Top Banner

of 26

Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

Mar 01, 2018

Download

Documents

Grumpi Cat
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    1/26

    Krivulje trajanja protoke i opterecenja

    Roko Andricevic

    Sveuciliste u SplituFakultet gradevinarstva, arhitekture i geodezije

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 1 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    2/26

    Overview

    1 Krivulje trajanja

    2 Krivulje trajanja protoka

    3 Krivulja trajanja opterecenja

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 2 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    3/26

    Krivulje trajanja

    Krivulje trajanja pokazuju postotak vremena ili broj dana u godini, tijekomkojih je vodostaj ili protok jednak ili veci bez obzira na kronoloski slijed.

    Konstrukcija krivulje trajanja temelji se na krivulji ucestalosti promatranehidroloske varijable (vodostaj ili protoka). Krivulja ucestalosti (ilihistogram ucestalosti ili funkcija gustoce) predstavlja vjerojatnost pojavepromatrane hidroloske varijable u promatranom periodu.

    U hidrotehniku su krivulje trajanja uveli americki inzenjeri C. Herschel i

    J.R. Freeman u razdoblju od 1880. do 1890. godine. Krivulje trajanja,zajedno s nivogramom, hidrogramom i krivuljom protoka, predstavljajuosnovne graficke prikaze u hidrologiji.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 3 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    4/26

    Nivogram

    Predstavlja oscilacije nivoa vode u vodotocima u funkciji vremena

    (kronoloski) za neko promatrano razdoblje

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 4 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    5/26

    Hidrogram

    Predstavlja oscilacije protoke u funkciji vremena (kronoloski) za nekopromatrano razdoblje

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 5 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    6/26

    Krivulje trajanja

    Premda krivulje trajanja ne pokazuju kronoloske sekvence varijablekoja se analizira, one su vrlo korisne za mnoge studije i analize uupravljanju vodnim resursima

    Krivulje trajanja koriste dnevne, tjedne ili mjesecne protoke(vodostaje) unutar raspolozivog perioda te ih rasporeduju premavelicini i postotku vremena unutar kojeg je neka velicina jednaka iliveca

    Krivulja trajanja predstavlja srednju velicinu protoke (vodostaja)prema postotkku za vrijeme unutar kojeg je srednja velicina ista ili

    vecaKrivulje trajanja pokazuju karakteristike protoke ili vodostaja rijecnogsliva i mogu posluziti za usporedbu medu slivovima

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 6 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    7/26

    Obrada podataka mjerenja

    Njacesce se koriste dva pristupa obradi podataka:1

    Metoda kalendarske godineProtoke ili vodostaji jedne godine (npr. dnevne vrijednosti) se rangirajuod najvece do najmanje. Proces se ponavlja za svaku raspolozivugodinu mjerenjaVrijednosti za svaki rang se osrednjavaju i prikazuju u funkcijiucestalosti kao histogram

    2 Metoda ukupnog raspolozivog perioda mjerenja

    Sve raspolozive vrijednosti se grupiraju u klase zavisno o veliciniUkupni broj mjerenja unutar jedne klase i odgovarajuci postotak odukupnog vremena je izracunat za svaku klasu pocevsi od najvecePodaci se zatim prezentiraju s promatranom varijablom na ordinati ipostotku vremena na abcisiMogu se koristiti samo godine s kompletnim podacima (dnevni, tjedniilil mjesecni) i ne moraju biti uzastopne, ali geomorfoloski uvijeti u slivumoraju biti jednaki (npr. akumulacije, rasteretni kanali ili poplavnapodrucja moraju biti ista za sve godine)

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 7 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    8/26

    Krivulja trajanja vodostaja

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 8 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    9/26

    Odabir jedinice vremena

    Odabir vremenske jedinice dan, tjedan ili mjesec ovisi o zadataku i tocnostifluktuacija koje se zele prikazati. Za vecinu vodotoka mjesecne vrijednosti

    previse osrednjavaju protoke i gubi se rezolucija.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 9 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    10/26

    Krivulja trajanja protoke

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 10 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    11/26

    Krivulja trajanja protoke

    Utjecaj kliimatskih promjena u zadnjih nekoliko dekada uzrokovao je vecerazlike izmedu susnih i vlaznih godina tako da se krivulje trajanja protoke

    mogu znatno razlikovati

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 11 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    12/26

    Krivulja trajanja protoke

    Krivulje trajanja protoka mogu se podijeliti u nekoliko sekcija koje opisuju velicine

    protoka u vodotoku. Na slijedecoj slici krivulja trajanja je podijeljena na 5

    podrucja koja idu od velikih voda (0-10%), valznih uvijeta (10-40%), srednjihprotoka (40-60%), suhih uvijeta (60-90%) i konacno malih voda (90-100%).

    Ovim pristupom se postavljaju granice vlaznih zona, srednjih i suhih na 25, 50 i

    75 postotnim dijelovima, odnosno kvartilima. Zona velikih voda je centrirana na

    5% dok je mala voda postavljena na 95%.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 12 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    13/26

    Krivulja trajanja

    Krivulje trajanja protoka je temelj za razvoj krivulje trajanja opterecenja.Matematicki gledano svaka krivulja trajanja (KT) predstavlja komplementod kumulativne funkcije distribucije F(y) za neku varijablu y

    KT(y) = 1 F(y) =P(Y y)

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 13 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    14/26

    Krivulja trajanja opterecenja

    Krivulje trajanja opterecenja (KTO) se koriste za odredivanje ukupnogmaksimalnog dnevnog opterecenja koje se moze ispustati u recipijent a da

    se ne prekoraci dozvoljena granica zagadenja. KTO se odreduje za svakibioloski ili fizikalno-kemijski element kvalitete. Za odredivanje KTO polazise od KTP na slijedeci nacin:

    KT(L) =KT(Q) C

    gdje je KT(L) predstavlja krivulju trajanja opterecenja, KT(Q) je krivuljatrajanja protoke za neki profil u rijeci dok je C granicna koncentracijapromatranog elementa kvalitete. KTO definira dozvoljeno opterecenje urijeci u funkciji mogucih vrijednosti protoka i predstavlja temelj zaodredivanje rasporeda (alokacije) maksimalnih dnevnih opterecenja koje semogu dozvoliti u nekom slivu. Granicna koncentracija C je najcescekonstantna za sve protoke i pretvara KTO u mjerilo kapaciteta opterecenja- najveca kolicina opterecenja koju vodotok moze primiti a da ne prekoraci

    granicu dozvoljene koncentracije.Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 14 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    15/26

    Krivulja trajanja opterecenja

    Temeljna hidrologija sliva je pocetni korak za definiranje kapaciteta opterecenja.

    Opterecenje je direktno proporcionalno protokama (npr. opterecenje je umnozak

    protoke i koncentracije) cije fluktuacije igraju kljucnu ulogu u oderedivanjudozvoljenog maksimalnog dnevnog opterecenja nekom supstancom. Krivulje

    trajanja daju dodatni benefit promatrajuci kompletan spektar protoka na slivu i

    njihova godisnja trajanja.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 15 / 25

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    16/26

    Interpretacija krivulje trajanja opterecenja

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 16 / 25

    I ij k i lj j j j

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    17/26

    Interpretacija krivulje trajanja opterecenja

    Koristenje koncepta KTO za odredivanje maksimalno dozvoljenihopterecenja, zahtjeva da se cijela krivulja trajanja primjenjuje za sve

    rezime tecenja. Za svako uzorkovanje koncentracije u vodotoku seprocjenjuje ili mjeri protoka kako bi se dobilo trenutno opterecenje koje seonda unosi u KTO i to za onaj postotak vremena kojemu odgovoraizmjerena protoka u trenutku uzorkovanja.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 17 / 25

    P i j j j KTO

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    18/26

    Primjer mjerenja s KTO

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 18 / 25

    R k it l ij KTO

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    19/26

    Rekapitulacija - KTO

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 19 / 25

    M i i ti KTO

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    20/26

    Margina sigurnosti za KTO

    Margina sigurnosti se javlja kao posljedica cinjenice da postoje razlicitiizvori nepouzdanosti kod procjena KTP i KTO. Jedan pristup je korisititikonzervativni odabir granicnih vrijednosti ili ukljuciti varijabilnost protoke(npr. uzeti u obzir krivulje trajanja koje se odnose na susne periode).

    Uvodenje margine sigurnosti u KTO i stvaranje dodatnog asimilativnog

    kapaciteta opterecenja predstavlja nacin kako se razliciti izvorinepozdanosti uzimaju u obzir (npr. opterecenja od pritoka koja se nemjere ili kontrola tockastih ispustanja).

    KTO omogucava stvaranje procjene za alokaciju kapaciteta opterecenja

    recipijenta koje se odnose na tockaste izvore, difuzne izvore i ostalaopterecenja koja dolaze iz pritoka koje se ne mjere ili postoje prirodnaopterecenja vrstom zemljista. Alokacije opterecenja su temelj ili roadmap za postizanje standarda kvalitete voda, odnosno zadovoljenja pokriterijima ODV.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 20 / 25

    Al k ij t j

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    21/26

    Alokacija opterecenja

    Kod vodotoka gdje su tockasti izvori (npr. uredaji) dominantni izvoropterecenja dio opterecenja iz uredaja mora biti velik kod malih voda i

    tada ostala opterecenja moraju biti drugacije regulirana. Slicno kod velikihvoda, povrsinsko otjecanje od difuznih izvora dominira u kvaliteti voda.

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 21 / 25

    Primjeri

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    22/26

    Primjeri

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 22 / 25

    Primjeri

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    23/26

    Primjeri

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 23 / 25

    Procjena potrebne redukcije opterecenja

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    24/26

    Procjena potrebne redukcije opterecenja

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 24 / 25

    Redukcija opterecenja

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    25/26

    Redukcija opterecenja

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 25 / 25

    Zakljucci

  • 7/25/2019 Krivulje Trajanja Protoka i Opterecenja

    26/26

    Zakljucci

    Konstruitanje i koristenje KTO predstavlja tehnicki okvir za indentifikacijumaksimalnog dozvoljenog dnevnog opterecenja na mjernim lokacijama uslivu rijeke.

    KTO opisuje kvalitet voda zavisno o razlicitim uvijetima tecenja

    Maksimalno dnevno dozvoljeno opterecenje se prikazuje u funkcijiprotoke i odabrane granicne vrijednosti bioloskog ili fizikalno

    kemijskog parametra

    Granicna vrijednost moze biti konstantna za svaki uvijet tecenja (npr.kloridi, BPK, KPK i sl) ili promjenljiva (npr. pronos sedimenta)

    Kapacitet opterecenja se opisuje s KTO

    Margina sigurnosti se moze prikazati uzimajuci u obzir razlicite izvorenepuzdanosti

    KTO zajedno s izmjerenim opterecenjima moze ukazati kada i kolikaredukcija opterecenja u slivu je potrebna

    Roko Andricevic (FGAG) Integralno upravljanje 26 / 25