Zbiorniki retencyjne
Sylwester Tyszewski
Dorota Pusłowska-Tyszewska
Instytut Systemów Inżynierii Środowiska
Politechnika Warszawska
Zbiorniki retencyjne
Sylwester Tyszewski
Dorota Pusłowska-Tyszewska
Instytut Systemów Inżynierii Środowiska
Politechnika Warszawska
Zbiorniki retencyjne (1)
Zbiorniki wodne można podzielić na:
zbiorniki naturalne (jeziora i stawy)
sztuczne (nadpiętrzone jeziora naturalne
oraz zbiorniki powstałe na skutek
przegrodzenia doliny rzecznej budowlą
piętrzącą - jazem lub zaporą)
Można wyróżnić dwa podstawowe typy
sztucznych zbiorników wodnych:
zbiorniki retencyjne (zaporowe)
zbiorniki przepływowe
Zbiorniki retencyjne (2)
Korzyści wynikające z budowy zbiorników:
ochrona przeciwpowodziowa
produkcja energii elektrycznej
„dostosowywanie” zasobów wodnych do
gospodarczych potrzeb człowieka
dodatkowe miejsca pracy
rozwój turystyki
wspomaganie działań związanych z ochroną
przyrody (np. utrzymywanie przepływów
nienaruszalnych krajobrazowych zapewniających
wymagane poziomy dolinowych wód gruntowych,
wspomaganie wiosennych zalewów doliny)
Zbiorniki retencyjne (3)
Problemy wynikające z budowy zbiorników:
zmiana reżimu hydrologicznego rzek, ruchu
rumowiska oraz jakości wód
zmiana stosunków wodnych i mikroklimatu w
swoim otoczeniu
przesiedlenia ludności
wyłączenie z użytkowania (poprzez zalanie)
dużych powierzchni terenów
utrata siedlisk przyrodniczych
bariera w wędrówkach ryb
uszczuplanie zasobów wodnych przez
zwiększenie strat wody na parowanie
Zbiorniki retencyjne (4)
Budowa każdego większego zbiornika powinna być
poprzedzona analizą korzyści gospodarczych i
społecznych, jakie można dzięki niemu osiągnąć oraz
jego negatywnych oddziaływań środowiskowych i
społecznych. W wielu krajach świata, również w
Polsce, dla zbiorników retencyjnych wymagane jest
przeprowadzenie oceny oddziaływania na środowisko.
Niektóre z negatywnych efektów budowy zbiorników,
przy obecnym stanie wiedzy ekologicznej i dostępnych
rozwiązaniach technicznych, mogą być ograniczane
lub eliminowane. Wymaga to ścisłej współpracy
ekologów i przyrodników z hydrotechnikami.
Zbiornik retencyjny jako
budowla hydrotechniczna
Zbiornik retencyjny składa się z następujących
elementów:
zapora czołowa
czasza zbiornika
zapory boczne i obwałowania
system odwadniający
przepławka dla ryb
obiekty infrastruktury: drogi dojazdowe, linie
energetyczne i telekomunikacyjne, osiedla dla obsługi,
ośrodki rybackie, rekreacyjne
osłona hydro-meteorologiczna, której zadaniem jest
zbieranie informacji o bieżących zjawiskach hydro-
meteorologicznych i prognozowanie przebiegu
przyszłych zjawisk istotnych dla gospodarki wodnej
na zbiorniku
Urządzenia do przepuszczania wody
(1)
Urządzenia do przepuszczania wody
powinny:
gwarantować bezpieczne przeprowadzenie
wielkich wód (miarodajnych i kontrolnych)
zapewniać możliwość przepuszczania lodu i
śryżu
umożliwiać regulowanie odpływu z
wymaganą dokładnością
stwarzać możliwość opróżnienia zbiornika
Urządzenia do przepuszczania wody
(2)
Do regulacji odpływu służą:
przelewy powierzchniowe – są to urządzenia
do przepuszczania wody „górą” przez
wybrany fragment zapory
upusty (spusty) – są to przewody o
zamkniętym przekroju prowadzące wodę z
górnego do dolnego stanowiska budowli
przechodzące przez korpus zapory
sztolnie hydroelektrowni – są to przewody
zamknięte doprowadzające wodę do turbin
hydrogeneratora
Urządzenia do przepuszczania wody
(3)
Przelewy boczne
Przelewy
powierzchniowe
Sztolnie
energetyczne
Upusty denne
Śluzy
Zbiornik Porąbka na Sole
Kaskada zbiorników na Sole
Landsat 7957 m
Urządzenia do przepuszczania wody
(4)
Podstawowym zadaniem urządzeń upustowych (upustów
dennych i sztolni energetycznych) jest odprowadzanie
pożądanego odpływu (wynikającego z zapotrzebowania
na wodę) w warunkach normalnej pracy zbiornika oraz
współdziałanie z przelewami przy przepuszczaniu fali
powodziowej przez zbiornik. Regulacja odpływu odbywa
się za pomocą zasuw.
Przelewy powierzchniowe można podzielić je na:
przelewy eksploatacyjne z zamknięciami (klapowymi,
segmentowymi lub zasuwami) umożliwiającymi sterowanie
ilością odprowadzanej wody lub bez zamknięć działające
automatycznie po przekroczeniu określonego stanu wody w
zbiorniku
przelewy pomocnicze i awaryjne stanowiące dodatkowe
zabezpieczenie zapory przed przekroczeniem bezpiecznego
dla stabilności zapory poziomu wody w zbiorniku
Urządzenia do przepuszczania wody
(5)
Zasuwa z
zamknięcie
m
klapowym
Zamknięc
ie
klapowe
Funkcjonalny podział pojemności
zbiornika
Rezerwa forsowana
Rezerwa stała
Pojemność użytkowa
Pojemność martwa
NadPP
NPPU
MaxPP
PM
APP
Rezerwa przypadkowa
Rezerwa wymuszona
DPRW
Krzywe charakterystyczne zbiornika
(1)
Krzywa powierzchni zalewu i pojemności
zbiornika
)
(
1
1
i
1
i
i
i
i
i
i
1
i
F
F
F
F
3
h
h
V
V
)
(
1
1
i
i
i
i
i
1
i
F
F
2
h
h
V
V
Krzywe charakterystyczne zbiornika
(1a)
193.0
198.5
198.0
197.5
196.5
196.0
195.5
195.0
194.0
Krzywe charakterystyczne zbiornika
(2)
krzywa wydatku upustu dennego
Q
u
= Q
u
(h, z
u
)
Krzywe charakterystyczne zbiornika
(3)
krzywa wydatku przelewu Q
p
= Q
p
(h, z)
Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Okres wyrównania
Ze względu na długość okresu wyrównania:
zbiorniki o wyrównaniu wieloletnim - działanie tych
zbiorników polega na przerzucie wody z okresów
nadmiaru w latach mokrych do okresów niedoborów w
latach suchych
zbiorniki o wyrównaniu rocznym, których działanie
polega na przerzucie wody z okresów wezbraniowych do
okresów niżówkowych w ramach jednego roku
zbiorniki o wyrównaniu dobowym wykorzystywane są
w dwóch przypadkach:
gdy dopływ wody do zbiornika jest stały, natomiast
hydrogram zapotrzebowania na wodę jest istotnie zmienny
w ciągu doby – przykładem tak pracujących zbiorników są
zbiorniki wyrównawcze wodociągów miejskich
gdy występują duże wahania dopływu wody do zbiornika, a
pożądany odpływ jest stały w ciągu doby; przykładem takich
zbiorników są zbiorniki wyrównawcze budowane poniżej
hydroelektrowni pracujących w szczytach zapotrzebowania
na energię elektryczną
Zbiorniki o wyrównaniu rocznym
0
50
100
150
200
250
300
XI
XII
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
miesiące
napełnianie
opróżnianie
SQ
Zbiorniki o wyrównaniu dobowym
Zbiornik wodociągowy
stały dopływ
zmienny odpływ
Zbiornik
energetyczny
zmienny dopływ
stały odpływ
0
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13
14
15 16 17 18
19
20
21
22
23 24
godziny
napełnianie
opróżnianie
T
Q
a) wodociągowy
0
2
4
6
8
10
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
godziny
napełnianie
opróżnianie
Q
T
b) hydroenergetyczny
Największe zbiorniki świata
według pojemności
Lp. Nazwa
Pojemność
[mld m
3
]
Funkcje Kraj
Kontynent
1 Kariba
180,6
H
Zambia, Zimbabwe Africa
2 Bratsk
169,0
HNS
Russia
Asia
3 High Aswan Dam
162,0
IHC
Egypt
Africa
4 Akosombo
150,0
H
Ghana
Africa
5 Daniel Johnson (Manio 5)
141,8
H
Canada
North America
6 Xinfeng
139,0
H
China
Asia
7 Gurt
135,0
H
Venezuela
South America
…
…
…
…
…
…
23 Three Gorges
39,3
CHN
China
Asia
…
…
…
…
…
…
26 Hoover
34,8
SHI
USA
North America
…
…
…
…
…
…
Solina
0,47
HSCR Polska
Europa
Czorsztyn
0,23
HSCR Polska
Europa
(Word Register of Dams, 1999; International Commission on Large Dams)
H - hydropower generation (produkcja energii w elektrowni wodnej)
S - water supply (zaopatrzenie w wodę)
C - flood control (ochrona przed powodzią)
I – irrigation (nawodnienia)
N – navigation (żegluga)
R – recreation (rekreacja)
F - fish breeding (hodowla ryb)
X – other (inne
Największe zbiorniki świata
według wysokości zapory
Lp. Nazwa
Wysokość
[m]
Funkcje Kraj
Kontynent
1 Rogun
335
HI
Tadjikistan
Asia
2 Nurek
300
IH
Tadjikistan
Asia
3 Grande Dixence
285
H
Switzerland
Europe
4 Inguri
272
HI
Georgia
Europe
5 Vajont
262
H
Italy
Europe
6 Manuel M. Torres `
261
H
Mexico
North America
7 Tehri
261
IS
India
Asia
8 Alvaro Obregon'
260
IS
Mexico
North America
9 Mauvoisin
250
H
Switzerland
Europe
…
…
…
…
…
…
Three Gorges
185
CHN
China
Asia
…
…
…
…
…
…
Solina
82
HSCR Polska
Europa
Czorsztyn
56
HSCR Polska
Europa
Klasyfikacja krajów względem liczby
zapór
Wszystkie zarejestrowane
zapory
Zapory o wysokości powyżej
30 m
Zapory o wysokości powyżej
60 m
Lp. Kraj
Liczba Lp. Kraj
Liczba Lp. Kraj
Liczba
1 USA
6375
1 China
1832
1 USA
422
2 India
4010
2 USA
1644
2 Japan
345
3 China
1855
3 Japan
1030
3 China
337
4 Spain
1187
4 Spain
500
4 Spain
181
5 Japan
1077
5 India
425
5 Turkey
115
6 Canada
793
6 Turkey
370
6 Italy
105
7 Korea
765
7 Italy
316
7 India
78
8 Turkey
625
8 Brazil
213
8 France
60
9 Brazil
594
9 Mexico
202
9 Mexico
53
10 France
569 10 Australia
194 10 Australia
50
11 South Africa
539 11 France
191 11 Switzerland
48
12 Mexico
536 12 Canada
177 12 Brazil
47
13 Italy
524 13 South Africa
157 13 Canada
46
14 Great Britain
517 14 Norway
114 14 Iran
40
15 Australia
486 15 Great Britain
114 15 Romania
31
… …
… … …
… … …
…
38 Poland
69 43 Poland
18 48 Poland
3
Lokalizacja zbiorników w Polsce
Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Funkcje (1)
Ze względu na pełnione funkcje wyróżnia się:
powodziowe, których zadaniem jest przechwytywanie
szczytów fal powodziowych w celu zmniejszenia zagrożenia
powodziowego w dolinie rzecznej poniżej zbiornika
żeglugowe, których podstawową funkcją jest zapewnienie
ciągłości żeglugi poprzez alimentację przepływów w
okresach niskich stanów wody w sezonie żeglugowym
energetyczne szczytowe, wykorzystujące zmagazynowaną
wodę do produkcji energii elektrycznej w szczycie
zapotrzebowania lub w czasie awarii elementów systemu
energetycznego
energetyczne wyrównawcze, budowane poniżej zbiorników
energetycznych szczytowych w celu wyrównania przepływu
rzecznego
Klasyfikacja zbiorników
retencyjnych
Funkcje (2)
Ze względu na pełnione funkcje wyróżnia się:
komunalne, gromadzące wodę na potrzeby
zaopatrzenia miast i osiedli
przemysłowe, gromadzące wodę w celu zapewnienia
produkcji zakładów przemysłowych
rolnicze, magazynujące wodę dla potrzeb systemów
nawodnieniowych; oddające wodę w okresach
niedoborów wody w sezonie wegetacyjnym
rekreacyjne, w których poziom wody w sezonie
wypoczynkowym utrzymywany jest w określonych
granicach
Zbiorniki wielozadaniowe – sytuacje konfliktowe
Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(1)
budowane na potokach i małych rzekach górskich
zamykają zlewnie o powierzchni do 100 km
2
działają tylko w okresie wezbrań
w okresach poza wezbraniami wykorzystywane jako
pastwiska lub łąki
obniżają i opóźniają kulminacje fali powodziowej
urządzenia do przepuszczania wody:
upusty
przelewy
upusty powinny być tak zwymiarowane, aby przy
normalnym poziomie piętrzenia odpływ ze zbiornika
nie był większy od przepływu dozwolonego dla danej
rzeki
Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(2)
Dlaczego hydrogram odpływu wody ze zbiornika osiąga
swoje maksimum na przecięciu z gałęzią opadającą
hydrogramu dopływu ?
Suchy zbiornik przeciwpowodziowy
(3)
W Polsce występują głównie w
dorzeczu Odry:
Lp.
Zbiornik
Rzeka
Pojemność [mln m
3
]
1
Sobieszów
Kamienna
6.74
2
Cieplice
Wrzosówka
4.93
3
Mirsk
Długi Potok
3.92
4
Mysłakowice
Łomnica
3.56
5
Jarnołtówek
Złoty Potok
2.36
6
Świerzawa
Kamiennik
1.75
Równanie bilansu zbiornika
Równanie bilansowe opracowywane jest
dla określonego okresu bilansowego: rok,
miesiąc, dekada, doba, godzina
VK = VP + (Q + P – T – E – F) Δt
Postać uproszczona
VK = VP + (Q – T) Δt
VK = VP + Q – T
Plan dyspozytorski zbiornika
zbiór zasad umożliwiających określenie wielkości
odpływu ze zbiornika na podstawie: napełnienia
początkowego, aktualnego dopływu wody, prognozy
dopływu, odpływu pożądanego, wielkości przepływu
nieszkodliwego, wielkości rezerwy przeciwpowodziowej i
pojemności użytkowej zbiornika
Ze względu na inny charakter pracy zbiornika w
okresach niedoboru wody i warunkach zagrożenia
powodziowego reguły określające wielkość odpływu ze
zbiornika są również różne (uzależniają wielkość
odpływu od różnych czynników).
warunki normalne – polityka standardowa
warunki powodziowe – polityka sztywna
Polityka standardowa
VP+Q
0
TP
TP
TP+VU
T
Polityka sztywna
Polityka standardowa (1)
Wyznaczanie odpływu ze zbiornika opiera się
na następujących założeniach:
dysponuje się prognozą dopływu wody (Q) w
rozpatrywanym przedziale czasowym (
t)
zbiornik retencyjny zaopatruje w wodę
jednego użytkownika lub zespół
użytkowników, których potrzeby można
przedstawić w postaci tzw. odpływu
pożądanego (P)
funkcja strat wywołanych deficytami wody u
użytkownika (poszczególnych użytkowników)
jest liniowa:
P
X
gdy
P
X
gdy
)
X
P
(
S
0
Polityka standardowa (2)
TP
Q
t
VP
t
VU
t
VU
Q
t
VP
t
VU
TP
Q
t
VP
TP
TP
Q
t
VP
Q
t
VP
T
gdy
0
gdy
0
gdy
VU
TP
Q
VP
gdy
VU
Q
VP
VU
TP
Q
VP
TP
gdy
TP
TP
Q
VP
gdy
Q
VP
T
VU - pojemność użytkowa zbiornika retencyjnego [mln m
3
],
VP - napełnienie zbiornika na początku danego okresu [mln m
3
],
Q
- dopływ wody do zbiornika w danym okresie [m
3
/s]
TP - pożądany odpływ ze zbiornika w danym okresie [m
3
/s],
t
- długość przedziału czasowego [mln s],
T
- odpływ ze zbiornika w danym okresie [m
3
/s]
VP+Q
0
TP
TP
TP+VU
T
Polityka standardowa – zadanie 1
Określić wielkość odpływu pożądanego (P), tzn. takiej
najmniejszej ilości wody, którą należy wypuścić ze
zbiornika, aby całkowicie pokryć zapotrzebowania
wszystkich użytkowników
Q
1=0.2
P1=10
2=0.4
P2=15
A
B
3=0.2
P3=10
C
QI = 6
VP
VU
TP=?
QN = 3
QN = 3
QN = 5
Polityka standardowa – rozwiązanie
zadania 1
Q
1=0.2
P1=10
2=0.4
P2=15
A
B
3=0.2
P3=10
C
QI = 6
VP
VU
TP=?
QN = 3
QN = 3
QN = 5
TP =
P1+QN
ZDB = TP - 1
P1
ZDB < P2+QN
TP = TP + (P2 + QN –
ZDB)
ZDC = TP - 1 P1 - 2 P2
+ QI
ZDC <
P3+QN
TP = TP + (P3 + QN –
ZDC)
STOP
YES
YES
NO
NO
Polityka standardowa – zadanie 2
Wykonaj wykres polityki standardowej dla zbiornika
retencyjnego o pojemności użytkowej VU = 5 mln m
3
,
wiedząc, że potrzeby wodne użytkownika w okresie
t
wynoszą P = 3 mln m
3
. Z wykresu odczytaj wartości
odpływu wody T ze zbiornika, określ wielkość deficytów
wody u użytkownika oraz zrzutu jałowego ze zbiornika dla
następujących przypadków:
A.
dopływ wody do zbiornika w okresie
t wynosi
Q = 1 mln m
3
, napełnienie zbiornika na początku okresu
t
wynosiło VP = 1 mln m
3
B.
Q = 3 mln m
3
, VP = 2 mln m
3
C.
Q = 6 mln m
3
, VP = 4 mln m
3
Na wykresie zaznacz punkty D(2, 4), E(5, 4) i F(11, 4).
Jaka jest interpretacja fizyczna tych punktów? Czy
możliwe jest zrealizowanie takich odpływów ze zbiornika?
Polityka standardowa warunkowa
(1)
Polityka standardowa warunkowa jest modyfikacją polityki
standardowej, w której uwzględnia się możliwość wyróżnienia
dwóch grup ważności użytkowników wody. Modyfikacja ta
umożliwia zwiększenie stopnia realizacji potrzeb użytkowników
ważniejszej grupy.
Zgodnie z tą ideą zbiornik realizuje swoje zadania według
następującej kolejności:
zaspokojenie potrzeb wodnych użytkowników pierwszej grupy (P1)
odtworzenie zasobów wody zbiornikowej do poziomu napełnienia
docelowego VD, związanego ze zwiększeniem gwarancji spełnienia
potrzeb wodnych użytkowników pierwszej grupy
zaspokojenie potrzeb wodnych użytkowników drugiej grupy (P2)
odtworzenie zasobów wody zbiornikowej do poziomu pojemności
użytkowej VU
Napełnienie docelowe wyrażane jest na ogół jako część pojemności
użytkowej zbiornika: VD =
.
VU; gdzie:
<0, 1> jest
parametrem planu dyspozytorskiego podlegającym optymalizacji.
Polityka standardowa warunkowa
(2)
Q
VP
VU
P2
P1
gdy
VU
Q
VP
VU
P2
P1
Q
VP
VU
P2
P1
gdy
P2
P1
VU
P2
P1
Q
VP
VU
P1
gdy
VU
Q
VP
VU
P1
Q
VP
P1
gdy
P1
P1
Q
VP
gdy
Q
VP
T
Polityka „n-dni”
Polityka „n-dni” - umożliwia prowadzenie bardziej
ostrożnej niż polityka standardowa gospodarki zasobami
wodnymi w okresach ich niedoboru.
W okresach niżówkowych (niskich przepływów), gdy
wielkości przepływów (Q) zbliżone są do pewnej wartości
progowej (Qmin), odpływ ze zbiornika wyznacza się w
taki sposób, aby nie dopuścić do całkowitego opróżnienia
pojemności użytkowej (VU) przed upływem n dni.
VU
TP
VP
Q
gdy
VU
Q
VP
VU
TP
VP
Q
i
TP
n
Q
)
n
(
Q
VP
gdy
TP
TP
n
Q
)
n
(
Q
VP
gdy
n
Q
)
n
(
Q
VP
T
min
min
min
1
1
1
Warunki powodziowe
Zasady pracy zbiornika w warunkach powodziowych różnią
się istotnie od zasad pracy w warunkach normalnych i
niedoborów wody. Dlatego należy w sposób precyzyjny
określić moment zmiany sposobu gospodarowania wodą na
zbiorniku (zdefiniować pojęcie warunków powodziowych).
Warunki powodziowe obejmują okres od momentu, gdy
dopływ do zbiornika (Q) przekracza wielkość przepływu
dozwolonego (Qdoz) i jednocześnie pojemność użytkowa
zbiornika jest całkowicie wypełniona (i rozpoczyna się
wypełnianie rezerwy powodziowej), aż do momentu
odtworzenia (opróżnienia) rezerwy powodziowej (VRS).
Odtwarzanie rezerwy powodziowej rozpoczyna się w chwili,
gdy dopływy wody do zbiornika opadają poniżej przepływu
dozwolonego (Qdoz) i odbywa się poprzez dysponowanie
odpływu nie większego niż Qdoz.
Plany dyspozytorskie dla warunków
powodziowych – zasady ogólne
rezerwa powodziowa może być napełniana
wyłącznie nadwyżkami dopływu nad
przepływem nieszkodliwym (dozwolonym)
w trakcie napełniania rezerwy dysponowane ze
zbiornika odpływy nie mogą przekraczać
wielkości aktualnego dopływu do zbiornika -
zasada zapobiegająca możliwości stworzenia
na odpływie powodzi większej niż na dopływie
do zbiornika
w fazie napełniania rezerwy kolejne dyspozycje
odpływu nie mogą być mniejsze od odpływów
realizowanych dotychczas
1
,
max
,
min
i
i
i
i
T
WT
Q
T
Polityka sztywna (1)
Polityka sztywna polega na magazynowaniu w rezerwie
powodziowej zbiornika nadwyżek dopływu (Q) ponad
przepływ nieszkodliwy (Qdoz). Polityka ta jest
skuteczna, gdy dysponuje się dostatecznie dużą
objętością rezerwy powodziowej
Zbiorniki zlokalizowane na rzekach i potokach
górskich, gdzie praktycznie nie ma możliwości
uzyskania wiarygodnej prognozy
Wystarczająco duża rezerwa – obcięcie szczytu fali
powodziowej
Zbyt mała rezerwa – wypełnienie rezerwy w trakcie
trwania przepływów powodziowych
Polityka sztywna (2)
VRS
VU
VP
i
Q
Q
gdy
Q
VU
VP
i
Q
Q
lub
VRS
VU
VP
VU
i
Q
Q
gdy
Q
T
doz
doz
doz
doz
Polityka sztywna (3)
0
oraz
0
i
gdy
0
oraz
0
i
gdy
i
gdy
oraz
i
gdy
oraz
i
gdy
*
*
*
*
*
*
i
i
doz
i
i
i
i
i
doz
i
doz
i
doz
i
i
i
i
doz
i
i
i
i
i
doz
i
doz
i
VK
VP
Q
Q
t
VP
Q
VK
VP
Q
Q
Q
VRS
VP
Q
Q
Q
VRS
VK
VRS
VP
Q
Q
t
VP
VRS
Q
VRS
VK
VRS
VP
Q
Q
Q
T
*
i
VK
o
z
n
a
c
z
a
p
r
o
g
n
o
z
ę
n
a
p
e
ł
n
i
e
n
i
a
k
o
ń
c
o
w
e
g
o
r
e
z
e
r
w
y
p
o
w
o
d
z
i
o
w
e
j
w
f
a
z
i
e
j
e
j
n
a
p
e
ł
n
i
a
n
i
a
p
r
z
y
z
a
ł
o
ż
e
n
i
u
,
ż
e
o
d
p
ł
y
w
w
y
n
o
s
i
doz
Q
.
*
*
i
VK
o
z
n
a
c
z
a
p
r
o
g
n
o
z
ę
n
a
p
e
ł
n
i
e
n
i
a
k
o
ń
c
o
w
e
g
o
r
e
z
e
r
w
y
p
o
w
o
d
z
i
o
w
e
j
w
f
a
z
i
e
j
e
j
o
p
r
ó
ż
n
i
a
n
i
a
p
r
z
y
z
a
ł
o
ż
e
n
i
u
,
ż
e
o
d
p
ł
y
w
w
y
n
o
s
i
doz
Q
.
Polityka półsztywna typ I
VU
VP
Q
Q
Q
VRS
VU
VP
Q
Q
Q
VRS
VU
VP
VU
Q
Q
Q
Q
Q
T
doz
doz
doz
doz
doz
doz
i
gdy
i
gdy
i
gdy
)
(
Polityka półsztywna typ I
0
oraz
0
i
gdy
0
oraz
0
i
gdy
i
gdy
oraz
i
gdy
oraz
i
gdy
)
(
*
*
*
*
*
*
i
i
doz
i
i
i
i
i
doz
i
doz
i
doz
i
i
i
i
doz
i
i
i
i
i
doz
i
doz
i
doz
i
VK
VP
Q
Q
t
VP
Q
VK
VP
Q
Q
Q
VRS
VP
Q
Q
Q
VRS
VK
VRS
VP
Q
Q
t
VP
VRS
Q
VRS
VK
VRS
VP
Q
Q
Q
Q
Q
T
*
i
VK
o
z
n
a
c
z
a
p
r
o
g
n
o
z
ę
n
a
p
e
ł
n
i
e
n
i
a
k
o
ń
c
o
w
e
g
o
r
e
z
e
r
w
y
p
o
w
o
d
z
i
o
w
e
j
w
f
a
z
i
e
j
e
j
n
a
p
e
ł
n
i
a
n
i
a
p
r
z
y
z
a
ł
o
ż
e
n
i
u
,
ż
e
o
d
p
ł
y
w
w
y
n
o
s
i
:
)
(
doz
i
doz
Q
Q
Q
*
*
i
VK
o
z
n
a
c
z
a
p
r
o
g
n
o
z
ę
n
a
p
e
ł
n
i
e
n
i
a
k
o
ń
c
o
w
e
g
o
r
e
z
e
r
w
y
p
o
w
o
d
z
i
o
w
e
j
w
f
a
z
i
e
j
e
j
o
p
r
ó
ż
n
i
a
n
i
a
p
r
z
y
z
a
ł
o
ż
e
n
i
u
,
ż
e
o
d
p
ł
y
w
w
y
n
o
s
i
:
doz
Q
.
Polityka półsztywna typ II
1
,
max
,
min
i
i
i
i
T
WT
Q
T
Wt
i
- wskaźnik dyspozycji odpływu
określany zgodnie z zasadami polityki
półsztywnej typ I
Polityka półsztywna typ III
w polityce tej przy określaniu wskaźnika dyspozycji
odpływu uwzględnia się prognozę objętości wody (PV),
jaka dopłynie do zbiornika w ciągu najbliższych
t godzin oraz stopień zapełnienia rezerwy powodziowej
(stosunek objętości wolnej rezerwy powodziowej w
danym kroku czasowym Rp do objętości wolnej
rezerwy w chwili rozpoczęcia wezbrania Rp
0
)
3600
0
t
Rp
PV
WT
Rp
Rp
i
i
i
i
1
,
max
,
min
i
i
i
i
T
WT
Q
T
Rodzaje wykorzystywanej informacji
hydrologicznej
zadania systemu
charakter rozwiązywanego problemu:
planowanie i projektowanie
dane historyczne (np. historyczne ciągi
przepływów, historyczne hydrogramy fal
powodziowych, ...)
eksploatacja
bieżące obserwacje stanu systemu
prognozy
Zbiornik retencyjny - planowanie i
projektowanie
historyczne ciągi przepływów średnich okresowych,
historyczne hydrogramy fal powodziowych,
statystyczne charakterystyki przepływów:
przepływy główne,
przepływy min i max o określonym prawdopodobieństwie,
przepływy o określonym czasie trwania
,
ciągi generowane i fale hipotetyczne,
przepływy konwencjonalne:
nienaruszalny,
dozwolony, dopuszczalny,
woda brzegowa,
krzywe pojemności i powierzchni zalewu,
modele zlewni rzecznej i transformacji przepływów.
Przykład: zbiornik retencyjny -
eksploatacja
informacje o aktualnym stanie systemu
wodno-gospodarczego:
dopływ do zbiornika,
napełnienie,
kontrola odpływu (elektrownia, upusty, przelewy),
prognozy
:
objętość dopływu do zbiornika,
hydrogram dopływu do zbiornika,
modele zlewni rzecznej i transformacji
przepływów.
Zadania
doba
VU = 55 mln m
3
VP = 48 mln m
3
Q = 250 m
3
/s
TP = 125 m
3
/s
VK = ?
VP+Q
0
TP
TP
TP+VU
T
Zadania
miesiące
VU = 100 mln m
3
VP = 2 mln m
3
Q = (13, 24, 9, 10, 25, 20) mln m
3
TP = 15 mln m
3
?
VP+Q
0
TP
TP
TP+VU
T