adaptation hydrological model_bg_valej-ottok

Програма за ТГС по ИПП България – Сърбия

EUROPEAN UNION Bulgaria – Serbia IPA Cross-border Programme

“Assessment of flood risk – a base for sustainable development in upper part of Nishava catchment”

АДАПТИРАНЕ НА ХИДРОЛОЖКИ МОДЕЛ ЗА БАСЕЙНА НА РЕКА НИШАВА

Oпределянето на максималния отток с различна обезпеченост е ключова

задача при оценката на заплахата от наводнения. Наличието на надеждни и

пространствено разпределени параметри на екстремалния максимален отток е

основна предпоставка за адекватно управление на риска от наводнения. При

картографиране на заплахата и риска от наводнения и при планиране на

мерките за защита от наводнения е необходимо коректно изчисляване на

максималния отток с период на повторенe..

Приложение на метода за регионализиране на максималния отток за

басейна на р. Нишава

Теоретични постановки

В LUBW, 2007 са определени осем характеристики и фактори на водосборните

басейни и речните системи, които са от първостепенна важност за формиране

на максималния отток:

·площ на водосбора AEo [km2]

·урбанизирана територия S [%]

·залесеност W [%]

·осреднен наклон Ig [%]

·дължина на реката L [km] по протежение на главните реки от вододела до

вливането

· дължина на реката LC [km] от центъра на тежестта на водосбора до

вливането й;

·среден годишен валеж във водосбора hNG [mm]

·ландшафтен фактор LF [-]




Описаните характеристики и фактори са включени в множествено

линейно регресионно уравнение, което уравнение се използва за определяне

на максималния отток с различна обезпеченост (т.е. MHQ и HQT), особено за

ненаблюдавани водосборни басейни :

където: Y, YT са зависими променливи

MHqY за регионализиране на стойностите на средните максимални водни

количества /MHQ/;

MHq

HqY T

T за : T = 2, ..., 10 000 a - за регионализиране на стойностите на

максималните водни количества HQT;

MHq : модул на оттока на средния максимален годишен отток MHQ

(m³/s/km2)

HqT : модул на оттока на максималния годишен отток с определена

обезпеченост или период на повторение (Т)- HQT (m³/s/km2)

C0 - C8 : регресионни коефициенти.

Използвана информация

За прилагане на метода на регионализиране (HQT-модел) е използвана

информацията за максималния отток от 6 ХМС, разположени в горната част на

водосборния басейни на река Нишава. Информация за използваните ХМС,

периода на наблюдение и водосборната им площ е представена в Табл. 1, а

териториалното разположение на тези ХМС е представено на Фиг.1.

Таблица 1. Използвани ХМС и период на наблюдение

LFChNC

LCLC

ICWC

SCACCY

G

C

g

Eo

lnln

lnln

ln1ln

1lnlnln

87

65

43

210




Подбасейн ХМС-Nr. Наблюдения Брой Площ

Име от / до години km²

р. Височица (ХМС Брачевци-Р.Сърбия) 47937 1961 - 2010 49 227.00

р. Ерма (ХМС Стрезимировци-Р.България) 452 1961-1967 7 117,00

р. Ерма (ХМС Трнски Одоровци-Р.Сърбия) 47914 1961-2010 49 557.00

р. Ерма (ХМС Трън-Р.България) 11650/95 1937-1983 37 360,5

р. Нишава (ХМС Димитровград- Р. Сърбия) 47910 1961-2010 49 232.00

р. Нишава (ХМС Калотина- Р.България) 11800/223 1967-1983 16 267,00

Фиг. 1 Хидрометрични станции в басейна на р. Нишава

Изчислените емпирични криви на обезпеченост на максималния отток са

представени на Фиг.2.




0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

Eмпирична крива на разпределение на р. Нишава, ХМС Димитровград

m3/s

p%

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Емпирична крива на обезпеченост на р. Нишава, ХМС Трнски Одоровци

m3/s

p%




Фиг. 2 Емпирични криви на обезпеченост на максималния отток

Статистическите параметри GSX ,, , които определят теоретичната крива на

обезпеченост логаритъм- Пирсън III тип са представени в Табл. 2.

Таблица 2. Статистически параметри на теоретичната крива логаритъм-Пирсон

III тип.

Статистически

параметри

ХМС

Димитровград

ХМС

Трнски

Одоровци

ХМС

Брачевци

X 1,4334 1,5569 1,5237

S 0,3212 0,2913 0,2749

G 0,1 0,2 0,1

Въз основа на нея е определена годишната вероятност на превишение,

представена в Табл. 3

Таблица 3. Максимален отток на р. Нишава с различна обезпеченост

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Eмпирична крива на обезпеченост на р. Височица, ХМС

Брачевци m3/s




Годишна вероятност

ХМС Димитровград,

Q

m3/s

ХМС

Трнски

Одоровци,

Q m3/s

ХМС Брачевци,

Q m3/s

Интервал на повторение

1,0 2.0229 3.94 3.6276 Всяка година

0,5 26.7285 35.25 33.0469 На две години

0,2 На пет години

0,1 70.428 86.28 75.6502 На десет години

0,02 129.1611 153.43 126.7377 На петдесет

години

0,01 160.0589 189.26 152.5291 На сто години

0,002 247.6213 292.58 223.0177 На петстотин

години

Теоретичните функции на разпределение, които най-добре апроксимират

империчните криви на обезпеченост на изследваните ХМС, както и

статистическите параметри, които ги определят са представени на Фиг. 2

Фигура 3. Теоретична крива на разпределение на р. Нишава, ХМС

Димитровград




Теоретична функция на разпределение на р. Нишава, ХМС Трнски Одоровци

Теоретична крива на разпределение на р. Височица, ХМС Брачевци

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120

Имперична крива

Теоретична крива

m3/s

p%

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80 100 120






Определяне на ландшафтните фактори

Фигура 4 Геоложка карта на басейна на река Нишава

Фигура 5. Обобщени геоложки типове

0

50

100

150

200

250

0 20 40 60 80 100 120






Фигура 6. Карта на земеползването, Корине, 2006/

Определяне на максималния отток по метода на регионализирането

Определените с метода на регионализиране стойности на водните количества

(HQT) и емпиричните стойности на максималния отток /Plotting Positions/ са




представени на Фиг.6. Тези графични изображения показват, че на

меродавните (релевантни) ХМС с адаптирания модел на регионализиране е

възможно едно добро приблизително определяне на стойностите на водните

количества.Фиг.7.

Фигура 7. Максимален отток на р. Нишава с различна обезпеченост,

определен по метода на регионализирането, ХМС Димитровград




Максимален отток на р. Ерма с различна обезпеченост, определен по

метода на регионализирането, ХМС Трънски Одоровци

Максимален отток на р. Височица с различна обезпеченост, определен по

метода на регионализирането, ХМС Брачевци

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120



Регионализирана крива

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80 100 120




p%

m3/s




Определяне на максималния отток на р. Нишава с различна обезпеченост

по метода на регионализирането

Посредством регионализирането (адаптирани към региона стойности на

оттока с определена обезпеченост) е възможно лесното и бързо определяне на

водните количества с определена обезпеченост на произволно място от речния

участък за целите на бъдещи проучвания в този участък.

Стойностите на параметрите и факторите на максималният отток на р. Нишава

при гр. Годеч са представени в Табл.4

Таблица 4. Стойности на параметрите и факторите на р. Нишава, гр.

Годеч

Река-ХМС

ХМС-

№

Пери

од

Дължи

на.

AE

0 AE0 U W IG L LC

NJa

hr

LF

(Gemittelt)

LF

(Zielwert)

GI

S km2 % % % km km

m

m

Нишава- гр.

Годеч

83,

05

1,1

5

6

4

1,

3

26,

32

6,7

5

96

0

135

Изчислените по метода на регионализирането стойности на максимлния отток с

различен период на повторение са представени в Табл.

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110




m3/s




ln(Y) Y=MHq MHQ YT HqT HQT

[m3/s/km2] [m3/s] [m3/s/km2] [m3/s]

MHq -0.652608 0.520686 43.243

Hq2 50 -0.211010 0.8097661 0.422 35.017

Hq5 20 0.332801 1.3948698 0.726 60.318

Hq10 10 0.620712 1.8602528 0.969 80.443

Hq20 5 0.862025 2.3679504 1.233 102.397

Hq50 2 1.135126 3.1115644 1.620 134.553

Hq100 1 1.318140 3.7364666 1.946 161.576

Hq200 0,5 1.487383 4.4254975 2.304 191.372

Hq500 0,2 1.693249 5.4371176 2.831 235.117

Проучванията показват, че разработения в Германия метод на

регионализиране е приложим, както за Република България, така и за

Република Сърбия и дава много добри резултати. С този метод беше

възможно достоверно определянето на максималните водни количества на

река Нишава при гр. Годеч.

Тази публикация е направена с подкрепата на Европейския съюз,

чрез Програмата за трансгранично сътрудничество CCI No 2007CB16IPO006.

Съдържанието на публикацията е отговорност единствено на НИС при СУ “Св. Климент Охридски” и по никакъв начин не трябва да се възприема като израз на становището на Европейския съюз или на Управляващия орган на Програмата.

adaptation hydrological model_bg_valej-ottok

Documents

sustainable development

ln y c0 c1 ln aeo c2

g c5 ln

c6 ln lc c7 ln hn g

mhq mhq ythqthqt3

c3 ln w

mhq hqtmhq

aeo km2 s