predavanja 02 bilans.ppt - university of belgradehikom.grf.bg.ac.rs/stari-sajt/web_stranice/... ·...
Post on 23-Jul-2020
2 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1.10.2015
1
Bilans voda
Principodržanjamase– jednačinakontinuiteta – bilansvoda
Potrebnodefinisati: područje zaizradubilansa period zaizradubilansa
ulaz izlazpromenazapremine
ULAZ– IZLAZ=PROMENAZAPREMINE
Bilans voda
Principodržanjamase– jednačinakontinuiteta – bilansvoda
ili
UkonačnomintervaluvremenaT:
ULAZ– IZLAZ=PROMENAZAPREMINE
12
12
tt
VV
t
VIU
ΔΔ
VVV IU Δ
1.10.2015
2
Bilans voda
Svielementibilansamorajudabuduistorodneveličine zapreminavode
zapreminavodepojedinicipovršineilislojvode
TipičnehidrološkeveličineinjihovejediniceProces Veličina Jedinica
Padavinezapreminapalevodevisina(sloj)palekišeintenzitet
m3
mmmm/h
Isparavanjezapreminaisparavanjaslojisparavanjaintenzitet
m3
mmmm/hr
Infiltracijazapreminainfiltracijeslojinfiltriranevodeintenzitet
m3
mmmm/hr
Oticajprotokzapreminaoteklevodeslojoteklevode
m3/sm3
mm
Globalni bilans voda
A=150x106 km2 A=360x106 km2 A=510x106 km2
P=120x103 km3
(800mm)P=457x103 km3
(1270mm)P=577x103 km3
(1130mm)
Q=48x103 km3
(316mm)
E=72x103 km3
(483mm)E=505x103 km3
(1400mm)E=577x103 km3
(1130mm)
KOPNO OKEANIIMORA UKUPNO
1.10.2015
3
Bilans voda na slivu
Sliv=deokopnasakojesvavodaotičedoodređenetačke(najednomvodotoku,nasastavudvavodotokailinaušćuujezeroilimore)
Sliv
Vododelnica
Pritoke
Reka
Potpovršinski oticajkoji kasnije dospeva
u vodotok
Površinski oticaj
Bilans voda na slivu
Granicasliva=vododelnica topografska
hidrološka
Određujesenaosnovutopografskihkaratailidigitalnihmodelaterena
izlazniprofilsliva
vododelnica
1.10.2015
4
Najveći rečni slivovi
Bilans voda na slivu
Ciklusoticaja– deohidrološkogciklusaoddospevanjapadavinanatlododospevanjavodedopovršinskihvodotokova
PADAVINE
ISPARAVANJETRANSPIRACIJA
POVRŠINSKIOTICAJ
PROTOKUREKAMA
INFILTRACIJA
PODZEMNIOTICAJ
POTPOVRŠINSKIOTICAJ
1.10.2015
5
Bilans voda na slivu
Višegodišnjibilansvoda
PADAVINE
ISPARAVANJETRANSPIRACIJA
POVRŠINSKIOTICAJ
PROTOKUREKAMA
INFILTRACIJA
PODZEMNIOTICAJ
POTPOVRŠINSKIOTICAJ
Padavine– Evapotranspiracija– Oticaj=0
Bilans voda na slivu
Kratkoročnibilansvoda
Padavine– Isparavanje– Transpiracija– Infiltracija=PovršinskioticajPovršinskioticaj+Potpovršinskioticaj+Podzemnioticaj=Protokurekama
PADAVINE
ISPARAVANJETRANSPIRACIJA
POVRŠINSKIOTICAJ
PROTOKUREKAMA
INFILTRACIJA
PODZEMNIOTICAJ
POTPOVRŠINSKIOTICAJ
1.10.2015
6
Bilans voda na slivu
Veomakratkoročnibilansvelikihvoda
Padavine– Isparavanje– Transpiracija– Infiltracija=PovršinskioticajPovršinskioticaj+Potpovršinskioticaj+Podzemnioticaj=Protokurekama
PADAVINE
ISPARAVANJETRANSPIRACIJA
POVRŠINSKIOTICAJ
PROTOKUREKAMA
INFILTRACIJA
PODZEMNIOTICAJ
POTPOVRŠINSKIOTICAJ
Bilans voda na slivu
Izborkomponenticiklusazavisiodvremenskeiprostornerazmere
dužina
vrem
e
1.10.2015
7
BILANS VODA: Primer
Parking25x20m saivičnjakomislivnikomnanajnižojtački
PadavineP =10mmpadavine
oticaj
parking
slivnik
ivičnjak
BILANS VODA: Primer
Slučaj1:sveštopadne iotekne(asfaltniparking) ulaz=zapreminapalevode
izlaz=zapreminaoteklevode
promenazapremine=0
Bilansnajednačina:
zapreminapalevode– zapreminaoteklevode=0
ili
zapreminaoteklevode=zapreminapalevode
zapreminaoteklevode:Vo =Vp =10∙10‐3 m∙500m2 =5m3
slojoteklevode:Pe =Vo /A =10mm
P = 10 mmA = 500 m2
padavine
oticaj
parking
slivnik
ivičnjak
1.10.2015
8
BILANS VODA: Primer
Slučaj2:postojidepresija,prečnika1midubine5cm ulaz=zapreminapalevode
izlaz=zapreminaoteklevode
promenazapremine=zapreminadepresije
Bilansnajednačina:
zapr.palevode– zapr.oteklevode=zapr.depresije
ili
zapr.oteklevode=zapr.palevode– zapr.depresije
zapreminaoteklevode:Vo =Vp – Vd =10∙10‐3 ∙500– 12 ∙π ∙0.05/3=4.95m3
slojoteklevode:Pe =Vo /A =4.95/500=9.9mm
P = 10 mmA = 500 m2
padavine
oticaj
parking
slivnik
ivičnjak
BILANS VODA: Primer
Slučaj3:parkingjetravnat,upijese40%palekiše ulaz=zapreminapalevode
izlaz=zapremineotekleiupijenevode
promenazapremine=0
Bilansnajednačina:
zapr.palevode– zapr.oteklevode– zapr.upijenevode=0
ili
zapr.oteklevode=zapr.palevode– zapr.upijenevode
zapreminaoteklevode:Vo =Vp – Vu =(1– 0.4)∙10∙10‐3 ∙500=0.6∙5=3m3
slojoteklevode:Pe =Vo /A =Vp =3/500=6mm
P = 10 mmA = 500 m2
padavine
oticaj
parking
slivnik
ivičnjak
1.10.2015
9
Bilans voda na slivu
Konverzijaulaznihiizlaznihveličinauzapremine
Padavine:Vp (106 m3)=P (mm)*A (km2)/103
Isparavanje:VE (106 m3)=E (mm)*A (km2)/103
Infiltracija:VF (106 m3)=F (mm)*A (km2)/103
Oticaj:Vo (106 m3)=Q (m3/s)*Tgod (dani)*24*3600/106
Bilans:Vp – VE – VF =Vopovršina sliva
A (km2)
protok Q (m3/s)
padavine P (mm)
infiltracija F (mm)
isparavanje E (mm)
Bilans voda na slivu
PrimergodišnjegbilansanaZapadnojMoravidov.st.Jasika(2008)
Bilans:Vp – VET =Vo
Padavine:Vp =760mm*14721km2 =11188*106 m3
Oticaj:Vo =75m3/s*365dana*24*3600=2365*106 m3
Evapotranspiracija:VET =Vp – Vo =(11188– 2365)=8823*106 m3
E =VET /A =8823*106 m3 /14271km2 =618mm
A = 14721 km2
P = 760 mm
Qsr, god = 75.0 m3/s
ET = ?
1.10.2015
10
Bilans voda u akumulaciji
Primergodišnjegbilansa(saprosečnimgodišnjimvrednostima) zapreminanakrajugodine– zapreminanapočetkugodine=dotok+padavine– isparavanje– procurivanje– prelivanje– ispuštanje
Vkraj – Vpoč (106 m3)=(Qd – Qp – Qi)(m3/s)*Tgod (dani)*24*3600/106
+(P – E – F)(mm)*Ajez (km2)/103
padavine P (mm)
isparavanje E (mm)
dotok Q (m3/s)
procurivanje F (mm)
prelivanje Qp (m3/s)
ispuštanje / zahvatanjeQi (m3/s)
mrtva zapremina
korisna zapremina
Bilans u retenzionim prostorima
Osnovnajednačina:jednačinabilansa(jednačinakontinuiteta):
ulaz– izlaz=promenastanja(zapremine)
ULAZ(dotok)
IZLAZ(potrošnja)
PROMENAZAPREMINE
1.10.2015
11
Osnovnajednačina:jednačinabilansa(jednačinakontinuiteta):
ulaz– izlaz=promenastanja(zapremine)
uvremenskomintervaluΔt: ΔU– zapreminakojaulaziusistem ΔI– zapreminakojaizlaziizsistema ΔV– promenazapremineusistemu
bilansdotrenutkatj: U(tj) – ordinatasumarnelinijeulazadotj I(tj) – ordinatasumarne linije izlazadotj V(tj) – zapreminausistemudotj
Bilans u retenzionim prostorima
)()()()(
tj.
0
111
tVtVtItU
VIU
jjj
jjj
)()( 1 jjjj tVtVIU
Bilans u retenzionim prostorima
Sumarnalinijazapremine kumulativnazapreminavodeproteklakrozprofildoposmatranogtrenutka
dobijaseizhidrograma
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 6 12 18 24 30 36 42
t (h)
Q (
m3/s
)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 6 12 18 24 30 36 42
t (h)
V (
106 m
3)
ΔV1ΔV2 ΔV3 ΔV4 ΔV5 ΔV6
V1 =ΔV1
V2 =V1 + ΔV2
V3 =V2 + ΔV3
V6 =V5 + ΔV6
tQQ
dtQV iit
ti
i
i
21
1
ii
t
i VVdtQVi
10
hidrogram
sumarnalinijazapremine
1.10.2015
12
Bilans u retenzionim prostorima
hidrogramiulazaiizlaza
sumarnelinijeulazaiizlaza
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
mesec
V (
mil
iona
m3 )
dotok
potrošnja
0
5
10
15
20
25
30
35
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
mesec
Q (
m3 /s
)
dotok
potrošnja
višak
manjak
zapreminauakumulaciji
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
mesec
V (
mil
iona
m3 )
proračun
korekcija
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
mesec
V (
mil
iona
m3 )
Bilans u retenzionim prostorima
zapreminauakumulaciji
korekcijapočetnezapremine
manjak
početnazapremina
višak
1.10.2015
13
Bilansne metode proračuna
Proračunprekosumarnihlinijazapremine
vreme
t
interval
Δt
ulaz
ΔU
izlaz
ΔI
kum.ulaz
U
kum.izlaz
I
stanje
V
t0 U0 I0 V0
Δt1 ΔU1 ΔI1
t1 U1 =U0 +ΔU1 I1 =I0 +ΔI1 V1 =V0 +U1 – I1
Δt2 ΔU2 ΔI2
t2 U2 =U1 +ΔU2 I2 =I1 +ΔI2 V2 =V0 +U2 – I2
Δt3 ΔU3 ΔI3
t3 U3 =U2 +ΔU3 I3 =I2 +ΔI3 V3 =V0 +U3 – I3
Bilansne metode proračuna
Proračunpreko priraštajazapremine
vreme
t
interval
Δt
ulaz
ΔU
izlaz
ΔI
promena
ΔV
stanje
V
t0 V0
Δt1 ΔU1 ΔI1 ΔV1 = ΔU1 – ΔI1
t1 V1 = V0 + ΔV1
Δt2 ΔU2 ΔI2 ΔV2 = ΔU2 – ΔI2
t2 V2 = V1 + ΔV2
Δt3 ΔU3 ΔI3 ΔV3 = ΔU3 – ΔI3
t3 V3 = V2 + ΔV3
top related