Analysis of the possibility of using the distributed two-dimensional model Flo-2D for hydrological modeling
Analiza možnosti uporabe distribuiranega dvodimenzijskega modela Flo-2D za hidrološko modeliranje
- Avtorji: Simona Pestotnik, Tomaž Hojnik, Mojca Šraj
- Citat: Acta hydrotechnica, vol. 25, no. 43, pp. 85-103, 2012.
- Povzetek: V članku je predstavljen hidrološki model Glinščice, izdelan s programom Flo-2D. Cilj raziskave je bila analiza uporabe dvodimenzijskega matematičnega modela Flo-2D za hidrološko modeliranje v primerjavi z enodimenzijskim modelom HEC-HMS. Flo-2D je komercialen, fizikalno zasnovan model z distribuiranimi parametri. Osnovni namen programa je račun rečne hidravlike. Odtok s porečja računa ob upoštevanju topografije oz. digitalnega modela višin (DMV), količine in jakosti padavin ter rabe in vrste tal. Na drugi strani pa je HEC-HMS prosto dosegljiv program, s katerim na podlagi podatkov o padavinah, maksimalnih pretokih in nekaterih lastnostih porečja, enostavno izdelamo dovolj natančen model površinskega odtoka. V obeh modelih so bile padavinske izgube izračunane po isti metodi, SCS CN (angl. Soil Conservation Service Curve Number method). Model Flo-2D je bil umerjen s spreminjanjem velikosti računske celice, koeficientov hrapavosti in različnih nastavitev koeficienta CN za izračun izgub. Podana je tudi primerjava hidrogramov odtoka za 10- in 100-letne nevihte s trajanjem 2, 12 in 24 ur. Izračunani volumni odtoka se dobro ujemajo z merjenimi, vendar daje model HEC-HMS ustreznejšo obliko hidrograma odtoka. V programu Flo-2D je najbolj problematična ocena Manningovih koeficientov hrapavosti ter izbor velikosti računskih celic, v programu HEC-HMS pa ocena časa koncentracije. Sama izdelava tovrstnih modelov zahteva številne prostorsko razporejene podatke. Umerjanje modela z distribuiranimi parametri se je izkazalo za zelo zahtevno in dolgotrajno. Izkazalo se je, da je model Flo-2D v hidrološki praksi uporaben le za izkušene modelarje ter v primerih, kjer so na razpolago kvalitetni in natančni vhodni podatki.
- Ključne besede: modeliranje površinskega odtoka, dvodimenzijski matematični model Flo-2D, porečje Glinščice, padavine
- Polno besedilo: a43sp.pdf
- Viri:
- ARSO (2007). Geoportal ARSO. http://gis.arso.gov.si/geoportal/catalog/main/home.page (Pridobljeno 7. 6. 2012.)
- Brilly, M., Rusjan, S., Vidmar, A. (2006). Monitoring the impact of urbanisation on the Glinscica stream, Physics and Chemistry of the Earth, 31 (17), 1089–1096.
- Četina, M., Krzyk, M. (2003). Dvodimenzijsko modeliranje gibanja drobirskega toka v Logu pod Mangartom kot primer nenewtonske tekočine = Two-Dimensional Modelling of Debris-Flow Movement in Log pod Mangartom as an Example of a Non-Newtonian Fluid, Strojniški vestnik, 49 (3), 161–172.
- DHD modeliranje, projektiranje in meritve v hidrotehniki d.o.o. (2010). http://www.dhd.si/model.html (Pridobljeno 15. 8. 2010.)
- Dirnberk, L., Šraj, M. (2010). Hidrološko modeliranje: Vpliv histograma padavin na hidrogram površinskega odtoka, Gradbeni vestnik, 59(3), 48–56 (in Slovenian).
- GURS (2012). Geodetska uprava Republike Slovenije. http://www.gu.gov.si/ (Pridobljeno 16. 4. 2012.)
- Hojnik, T. (2009). Karte poplavne in erozijske nevarnosti ter omilitveni ukrepi. 20. Mišičev vodarski dan 2009, Maribor, 131–137 (in Slovenian).
- Julien, P.Y. (2002). River Mechanics. University Press, Cambridge, 434 p.
- MOP (2006). Kategorizacija urejanja vodotokov in karta poplavne varnosti. http://www.sigov.si/mop/ (Pridobljeno 16. 4. 2012.)
- O´Brien, J. S. (2009a). Flo-2D - Data input manual, Flo-2D Software Inc., 162 p.
- O´Brien, J. S. (2009b). Flo-2D - Handouts: Pocket Guide, Flo-2D Software Inc., 51 p.
- O´Brien, J. S. (2009c). Flo-2D - Reference Manual, version 2009, Flo-2D Software Inc., 63 p.
- Pestotnik, S. (2011). Hidrološki model Glinščice s programom Flo-2D (Hydrologic model of Glinščica watershed with program Flo-2D). Unpublished Thesis, Univerza v Ljubljani, FGG, 80 p. (in Slovenian).
- Podobnikar, T. (2008). Nadgradnja modela reliefa Slovenije z visokokakovostnimi podatki. Geodetski vestnik 52(4), 834–853 (in Slovenian).
- Rusjan, S. (2003). Sonaravno urejanje vodotokov - primer ureditve odseka Glinščice na območju Viča, Ljubljana. Unpublished Thesis, Univerza v Ljubljani, FGG, 83 p. (in Slovenian).
- Sharp, P. I. (2008). Two - Dimensional Flow Analysis Report for the Lee Moore Wash Basin Management study in Pima County Arizona, JE Fuller Hydrology & Geomorphology Inc., Arizona, 101 p.
- Sodnik, J., Mikoš, M. (2010). Modeling of debris flow from the Hrenovec torrential watershed above the village of Kropa, Acta Geographica Slovenica, 50(1), 59–84.
- Stepančič, D., Lobnik, F., Prus, T. (1982). Pedološke raziskave melioracijskega objekta Laboratorijsko polje. UL BF, Ljubljana, 8 p. (in Slovenian).
- Škrbec, G. (2005). Hidrološki model Glinščice z Gradaščico (Hydrological model of Gradaščica and Glinščica rivers). Unpublished Thesis, Univerza v Ljubljani, FGG, 99 p. (in Slovenian).
- Šraj, M. (2001a). Watershed coding system of the Republic of Slovenia, Acta hydrotechnica, 19(30), 3–24.
- Šraj, M. (2001b). The application of the watershed coding system of the Republic of Slovenia for hydrological modelling, Acta hydrotechnica, 19(31), 95–116.
- Šraj, M., Dirnbek, L., Brilly, M. (2010). The influence of effective rainfall on modeled runoff hydrograph, Journal of Hydrology and Hydromechanics, 58(1), 3–14.
- Štajdohar, M. (2005). Analiza vpliva urbanizacije na režim odtoka Glinščice (An analysis of urbanisation on runoff regime of the Glinščica River). Unpublished Thesis, Univerza v Ljubljani, FGG, 92 p. (in Slovenian).