlo pogodnaUSA hidrolozi razvili prije 40-ak godinaSCS metoda efektivnog oticanja kao f-ja kumulativnih P i raspoloivog kapaciteta podzemne retenzije sliva SCS na malom slivu za vrijeme dugih kia kumulativno oticanje porastom tpostaje = kumulativnim PKumulativne padavine POticanje PeRazlika P i Pe u nekoj taki = viak P koji odlazi u podzemnu retenziju slivaS = max. kapacitet podzemne retenzije

SCS Soil Conversation Service amerika institucija

43

SCS metoda sintetiki hidrogram u vidu trougla koji je definisan: a) max. Qb) Umax max ordinata JHc) Tp vrijeme porasta ; Tk trajanje kie (mjerodavno)

tp vrijeme zakanjenja sliva

d) Tr vrijeme opadanja ; K faktor sliva (f-ja F sliva)

Aproksimacija stvarnog hidrograma trouglom

44

Pretpostavimo da nema poetnog gubitka Ia u svakom trenutku vai relacija:

Ia = gubitak prije poetka povrinskog oticanja

P-Pe = trenutno ispunjen kapacitet retenzijeS = max. kapacitet retenzijePe = trenutna kumulativna efektivna PP = trenutna kumulativna P odnosno max potencijalno teenje

Prema preporuci SCS metode Ia ne zanemarujemo i dobijamo:

12

45

Smatra se da parametri Ia i S su meusobno zavisni i da je Ia=0,2SZnai treba znati SS nije const. f-ja uslova vlanosti tlaNe postoji kontinualna relacija S i prethodnih uslova vlanosti tla

Izraz za Pe (efektivna P) bolje koristiti izraz CN nego parametar SCN = broj krive oticanja ili hidroloki kompleks pokrova terena Odnos parametara CN i S:

Konaan izraz za Pe:

P = kumulativna P (mm)CN = broj krive oticanja (iz tabela se odreuje) odgovara uslovima vlanosti 46

Vrijednost CN odreuje se na osnovu tri faktora:-vegetacijski pokrov-nain povrinske obrade zemljita-tip tla

Prema SCS metodi koristimo slijedee grupe tla:a) Tip A: najslabiji uslovi oticanja (vrlo visok stepen infiltracije-propusne podloge)b) Tip B: neto bolji uslovi oticanja (srednji stepen vf-djelimino propusne naslage)c) Tip C: dobri uslovi oticanja (srednji stepen vf-djelimino propusne naslage)d) Tip D: najbolji uslovi oticanja (nizak stepen vf-nepropusne naslage)

47

Izbor broja krive oticanja CN za srednje uslove vlanosti

48

Hidrogram = grafiki prikaz veliine oticanja nekog vodotoka u f-ji vremena

Oblik hidrograma zavisi od:-geografskih karakteristika slivnog podruja (kapacitet vf, geoloki

sastav, pad sliva, oblik sliva)-trajanja P na slivu-intenzitetu P na slivu-raspodjeli P na slivu

13

49

Razlikujemo slijedee tipove hidrograma:-prirodni hidrogram (odreen direktnim mjerenjem vodostaja na nekom profilu vodotoka)

-sintetiki (vjetaki) hidrogram (simulira prirodni hidrogram odreen raunski preko parametara sliva i kratkotrajnih kia jakog intenziteta)

-jednini hidrogram(prirodni ili sintetiki hidrogrami od 1mm (ili 10mm) direktnog oticanja koje je jednolino na cijelom slivu u odreenom trenutku)

-indeksni ili bezdimenzionalni hidrogram(konstrukcija na osnovu brojnih jedininih hidrograma koje prezentira)

50

Teoriju jedininog hidrograma postavio Sherman 1932. godine

pretpostavka da se sliv ponaa kao linearan i stacionaran sistemkod tog sliva vrijede principi proporcionalnosti i superpozicije

Po ovoj teoriji na odreenom slivu pljuskovi istog trajanja ine hidrograme koji imaju:-priblino jednake vremenske baze nezavisno o trajanju P-veliine ordinata proporcionalne V efektivne kie -raspodjele oticanja u vremenu nezavisne o prethodnim i buduim kiama

REZIME I BITNE NAPOMENE HIDROGRAM OTICAJA

51

Krivolinijski bezdimenzionalni jedinini hidrogram SCS metode moemo aproksimirati ekvivalentnim trouglim hidrogramom

Trougli hidrogram ima iste jedinice za vrijeme i protoke i isti % V (37,5%) unutar vremena podizanja vala Tp

Koristei geometriju trougla slijedee relacije:-bazno vrijeme trouglog hidrograma

-vrijeme opadanje (recesije) hidrograma:

52

-Ukupna V trouglog hidrograma:

-Max. ordinata trouglog hidrograma:

-Ukupna V trouglog jedininog hidrograma mogua i relacijom:

V zapremina hidrograma (m3)A povrina sliva (km2)Pe efektivne padavine (mm) (za jedinini hidrogram Pe=1mm)

14

53

-Koritenjem prethodnih relacija konani izraz za max. ordinatu jedininog trouglog hidrograma

Tp u satima

-Vrijeme podizanja jedininog hidrograma:

dD jedinino trajanje efektivne P (sati)TL vrijeme zakanjenja sliva

TL = vrijeme od centra mase efektivne padavine dD do formiranja maksimuma (h)

54

-Po SCS metodi proraun TL iznosi:

L hidraulika duina toka (m)J srednji pad terena (%)S kapacitet retenzije tla

Najea relacija izmeu TL i vremena koncentracije tc je:

55

Vrijeme koncentracije tc definicije:a) Vrijeme potrebno da voda koja povrinski otie stigne iz najudaljenije take sliva

do izlaznog profila slivab) Vrijeme od kraja ekscesne P do take infleksije jedininog hidrograma i iznosi 1,7

jedinice vremena ili 1,7 Tp, odnosno:

dD jedinino trajanje efektivne P (sati)

Pomou dvije j-ne:

dD treba iznositi oko 1/5 Tp ili oko 1/7,5 tc da pouzdano formiramo oblik jedininog hidrograma

56

KOEFICIJENT OTICANJA

Koeficijent oticanja (c) = odnos efektivnih padavina (He) i bruto padavina (Hb)

c moemo iskazati i kao odnos V oticanja i V padavine pale na neku povrinu

Naprijed navedeno shvatanje c opravdano smatra se kako otiu samo neto padavine od ukupnih PKoliina koja se pojavi u oticanju je efektivna = stvarno izvrenoKoliina koja ne otie = izgubljeno (infiltracija, ETP)Jednostavno poimanje c odreivanje i izbor meu najsloenijim problemima u hidrologiji

15

57

Koeficijent oticanja: 0,2 do 0,8 (obino)Nepropusnost tla u slivu, urbanizacija sliva, zasienost tla vodom od prethodnih kia ili sliv pokriven bujnom vegetacijom poveanje koeficijenta oticanja

Koeficijent oticanja potrebno definisati za:a) cjelokupni sliv ili dio slivnog podruja neke rijeke (Bosna, Drina, Sava)b) pojedine urbane sredine (grad Doboj, Zvornik, Brko)

a) Sluaj primjeren kod sloenijih hidrolokih analiza efektivnog oticanja-na ovom problemu radio prof. Srebrenovi (1986)-Srebrenovi: formula srednjeg godinjeg oticanja (Qg) za sliv rijeke Save:

Hg (mm) srednja godinja visina padavina

58

Ako je D (mm) = deficit oticanjaDeficit oticanja = razlika palih padavina i efektivnog oticanja, onda imamo za:

Dg = srednji godinji deficit oticanja

Deficit oticanja prilino slabo zavisi od veliine PETP (evapotranspiracija) ima osnovnu vanostIsparavanje = preferentni faktor deficita oticaja

Na osnovu izraza:

koeficijent oticanja moemo izraziti:

Hb bruto padavine

59

b) Odreivanje vrijednosti c sa urbanih ili drugih (manjih) slivnih povrina

Hidroloke analize: uvode se odreene specifinosti prema projektnom zadatkuPrimjena: analiza odvodnje oborinskih voda iz urbanih sredina

osnovni problem: definisanje srednje vrijednosti c

razliite vrste slivnih povrina (asfalt, krovovi, parkovi ...)

U inenjerskoj praksi: koristimo vrijednosti c izraene zavisno od vrste povrine

60

Vrijednosti koeficijenta oticanja u ovisnosti o vrsti slivne povrine

Iz tabele: mjerodavno srednja vrijednost koeficijenta oticanja c na osnovu:

ci koeficijent oticanja i-te vrste slivne povrineAi veliina i-te vrste slivne povrine (ha)A ukupna povrina obraenog sliva (ha)

16

61

MAKSIMALNO OTICANJE SA MALIH SLIVOVA

Postupci za proraun (najee zastupljeni u hidrolokoj praksi):1) postupak translacije2) postupak zaliha (akumulacije)

1) Postupak translacijea) Racionalni postupakb) Postupak izohronac) Postupak jedininog hidrograma

Navedeni postupci ne uzimaju u obzir efekte zadravanja vode u slivuZadravanje vode: depresije, rijena mrea ...Hidrogram dobijen po ovim metodama vei vrni protok (Q)

ukupno vrijeme oticanja krae nego kod realnog hidrograma62

2) Postupak zaliha (akumulacije)a) Postupak trenutnog JHb) Postupak sintetikog JHc) Savremeni postupci bazirani na fizikalnim i matematikim modelima

povrinskog oticanja

Svi postupci zasnovani na daljem razvoju teorije racionalne metode.

Obrazloit emo RACIONALNU metodu

Racionalna metoda relativno jednostavna i najvea primjena u praksi

63

Racionalna metoda (postupak ili formula)

Za proraun max. oticanja zadatog povratnog razdoblja na urbanim i drugimmanjim slivovimaSmatra se: postupak primjenjiv samo na slivovima ija A nije vea od 5 km2

druga miljenja: primjena i na slivovima do 50 km2

Racionalna metoda: ispunjen uslov tsi > tv

tsi vrijeme povrinskog sabiranjatv vrijeme teenja u vodotocima nieg i vieg reda

Ogranienje primjene samo na male slivove

metoda ne obuhvata efekat retardacije zbog akumulisanja vode na povrini sliva pretpostavka nepromijenjena jaina P na cijelom slivu-Vei sliv tee odriva pretpostavka o eliminaciji efekta zadravanja vode i const. jaine P 64

Max. protok (Qmax) odreenog povratnog razdoblja (PR) na nekom slivnom podruju:

i(to,PR) prosjena jaina P odreenog trajanja (to min) i odreenog PR (god.)(l/s/ha)

A povrina sliva (ha)c koeficijent oticanja

Apsolutni vrni Q na hidrogramu kada u oticanju uestvuje cijela slivna povrina, i kada je:

(1)

Izraz (1) dobija oblik:

(2)

17

65

Ako uvrstimo jainu P u (mm/min), a Q elimo u (m3/s) izraz (2) prikazati u modifikovanom obliku:

(3)

Nepropusna podloga u slivu c=1 bruto P = efektivnom oticanjuNa prvi pogled prethodni izrazi jednostavniOdreivanje vremena sabiranja sliva i odreivanje c nije tako lagano

Najjednostavniji postupak odreivanja vremena sabiranja sliva (tc h)

polazite jednostavna pretpostavka

(4)

66

L duina glavnog vodotoka od vododjelnice do izlaznog profila (km)v srednja brzina vode u vodotoku (m/s)

v: odreuje se proraunom f-ja hrapavosti, geometrije poprenog profila, pada korita

Izraz (4) najgrublji postupak za odreivanje tc

kada nema mogunosti primjene drugih postupaka

(4)

U literaturi: niz empirijskih izraza za proraun vremena sabiranja sliva

svaki izraz za neku analizirano podruje (regiju) ne moe se preslikati(koristiti) za neko drugo podruje

67

Znai: prvo definisanje vremena sabiranja (tc) mjerodavno vrijeme trajanja P (to)

odrediti

mjerodavna jaina P (i) u f-ji to i PR

dobijanje zavisnosti intenziteta P trajanje P povratno razdoblje

odnosno ITP kriva

Racionalna metoda: moemo odrediti samo vrnu vrijednost hidrogramaRacionalna metoda: ne moemo odrediti kompletan hidrogram ogranienje metodeRacionala metoda: neupotrebljiva kod dimenz HG treba cijeli hidrogramCijeli (kompletan) hidrogram odrediti V vode i trajanje poplavnog talasa

68

Metode kojima definiemo kompletan hidrogram prednost nad racionalnom Metode odreivanja kompletnog hidrograma:

metoda izohrona jedinini hidrogram

danas najpoznatiji postupci