UNIVERZITA KARLOVA Přírodovědecká fakulta Hydrometrie Hodnocení variability odtokového režimu pomocí základních grafických a statistických metod (cvičení z hydrologie) 12.4.26 Pavel Břichnáč 1.ročník. BGeKa
1. Hodnocení variability odtoku pomocí čar překročení průměrných denních průtoků: Čáry překročení jsou zkonstruovány pro roky 1932 a pro 198. 44 Čáry překročení, rok 1932 průměrný denní průtok 3-1 [m s ] 33 22 11 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 dny Čáry překročení, rok 198 44 průměrný denní průtok 3-1 [m s ] 33 22 11 3 6 9 12 15 18 21 24 27 3 33 36 dny Graf 1 a 2: Čáry překročení pro roky 1932 a 198.
M-denní průtok pro rok 1932 3 1 hodnota Q m průtok Q m [m s ] Q 3 5,5 Q 6 3,75 Q 9 2,87 Q 12 2,4 Q 15 2,4 Q 18 1,98 Q 21 1,74 Q 24 1,74 Q 27 1,48 Q 3 1,12 Q 33 1,2 Q 36,87 Výpočet decilové odchylky: M-denní průtok pro rok 198 hodnota Q m průtok Q m [m s ] 3 1 Q 3 9,5 Q 6 7,75 Q 9 6,78 Q 12 5,57 Q 15 4,65 Q 18 4,19 Q 21 3,34 Q 24 2,84 Q 27 2,35 Q 3 2,18 Q 33 1,85 Q 36 1,76 Tab 1 a 2: M-denní průtoky pro roky 1932 a 198. ( Q Q ) + ( Q Q ) + + ( Q Q ) Q Q D = = 1 1 Q3 Q33 5,5 1,2 3 1 D1932 = =, 4 m s 1 1 Q3 Q33 9, 5 1,85 3 1 D198 = =,72 m s 1 1 3 6 6 9 3 33 3 33 3 1 [m s ] Podle charakteristik M-denních průtoků a čar překročení je jasné, že rok 1932 byl méně vodný. Každý hodnocený M-denní průtok byl u roku 1932 nižší než u roku 198. Čára překročení je u maximálních průtoků v roce 198 strmější než u roku 1932. Decilová odchylka hodnotí míru variability, která pro rok 198 vyšla větší.
2. Hodnocení rozložení měsíčních průtoků (Q m ) v průběhu roku a zhodnocení rozkolísanosti průměrných měsíčních průtoků Měsíc Průměr Q m Podíl [%] Listopad 2,46 7,6 3,42 1,6 4,51 14, 2,34 6,8 1,5 4,7 2,78 8,3 6,87 21,3 3,34 1, 2,3 6,3 1,18 3,7 1,2 3,1 1,14 3,5 Tab 3: Hodnoty Q m pro rok 1932. Měsíc Průměr Q m Podíl [%] Listopad 2,79 4,9 6,63 11,6 3,22 5,6 4,53 7,4 2,58 4,5 5,75 9,7 8,15 14,2 5,95 1, 1,35 18,1 3,68 6,4 2,28 3,8 2,16 3,8 Tab 4: Hodnoty Q m pro rok 198. Průměrné měsíční průtoky, rok 1932 průměrný měsíční průtok [m 3 /s] 6 3 Listopad měsíce Graf 2: Hydrogram pro rok 1932. Průměrné měsíční průtoky, rok 198 průměrný měsíční průtok [m 3 /s] 12 8 4 Listopad měsíce Graf 3: Hydrogram pro rok 198.
Rozložení odtoku během roku [%], rok 1932 3,1 3,5 Listopad 7,6 3,7 1,6 6,3 1, 14, 6,8 21,3 4,7 8,3 Graf 4: Rozložení odtoku, rok 1932 Rozložení odtoku během roku [%], rok 198 18,1 6,4 1, 3,8 3,8 Listopad 4,9 11,6 5,6 7,4 4,5 9,7 14,2 Graf 5: Rozložení odtoku, rok 198.
Rozložení odtoku podle roč. období, rok 1932 Rozložení odtoku podle roč. období, rok 198 33% 35% 22% 29% Jaro Léto Podzim Zima 14% Jaro Léto Podzim Zima 11% 21% 35% Graf 6: Rozložení odtoku podle ročních období, rok 1932. Graf 7: Rozložení odtoku podle ročních období, rok 198. Koeficient K r : π 8,3 Kr =, kde π je podíl v jednotlivých měsících. 8,3 45,2 K r1932 = 5, 47, hodnota koeficientu K r je blíže nule, proto hodnotím odtok spíše jako 8, 25 vyrovnaný, než naopak. 43,7 K r198 = 5,3, změna oproti roku 1932 je jen nepatrná, odtok je vyrovnaný. 8, 25 Variační koeficient m : ( Qm Qa) n m = Qa a n je počet členů řady. 2, kde Q m je průměrný měsíční průtok, Q a je průměrný dlouhodobý průtok 36,51 1, 74 12 m1932 = =,51 3,39 3,39 98,82 2,87 12 m198 = =,85 3,39 3,39 Variační koeficient pro rok 198 vyšel vyšší, tzn. vyšší míru variability naměřených dat. V obou vybraných hydrologických letech je odtok mírně nevyrovnaný z hlediska hodnocení odtoku v rámci jednotlivých ročních obdobích. Rozložení odtoku bylo v roce 1932 realizováno nejvíce na jaře a v zimě (35 % a 33 %), podzim a zima jen 11% a 21 %. V roce 198 byla situace z hlediska velikosti obdobná, odtok se však realizoval v jiných obdobích, jak je ostatně vidět z grafů 6 a 7.
3. Hodnocení odtokového režimu z pohledu Q r průměrný roční průtok [m 3 /s] 6 4 2 1931 1933 Pravděpodobnost překročení: Průměrné roční průtoky, roky 1931-1968 1935 1937 1939 1949 1951 1953 1955 1957 hydrologický rok Graf 8: Průměrné roční průtoky za léta 1931-194, 1948-1968. 1959 1961 1963 1965 1967 m,3 PQ ( r ) = 1%, kde m je pořadí Q r uspořádaných sestupně a n je počet členů řady Q r. n +, 4 Hydrologický rok P(Q r) Hodnocení 1931 31,91 V 1932 68,9 S 1933 77,96 S 1934 87,83 S 1935 18,75 V 1936 38,49 V 1937 41,78 P 1938 45,7 P 1939 2,3 MV 194 97,7 MS 1949 51,64 P 195 81,25 S 1951 71,38 S 1952 61,51 S 1953 54,93 P Hydrologický rok P(Q r) Hodnocení 1954 48,36 P 1955 15,46 V 1956 35,2 V 1957 25,33 V 1958 12,17 V 1959 64,8 S 196 84,54 S 1961 74,67 S 1962 58,22 P 1963 94,41 MS 1964 91,12 MS 1965 8,88 MV 1966 5,59 MV 1967 28,62 V 1968 22,4 V Tab 5 a 6: Pravděpodobnost překročení a slovní hodnocení pro jednotlivé roky. Hydrogram na grafu 8 ukazuje, jaký byl průměrný průtok za jednotlivá léta. Jsou patrné roky s vyšším průměrným ročním průtokem (roky 1939, 1965 a 1966) a naopak roky s nízkým průměrným průtokem rok 194, 1963, 1964 a 1934. Ostatní roky leží mezi těmito extrémy a jsou z hlediska slovního hodnocení vodné (V), průměrně vodné (P) či málo vodné (MV).