Porovnanie hydrodynamickch modelov HECRAS a MIKE 11 v

Porovnanie hydrodynamických modelov HEC–RAS a MIKE 11 v povodí Olše vedúci práce: RNDr. Unucka Jan Ph. D. Bc. Podhorányi Michal 5. 4. 2008 Diplomová práca

Ciele diplomovej práce l Hlavný cieľ – Porovnanie hydrodynamických modelov HEC-RAS a MIKE 11 v povodí rieky Olše (moduly, extenzie) l Vedľajšie ciele – Oboznámenie sa s povodím Olše, hydrodynamickým modelovaním (postup), analýza metodík použitých v HD modeloch. . .

Postup práce l l l 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 Olše l Vymedzenie územia l 99 km (16 km PL) dlhá rieka , ktorá pramení neďaleko dediny Istebna (PL) l Plocha povodia: 1118 km 2 (479 km 2 PL) l Vlieva sa do Odry pri Bohumíne

Fyzicko-geografická charakteristika l Geológia, geomorfológia l Klimatologická charakteristika l Teplotná charakteristika l Zrážková charakteristika l Veterné pomery l Pôdne pomery l Biotické pomery

HEC-RAS Americká armáda, voľne dostupný, verzia 3. 1. 3 l Hydrologic Engineering Centers River Analysis System l Nová generácia SW (HEC – HMS, FDA) l Slúži k hydraulickým výpočtom ustáleného a neustáleného prúdenia v prírodných i technicky upravených otvorených korytách l

HEC-RAS Obrázok úvodného okna programu HEC-RAS

MIKE 11 l DHI software (Dánsko), voľne dostupný ale s určitými obmedzeniami, verzia 2005 l Komplexný jednorozmerný matematický model pre simuláciu, prúdenie, kvalitu vody a pohybu splavenín v otvorených korytách l Protipovodňová ochrana, vývoj kvality vody

MIKE 11 Obrázok – Okno Mike 11 Horný pohľad na sútok riek Olše a Stonávky (uzlové body)

Vstupné dáta l Hlavnými vstupmi budú hydrologické dáta o prietokoch, ktoré sú voľne dostupné-V. Ú. V. (o. i. DMÚ 25, hydrometeorologické dáta - ČHMÚ ) l V prvej fáze sa budú využívať dáta o Nročnejvode (vodomerné stanice) Tabuľka N-ročné prietoky [m 3 s-1]

Hydrodynamické modelovanie l Oboznámenie s územím l Vstupné dáta l Vytváranie hydrodynamických modelov l Prvý HEC-RAS

Preprocessing - príprava dát v Arc. View 3. 2 (extenzia HEC - Geo. RAS) -podklad (TIN povodia Olše a Stonávky) -vektorová vrstva brehových línii -vektorová vrstva centrálnej línie Obr. 1

Preprocessing Vektorizácia: -Centrálna línia (river. ID, reach ID) -Brehové línie -Línie tokov (Left, Channel, Right) -Priečny profil

Preprocessing -import do HECRAS -výsledok súbor s nadefinovanými profilmi - vznik HM Obr. Priečne profily

Preprocessing Priečny profil (Olša) Súbor s profilmy (Hec. RAS) -úprava brehov -Manningov koeficient (drsnostný koeficient) Priečny profil (Stonávka)

Dopĺňanie údajov - Steady flow data N – ročné vody

Hydrodynamický model Priečny profil (Stonávka) 3 -D Zobrazenie koryta Pozdĺžny profil

Hydrodynamický model Obr. Merná krivka Obr. Graf rýchlostí

MIKE 11 l Postup prípravy dát je obdobný ako u HEC-RAS l Vstupom pre tvorbu HM sú 4 súbory l NWK 11, XNS 11, BND 11, HD 11 l Riečna sieť, priečne profily, okrajové podmienky, hydrodynamické parametre (priečne profily poskytnuté Povodím Odry, š. p. )

MIKE 11 -Ešte pred spustením modelu treba zadať údaj o n- ročnej vode (nevýhoda dá sa to iba po jednom) - Prebehne a zobrazenie modelu v programe Mike. View HM Mike 11

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

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

Hydrodynamické modelovanie l Mám pripravené oba modely l HEC-RAS, MIKE 11 l Postprocessing l Vyzualizácia výsledkov

Postprocessing – MIKE 11 l Tvorba máp (inudation maps) - Mapy rozlivov l Program MIKE 11 Gis - Vstup je DEM – výškový model povodia - Nastavenie parametrov a zadanie výsledkových súborov z HD modelovania

Postprocessing – MIKE 11 - Vygenerujú sa mi Q – H points – body prietokov a výšky hladín Q – H points

Postprocessing – MIKE 11 -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-RAS l Tvorba máp inudácií l Arc. View 3. 2 l Post. RAS l TIN - podklad Menu Post. RAS

Postprocessing – HEC-RAS 50 – ročná voda – Stonávka zoom

HEC-RAS / MIKE 11 l Porovnanie l Odlišnosti l Zistené závery – minimálne odlišnosti až na úrovni modelovania l HEC-RAS ostane najpoužívanejší

Použité 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. ht 4. )www. dhigroup. com/Software/Water. Resources/MIKE 11. asp

Ďakujem za pozornosť