Niepewność obliczonej wartości natężenie przepływu w kanałach otwartych

Abstrakt

Do obliczenia natężenia przepływu w rzece lub otwartym kanale zwykle stosuje się dobrze znany wzór Manninga. Przepływ zależy od geometrii koryta, nachylenia, a także od współczynników chropowatości. Wszystkie te wielkości są określone z pewną niepewnością. W hydrotechnice wyróżnić można trzy rodzaje wartości przepływu. Po pierwsze natężenie przepływu mierzone w przekrojach wodowskazowych, po drugie estymowane natężenie przepływu, na podstawie ciągów pomiarowych. Zwykle jest to przepływ minimalny lub maksymalny o zadanym prawdopodobieństwie wystąpienia, oraz projektowane natężeni przepływu. Jest to wartość obliczona podczas projektowania koryta kanału lub regulowanej rzeki. Jeżeli metoda obliczania niepewności dwóch pierwszych natężeń przepływu tj. mierzonego i estymowanego została opracowana to wzory do wyznaczania niepewności projektowanego natężenia przepływu nie były dotychczas podane explicite. W niniejszym artykule zaproponowano metodologię obliczania projektowanego natężenia przepływu. Jeśli ta niepewność zostanie uwzględniona w procesie obliczania projektowanego przepływu, to jak wykazano dla hipotetycznego koryta rzeki, stosunek niepewności do obliczonej wartości przepływu zmieni się od kilkudziesięciu procent przy małych przepływach do około dziesięciu procent w przypadku dużych przepływów powodziowych. Wykazano również, że największy wpływ na niepewność natężenia przepływu ma niepewność współczynników chropowatości. Z przedstawionych obliczeń wynika, że aby uwzględnić wpływ niepewności wymiarów liniowych i współczynników chropowatości, inżynier projektujący koryto rzeki powinien przyjąć do obliczeń natężenie przepływu zwiększone o 10% w stosunku do przepływu projektowego. Otrzymane wyniki można wykorzystać tylko dla przepływów jednorodnych, co zwykle przyjmuje si ę w praktycznych obliczeniach inżynierskich.