Program KALKULÁTOR POLOHY HPV



Podobné dokumenty
Vliv regulovaného snížení hloubky drénů na drenážní odtoky a vodní režim

Manuál pro použití drenážního kalkulátoru Vyšlo v rámci publikace Úpravy vodního režimu půd odvodněním. Uživatelský výstup projektu 2B06022

Sypaná hráz výpočet ustáleného proudění

ZAJIŠTĚNÍ HARMONIZACE KRAJINOTVORNÉ, HYDROLOGICKÉ A PRODUKČNÍ FUNKCE AGRÁRNÍCH VALŮ A TERAS PRO DIVERZIFIKACI AKTIVIT NA VENKOVĚ

ZAJIŠTĚNÍ HARMONIZACE KRAJINOTVORNÉ, HYDROLOGICKÉ A PRODUKČNÍ FUNKCE AGRÁRNÍCH VALŮ A TERAS PRO DIVERZIFIKACI AKTIVIT NA VENKOVĚ

Proudění podzemní vody

Fakulta životního prostředí Katedra biotechnických úprav krajiny

KONSOLIDACE ZEMIN. Pod pojmem konsolidace se rozumí deformace zeminy v čase pod účinkem vnějšího zatížení.

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1


Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Násep vývoj sedání v čase (konsolidace) Program: MKP Konsolidace

Výpočet konsolidace pod silničním náspem

Cvičení 7 (Matematická teorie pružnosti)

Vodní režim půd a jeho vliv na extrémní hydrologické jevy v měřítku malého povodí. Miroslav Tesař, Miloslav Šír, Václav Eliáš

Simulace proudění vody nenasyceným půdním prostředím - Hydrus 1D

Vzpěr jednoduchého rámu, diferenciální operátory. Lenka Dohnalová

141 HYA (Hydraulika)

102FYZB-Termomechanika

krajiny povodí Autoři:

Nalezněte obecné řešení diferenciální rovnice (pomocí separace proměnných) a řešení Cauchyho úlohy: =, 0 = 1 = 1. ln = +,

Základy hydrauliky vodních toků

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

(režimy proudění, průběh hladin) Proudění s volnou hladinou II

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE Fakulta životního prostředí Katedra biotechnických úprav krajiny

TÉMATICKÉ OKRUHY. ke státním závěrečným zkouškám v navazujícím magisterském studijním programu Krajinné inženýrství studijním oboru

Soubor specializovaných map povodí Teplého potoka pro simulaci odtokového procesu v suchém období

HYDRAULICKÉ JEVY NA JEZECH

PUDIS a.s., Nad Vodovodem 2/3258, Praha 10 tel.: , fax: ,

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

TÉMATICKÉ OKRUHY. ke státním závěrečným zkouškám v navazujícím magisterském studijním programu Krajinné inženýrství studijním oboru VODA V KRAJINĚ

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

5. Cvičení. Napětí v základové půdě

Hodnocení historického vývoje krajiny pomocí leteckých snímků

Zadavatel: Zhotovitel: Odpovědný řešitel: Zpracoval: Datum zpracování: Číslo zakázky: P

Smyková pevnost zemin

Financování protipovodňových opatření z národních zdrojů od roku 2007

MAPY POVODŇOVÉHO NEBEZPEČÍ, DOKUMENTACE OBLASTÍ S VÝZNAMNÝM

ZAJIŠTĚNÍ HARMONIZACE KRAJINOTVORNÉ, HYDROLOGICKÉ A PRODUKČNÍ FUNKCE AGRÁRNÍCH VALŮ A TERAS PRO DIVERZIFIKACI AKTIVIT NA VENKOVĚ

Rozvoj tepla v betonových konstrukcích

Fakulta životního prostředí

Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického vývoje krajiny

1 Úvod. Poklesová kotlina - prostorová úloha

Sypaná hráz výpočet neustáleného proudění

Hydraulika a hydrologie

Režim teploty a vlhkosti půdy na lokalitě Ratíškovice. Tomáš Litschmann 1, Jaroslav Rožnovský 2, Mojmír Kohut 2

RETC UNSODA ROSETTA. Určování hydraulických charakteristik. 2. cvičení

IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE AKCE...

Příloha P.9.5 POSOUZENÍ INVESTIČNÍHO ZÁMĚRU BYTY BERANKA I POSOUZENÍ POVODÍ A KAPACITY JIRENSKÉHO POTOKA V KATASTRÁLNÍM ÚZEMÍ HORNÍ POČERNICE

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

VYUŽITÍ SYSTÉMU EXPERT PRO ZPRACOVÁNÍ A INTERPRETACI HYDROGEOLOGICKÝCH DAT. RNDr.František Pastuszek VODNÍ ZDROJE, a.s.

4+5. Cvičení. Voda v zeminách Napětí v základové půdě

MĚŘENÍ MOMENTU SETRVAČNOSTI Z DOBY KYVU

Diferenciální rovnice

2 Odvození pomocí rovnováhy sil

METODIKA NÁVRHU A REALIZACE INFILTRAČNÍCH A ZÁCHYTNÝCH OPATŘENÍ V RÁMCI OBNOVY HYDROLOGICKÝCH POMĚRŮ A ZPŮSOBŮ HOSPODAŘENÍ V KRAJINĚ

PROTIPOVODŇOVÁ OPATŘENÍ V POVODÍ VILÉMOVSKÉHO POTOKA / SEBNITZ STUDIE PROVEDITELNOSTI. Krajský úřad Ústeckého kraje ÚSTÍ NAD LABEM

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 9

Proudění s volnou hladinou (tj. v otevřených korytech)

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Výpočet svislé únosnosti a sedání pilot vyšetřovaných na základě zkoušek CPT

Měření prostupu tepla

Suchá období jako potenciální ohrožení lužních ekosystémů

HYDRAULICKÉ PARAMETRY ZVODNĚNÝCH SYSTÉMŮ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ

STABILITA SVAHŮ staveb. inženýr optimální návrh sklonu

REGENEROVAT, NOVÝ VRT? Podle čeho se rozhodovat? Lze rozhodnutí objektivizovat? RNDr. František Pastuszek Mgr. Ivo Černý

Měřící žlaby FR Technické podmínky

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Inverzní Laplaceova transformace

OPTIMALIZACE PROVOZU OTOPNÉ SOUSTAVY BUDOVY PRO VZDĚLÁVÁNÍ PO JEJÍ REKONSTRUKCI

Vliv kapilární vodivosti na tepelně technické vlastnosti stavební konstrukce

8.3). S ohledem na jednoduchost a názornost je výhodné seznámit se s touto Základní pojmy a vztahy. Definice

Historická analýza vývoje vodních prvků v krajině na příkladu havarijní zóny JE Temelín

4 Opěrné zdi. 4.1 Druhy opěrných zdí. 4.2 Navrhování gravitačních opěrných zdí. Opěrné zd i

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017 Studijní program: Fyzika Studijní obory: FFUM

Diferenciální rovnice 1

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

STANOVENÍ NÁVRHOVÝCH PARAMETRŮ DRENÁŽE HYDRAULICKÝM VÝPOČTEM

Holistický přístup k povrchovým a podzemním vodám

Nyní využijeme slovník Laplaceovy transformace pro derivaci a přímé hodnoty a dostaneme běžnou algebraickou rovnici. ! 2 "

Kopané, hloubené stavby

Skládání různoběžných kmitů. Skládání kolmých kmitů. 1) harmonické kmity stejné frekvence :

Analytická geometrie. c ÚM FSI VUT v Brně

TERMIKA II. Stacionární vedení s dokonalou i nedokonalou izolací; Obecná rovnice vedení tepla; Přestup a prostup tepla;

(1 + v ) (5 bodů) Pozor! Je nutné si uvědomit, že v a f mají opačný směr! Síla působí proti pohybu.

EKOLOGIE LESA Pracovní sešit do cvičení č. 7:

CVIČENÍ 1 - část 2: MOLLIÉRŮV DIAGRAM A ZMĚNY STAVU VLHKÉHO VZDUCHU

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

Matematika 1 MA1. 1 Analytická geometrie v prostoru - základní pojmy. 4 Vzdálenosti. 12. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 32

Téma 12, modely podloží

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE

Software pro modelování chování systému tlakové kanalizační sítě Popis metodiky a ukázka aplikace

Soubor map: Mapy zonace ochrany přírody v CHKO v horských oblastech ČR Vacek S., Vacek Z., Ulbrichová I., Hynek V.

Modelování ustáleného a neustáleného proudění v okolí plynových sond. Mgr. Hana Baarová

Transkript:

Program KALKULÁTOR POLOHY HPV Výpočet úrovně hladiny podzemní vody Dokumentace Teoretický základ problematiky Pokyny pro uživatele Jakub Štibinger, Pavel Kovář, František Křovák Praha, 2011

Tato dokumentace včetně programového vybavení byla zhotovena v rámci grantového projektu pro MZe ČR s názvem: Metodika návrhu a realizace infiltračních a záchytných opatření v rámci obnovy hydrologických poměrů a způsobů hospodaření v krajině pod číslem QH 92086. Koordinátor: prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc. Řešitelé: prof. Ing. Pavel Kovář, DrSc., doc. Ing. Jakub Štibinger, CSc., Ing. Jitka Pešková Česká zemědělská univerzita v Praze Fakulta životního prostředí katedra biotechnických úprav krajiny

Obsah 1 ÚVOD... 4 2 TEORETICKÝ ZÁKLAD... 4 3 LITERATURA... 7 3

1 Úvod Cílem tohoto programového vybavení je odhadovat možnosti ovlivnění a míru ochrany vodního režimu pomocí vhodné regulace hladiny vody v kanálech, korytech a tocích. Má sloužit inženýrské vodohospodářské praxi, projekci a provozu technických a biotechnických opatření pro úpravy vodního režimu v krajině. 2 Teoretický základ Bylo prokázáno (Prax, Hybler, Štibinger a Kloupar 2011), že regulací úrovně volné hladiny vody v kanále (korytě, potoku) pomocí pohyblivých stavítek je možné do určité míry ovlivňovat vodní režim. Zvýšením (resp. snížením) úrovně volné hladiny vody v kanále bude docházet ke zvyšování (resp. snižování) hladiny podzemní vody v jeho blízkém okolí. Může tak být vyvolán závlahový proces (při zvyšování volné hladiny vody v kanále) anebo drenážní proces (při snižování volné hladiny) a to podle daných potřeb vyplývajících z hydrologických poměrů (Kovář, Štibinger 2010). Momentální vzestup (resp. pokles) volné hladiny vody v otevřeném kanále z původní konstantní hodnoty H 0 (M) na nově zvolenou, opět konstantní hodnotu H 1 (M), je možné uvažovat jako náhlé zvýšení (resp. snížení) volné hladiny - jako náhlý skok volné hladiny. Symbol M zde představuje délkovou jednotku. Jedná se zde o typickou problematiku rovinného neustáleného nasyceného proudění v pórovitém prostředí za předpokladu existence přibližně vodorovné, velmi málo propustné vrstvy, situované v určité vzdálenosti pod povrchem terénu. V okolí kanálu budeme považovat neustálené nasycené proudění v pórovitém prostředí zeminy za rovinné, které probíhá ve svislé rovině kolmé na svislou rovinu, jenž tvoří rozhraní mezi zeminou a volnou hladinou vody v kanálu (viz obr. 1). 4

y povrch E R H 1 H 0 h(x,t) H (H 1 +H 0 )/2 K, P d x x = Nepropustná vrstva Obr. 1: Schéma neustáleného nasyceného proudění v pórovitém prostředí zeminy tabelárních hodnot erf(y) funkce pro argument y. Předpokládá se, že pórovité prostředí zeminy je homogenní izotropní, charakterizované jedinou hodnotou hydraulické nasycené vodivostí K (L/T) a efektivní drenážní pórovitosti Pd (-). Symbol T zde představuje časovou jednotku. Pro matematicko-fyzikální popis problematiky rovinného neustáleného nasyceného proudění v pórovitém prostředí byla vybrána linearizovaná Boussinesquova rovnice (Boussinesq 1904, Ritzema 2004, Štibinger 2011) ve tvaru (1) kde parametr D (M 2 /T) je konstantní a platí. Označení H (M) zde reprezentuje průměrnou mocnost zvodnělé vrstvy, pro kterou platí. Hledaná funkce h(x,t) (M) představuje úroveň hladiny podzemní vody nad přibližně vodorovnou, velmi málo propustnou vrstvou v libovolném čase t (T) ve zvolené vzdálenosti x (M) od kanálu. Přitom osa x je totožná s přibližně vodorovnou, velmi málo propustnou vrstvou (viz obr. 1). H 0 (M), resp. H 1 (M), je původní konstantní hodnota H 0 (M), resp. nově zvolená, opět konstantní hodnota H 1 (M), nad přibližně vodorovnou, velmi málo propustnou vrstvou (viz obr. 1). 5

Cílem analytického řešení rovnice (1) je nalézt hodnotu funkce h(x,t) (M) pro následující počáteční a okrajové podmínky Počáteční podmínka je: h(x,0) = H 0 pro x > 0, t = 0 (2) Okrajová podmínka je: h(0,t) = H 1 pro x = 0, t > 0 (3) Budeme předpokládat, že nebude docházet k žádné dotaci hladiny podzemní vody a rychlost proudění nad hladinou podzemní vody je nulová. Parciální diferenciální rovnici (1) převedeme substitucí na obyčejnou diferenciální rovnici typu (4) z rovnice (1) pak dostaneme (5) Řešením vztahu (5) je výraz h(ζ) = c 2 + c 1 erf(ζ), kde funkce erf je definována vztahem: Dosazením za ζ z rovnice (4) dostaneme řešení rovnice (1) ve tvaru (6) (7) Protože, vyplývá z počáteční podmínky (2) H 0 = c 2 + c 1 a z okrajové podmínky (2) H 1 = c 2. Z těchto dvou rovností určíme konstanty c 1 a c 2 ve vztahu (7). Výsledným řešením pak bude hledaná funkce h(x,t) (8) 6

LITERATURA 3 Literatura Boussinesq J. 1904. Recherches théoretiques sur l écoulement des nappes d eau infiltrées dans le sol et sur le débit des sources. Journal de mathématiques pures et appliquéss, no.10, part 5, pp. 5-78, (ve francouzštině), Francie. Kovář P., Štibinger J. a kol. 2010. Vyhodnocení stávajících a nově navrhovaných opatření pro úpravu vodního režimu. Číslo grantu: Číslo grantu: QH 92 086/2009. Výroční zpráva za r. 2010. Vydavatel: ČZU Praha, FŽP, KBÚK, ČR. Prax A., Hybler V., Štibinger J. a Kloupar M. 2011. Effect of natural cut-off meanders and revitalization channels on the moisture regime of a floodplain forest. Ekológia (Bratislava), Vol.30. No. 3.2011, str.334 318, Bratislava, Slovensko. Ritzema H. P. et al. 2004. Drainage Principles and Applications. ILRI Publ. 16, Wageningen, The Netherlands. Štibinger 2011. Hydraulic functions of subsurface pipe drainage system on agriculture and drainage experimental field in Mahstul Pilot Area (Nile Delta, Egypt). Agricultura Tropica et Subtropica 44/2011 no.2., str. 103 112, Vydává: CULS Prague, Institute of Tropics and Subtropics, ISSN 0231 5742, ISSN 1801 0571 (on-line), Prague, Czech Republic. 7