Topp 6 Metoder for Estimering av Flood Discharge

Denne artikkelen kaster lys over de seks øverste metodene for estimering av flomutladning. Metodene er: 1. Catchment-Run-Off Metode 2. Empiriske Formler 3. Rasjonal Metode 4. Tverrsnittsareal og Seng Slope 5. Tverrsnitt og Hastighet Tverrsnitt som Observert ved Bridge Site 6. Tilgjengelige Records.

Metode # 1. Catchment-Run-Off Metode:

Oppsamlingsområdet er kommandofeltet til en elv hvorfra elva får vannforsyning. Oppsamlingsområdet beregnes fra konturkartet, og flomutladningen beregnes fra "Run-off" -formelen.

Regnet er målt ved regnmålere i millimeter. Fra den daglige regnen av nedbør bestemmes årlig nedbør for en sone. Årlig nedbør varierer fra sted til sted, og derfor er det registrerte nedbør i en betydelig periode, sier femti år, veldig nyttig for å få det maksimale nedbør registrert i denne perioden.

Estimeringen av maksimal flomutladning skal baseres på dette maksimale registrerte nedbør. Tabell 3.1 gir regnskyllet i ulike deler av den indiske unionen i en periode på 15 år (1935-1949).

Avrenning er definert som andelen vann ut av det totale nedbør i avløpsområdet som går til vannbanen, kanalen eller elven. Det er unødvendig å nevne at hele mengden av nedbør ikke kommer til vannet, ettersom noen mengder er gjennomvåt i jorda for å danne grunnvannlaget, litt kvantum absorberes av vegetasjon, noe kvantum blir fordampet og resten bare strømmer til kanalen eller elven.

Hvordan regnvannet når kanalen eller elven fra avløpsområdet er vist i figur 3.1 og figur 3.2.

Oppsamlingsområdet for strømmen eller elven oppstrøms for broområdet er oppnådd ved å markere kantlinjen på konturkartet og måle området som er innhevet av denne høyderlinjen ved hjelp av en planmåler eller sporpapirdiagrammer.

Muligheten for intensivt nedbør faller samtidig over hele området av et stort opptak er mindre, og derfor kan en mindre prosentandel av avgang tas. En annen viktig faktor som bestemmer prosentandelen av avrenning er formen på avløpet.

Fig. 3.1 og Fig. 3.2 viser to typer avløp. I vanlig enkeltavløp er vannsiden lang og smal med en rekke korte bifloder som går i hovedstrømmen.

I et slikt oppvarmingsområde vil stormer av kortere varighet som forårsaker maksimal flomutslipp, ikke nå broområdet nesten samtidig, og som en slik avrømning i et slikt avløpsområde vil være mindre enn det som er i en vifteformet form av avløp.

I sistnevnte tilfelle er biflodene lengre og få i antall, og derfor vil deres avgang nå broområdet nesten samtidig og forårsake dermed konsentrasjon av strømning under stormer av kortere varighet. Selv om vannet, mengden, nedbørsmengdens varighet, etc. er de samme for begge typer avløp, vil avrømningen på broområdet være mer for vifteformet oppladning enn for vanlig enkeltopptak.

Prosentvis avgang varierer fra 20 prosent til 70 prosent avhengig av formen og naturen av vannet. Porøsitet av jord; det vil si om det er sandaktig, clayey eller steinete; grad av tidligere metning; område dekket av skog; nærvær av innsjøer, dammer, sumper, kunstig reservoar etc .; bestemme prosentvis avrennelse.

Derfor skal de ovennevnte faktorene være behørig tatt i betraktning ved estimeringen av flomutslipp fra vanningsområdet.

Som diskutert før avhenger avviket av følgende faktorer:

(i) Graden av porøsitet og grad av metning av jorda i vannet.

ii) Formen og hellingen til vannet.

(iii) Hinder for strømning som røtter av trær, busker etc.

(iv) vegetasjonsgrad

(v) Kultiveringstilstand.

(vi) Fordampningsgrad.

(vii) Intensitet av nedbør Avrenning er mer hvis samme mengde nedbør sier at 50 mm er innenfor en veldig kort periode, for eksempel to timer enn det er spredt for en lengre periode på, si 24 timer, i så fall er det i form av drizzling.

(viii) Samlet mengde nedbør i vannet.

Metode # 2. Empiriske formler :

Flomutladningen kan evalueres ved bruk av ulike empiriske formler som involverer område av avløpet og en viss koeffisient avhengig av plasseringen av avløpet.

i) Dicken er formel

Denne formelen (opprinnelig utarbeidet for Nord-India, men kan nå brukes i de fleste delstater i India med endringen av verdien av koeffisienten C) er gitt av:

Illustrativt eksempel 1:

Omfanget av et avløp er 800 sq.km. Området ligger i Vest-India innen 150 km. fra kysten. Beregn maksimal flomutladning ved å bruke de ulike empiriske formlene og sammenlign flomutladningene:

Denne formelen gjelder kun for Madras (Tamil Naidu) State og som sådan gir lav verdi som ikke vurderes

Sammenligning av flomutladninger utarbeidet av ulike empiriske formler:

Metode # 3. Rasjonal metode:

Hvis R er det totale nedbør i cm i en varighet på T timer, er den gjennomsnittlige intensiteten av nedbør, jeg i cm per time tatt over den totale varigheten av stormen, gitt av

I = R / T (3, 6)

For et lite tidsintervall, t, kan intensiteten av nedbør være mer som det fremgår av figur 3.3 siden gjennomsnittlig intensitet for et lite tidsintervall t er mer enn middelintensiteten for hele tidsperioden, T.

Forholdet mellom jeg og jeg kan bli vist som:

Der C er en konstant og kan tas som enhet for alle praktiske formål.

Hvis t = en time og tilsvarende er jeg tatt som jeg "og verdien av jeg er tatt fra ligning 3.6

Fra ligning 3, 9 kan jeg o (1 time nedbør) utarbeides dersom det totale regnet R og varigheten av den alvorligste stormen er kjent. Det anbefales å vurdere en rekke tunge stormer spredt over en lengre periode, og jeg kan beregnes for hvert tilfelle, og den maksimale verdien av U skal tas som en times nedbør i regionen for estimering av flomutladning.

Fra en oversikt over Meteorological Department, Govt. av india, gjengis verdiene av jeg for forskjellige steder i den indiske unionen i tabell 3.2:

Koncentrasjonstidspunktet er definert som tidspunktet for avløpet for å nå broområdet fra det lengste punktet av avløpet som kalles det kritiske punktet.

Siden konsentrasjonstidspunktet er avhengig av lengden, skråningen og grovheten i avløpet, etableres et forhold med disse faktorene som nedenfor:

Hvor T c = Konsentrasjonstid i timer.

H = Fall i nivå fra det kritiske punktet til bruksstedet i meter.

L = Avstand fra det kritiske punktet til broen i Km.

Verdiene av H og L finnes fra konturkartet av avløpsområdet.

Den kritiske intensiteten av nedbør, c, som tilsvarer konsentrasjonstiden, Tc, er avledet fra ligning 3.9, med tanke på I = I c som tilsvarer T = Tc .

Beregning av avgang:

En centimeter av nedbør over et område på en hektar gir en run-off på 100 cu. m per time. Derfor vil et nedbør på 1 cm pr. Time over et område på A hektar føre til en avrunding på 100 AI c cu. m per time.

Dersom tap som skyldes absorpsjon mv. Vurderes, blir avløpet gitt av:

Q = 100 PI C A cu.m per time

= 0, 028 PI C A cu.m / sek (3, 12)

Hvor P = Koeffisient avhengig av jordens porøsitet, vegetasjonsdekning, innledende tilstand av metning av jord etc.

Verdiene av P for ulike forhold i avløpsområdet er gitt i tabell 3.3:

I tillegg til koeffisienten P, innføres en annen koeffisient, f, i formelen for beregning av avløpet. Etter hvert som vannet blir større og større, er muligheten for å nå avgang til broområdet samtidig fra alle deler av avløpet mindre og mindre, og dermed reduseres verdien av f gradvis som vanningsområdet økes.

Tabell 3.4 gir verdien av f i ligning 3.13 avledet fra ligning 3.12 med innføring av koeffisienten, f, deri.

Q = 0, 028PfI c A cu.m / sek. (3.13)

Illustrativt eksempel 2:

Opplæringsområdet til en elv er 800 kvm. Km. og består av sandjord med tykt vegetasjonsdekke. Lengden på vannet er 30 Km. og de reduserte nivåene av det kritiske punktet og broområdet er henholdsvis 200 m og 50 m.

Finn ut toppen storm utslipp av den rasjonelle metoden antar at nedbør på 5 timer er 20 cm. Hva vil være topputslipp hvis vanningsområdet er av leirejord som er lett dekket eller av bratt, men skogkledd stein?

Maksimal toppløp, fra ligning 3.13

Q = 0, 028 Pfl c A cu.m / sek

I det foreliggende tilfelle for vanningsområdet bestående av sandjord med tykk vegetasjon,

A = 800 sq.km = 80.000 hektar; P fra tabell 3.3 = 0, 10; f fra tabell 3.4 = 0.60; Jeg c = 2, 98 cm / time

. . . Q = 0, 028 PfI c A = 0, 028 x 0, 10 x 0, 60 x 2, 98 x 80 000 = 400 cum / sek.

Når avløpsområdet er av lerjord, som er lett dekket, P fra tabell 3.3 = 0.50, gjenstår verdier av A, f og I c som tidligere.

. . . Q = 0, 028 PfI c A = 0, 028 x 0, 50 x 0, 60 x 2, 98 x 80 000 = 2003 cum / sek.

I tilfelle avløpsområde med bratt, men skogkledd berg, P fra tabell 3.3 = 0.80

. . . Q = 0, 028 PfI c A = 0, 028 x 0, 80 x 0, 60 x 2, 98 x 80 000 = 3204 cum / sek.

Det kan derfor bemerkes fra det illustrerende eksempel at toppavløpet er meget avhengig av oppsamlingens natur, andre faktorer forblir de samme og varierer fra 400 cum / sek til 3204 cum / sek når graden av porøsitet og Opptaket av vannet er svært høyt eller svært lavt.

Den rasjonelle metoden er derfor veldig realistisk og vurderer alle relevante faktorer som regulerer maksimal avgang. De empiriske formlene anser ikke disse faktorene med unntak av noen justering i verdien av koeffisienten C, og er derfor ikke veldig realistiske.

Metode nr. 4. Tverrsnittsareal og sengepunkt :

Ved denne metoden beregnes utslippet ut fra Mannings formel,

Hvor A = tverrsnittet av strømmen målt fra HFL

n = rugositeten koeffektiv.

R = den hydrauliske middeldybden og lik forholdet mellom tverrsnittsareal, til fuktig omkrets, P

S = sengenes bunnlinje målt over en rimelig lang avstand.

I en strøm som har ikke-eroderbare banker og seng, forblir formen og størrelsen på tverrsnittet praktisk talt det samme under en flom som ved normale tider, og derfor kan det normale tverrsnitt og omkretsen benyttes ved beregning av utladningen .

Men i en strøm som strømmer gjennom alluvium-regionen, kan tverrsnittsarealet og omkretsen endres under høyeste flom på grunn av skuringen av bankene og sengen og som sådan ved estimering av maksimal flomutladning, må dybden av skure fastslås først og verdiene av tverrsnittsarealet og omkretsen kan da beregnes ved å ta nivåer av sengen med visse intervaller.

Verdien av rugosity-koeffektiviteten avhenger av sengens natur og strømmen av strømmen, og det er nødvendig med riktig omhu for å velge riktig verdi av denne koeffektiviteten for å få riktig utladning. Noen verdier av kokeffektiviteten for rugositet, n, er gitt i tabellen under for ulike typer overflateforhold.

Illustrativt eksempel 3:

En elv har sengetrinnene ved høyeste flom med bestemte intervaller som vist i figur 3.4. RL av de laveste sengene ved 500 m oppstrøms og 500 nedstrøms er henholdsvis 107, 42 m og 105 jO m. Beregn maksimal flomutslipp hvis elven har ganske rene, rette bredder, men har noen ugress og steiner.

Løsning:

Tverrsnitt A ved HFL kan bli funnet ut ved å dele området i strimler som BPC, PCDO, ODEN etc .:

Den fuktige omkretsen P ved HFL er sengelinjen BCDEFGHI som er summasjonen av lengden av linjen BC, CD, DE osv. Denne lengden kan bli utarbeidet som nedenfor (se figur 3.5):

Senghelling, S, er nivåforskjellen på den laveste sengen ved 500 m oppstrøms og 500 m nedstrøms dividert med avstanden.

Metode nr. 5. Tverrsnitt og hastighet som observert ved Bridge Site :

Tverrsnittet måles ved å ta en rekke nivåer av elven ved HFL med bestemte intervaller. Hastigheten i dette tilfellet bestemmes på stedet ved direkte måling av hastigheten i stedet for teoretisk beregning fra sengenes skråning etc.

For å måle hastigheten direkte, er elven delt inn i få seksjoner breddevis, og hastigheten for hver seksjon bestemmes av overflateflaten plassert i midten av hver seksjon.

Tiden som flyten tar for å dekke en fast avstand, blir notert av et stoppur, og avstanden som flyttes av den tid som er tatt, er overflatehastigheten til strømmen. Slike overflatehastighet skal bestemmes for hver seksjon, og gjennomsnittlig vektvekt er oppnådd med det formål å estimere flomutladning.

Hastigheten er minst i nærheten av sengen og bankene og betyr ved midtlinjen av strømmen ved et punkt 0, 3 d under overflaten hvor d er vanndybden (se figur 3.6). Hvis V er hastigheten ved overflaten, er V b hastigheten nederst og V m er gjennomsnittshastigheten, da kan forholdet deres etableres i følgende ligning,

V m = 0, 7 V s = 1, 3 V b (3, 15)

Etter bestemmelsen av strømhastigheten til strømmen oppnås flomutladningen ved;

Q = AV m (3, 16)

Metode nr. 6. Tilgjengelige poster :

I enkelte tilfeller kan det være mulig å få maksimal flomutladning målt på vær eller sperre. Denne verdien kan sammenlignes med teoretisk utarbeidet verdi og en endelig verdi kan velges. Flomutladningen som oppnås på denne måten, selv om den er veldig realistisk, lider av en ulempe, dvs. Tallet på posten, siden rørene eller barragene er for det meste av nyere konstruksjon.

Flomutladningen skal fortrinnsvis være maksimalt 100 års registrert verdi for viktige broer og 50 års registrert verdi for mindre viktige broer. Begrepene "100 års verdi" og "50 års verdi" er definert som øyeblikkelig topputladning som forekommer "i gjennomsnitt" en gang på 100 år eller en gang på 50 år.

Uttrykket "i gjennomsnitt" betyr alle topputladninger som observert over en periode på 100 år eller 50 år etter hvert som tilfellet er, og gjennomsnittet av toppene er tatt.