Topp 5 Metoder for estimering av toppflow
Les denne artikkelen for å lære om de viktige metodene som er involvert i estimering av toppstrøm, dvs. (1) Empiriske formler, (2) Konvoluttkurver, (3) Rasjonalmetode, (4) Enhetshydrografemetode, og (5) Frekvensanalyse!
1. Empiriske formler:
I denne metoden anses området for et basseng eller et avløp hovedsakelig. Alle andre faktorer som påvirker toppstrømmen slås sammen i en konstant.
En generell ligning kan skrives i skjemaet:
Q = CA n
Hvor Q er toppstrøm eller hastighet på maksimal utladning
C er en konstant for avløpet
A er område av avløpet og n er en indeks
Konstanten for et avløp er ankommet, etter å ha tatt hensyn til følgende faktorer:
(a) Basiskarakteristikker:
(i) Område,
(ii) Form og
(iii) Helling.
(b) Stormegenskaper:
(i) Intensitet,
(ii) Varighet,
(iii) Distribusjon.
begrensninger:
1. Denne metoden tar ikke hensyn til flomfrekvensen.
2. Denne metoden kan ikke brukes universelt.
3. Fastsetting av konstant er svært vanskelig og eksakt teori kan ikke fremmes for utvelgelsen.
Imidlertid gir de ganske nøyaktig ide om toppstrømmen for de avløp de representerer. Noen viktige empiriske formler er nevnt nedenfor.
(i) Dickens formel:
Den ble tidligere kun innført i Nord-India, men nå kan den brukes i de fleste stater i India etter riktig endring av konstanten.
Q = CM 3/4
Hvor Q er utslipp i m 3 / sek.
M er område av avstand i km 2 .
C er en konstant.
I henhold til vanningsområdet og mengden nedbør varierer C fra 11, 37 til 22, 04 som angitt i tabell 5.1.
(ii) Ryves formel:
Denne formelen brukes kun i Sør-India.
Q = CM 2/3
C = 6, 74 for områder innen 24 km fra kysten.
= 8, 45 for områder innenfor 24 -161 km fra kysten.
= 10, 1 for begrensede kuperte områder.
I verste fall er det funnet at verdien av C går opp til 40, 5.
(iii) Inglis Formel:
Denne formelen brukes kun i Maharashtra. Her tas tre forskjellige saker i betraktning.
(a) Kun for små områder (Det gjelder også for vifteformet avløp).
Q = 123, 2√A
(b) For områder mellom 160 og 1000 km 2
Q = 123, 2√A-2, 62 (A-259)
(c) For store områder Q = 123.2A / √A +10.36
I alle ligningene er A et område i km 2 .
2. Konvoluttkurve:
Det er en annen metode for estimering av toppstrøm. Det er basert på forutsetningen om at høyeste kjente toppstrøm per areal som tidligere er registrert i et basseng i en region, kan forekomme i fremtiden i et annet basseng i samme region eller en region som har tilsvarende hydrologiske egenskaper.
En graf er konstruert ved å tegne de høyeste toppstrømmene som observeres pr. Arealområde av avløpet mot deres vanningsområder i regionen. Poengene som er oppnådd på grafen, er forbundet med en konvoluttkurve. Den en gang konstruerte kurven kan brukes til å beregne den sannsynlige maksimale toppstrømmen for en hvilken som helst bekk i den regionen.
Denne metoden ble tidligere gitt av Creager Justin og Hinds i USA.
Ligningen til kurven var av typen:
q = C. A n hvor q representerer toppstrømmen pr. arealområde
A representerer vannet
C er en konstant, og
n er noen indeks.
Ved å multiplisere begge sider av ovennevnte ligning etter område av bassenget 'A', får vi
Q = CA n + 1
hvor Q representerer toppstrømmen.
Kanwar Sain og Karpov har utviklet to konvoluttkurver for å passe indiske forhold som vist på figur 5.4. En kurve har blitt utviklet for elvene i Sør-India og den andre for nordlige og sentrale indiske elver.
3. rasjonell metode:
Denne metoden er også basert på prinsippet om forholdet mellom nedbør og avrenning og kan derfor anses å være lik empirisk metode. Det kalles imidlertid rasjonell metode fordi enhetene i mengdene som brukes er omtrent numerisk konsistente. Denne metoden har blitt populær på grunn av sin enkelhet.
Formelen uttrykkes som følger:
Q = PIA
hvor Q er topputladning i cumec
P er avløpskoeffisient som avhenger av egenskapene til vanningsområdet. Det er et forhold mellom avrenning: nedbør. (P-verdier er gitt senere).
Jeg er intensiteten av nedbør i m / sek for varigheten minst lik "konsentrasjonstid".
Og A er område av avløpet i m 2 .
Konsentrasjonstid:
Det er tiden som regnvannet faller på det fjerneste punktet i dreneringsbassenget for å nå utslippsmålingspunktet. Den er gitt av formelen
t c = 0, 000324 L 0, 77 / S 0, 358
hvor t c er konsentrasjonstid i timer,
L er lengden på dreneringsbassenget i m målt langs elvkanalen opp til det lengste punktet på bassengets periferi.
S er gjennomsnittlig skråning av bassenget fra lengst punkt til utslippsmålingspunktet under vurdering.
Antagelser:
Den rasjonelle formelen er gitt på følgende forutsetninger:
(i) En toppstrøm blir produsert på et hvilket som helst dreneringsområde med en nedbørsintensitet som fortsetter i en periode som er lik tiden for konsentrasjon av strømmen ved det aktuelle punkt.
(ii) Toppstrømmen fra en hvilken som helst nedbørsintensitet oppnår maksimal verdi når nedbørens intensitet varer for tiden som er lik eller større enn konsentrasjonstiden.
(Hei) Maksimal toppstrøm som følge av langvarig nedbørintensitet som nevnt ovenfor, er dens enkle brøkdel.
(iv) Avløpskoeffisienten er den samme for alle stormer av varierende frekvenser på et gitt dreneringsområde.
(v) Frekvensen av toppstrøm er den samme som for nedbørens intensitet for et gitt dreneringsområde.
Mens du bestemmer toppstrømmen. Når nedbør fortsetter i så lang tid at alle deler av dreneringsområdet samtidig bidrar avløp til et utløp, oppnås toppstrøm. Tydeligvis må nedbøren fortsette til vann som faller på det lengste punktet også når utslippsmålet. Hvis nedbør forekommer med ensartet hastighet helt fra begynnelsen, vil konsentrasjonstiden være lik likeverdigheten når effektivt nedbør er lik direkte avstrømning.
Begrensninger av den rasjonelle metoden:
(i) Det er klart at etter hvert som omfanget av vanningsområdet øker, kan alle forutsetninger ikke oppfylles. Derfor, for store vanningsområder er bruken av rasjonell formel tvilsom.
(ii) For meget store og komplekse avløpsområder før vannet når utløp fra det lengste punktet hvis nedbørfallet opphører, er det ikke mulig at hele oppsamlingen bidrar til å dele avløpet til utløpet samtidig. I slike tilfeller er lagetiden for toppstrøm mindre enn konsentrasjonstiden. I de ovennevnte omstendighetene gir den rasjonelle formelen ikke maksimal toppstrøm.
Den rasjonelle formelen er åpenbart anvendelig for små og enkle dreneringsbassenger for hvilken konsentrasjonstid nesten er lik lagringstiden for toppstrømmen.
(iii) Det ses at rasjonell formel gir bedre resultater for asfalterte områder med dreneringer som har faste og stabile dimensjoner. Derfor er det populært brukt for byområder og små avganger bare når detaljert studie av problemet ikke er berettiget. (Oppsummeringsområdet passer best i størrelsesorden 50 til 100 ha). Siden flomoppføringer ikke er tilgjengelige for små områder, er denne metoden funnet praktisk.
(iv) Valget og valget av verdi av (P) avstrømningskoeffisienten er den mest subjektive tingen og krever god vurdering. Ellers er det sannsynlig å introdusere betydelig unøyaktighet.
Forfining av rasjonell metode:
Som en avgrensning er dreneringsbassenget iblant oppdelt i soner av konturer. Hver sone er valgt slik at konsentrasjonstiden for hver sone er den samme. Hver sone tilordnes deretter riktig verdi av (P) avstrømningskoeffisienten avhengig av ugjennomtrengelighet av området. Den totale utslipp er tatt som summering av utslipp fra ulike soner. Ved å bruke denne verdien av total utslipp kan gjennomsnittlig avløpskoeffisient for dreneringsbassenget utarbeides.
Arealene i det lille dreneringsområdet er 500 ha.
Ved å bruke rasjonell formel og utnytte følgende data, beregne toppflow:
Oppsamlingsområdet er under forskjellig arealbruk og verdien av 'P' for ulike kategorier er som følger:
Regnværet fortsatte i 5 timer og ga 30 cm nedbør i denne perioden. Det lengste punktet fra dreneringsutløpet er 10 km unna, og forskjellen på høyde mellom stedene er 100 m.
Q = PIA = 0, 5 X {0, 3 / (5X6X0X60)} X 500 X 10 4 = (0, 15 / 36) X 10 4 = 41, 6 cumec
4. Enhetshydrograph Metode:
I det siste kapittelet er det allerede nevnt at den største ordinaten av enhetens hydrograph multiplisert med den effektive nedbøren (i cm) som forekommer i enhetens varighet gir toppstrømmen. Til dette beløpet kan også basisstrømmen tilsettes for å få total toppstrøm. Metoden er fullstendig forklart og eksempler løst i siste kapittel for å gjøre prosedyren klar. I tilfelle ungauged bassenger kan Snyder's Snythetic unit hydrograph utvikles for å estimere toppstrømmen.
5. Frekvensanalyse:
Definisjon av frekvensanalyse:
Frekvensanalyse er en metode som involverer studie og analyse av tidligere data (historiske data) av hydrologiske hendelser for å forutsi fremtidige sannsynligheter (sjanser) av forekomst. Det er basert på antagelsen om at tidligere data er indikativ for fremtiden.
Frekvensanalyse er gjort for å estimere ulike ting som årlige avrenningsvariasjoner, frekvenser av flom, tørke, nedbør etc. Med andre ord er det primære målet med frekvensanalysen av hydrologiske data (å si flomhendelser) å bestemme gjenvinningsintervallet for hydrologiske hendelser av en gitt størrelse.
For slike analyser er såkalte sannsynlighetskurver blitt brukt. Gitt de observerte dataene (for eksempel maksimale utslipp for estimering av maksimal flom, gjennomsnittlig årlig utslipp for årlige variasjoner mv.) Er oppgaven å finne en teoretisk kurve hvis ordinatene vil falle sammen med de observere. God samtykke til en teoretisk kurve med empirisk en sikrer at ekstrapoleringen kan gjøres med rette.
Når strømoverskudd av tilstrekkelig lengde og pålitelighet er tilgjengelige, kan de gi tilfredsstillende estimater. Nøyaktigheten av estimatene reduseres med graden av ekstrapolering. Det vurderes av noen at ekstrapolering kun kan gjøres opp til doble perioden for hvilke data som er tilgjengelige. For eksempel, for å få en 100 års flom 50 år er rekord nødvendig. Imidlertid gjør mangel på registrerte data det obligatorisk å bruke kortsiktige data for å forutsi 1000 og 10 000 års flom også.
Frekvensanalyse er en metode som involverer statistisk analyse av registrerte data for å anslå flomstyrke av en spesifisert frekvens. Det krever derfor kunnskap om statistikk for å tydelig sette pris på metodene for frekvensanalyse.
