Transcript 4 - ČVUT
Přednáška č 4 Základy hydrauliky a hydrologie • definice hydrauliky a hydrologie • vznik povrchového odtoku • základy hydrauliky (rovnice) • základy hydrologie (průtoky, srážky, měření, …) Doporučená literatura: •Bém J., Jičínský K. – Hydraulika – příklady, ČVUT Praha, 1984 • Kemel M. – Klimatologie, Meteorologie, Hydrologie, ČVUT Praha, 1996 3. přednáška Hydromeliorace Hydraulika: Věda, zabývající se popisem chování tekutin • hydrostatika • hydrodynamika • průtok vody v potrubí (tlakové) • průtok vody v otevřených korytech • ustálené (nezávislé na čase) Rovnoměrné Nerovnoměrné (hladina je rovnoběžná se dnem) (hladina je vzdutá, snížená, …) • neustálené (v čase se mění průtok, rychlost, …) Hydrodynamika • průtok vody objekty • mosty • propustky • stupně, ... • průtok vody pod povrchem základní předpoklad: Ideální kapalina = dokonale nestlačitelná = bez vnitřního tření Průtok vody potrubím tlakové podmínky Bernoulliho rovnice p1 v p2 v E h1 h2 Z g 2g g 2g 2 1 2 2 ztráty geodetická výška energetická výška tlaková výška rychlostní výška Potrubí i koryto Rovnice kontinuity Q=v*S v1 * S1 = v2 * S2 Průtok vody s volnou hladinou = koryto i potrubí Chézyho rovnice Q S *C * R *i S – průtočný profil (m2) CR C – rychlostní součinitel (-) 1 6 n R – hydraulický poloměr (m) RS i – podélný sklon (-) n – Manningův součinitel drsnosti S O O konzumční křivka koryta závislost průtoku na hloubce Q = f(h) otevřené koryto potrubí s volnou hladinou Hydrologie: Věda, zabývající se hydrologickým cyklem „(koloběhem vody)“ pro nás: • říční síť • vznik povrchového odtoku • periodicita • srážko-odtokové vztahy • měření organizace povodí a vodních toků číslování povodí – číslo hydrologického pořadí ČHP Vznik povrchového odtoku – srážko-odtokový proces srážka přívalová srážka regionální • krátká doba trvání • dlouhá doba trvání • malá plocha • velké území • vysoká intenzita • nižší intenzita celkový úhrn může být srovnatelný intenzita x úhrn x doba trvání odtok – soustředěný x plošný vznik povrchového odtoku intercepce – vegetace – PPL, infiltrace – půdní vlastnosti povrchová retence - drsnost Bod nejvzdálenější od uzávěrového LES/ ZPEVNĚNÁ PLOCHA Dráha odtoku v upraveném povodí 20 / 0 infiltrace 8 / 0,5 40 / 5 retence 3/1 15 / 5 15 / 1,5 75 / 10 Kritická doba deště V V TINT TINF TRET 50 / 10 Konec srážky Doba konc. Q T(min) intercepce 4 / 0 Bod nejbližší uzávěrovému Počátek srážky Dráha odtoku v přirozeném povodí H(mm) TKONC. T doba opakování čára překročení QN – n-letý průtok = průtok, který je dosažen nebo překročen v průměru jednou za n let (maxima) Qm – m-denní průtok = průtok který je překročen nebo dosažen alespoň po m dní v roce (minima) získání dat o průtocích: ČHMÚ – viz. dále výpočet do 5 km2 např. metodou CN křivek měření jen momentální stav „Základní hydrologická data“ dle ČHMÚ metoda CN křivek (čísel odtokových křivek) (odvozena v USA) objem odtoku OpH 1000* H0 * F ( H s 0,2 * A) 2 H0 H s 0,8 * A 1000 A 25,4 * 10 CN OpH – přímý odtok (m3) F – plocha povodí (km2) H0 – Výška přímého odtoku (mm) kulminační průtok q pH F * H0 5,3 * TL (3,28* l ) 0,8 * (0,04* A 1) 0,7 TL 1900* s 0,5 qpH – jednotkový kulminační průtok (m3/s) TL – doba zpoždění (hod) l – hydraulická délka povodí (m) s – průměrný sklon povodí (%) Hs – výška srážky z přívalového deště (mm) A – potenciální retence měření průtoků srážek ombrometr, ombrograf průběhy limnigraf úhrny (mechanické) plovák mechanický tlakové čidlo digitální hydrometrování ultrazvukový hladinoměr