Wpływ charakterystyk fal powodziowych oraz zlewni na parametry syntetycznych hydrogramów jednostkowych beta i Weibulla

• Autorzy: Walega A.

Warianty tytułu

EN

Impact of flood wave characteristics and catchments on the parameters of the synthetic unit hydrographs - beta and Weibull distribution

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano oceny możliwości opisu obserwowanych hydrogramów jednostkowych za pomocą syntetycznych hydrogramów jednostkowych wyrażonych w funkcji rozkładu prawdopodobieństwa beta i Weibulla w przekrojach: Gorliczyna na Mleczne, Iskrzynia na Morwawie, Jasło na Jasiołce i Brzeźnica na Wielopolce. Podstawą przeprowadzonej analizy były obserwowane hydrogramy z wielolecia 1980-82 z półroczy letnich i zimowych. Właściwa analiza bazowała na hydrogramach jednostkowych opisujących odpływ bezpośredni ze zlewni. Parametry kształtu i skali obu analizowanych funkcji określono za pomocą funkcji celu bazującej na minimalizacji różnicy pomiędzy obserwowanym i symulowanym przepływem w kulminacji dla analizowanego epizodu. Poprawność opisu fal jednostkowych analizowanymi funkcjami testowano za pomocą współczynnika efektywności Nasha i Sutcliffe. Analiza wykazała, że funkcja beta i Weibulla dobrze opisują analizowane hydrogramy jednostkowe (nieznacznie lepsze rezultaty obliczeń uzyskano dla funkcji beta). Zaledwie w 27% wszystkich analizowanych epizodów jakość modeli była niesatysfakcjonująca. W przypadku obu funkcji wartości przepływów w kulminacji najsilniej uzależnione są od parametru skali β.

EN

The article evaluated the possibility of description of the observed unit hydrographs using the synthetic unit hydrographs defined by beta and Weibull probability distributions in the following sections: Gorliczyna on the Mleczka river, Iskrzynia on the Morwawa river, Jasło on the Jasiołka river and Brzeźnica on the Wielopolka river. The performed analysis was based on the observed hydrographs from the multi-year period of 1980-82 from the summer and winter half-years. The analysis itself was based on the unit hydrographs describing the direct outflow from the catchment. The shape and scale parameters of both analyzed distributions were defined using a function that based on minimization of the difference between the observed and simulated flow during the culmination of the analyzed episode. The correctness of the unit waves description by the analyzed distributions was tested using the Nash and Sutcliffe efficiency coefficient. The analysis indicated that the analyzed unit hydrographs are well described by the beta and Weibull distribution (slightly better results of calculations were obtained for the beta distribution). The quality of the models was unsatisfactory only for 27% of all analyzed episodes. For both functions the relationship observed between flow values in the culmination and the β scale parameters was the strongest.

Słowa kluczowe

PL

fale powodziowe; hydrogramy jednostkowe; hydrogramy jednostkowe syntetyczne; rozklad beta; rozklad Weibulla; przekroje wodowskazowe; rzeka Mleczka; wodowskaz Gorliczyna; rzeka Morwawa; wodowskaz Iskrzynia; rzeka Jasiolka; wodowskaz Jaslo; rzeka Wielopolka; wodowskaz Brzeznica

• Wydawca: -
• Czasopismo: Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich
• Rocznik: 2011
• Numer: 07
• Opis fizyczny: s.29-39,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Walega A.

• Katedra Inżynierii Sanitarnej i Gospodarki Wodnej, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, Al.Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Ahmad M. M., Ghumman A. R., Ahmad S. Estimation of Clark’s Instantaneous Unit Hydrograph Parameters and Development of Direct Surface Runoff Hydrograph. Water Resour Manage. 2009. Doi:10.107/s11269-008-9388-8.
• Belete M. A. Synthetic Unit Hydrographs in the Upper Awash and Tekeze Basins. Methods, Procedures and models. VDM Verlag Dr Müller, 2009.
• Bhunya P. K., Berndtsson R., Ojha C. S. P., Mishra S. K. Suitability of gamma, Chi-square, Weibull and beta distributions as synthetic unit hydrographs. J. of Hydrology, 334, 2007,28-38.
• Ciepielowski A. Badanie związków pomiędzy podstawowymi parametrami fal wezbraniowych w wybranych profilach rzek. Rozprawy Naukowe i Monografie. Wyd. SGGW, 1987, Warszawa.
• Ciepielowski A., Bodulski J. Wykorzystanie typowych hydrogramów wezbrał do projektowania obiektów technicznych małej retencji. [W:] Hydrologia w Inżynierii i Gospodarce Wodnej, t. 1. Red. Beniamin Więzik. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN 68, 2010, 167-175.
• Flood Estimation Handbook, vol.4. The Institute of Hydrology, 1999. Wallingford.
• Haktanir, T., Sezen, Nurullah. Suitability of two-parameter Gamma distribution and threeparameter Beta distribution as synthetic hydrographs in Anatolia. Hydrol. Sci. J. 35 (2), 1990,167–184.
• Moriasi D.N., Arnold J.G., van Liew M.W., Bingner R.L., Harmel R.D., Veith T.L.. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations.American Society of Agricultural and Biological Engineers ISSN 0001-2351, vol. 50 (3), 2007,885-900.
• Nash J. E. The form of the instantaneous unit hydrograph. IHAS 59, 1957, .202-213.
• Podział hydrograficzny Polski cz. I,. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, 1983. Warszawa.
• Ponce, V. M. Engineering Hydrology: Principles and Practices. Prentice Hall, Upper Saddle River, 1989. New Jersey.
• SCS (Soil Conservation Service). National Engineering Handbook, Section 4, U.S. Department of Agriculture, 1972. Washington, D.C.
• Singh, V.P. Hydrologic Systems: Rainfall-Runoff Modeling, vol. 1. Prentice Hall, Englewood, 1988. NJ.