PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
2012 | 44 | 2 |

Tytuł artykułu

Parameters determination of a conceptual rainfall-runoff model for a small catchment in the Carpathians

Treść / Zawartość

Warianty tytułu

PL
Określenie parametrów modelu konceptualnego opad-odpływ dla małej zlewni w Karpatach

Języki publikacji

EN

Abstrakty

EN
One of the most important tasks in hydrology is to simulate and forecast hydrologic processes and variables. To achieve this, various linear and nonlinear hydrologic models were developed. One of the most commonly applied rainfall-runoff models is the Nash’s model of the Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) (Nash, 1957) used jointly with the CN-NRCS method. Within this paper, the Nash’s model was applied to a small forested basin (Vištucký Creek, Slovakia) to reconstruct rainfall-runoff events based on the recorded precipitation. The Vištucký Creek catchment, located in the Little Carpathians, is a part of the flood protection management of regional sites in the Little Carpathians. Therefore, the object of this paper is, first, to determine the parameters of a conceptual rainfall-runoff model for the Vištucký creek catchment, second, to analyse how the selected characteristics of the model depend on the rainfall characteristics, and third, to compare obtained results with a similar study of Sikorska and Banasik (2010). The computer programme developed at the Dept. of Water Engineering (WULS-SGGW) was used to obtain the rainfall–runoff characteristics based on the Nash´s model. The derived characteristics were parameters of the Nash’s model (N, k, lag time) and rainfall-runoff characteristics (sum of total and effective precipitation, rainfall duration, runoff coefficient, time to IUH peak, value of IUH peak, goodness of fit). A relatively small effective precipitation from the rainfall events was derived. For the purpose of the analysis, a correlation between the lag time (and k parameter) and the sum of the total and effective precipitation was used. The use of the conceptual rainfall-runoff model (Nash´s model) for the small catchment in Carpathians was proved to give satisfactory results. The rainfall characteristics derived in this study are comparable to the results obtained by Spál et. al (2011), who used the same catchment in their analysis. Interestingly, our analysis indicated that there is a correlation between the rainfall duration and the lag time, what is opposite to the compared results of Sikorska and Banasik (2010).
PL
Jednym z ważniejszych zagadnień w hydrologii jest matematyczne symulowanie i prognozowanie procesów hydrologicznych, które musi być poprzedzone wyznaczeniem parametrów stosowanych modeli. Do matematycznego opisu procesów opad-odpływ w małych zlewniach opracowano szereg modeli liniowych i nieliniowych o różnym stopniu złożoności. Jednym z częściej stosowanych jest model liniowy, w którym opad efektywny wyznaczany jest wg metody CN (Curve Number), stosowanej w Służbie Ochrony Zasobów Naturalnych (Natural Rsources Conservation Service) Departamentu Rolnictwa USA, a do transformacji opadu efektywnego w odpływ bezpośredni wykorzystywany jest chwilowy hydrogram jednostkowy (IUH) wg Nasha. Model ten zastosowano do odtworzenia zdarzeń opad-odpływ w małej leśnej zlewni górskiej Vištucký Potok w Małych Karpatach w zachodniej Słowacji. Celem przeprowadzonych badań było, po pierwsze - wyznaczenie parametrów zastosowanego modelu, na podstawie dziewięciu zarejestrowanych zdarzeń opad-odpływ w okresie 2005-2010, po drugie - zanalizowanie zależności parametrów modelu od charakterystyk deszczu, i po trzecie - porównanie wartości charakterystyk zdarzeń opad-odpływ i parametrów modelu z wynikami podobnego opracowania podobnego opracowania wykonanego dla zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego w Warszawie (Sikorska i Banasik 2010). Do wyznaczenia charakterystyk na podstawie zarejestrowanych zdarzeń opad-odpływ, parametrów modelu oraz do wyznaczenia hydrogramu "regenerowanego" i określenia parametrów jego zgodności z hydrogramem obserwowanym, wykorzystano program komputerowy SN opracowany w Katedrze Inżynierii Wodnej SGGW. Uzyskano zbieżność wyników w odniesieniu do parametru CN (wartości średniej z analizowanych zdarzeń z wartością tablicową - ustaloną we wcześniejszych badaniach na podstawie rodzaju gleb i użytkowania terenu badanej zlewni) oraz stosunkowo małą zmienność czasu opóźnienia - Lag (iloczyny parametrów modelu Nasha: N i k). Stosunkowa mała wartość parametru CN i współczynnika odpływu wynika z leśnego użytkowania zlewni. Uzyskano bardzo słabe zależności pomiędzy parametrami modelu i charakterystykami opadu. Porównanie wyników analizy zdarzeń opadowych w obydwu zlewniach potwierdza znacznie zróżnicowanie parametru CN oraz wskazuje na małe różnice w czasie opóźnienia, determinowanego użytkowaniem, topografią i wielkością powierzchni zlewni.

Wydawca

-

Rocznik

Tom

44

Numer

2

Opis fizyczny

p.155-169,fig.,ref.

Twórcy

autor
  • Department of Land and Water Resources Management, Faculty of Civil Engineering, Slovak University of Technology, Radlinskeho 11, 813 68 Bratislava, Slovakia
  • Department of Water Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, ul.Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland
autor
  • Department of Water Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Warsaw University of Life Sciences-SGGW, ul.Nowoursynowska 166, 02-787 Warsaw, Poland
autor
  • Department of Land and Water Resources Management, Faculty of Civil Engineering, Slovak University of Technology, Radlinskeho 11, 813 68 Bratislava, Slovakia

Bibliografia

  • BANASIK, K. 1994: Model sedymentogramu wezbrania opadowego w małej zlewni rolniczej [Sediment graph model of a rainfall event in a small agricultural watershed]. Publication of Warsaw Agricultural University - SGGW, p. 120.
  • HJELMFELT, JR, A.T. 1991: Investigation of curve number procedure. Journal of Hydraulic Engineering Division, Amer Soc Civ Eng, 117 (6), 725-737.
  • HOLLAND, M.E. 1969: Runoff from forest and agricultural watersheds. Ft. Collins, Colo. : Natural Resources Center, Colorado State University, Completion Report Series 4, 22.
  • McCUTCHEON, S.C. 2003: Hydrologic evaluation of the Curve Number Method for forest management in West Virginia. Report prepared for the West Virginia Division of Forestry, Charleston, West Virginia.
  • NASH, J. E. 1957: The form of instantaneous unit hydrograph. Surface Water. Prevision. Evaporation International Association of Sciences and Hydrological Publications, 45, 114-121.
  • PONCE, V. M., HAWKINS, R. H. 1996: Runoff curve number: Has it reached maturity? Journal of Hydrologic Engineering, ASCE, 1 (1), 11-19.
  • SIKORSKA, A., BANASIK, K. 2010: Parameter identification of conceptual rainfall-runoff model for a small urban catchment. Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. - SGGW. Land Reclam. 42 (2), 279-293.
  • SIKORSKA, A. E., SCHEIDEGGER, A., BANASIK, K., RIECKERMANN, J. 2012: Bayesian uncertainty assessment of flood predictions in ungauged urban basins for conceptual rainfall-runoff models. Hydrol. Earth Syst. Sci. doi:10.5194/hess-16-1221-2012, 16, 1221-1236.
  • SINGH V.P. 1988: Hydrologic Systems. Vol. I. Rainfall-runoff modelling. Prentice-Hall. New Jersey.
  • SPÁL, P., DANÁČOVÁ, M., SZOLGAY, J., HLAVČOVÁ, K. 2011: K neistotám výpočtu priameho odtoku metódou čísel odtokových kriviek (SCS CN) na príklade povodia Vištuckého potoka [The estimation of direct runoff using the curve number method (SCS CN) in the vištucký creek catchment]. Acta Hydrologica Slovaca, ISSN 1335-6291, 12 (2), 368-376.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikatory

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.agro-51fe9c83-79fb-4e2e-9c8f-f3ba89865c1e
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.