Loká Lna a Regioná Lna Analýza Max. Ročných a Sezó Nnych Zrá Žok A
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
Loká lna a regioná lna analýza max. ročných a sezó nnych zrá žok a prietokov na povodí horné ho Hrona (At site and regional analysis of annual and seasonal maximum precititations and discharges in the upper Hron region) Silvia Kohnová , Kamila Hlavčová Katedra vodné ho hospodárstva krajiny SvF STU v Bratislave PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com CIELE (Objectives) Loká lny a regioná lny odhad N-ročných maximá lnych ročných a sezó nnych prietokov na povodíhorné ho Hrona (At site and regional analysis of annual and seasonal maximum design discharges in the upper Hron region) Vyš etrovanie možností zmien početnosti a sezó nnosti vzniku extré mnych situá ciív povodí, najmä vo vzťahu k extré mnym zrá žkam (Analysis of annual and seasonal maximum design precipitations in the conection of extreme runoff condition in the upper Hron region) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 1. Loká lny a regioná lny odhad maximá lnych N-ročných a sezó nnych prietokov (At site and regional estimation of design discharges) Príprava údajov : roč né maximálne prietoky sezó nne maximálne prietoky (letné a zmiešané povodne) 32 vodomerných staníc - horný Hron 251 vodomerných staníc z povodí na celom Slovensku – sezó nne prietoky 20 fyzicko-geografických a klimatických charakteristík vybraných povodí PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Zoznam analyzovaných vodomerných staníc v povodí horné ho Hrona (Table of analysed chatchments) ROČ NÉ SEZÓNNE MAX.PRIETOKY MAX.PRIETOKY Počet Počet Indikatív Stanica Tok Obdobie Obdobie rokov rokov 6922 Č ervená Skala Župkov 1971 - 1987 17 1971 - 1987 17 6925 Č ervená Skala Trsteník 1971 - 1992 22 1971 - 1992 22 6930 Šumiac Grúň 1971 - 1988 18 ovplyvnené ú daje 6945 Šumiac Šumiacky potok 1973 - 1987 15 1973 - 1987 15 6950 Zlatno Hron 1931 - 1999 68 1931 - 1999 68 6960 Zlatno Havraník 1967 - 1999 33 1967 - 1999 33 6972 Závadka - Stožky Dudlávka 1971 - 1987 17 1971 - 1987 17 6975 Závadka - Pätina Dudlávka 1972 - 1992 21 1972 - 1992 21 6990 Závadka nad Hronom Hron 1965 - 1991 27 1965 - 1991 27 7000 Bacú ch Bacúšsky potok 1941 - 1985 43 1967 - 1985 19 7010 Michalová Rohozná 1974 - 1999 26 1974 - 1999 26 7015 Brezno Hron 1931 -1999 69 1931 -1999 69 7030 Č ierny Balog Č ierny Hron 1969 - 1999 31 1969 - 1999 31 7033 Č ierny Balog Brotovo 1980 - 1999 20 ovplyvnené ú daje 7036 Č ierny Balog Vydrovo 1981 - 1999 19 1981 - 1999 19 7040 Hronček Kamenistý potok 1970 - 1999 30 1970 - 1999 30 7045 Hronec Č ierny Hron 1931 - 1999 68 1931 - 1999 68 7050 Osrblie Osrblianka 1966 - 1999 34 1966 - 1999 34 7060 Bystrá Bystrianka 1925 - 1999 74 1948 - 1999 52 7065 Mýto pod Ďumbierom Štiavnička 1925 - 1999 75 1931 - 1999 69 7070 Dolná Lehota Vajskovský potok 1925 - 1999 75 1931 - 1999 69 7080 Jasenie Jaseniansky potok 1931 - 1997 67 1931 - 1999 69 7090 Ľubietová Hutná 1976 - 1999 24 1976 - 1999 24 7100 Slovenská Ľupča Ľupčica 1956 - 1996 41 ovplyvnené ú daje 7115 Horný Harmanec Harmanec 1970 - 1994 25 1970 - 1994 25 7120 Dolný Harmanec Harmanec 1970 - 1999 30 1970 - 1999 30 7125 Harman. papierne Bystrica 1941 - 1999 55 1955 - 1999 45 7140 Staré Hory Ramžiná 1946 - 1999 53 ovplyvnené ú daje 7145 Staré Hory Starohorský potok 1931 - 1999 55 1967 - 1999 33 7155 Banská Bystrica Bystrica 1925 - 1999 75 1979 - 1999 21 7160 Banská Bystrica Hron 1925 - 1999 75 1925 - 1999 75 7170 Banská Bystrica Tajovský potok 1965 - 1999 35 1966 - 1999 34 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Odvodenie klimatických a morfologických parametrov (Physiographic and climatic catchment characteristics) 20 charakteristík odvodených prevažne v prostredí GIS-DMT + digitalizované mapy § plocha povodia (F, km2) § dĺž ka riečnej siete (L, km) § priemerný sklon na povodí (Ip, %) § priemerný sklon hlavné ho toku (It, %) § koeficient tvaru povodia (a) § priemerná orientá cia povodia (Opr, stupne) § priemerná nadmorská výška povodia (Hpr, m n.m.) § lesnatosť povodia (Ls, %) § dlhodobý priemerný ročný odtok za 1930-1960 (qa, l.s-1.km-2) § max. denný zrážkový úhrn za obdobie 1901-1980 (Maxd, mm) § max. denný zrážkový úhrn s dobou opakovania 2, 50 a 100 rokov (NTn2, 50, 100) § infiltračný index pôd (Idx) § doba koncentrá cie odtoku (tc, h) podľa Nasha, Hrá dka a Kirpicha § maximá lna výška snehovej pokrývky s dobou opakovania 50 rokov a 100- rokov (SN50, SN100, cm) § vodná hodnota snehovej pokrývky s dobou opakovania 10-rokov (SVH, kN.m-2) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Loká lny odhad (At site estimation) a) Metó da DVWK/Regeln - 101 (1999) Testovali sme tieto teoretické rozdelenia pravdepodobnosti: § Gumbelovo rozdelenie - EV1 (MOM, ML, PWM), § generalized extreme value – GEV, (MOM, ML, PWM), § Rossiho rozdelenie – ME, (ML), § trojparametrické lognormálne rozdelenie- LN3, (MOM, ML, PWM), § Pearson III - P3- odhad parametrov alternatívne (MOM, ML, PWM), § logPearson III - LP3, (MOM, ML, PWM), § Weibullovo rozdelenie - WB3, (MOM, ML, PWM) § generalized logistic rozdelenie – GLO, (PWM). PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com b) FEH (1999) metó da Hosking-Wallis Ø vytvorenie L-momentový ch diagramov Ø odhad založený na metóde L-momentov Ø urč enie loká lneho rozdelenia pravdepodobnosti prekroč enia Regioná lny odhad N-ročných maximá lnych prietokov (Regional estimation of design discharges) 1. FEH (1999) metó da Hosking-Wallis a) metóda regioná lnych parametrov distribuč nej funkcie – roč né Qmax b) metóda indexovej povodne – sezónne Qmax 2. ROI – metó da vplyvné ho regió nu (Burn, Č underlík 2001) PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Regioná lna typizá cia podľa FGK v rá mci celé ho Slovenska (Pooling schemes according to physiographical characteristics for Slovakia) Metó da zhluková analýza (cluster analysis), (K-means, Euklidovská metrika) §testovanie cca 70 rôznych kombiná cií parametrov 1. FGK charakteristík 2. š tatistický ch L-momentový ch charakteristík Letné povodne Zimné povodne PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Rozdelenie analyzovaných povodí Slovenska do regioná lnych typov podľa zhlukovania premenných L-cv, L-cs a L-ck (zimné Qmax) (Pooling groups acccording to pooling of L-cv, L-cs a L-ck of winter flood characteristics) 58540833 6179 5820 5803 6180 6170 5797 5810 5845 7940 6200 8300 9450 9590 6360 5800 7930 9080 6390 6150 8330 9090 6340 9600 6330 5870 8270 6400 8150 96109100 66330010 5644 5530 55339080 66227090 5890 546055440010 7990 874050 5450000 5790 8140 63706260 6280 8830 9130 6420 6240 5720 5322 8070 8710 6410 6230 5490 80008060 911020 9300 6020 5730 55540520 5350 8020 8640 56580590 5370 8420 9490 6030 5311 9620 600061006110 5740 5660 5340 5310 83708380 8600 9180 55005336 5300 8840 9310 6070 5510 8400 8850 9150 6460 6040 8860 5990 9210 5980 8485 6670 5970 5940 7065 8530 8590 9350 6620 5975011571740145 707800707060 70006990 7120 696950306914 9550 9250 9260 5010 7015 69606922 7660 9280 5025 71712550 6925 6560 5930 6700 7155 7090 70507045 7010 6975 9570 93937080 6690 7170 9390 7030 9000 8890 8910 7680 8970 5400000 7040 7830 7782 7785 7730 8920 5080 7215 76790693 7840 7705 71783180 7710 8980 77738740 8990 7855 7790 9030 8950 6650 7190 9700 9660 506570 7800 524050 7405 74107860 5095 7280 7228 5260 7460 5090 6760 7560 7470 7880 5100 5160 7490 7420 5120 7865 5170 7885 7430 7520 5130 7510 7870 5350000 5200 7615 7580 7630 7600 7605 7345 5300000 4200000 4250000 4300000 4350000 4400000 4450000 4500000 4550000 4600000 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Určenie regioná lneho rozdelenia pravdepodobnosti: L-momentový diagram (L-moment ratio diagram – estimation of regional flood frequency) 0.4 GPA GEV 0.35 GLO LN3 GLO PE3 M1 0.3 M2 M3 M4 M5 GEV 0.25 M6 M7 M2 M8 M8 M5 k c 0.2 M6 L M7 M3 M1 M4 0.15 LN3 0.1 PE3 0.05 GPA 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 Lcs PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Percentuá lny prehľad použitých teoretických rozdelení pravdepodobnosti pri spracovaní ročných Qmax (The percentage of used types of distibution functions) Grafický prehľad použitých teoretických rozdelení pravdepodobnosti Metó da DVWK, Metó da L-momentov - ROČ NÉ MAXIMÁLNE PRIETOKY - GPA GLO Generalizované rozdelenie Generalizované rozdelenie Pareto 3 % AE Logistic Generalizované extremá lne 10 % rozdelenie WB3 26 % 3-parametrické rozdelenie Weibull 8 % E1 P3 Gumbelovo rozdelenie 3-parametrické rozdelenie 4 % Pearson III 14 % LN3 ME 3-parametrické logaritmicko- Rossiho rozdelenie LP3 normá lne rozdelenie 13 % 3-parametrické rozdelenie log Pearson III 18 % 4 % PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Loká lny odhad GEV, GLO (At site estimation GEV, GLO) DVWK GEV N-roč né max. prietoky 32% N-roč né max. letné prietoky 30% N-roč né max. zimné prietoky 26% L-momenty GLO N-roč né max. prietoky 34% N-roč né max. letné prietoky 37% N-roč né max. zimné prietoky 25% Regioná lny odhad GEV, GLO, LN3 (Regional estimation GEV, GLO, LN3) N-roč né max. prietoky GEV N-roč né max. letné prietoky GLO 32% N-roč né max. zimné prietoky LN3 50% PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Tabuľkové spracovanie odhadnutých hodnôt N-ročných maximá lnych prietokov (N-year maximum discharges for selected catchments) Poč et Plocha DVWK/101 (1999) Q2 Q10 Q20 Q50 Q100 Indikatív Stanica Tok Obdobie rokov (km 2 ) FEH (1999) (m3s-1) (m3s-1) (m3s-1) (m3s-1) (m3s-1) 6922 Č ervená SkŽalaupkov 1971 - 1987 17 6.50 MLM ME 0.815 2.080 2.600 3.290 3.800 WGM P3 0.826 2.080 2.670 3.480 4.100 WGM WB3 0.826 2.050 2.670 3.560 4.260 L - mom.