czwartek, 14 marca 2013

Robocza krzywa natężenia przepływu dla Brzezinki w profilu km 1+430

          Krzywa natężenia przepływu to związek między stanem wody a natężeniem przepływ, dawniej nazywany krzywą konsumcyjną (nie konsumpcyjną!), ale nazwę tą, pochodzącą z czasów zaboru austriackiego, ostatecznie porzucono jako nieuzasadnioną, choćby etymologicznie. Związek H-Q przygotowuje się dla określonego przekroju poprzecznego koryta, ale niekoniecznie jest on stały w czasie. Wskutek procesów korytowych, geomorfologicznych, dochodzi do pogłębiania lub spłycania koryta, ogólnie do zmiany jego geometrii, stąd danemu stanowi wody (H) w jednym roku może odpowiadać inne natężenie przepływu (Q), niż w roku poprzednim lub kolejnym. Z reguły, profile wodowskazowe z krzywymi H-Q dobiera się tak, aby zmiany te zachodzi jak najrzadziej, tj. najwyżej po dużych wezbraniach, głównie powodziowych, czyli na przykład raz na kilkanaście lat. Nie zmienia to faktu, że każdego roku należy wykonać co najmniej kilka obserwacji stanu wody wraz z pomiarem natężenia przepływu w celu zweryfikowania przebiegu krzywej natężenia przepływu.

Stan wody mierzy się w odniesieniu do zaniwelowanego poziomu odniesienia (tzw. zero wodowskazu) - ustala się dla niego rzędną w obowiązującym państwowym systemie odniesień przestrzennych (w Polsce: Kronsztad). Stan wody podaje się w [cm]. Związek stanu wody (H) i natężenia przepływu (Q), zależnie od geometrii koryta, może być liniowy, potęgowy, logarytmiczny lub inny.

Krzywa H-Q jest tym dokładniejsza, im więcej obejmuje obserwacji stanów wody wraz z pomiarem natężenia przepływu. Poniżej przykład roboczej krzywej H-Q dla Brzezinki, w profilu km 1+430 (rys. 1).

Rys. 1. Robocza krzywa H-Q dla Brzezinki (km 1+430, A = 13 km2)
źródło: opracowanie własne na podstawie własnych obserwacji i pomiarów

Z uwagi na brak łaty wodowskazowej, zamiast stanu wody wykorzystałem średnią głębokość przekroju poprzecznego czynnej części koryta. Koryto jest stabilne, nawet po wielkiej wodzie jego geometria praktycznie się nie zmienia (fot. 1). Wobec tego do celów roboczych takie podejście wydaje się akceptowalne. Jak dotąd wykonałem tylko kilkanaście pomiarów w profilu km 1+430 (wcześniej pomiary prowadziłem w km 1+260) , ale z czasem będzie ich przybywało, a krzywa, jak sądzę, nie ulegnie istotnej zmianie. Dzięki temu, nawet bez pomiaru natężenia przepływu, mierząc tylko średnią głębokość wody w przekroju poprzecznym koryta, dla którego przygotowano krzywą H-Q, można, całkiem dokładnie, oszacować natężenie przepływu, a także średnią prędkość przepływu. Być może w którymś momencie pojawi się łata wodowskazowa (pod kładką - fot. 1), raczej mobilna, niż stacjonarna.

Fot. 1. Profil pomiarowy na Brzezince (km 1+430, A = 13 km2). Widok w górę cieku
Strefa stanów i przepływów średnich
źródło: fot. własna