Porovnanie Porovnanie hydrodynamických modelov hydrodynamických modelov

HEC–RAS a MIKE11 v povodí HEC–RAS a MIKE11 v povodí OlšeOlše

Bc.Podhorányi Michal5.4.2008 Diplomová práca

vedúci práce: RNDr.Unucka Jan PhD.

Ciele diplomovej práceCiele diplomovej práce

Hlavný cieľ – Porovnanie hydrodynamických modelov HEC-RAS a MIKE 11 v povodí rieky Olše (moduly,extenzie)

Vedľajšie ciele – Oboznámenie sa s povodím Olše, hydrodynamickým modelovaním (postup), analýza metodík použitých v HD modeloch.....

Postup prácePostup práce

Zoznámenie sa s problematikou (hydrodynamické modelovanie, povodie Olše, použité programy a ich manuály)

Analýza metodík použitých v HD modeloch Popis dátových vstupov Preprocessing, simulácia vybraných epizód Postprocessing, vizualizácia výsledkov Analýza, interpretácia výsledkov jednotlivých

modelov a ich porovnanie v podmienkach daného povodia

Povodie OlšePovodie Olše

Vymedzenie územia

99 km (16 km PL) dlhá rieka ,ktorá pramení neďaleko dediny Istebna (PL)

Plocha povodia: 1118 km2 (479 km2 PL)

Vlieva sa do Odry pri Bohumíne

Fyzicko-geografická Fyzicko-geografická charakteristikacharakteristika

Geológia, geomorfológiaKlimatologická charakteristikaTeplotná charakteristikaZrážková charakteristikaVeterné pomeryPôdne pomeryBiotické pomery

HEC-RASHEC-RAS

Americká armáda, voľne dostupný, verzia 3.1.3

Hydrologic Engineering Centers River Analysis System

Nová generácia SW (HEC – HMS,FDA) Slúži k hydraulickým výpočtom ustáleného a

neustáleného prúdenia v prírodných i technicky upravených otvorených korytách

HEC-RASHEC-RAS

Obrázok úvodného okna programu HEC-RAS

MIKE11MIKE11

DHI software (Dánsko), voľne dostupný ale s určitými obmedzeniami, verzia 2005

Komplexný jednorozmerný matematický model pre simuláciu, prúdenie, kvalitu vody a pohybu splavenín v otvorených korytách

Protipovodňová ochrana, vývoj kvality vody

MIKE11MIKE11

Obrázok – Okno Mike11Horný pohľad na sútok riek Olše a Stonávky (uzlové body)

Vstupné dátaVstupné dáta

Hlavnými vstupmi budú hydrologické dáta o prietokoch, ktoré sú voľne dostupné-V.Ú.V.(o.i. DMÚ 25, hydrometeorologické dáta - ČHMÚ )

V prvej fáze sa budú využívať dáta o N-ročnejvode (vodomerné stanice)

Q1 Q5 Q10 Q50 Q100Český Těšín 110 249 323 525 626

Věřňovice 182 399 512 819 970Těrlicko 27.8 61.2 78.8 127 150

Tabuľka N-ročné prietoky [m3s-1]

Hydrodynamické modelovanieHydrodynamické modelovanie

Oboznámenie s územím

Vstupné dáta

Vytváranie hydrodynamických modelov

Prvý HEC-RAS

PreprocessingPreprocessing- príprava dát v ArcView 3.2 (extenzia HEC - GeoRAS)

-podklad (TIN povodia Olše a Stonávky)

-vektorová vrstva brehových línii -vektorová vrstva centrálnej línie

Obr.1

PreprocessingPreprocessing

Vektorizácia:-Centrálna línia (riverID, reach ID)

-Brehové línie -Línie tokov (Left, Channel,Right)

-Priečny profil

PreprocessingPreprocessing

-import do HECRAS

-výsledok súbor s nadefinovanými profilmi

Obr. Priečne profily

- vznik HM

PreprocessingPreprocessing

Priečny profil (Olša)

Priečny profil (Stonávka)

Súbor s profilmy (HecRAS)

-úprava brehov-Manningov koeficient (drsnostný koeficient)

Dopĺňanie údajovDopĺňanie údajov

N – ročné vody

- Steady flow data

Hydrodynamický model Hydrodynamický model

Priečny profil (Stonávka)

3-D Zobrazenie koryta

Pozdĺžny profil

Hydrodynamický modelHydrodynamický model

Obr. Graf rýchlostí

Obr. Merná krivka

MIKE11MIKE11

Postup prípravy dát je obdobný ako u HEC-RAS

Vstupom pre tvorbu HM sú 4 súboryNWK11, XNS11, BND11, HD11Riečna sieť, priečne profily, okrajové

podmienky, hydrodynamické parametre (priečne profily poskytnuté Povodím Odry, š.p.)

MIKE11MIKE11

-Ešte pred spustením modelu treba zadať údaj o n- ročnej vode (nevýhoda dá sa to iba po jednom) - Prebehne a zobrazenie modelu v programe MikeView

HM Mike11

MIKEViewMIKEView- Zobrazuje pozdĺžne a priečne profily, Q-H krivka, časové rady (pre príklad na vstupe info o 20 – ročnej vode)

Priečny profil

MIKEViewMIKEView

Pozdĺžny profil

-Špeciálne zobrazenie siete max. hĺbky pre každý úsek (depth)- Flood (povodne)

Hydrodynamické modelovanieHydrodynamické modelovanie

Mám pripravené oba modely

HEC-RAS, MIKE11

Postprocessing

Vyzualizácia výsledkov

Postprocessing – MIKE11Postprocessing – MIKE11

Tvorba máp (inudation maps)

- Mapy rozlivov

Program MIKE 11 Gis - Vstup je DEM – výškový model povodia

- Nastavenie parametrov a zadanie výsledkových súborov z HD modelovania

Postprocessing – MIKE11Postprocessing – MIKE11- Vygenerujú sa mi Q – H points – body prietokov a výšky hladín

Q – H points

Postprocessing – MIKE11Postprocessing – MIKE11-Z Q – H points mi vznikne mapa rozlivov (ponúka sa 2–D aj 3-D zobrazenie)-príklad 20 – ročnej vody (postupne sa zadajú všetky)

2-D 3-D

Postprocessing – HEC-RASPostprocessing – HEC-RAS

Tvorba máp inudácií

ArcView 3.2

PostRAS

TIN - podkladMenu PostRAS

Postprocessing – HEC-RASPostprocessing – HEC-RAS

50 – ročná voda – Stonávka zoom

HEC-RAS / MIKE11HEC-RAS / MIKE11

Porovnanie

Odlišnosti

Zistené závery – minimálne odlišnosti až na úrovni modelovania

HEC-RAS ostane najpoužívanejší

Použité zdroje a literatúraPoužité zdroje a literatúra

1.) HRÁDEK, F., KUŘÍK, F. (2002): Hydrologie. Skriptum ČZU, Praha, 280 s.2.) MAIDMENT, D., DJOKIC, D. (ED.) (2000): Hydrologic and Hydraulic Modeling Support with Geographic Information Systems. Redlands, ESRI Press. 232 s.3.)www.hec.usace.army.mil/software/hec-ras/hecras-hecras.ht4.)www.dhigroup.com/Software/WaterResources/MIKE11.asp

Ďakujem za Ďakujem za pozornosťpozornosť