Karta Odtok (dialog Vlastnosti povodí)

Kartu Vlastnosti odtoku můžete použít ke změně metody odtoku a různých vlastností povodí, které se týkají odvodnění.

Metoda odtoku

Určuje metodu určení odtoku srážek. Výběr zobrazuje různé vlastnosti karty. Vyberte možnost Časová oblast, Útvar ochrany půdy (SCS), EPA SWMM, nebo Santa Barbara Urban Hydrograph (SBUH).

Poznámka: Metody, parametry a nastavení, které definujete na této kartě, se používají pouze pro analýzu odvodnění.

Časová oblast

Tato metoda odhadu odtoku rozdělí povodí na dílčí oblasti na základě doby koncentrace. Odtoky z jednotlivých dílčích oblastí se vypočítají a zkombinují do hydrografu celkového odtoku.

Vlastnosti povodí

• Plocha. Zobrazí vypočtenou plochu povodí.
• Doba koncentrace. Zobrazí součet vypočtených hodnot doby postupu.
• Metoda výpočtu. Zobrazí metodu výpočtu odtoku.
• Koeficient odtoku. Určuje koeficient odtoku pro povodí. Přípustné hodnoty jsou mezi 0.01 a 1.00. Koeficient odtoku se používá při výpočtu odtoku s racionálními metodami.

Útvar ochrany půdy (SCS)

Metoda od instituce Natural Resources Conservation Service (NRCS), dříve Útvar ochrany půdy (SCS). SCS vypočítá hydrograf odtoku spojením hyetografu přebytku dešťových srážek s bezrozměrným jednotkovým hydrografem. Přebytek srážek se nejprve určí pomocí odtokových rovnic metody čísel oblouků SCS za celý návrh dešťových srážek. Jednotkový hydrograf představuje jednu jednotku přebytku srážek v čase na základě charakteristik povodí.

Vlastnosti povodí

• Plocha. Zobrazí vypočtenou plochu povodí.
• Doba koncentrace. Zobrazí součet vypočtených hodnot doby postupu.
• Metoda výpočtu. Zobrazí metodu výpočtu odtoku.

Obecné vlastnosti SCS

• Typy tvarů. Určuje typ tvaru pro výpočet PKP. Vyberte možnost Zakřivený, nebo Trojúhelníkový.
• Součinitel tvaru. Určuje součinitel tvaru nebo vrcholový faktor podle definice v kapitole 16 normy NEH-4. Typická hodnota je 484 pro hydrograf, kde je objem pod klesající stranou hydrografu trojúhelníkové jednotky roven 1,67násobku objemu pod stoupající větví hydrografu zakřivené jednotky.
• Typ počátečního nasycení. Počáteční nasycení ze srážek může být reprezentováno jako menší celková hloubka srážek, nebo jako zlomek objemu srážek. Určete hloubku, nebo zlomek.
  • Hloubka počátečního nasycení. Představuje menší hloubku srážek.
  • Zlomek počátečního nasycení. Představuje zlomek množství srážek (mezi 0 a 1).
• Číslo složeného oblouku. Vážené číslo oblouku (ČO) použité při výpočtu. Vypočítá se následovně: ČO = (PNP / 100 * 98) + ((1 - (PNP / 100)) * ČOPP)

  kde:

  • PNP = Procento nepropustné plochy
  • ČOPP = Číslo oblouku propustné plochy

EPA SWMM

Metoda Environmental Protection Agency Storm Water Management Model (EPA SWMM) pro odhad odtoku, která používá ekvivalentní šířku k modelování povodí jako idealizované obdélníkové plochy. Modeluje propustné a nepropustné plochy odděleně s ohledem na infiltraci a nádrže ve sníženinách.

Vlastnosti povodí

• Plocha. Zobrazí vypočtenou plochu povodí.

Obecné vlastnosti odtoku

• Procento nepropustnosti. Určuje procento tvrdých povrchů, které brání vsakování vody do země, v dané oblasti povodí.
• Průměrný sklon (x1). Určuje sklon nahoru:vpřed napříč povodím.
• Ekvivalentní šířka. Určuje teoretickou šířku ekvivalentního obdélníkového povodí.
• Vnitřní směrování. Určuje tok odtoku mezi propustnými a nepropustnými plochami v rámci povodí. Vyberte jednu z následujících možností.
  • Do propustné. Určený zlomek odtoku z nepropustné plochy je směrován do propustné plochy.
  • Do nepropustné. Určený zlomek odtoku z propustné plochy může být směrován do nepropustné plochy s nádrží ve sníženině.
  • Přímé. Není určeno žádné vnitřní směrování přes jiný typ povrchu.
• Procento směrování. Určuje procento metod vnitřního směrování Do propustné a Do nepropustné.

Nepropustná plocha

• Plocha. Zobrazí vypočtenou celkovou nepropustnou plochu: plocha (oblast) povodí * (procento nepropustných ploch / 100).
• Hloubka nádrže ve sníženině. Určuje hloubku nádrže ve sníženině nepropustné části povodí. Tato hodnota zohledňuje ukládání vody v nádrži po dešťových srážkách.
• n dle Manninga. Určuje Manningovu hodnotu drsnosti pro pozemní tok přes nepropustnou část povodí.
• Žádná sníženina. Určuje procento nepropustné plochy, která nemá žádnou nádrž ve sníženině.

Propustná plocha

• Plocha. Zobrazí vypočtenou celkovou propustnou plochu: plocha (oblast) povodí * ((100 − procento nepropustných ploch) / 100).
• Hloubka nádrže ve sníženině. Určuje hloubku nádrže ve sníženině propustné části povodí. Tato hodnota zohledňuje ukládání vody v nádrži po dešťových srážkách.
• n dle Manninga. Určuje Manningovu hodnotu drsnosti pro pozemní tok přes propustnou část povodí.

Infiltrace

Definuje metody infiltrace pro model odtoku. Vyberte možnost Horton, Green Ampt, nebo Číslo oblouku SCS.

• Horton
  • Metoda výpočtu
    • Standardní. Je založena na empirických pozorováních, která ukazují, že infiltrace v průběhu dlouhé srážkové události exponenciálně klesá z počáteční maximální rychlosti na určitou minimální rychlost. Mezi vstupní parametry vyžadované touto metodou patří maximální a minimální rychlost infiltrace, koeficient útlumu, který popisuje, jak rychle rychlost klesá v čase, a doba, za kterou plně nasycená půda zcela vyschne.
    • Upravená. Jedná se o upravenou verzi klasické Hortonovy metody, která používá kumulativní infiltraci překračující minimální rychlost jako svou stavovou proměnnou (namísto času podél Hortonovy křivky), čímž poskytuje přesnější odhad infiltrace při výskytu nízké intenzity srážek. Používá stejné vstupní parametry jako tradiční Hortonova metoda.
  • Maximální rychlost infiltrace. Určuje maximální rychlost infiltrace.
  • Minimální rychlost infiltrace. Určuje minimální rychlost infiltrace.
  • Maximální objem infiltrace. Určuje hloubku použitou k určení maximálního objemu infiltrace z plochy.
  • Konstanta útlumu. Určuje konstantu útlumu použitou pro rychlost infiltrace.
  • Doba schnutí. Určuje dobu potřebnou k vyschnutí povodí. Obvykle je to 2 až 14 dní.
• Green-Ampt
  • Metoda výpočtu
    • Standardní. Předpokládá, že v půdním sloupci existuje ostrá smáčecí fronta, která odděluje půdu s určitým počátečním obsahem vlhkosti dole od nasycené půdy nahoře. Požadovanými vstupními parametry jsou počáteční deficit zavlažení půdy, hydraulická vodivost půdy a sací výška na smáčecí frontě. Míra rekuperace deficitu vlhkosti během suchých období empiricky souvisí s hydraulickou vodivostí.
    • Upravená. Upravuje původní Green-Amptův postup tím, že nevyčerpává deficit zavlažení ve vrchní povrchové vrstvě půdy během počátečních období nízkých srážek, jak tomu bylo u původní metody. Tato změna může vést k realističtějšímu chování infiltrace u bouří s dlouhými počátečními obdobími, kdy je intenzita srážek nižší než nasycená hydraulická vodivost půdy.
  • Sací výška. Určuje průměrné kapilární sání půdy.
  • Vodivost. Určuje nasycenou hydraulickou vodivost půdy.
  • Počáteční deficit. Určuje rozdíl mezi pórovitostí půdy a počátečním zavlažením.
• Číslo oblouku SCS
  • Číslo složeného oblouku. Určuje číslo oblouku odtoku pro propustnou část povodí, jak je popsáno v kapitole 9 dokumentu NEH-4. Typické hodnoty se pohybují od 20 u oblastí s vysokou infiltrační a záchytnou kapacitou až po 98 u nepropustných ploch. Jedná se o bezrozměrné číslo závislé na hydrologické půdní skupině, typu povrchu, povrchové úpravě, hydrologických podmínkách a podmínkách předcházejícího zavlažení. Toto číslo má platný rozsah od 0 do 100.
  • Doba schnutí. Určuje dobu potřebnou k vyschnutí povodí. Obvykle je to 2 až 14 dní.

Santa Barbara Urban Hydrograph (SBUH)

Metoda od instituce Santa Barbara Flood Control and Water Conservation District in California, která je jednoduchým prostředkem pro vývoj hydrografů odtoku. Přírůstkový přebytek srážek se vypočítá pomocí odtokových rovnic metody čísel oblouků SCS. Namísto použití jednotkového hydrografového přístupu v metodě SCS rovnice přímo vypočítá okamžitý hydrograf, který je veden přes pomyslnou nádrž s časovým zpožděním rovným době koncentrace povodí.

Obecné vlastnosti

• Plocha. Zobrazí vypočtenou plochu povodí.
• Doba koncentrace. Zobrazí součet vypočtených hodnot doby postupu.
• Metoda výpočtu. Zobrazí metodu výpočtu odtoku.

Obecné vlastnosti odtoku

• Číslo složeného oblouku. Určuje bezrozměrný koeficient (mezi 0 a 100), který představuje obecný vztah objemu odtoku k objemu srážek. Jedná se o funkci pro povrch nebo využití půdy, která někdy bývá založena na typu půdy a sklonu povodí. Představuje průměrné číslo oblouku pro celé povodí, kde složený oblouk odpovídá váženému průměru založenému na příslušných plochách.

Racionální a upravená racionální metoda

Racionální metody odtoku se často používají k odhadu odtoku dešťové vody. Vypočítají odtok ve špičce na základě plochy povodí, koeficientu odtoku a intenzity srážek odvozené z dat o intenzitě, trvání a frekvenci srážek (IDF).

Důležité: Chcete-li pro analýzu odvodnění použít data srážek IDF, musí být všechna povodí v návrhu určena racionální nebo modifikovanou racionální metodou odtoku. Pokud jakékoli povodí obsahuje metody odtoku s dynamickým hyetografem, nebudou sady dat srážek IDF pro analýzu k dispozici.

Obecné vlastnosti

• Plocha. Zobrazí vypočtenou plochu povodí.
• Doba koncentrace. Zobrazí součet vypočtených hodnot doby postupu.
• Metoda výpočtu. Zobrazí metodu výpočtu odtoku.
• Koeficient odtoku. Určuje koeficient odtoku pro povodí. Přípustné hodnoty jsou mezi 0.01 a 1.00. Koeficient odtoku se používá při výpočtu odtoku s racionálními metodami.

Obecné vlastnosti odtoku

• Metoda výpočtu. Určuje, zda budou výpočty racionální, nebo upravené racionální.
  • Racionální. Široce používaný výpočet pro odhad rychlosti odtoku dešťové vody ve špičce. Vypočítá odtok ve špičce na základě plochy povodí, koeficientu odtoku a intenzity srážek v době koncentrace. Tím se vytvoří trojúhelníkový hydrograf s průtokem ve špičce, který se vyskytuje v době koncentrace a dále pokračuje na základě času od špičky k nule.
  • Upravená racionální. Varianta racionální metody, která slouží k dimenzování zásobníků dešťové vody. Intenzita srážek, která určuje průtok ve špičce, je založena na době trvání špičky. Tím se vytvoří lichoběžníkový hydrograf, jehož špička se vyskytuje v době koncentrace a pokračuje po dobu trvání špičky, což poskytuje přesnější reprezentaci objemu odtoku.
• Čas od špičky k nule. Určuje číselný součinitel používaný k určení doby trvání ustupující části hydrografu dešťových srážek.
• Doba trvání špičky (pouze Upravená racionální). Určuje maximální rychlost průtoku během události. Tato hodnota musí být větší nebo rovna vlastnosti Doba koncentrace.