Υδρογραφήµατα- ιόδευση-στερεοπαροχή

Υδρογραφήµατα- ιόδευση-στερεοπαροχή Εργαστήριο Υδρολογίας και Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων Αθήνα 212 ΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ: Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ- ΙΟ ΕΥΣΗ ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ ΚΑΜΠΥΛΗ S ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ ΙΟ ΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ ΣΤΕΡΕΟΠΑΡΟΧΗ

Ένταση βροχόπτωσης t K t Λ t Μ t Ν S Έλλειµµα Ενεργός βροχή Παροχή, Q t a R t L t L Γ t c t b t a : Χρόνος ανόδου R t c : Χρόνος συγκέντρωσης ta t Χρόνος βάσης b : t L, t L : Χρόνοι υστέρησης Σηµείο αλλαγής καµπυλότητας Πέρας επιφ. εισροής Εξαρτάται από χαρακτηριστικά βροχόπτωσης (ένταση, διάρκεια, κατανοµή ) και χαρακτηριστικά λεκάνης απορροής (αρχικές συνθήκες υγρασίας εδάφους, γεωµετρία λεκάνης ) Κ Άµεση απορροή ΒΓ: Κλάδος εν εξαρτάται ανόδου από χαρακτηριστικά Γ : Κλάδος καθόδου βροχόπτωσης που προκάλεσαν Γ: Αιχµή πληµµύρας την απορροή Α Β Βασική απορροή Ε t B t Γ t Χρόνος, t Χρόνοι πληµµυρογραφήµατος Χρόνος συγκέντρωσης (tc): ο χρόνος που χρειάζεται µια σταγόνα νερού για να διανύσει την απόσταση από το πλέον αποµακρυσµένο υδραυλικά σηµείο της λεκάνης απορροής µέχρι την έξοδό της, ρέοντας επιφανειακά και µέσω του συστήµατος των υδατορευµάτων. Χρονική βάση ΥΓ: η περίοδος κατά την οποία λαµβάνει χώρα επιφανειακή απορροή από τη θεωρούµενη διατοµή του ρεύµατος. Η αρχή της περιόδου συµπίπτει µε την αρχή του ανιόντος σκέλους (και συνήθως µε τηνέναρξητηςβροχόπτωσης) και η διάρκειά της δίνεται από τη σχέση: Τ = tr+tc, όπου tr η διάρκεια της καθαρής βροχόπτωσης και tc οχρόνος συγκέντρωσης για τη θεωρούµενη λεκάνη απορροής.

Μοναδιαίο Υδρογράφηµα Tο ΥΓ της άµεσης απορροής που προέρχεται από ενεργό βροχόπτωση συγκεκριµένης διάρκειας tr και ύψους 1mm, οµοιόµορφα κατανεµηµένης σε όλη την έκταση της λεκάνης (Sherman, 1932). Η χρονική αυτή διάρκεια αποτελεί το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του ΜΥΓ, για το οποίο διακρίνεται από άλλα ΜΥΓ της ίδιας λεκάνης απορροής. (Για κάθε διάρκεια ενεργού βροχόπτωσης υπάρχει και ένα διαφορετικό ΜΥΓ) Ο όρος «µοναδιαίο» οφείλεται στο γεγονός ότι η χρονική διάρκεια της καθαρής βροχόπτωσης λαµβάνεται ως χρονική µονάδα κατά την περαιτέρω χρήση του ΜΥΓ. Το ΜΥΓ είναι χαρακτηριστικό για κάθε λεκάνη απορροής. Χρήση Υπό συγκεκριµένες συνθήκες (παραδοχές), έχοντας το ΜΥΓ µπορούµε να µετασχηµατίσουµε οποιαδήποτε ενεργό βροχόπτωση (διαφορετικού ύψουςήκαιδιαφορετικήςδιάρκειας) σε ΥΓ άµεσης απορροής. Μοναδιαίο Υδρογράφηµα Παραδοχές Η χωροχρονική κατανοµή της ενεργού βροχόπτωσης είναι η ίδια για βροχές της ίδιας διάρκειας. Κατά τη διάρκεια του επεισοδίου βροχόπτωσης η ένταση της βροχής θεωρείται σταθερή. Για κάθε λεκάνη απορροής το σχήµα του ΜΥΓ δεδοµένης διάρκειας βροχόπτωσης αντιπροσωπεύει τα φυσικά χαρακτηριστικά της λεκάνης. Η κατάσταση της λεκάνης απορροής παραµένει αµετάβλητη. Σε δεδοµένη λεκάνη απορροής, η άµεση απορροή που προκαλείται από µια συγκεκριµένη βροχή είναι ανεξάρτητη από τις προηγούµενες βροχές. Από δύο επεισόδια βροχόπτωσης µε τηνίδια διάρκεια και το ίδιο ύψος ενεργού βροχόπτωσης, τα οποία συµβαίνουν σε διαφορετικούς χρόνους, θα προκύψουν εντελώς όµοια ΜΥΓ (Συνθήκη στασιµότητας). ύο επεισόδια βροχόπτωσης µετηνίδια διάρκεια αλλά διαφορετικό ύψος ενεργού βροχόπτωσης, δηµιουργούν ΥΓ άµεσης απορροής µε τεταγµένες (Q) ανάλογες των υψών της ενεργού βροχόπτωσης (Συνθήκη γραµµικότητας).

Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Φυσικό πλαίσιο Τα τρία κύρια µεγέθη της πληµµύρας είναι: ηπαροχήαιχµής και η αντίστοιχη στάθµηστουδατόρευµα οπληµµυρικός όγκος η χρονική διάρκεια Παροχή, Q m 3 /s Παροχή αιχµής Πληµµυρικός όγκος ιάρκεια Χρόνος, t hr Τα µεγέθη των πληµµυρών συνδέονται µε τα χαρακτηριστικά: της βροχόπτωσης (συνολικό ύψος, ένταση, διάρκεια) της λεκάνης απορροής (έκταση, συντελεστής απορροής, χρόνος συρροής) των υδατορευµάτων (διατοµή, κλίση, τραχύτητα, κατάντη στάθµες) ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Παραδοχές Σε µια συγκεκριµένηυδρολογικήλεκάνη, βροχές ίσης διάρκειας που προκαλούν απορροή, δίνουν υδρογραφήµατα άµεσης απορροής µε την ίδια περίπου χρονική βάση ανεξάρτητα από την ένταση της βροχής. Σε µια δεδοµένη υδρολογική λεκάνη, ηάµεση απορροή που προκαλείται από µια συγκεκριµένη βροχή είναι ανεξάρτητη από τις προηγούµενες βροχές. Η κατάσταση της υδρολογικής λεκάνης παραµένει χρονικά αµετάβλητη Αρχές Αρχή της αναλογίας: ύο ενεργές βροχές της ίδιας διάρκειας αλλά διαφορετικής έντασης δηµιουργούν υδρογραφήµατα µε την ίδια χρονική βάση ενώ ο λόγοςτωνπαροχώνσεκάθεχρονικήείναι ίσοςµε το λόγο των εντάσεων. I i 1 /i 2 =Q 1 /Q 2 1 i 2 Q2 Q 1 Αρχή της επαλληλίας: Το συνολικό υδρογράφηµα που προκύπτει από διαδοχικέςβροχοπτώσειςείναι το υδρογράφηµα µε παροχές που είναι το άθροισµα άθροισµατωνπαροχώντωνεπιµέρους υδρογραφηµάτων. Q i 3 =Q 1 +Q 2 1 i 2 Q3 Q2 Q 1

ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ 1 mm/h MY 1h 1 mm V Χρόνος βάσης D (hr) 5mm/h MY 2h V Εµβαδόν λεκάνης Α Χρόνος βάσης D+1 (hr) 3.33 mm/h MY 3h V=1mm * A V Χρόνος βάσης D+2 (hr) Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Αριθµητικά παραδείγµατα T (h) Q (m 3 /s) ΚΑΘΑΡΟ QΜΥΓ 8, 1 8, 2 8, 3 22 122 61, 4 494 414 27, 5 62 522 261, 6 567 487 243,5 7 442 362 181, 8 312 232 116, 9 192 112 56, 1 132 52 26, 11 87 7 3,5 12 8, 13 8, 14 8, Παροχή (m3/s) 8 6 4 2 ΟΓΚΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ: 8.3 εκ. m3 ΕΚΤΑΣΗ ΛΕΚΑΝΗΣ: 8.3 εκ. m3/.2 m ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ 1h ΟΓΚΟΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ 8316 4158 ΕΚΤΑΣΗ ΛΕΚΑΝΗΣ 4158 m2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Χρόνος (hr)

24 Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Καµπύλη S 2 Βροχόπτωση 1 mm ανά 2 ώρες Παροχή (m3/s) 16 12 8 4 Καµπύλη S 2 ωρών Μοναδιαία υδρογραφήµατα 2 ωρών 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 Χρόνος (hr) Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Χρόνος Μ.Υ. 2h S 2 hr (hrs) m 3 /sec Αριθµητικά παραδείγµατα m 3 /sec 1 12 12 2 42 42 3 93 12 15 4 162 42 24 5 258 93 12 363 6 378 162 42 582 7 462 258 93 12 825 8 428 378 162 42 11 9 35 462 258 93 12 1175 1 297 428 378 162 42 137 11 252 35 462 258 93 12 1427 12 216 297 428 378 162 42 1523 13 18 252 35 462 258 93 12 167 14 156 216 297 428 378 162 42 1679 15 126 18 252 35 462 258 93 12 1733 16 12 156 216 297 428 378 162 42 1781 17 81 126 18 252 35 462 258 93 12 1814 18 63 12 156 216 297 428 378 162 42 1844 19 48 81 126 18 252 35 462 258 93 12 1862 2 33 63 12 156 216 297 428 378 162 42 1877 21 2 48 81 126 18 252 35 462 258 93 12 1882 22 9 33 63 12 156 216 297 428 378 162 42 1886, 23 4 2 48 81 126 18 252 35 462 258 93 12 1886, 24 9 33 63 12 156 216 297 428 378 162 42 1886, 25 4 2 48 81 126 18 252 35 462 258 93 12 1886, 26 9 33 63 12 156 216 297 428 378 162 42 1886,

Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Υπολογισµός ΜΥ 1 h από ΜΥ 2 h Μετατοπισµένη βροχόπτωση 1 mm ανά 2 hr 24 2 ιαφορά βροχοπτώσεων 5 mm σε 1 hr Bροχόπτωση 1 mm ανά 2 hr Παροχή (m3/s) 16 12 8 4 Καµπύλη S 2 ωρών ιαφορά καµπυλών S 2 ωρών Καµπύλη S 2 ωρών µετατοπισµένη κατά 1 ώρα Μοναδιαίο υδρογράφηµα 1 ώρας 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 Χρόνος (hr) Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Αριθµητικά παραδείγµατα S 2 hr S 2 hr lagged Diafora MY 1 hr MY 4 hr ogkos hm3 m 3 /sec m 3 /sec m 3 /sec m 3 /sec, 12 12 12 24 12 6, 42 42 12 3 6 42 21,2 15 15 42 63 126 15 52,5,3 24 24 15 99 198 24 12,6 363 363 24 159 318 351 175,5,9 582 582 363 219 438 54 27 1,4 825 825 582 243 486 72 36 1,7 11 11 825 185 37 86 43 1,5 1175 1175 11 165 33 812 46 1,3 137 137 1175 132 264 725 362,5 1,1 1427 1427 137 12 24 62 31,9 1523 1523 1427 96 192 513 256,5,8 167 167 1523 84 168 432 216,6 1679 1679 167 72 144 372 186,6 1733 1733 1679 54 18 36 153,5 1781 1781 1733 48 96 258 129,4 1814 1814 1781 33 66 27 13,5,3 1844 1844 1814 3 6 165 82,5,2 1862 1862 1844 18 36 129 64,5,2 1877 1877 1862 15 3 96 48,1 1882 1882 1877 5 1 68 34,1 1886, 1886 1882 4 8 42 21, 1886, 1886 1886 24 12, 1886, 1886 1886 9 4,5, 1886, 4 2 1886, SV m3/s 1886 3772 3772 SV hm3 13,58 SVhm3 6,79 13,58 13,58 Broxi mm 1 Broxi m,1 A km2 1357,92

1 Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Υπολογισµός ΜΥ 4 h από ΜΥ 2 h Άθροισµα υδρογραφηµάτων Παροχή (m3/s) 75 5 25 Μοναδιαίο υδρογράφηµα 2 ωρών Μοναδιαίο υδρογράφηµα 4 ωρών Μοναδιαίο υδρογράφηµα 2 ωρών µετατοπισµένο κατά 2 ώρες 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 Χρόνος (hr) ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Μέθοδος Βρετανικού Ινστιτούτου Υδρολογίας Υπολογισµός Μοναδιαίου Υδρογραφήµατος 1 ώρας Παροχή m 3 /s Q p t b =2.52*t p 1 mm*a km 2 =.5*t b hr*q p m 3 /s Q p m 3 /s =.1 m *A*1 6 m 2 /(.5*2.52*t p *36 s) Q p =2.2*A/t p t p t b Χρόνος, hr t p χρόνος ανόδου σε hr Q p παροχή αιχµής σε m 3 /s t b χρόνος βάσης σε hr A έκταση λεκάνης απορροής σε km 2 t b =7 hr A =1 km 2 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑ Vβροχής=1 mm*1 km 2 =1 *1 6 m 3 Vαπορροής=.5*t b hr*q p m 3 /s Q p m 3 /s = 1 *1 6 m 3 /(.5*7*36 s) Q p = 79.4 m 3 /s

ΣΥΝΘΕΤΙΚΟ ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ ΚΑΤΑ SNYDER Q p (ft 3 /s)=c p *64*A/t p t p (hr)=c t *(L ca *L).3 T (days)= 3+t p /8 t p ta W75 ta W5 Q p W 75 W 5.75*q p.5*q p W 5 (hr)=83/q 1.1 p W 75 (hr)=47/q 1.1 p ta W5 =t p -W 5 /3 ta W75 =t p -W 75 /3 tb W75 =t p +W 75 *2/3 tb W5 =t p +W 5 *2/3 tb W75 tb W5 T ΚΑΤΑΡΤΙΣΗ ΤΕΛΙΚΟΥ ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΟΣ Ενεργός βροχόπτωση i 1 i 2 i 3 3 Μοναδιαίο υδρογράφηµα Παροχή (m 3 /s) 3 2 1 1 2 3 4 5 6 3 Παροχή (m 3 /s) 2 1 3 1 2 3 4 5 6 Παροχή (m 3 /s) U*i 1 /1 2 1 1 2 3 4 5 6 U*i 2 /1 Παροχή (m3/s) 6 5 4 3 2 Παροχή (m 3 /s) U*i 3 /1 2 1 1 2 3 4 5 6 Q t =U t *i 1 /1+U t-1 *i 2 /1+U t-2 *i 3 /1 1 1 2 3 4 5 6 7 8

Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Υπολογισµός ΜΥ από πληµµυρογράφηµα Τ (h) Q Q ΜΥΓ (m3/s) καθαρή ΜΥΓ µετατ. 112,, 2.5*U 1 265, 153, 2.5*U1 1.5*U 2 57, 458, 2.5*U2 1.5*U1 3 45, 338, 2.5*U3 1.5*U2 4 263, 151, 2.5*U4 1.5*U3 5 16, 48, 2.5*U5 1.5*U4 6 112,, 2.5*U6 1.5*U5 1.5*U6 25 15, U 153, 153,, U1 61,2 458, 366,2 91,8 U2 146,5 338, 118,3 219,7 U3 47,3 151, 8, 71, U4 32, 48,, 48, U5,,,, U6,,, Παροχή (m3/s) 5 4 Q 1 =2.5*U 1 +1.5*U 3 2 ΜΟΝΑ ΙΑΙΟ 1 Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Q 2 =2.5*U 2 +1.5*U 1 ΚΑΘΑΡΟ ΠΛΗΜΜΥΡΟΓΡΑΦΗΜΑ Q 3 =2.5*U 3 +1.5*U 2 Q 4 =2.5*U 4 +1.5*U 3 Q 5 =2.5*U 5 +1.5*U 4 1 2 3 4 5 6 7 Χρόνος (hr) Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Υπολογισµός πληµµυρογραφήµατος από ΜΥ Παροχή (m3/s) 16 12 8 ΜΥΓ ΜΥΓ *4/1 ΜΥΓ(-->1h)*11/1 ΜΥΓ(-->2h)*2/1 ΜΥΓ(-->3h)*15/1 ΜΥΓ(-->4h)*13/1 Καθ. Q 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Χρόνος (hr)

Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΑ Αριθµητικά παραδείγµατα T (h) -1 1-2 2-3 3-4 4-5 I 4 11 2 15 13 ( /h) T(h) ΜΥΓ ΜΥΓ *4/1 ΜΥΓ(-->1h)*11/1 ΜΥΓ(-->2h)*2/1 ΜΥΓ(-->3h)*15/1 ΜΥΓ(-->4h)*13/1 Καθ. Q Ολ Q,,, 8, 1 61, 24,4, 24,4 14,4 2 27, 82,8 67,1, 149,9 229,9 3 261, 14,4 227,7 122,, 454,1 534,1 4 243,5 97,4 287,1 414, 91,5, 89, 97, 5 181, 72,4 267,9 522, 31,5 79,3 1252,1 1332,1 6 116, 46,4 199,1 487, 391,5 269,1 1393,1 1473,1 7 56, 22,4 127,6 362, 365,3 339,3 1216,6 1296,6 8 26, 1,4 61,6 232, 271,5 316,6 892,1 972,1 9 3,5 1,4 28,6 112, 174, 235,3 551,3 631,3 1,, 3,9 52, 84, 15,8 29,7 37,7 11, 7, 39, 72,8 118,8 198,8 12, 5,3 33,8 39,1 119,1 13, 4,6 4,6 84,6 14,, 8, ΙΟ ΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Q t Q ΙΑΤΟΜΗ Α t Q ΙΑΤΟΜΗ Β t ΙΑΤΟΜΗ Γ

ΜΕΘΟ ΟΣ MUSKINGUM ΕΙΣΡΟΗ (Ι) S=f 1 (Q)+f 2 (I-Q) ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ (S) ΕΚΡΟΗ (Q) f 1 (O)=K*Q f 2 (I-Q)=b*(I-Q) S= K*Q + b*(i-q)=b*i+(k-b)*q=k[i*b/k +(1-b/K)*Q] Θέτοντας x=b/k προκύπτει S= K*[x*I + (1-x)*Q] x: αδιάστατη σταθερά συγκεκριµένης ευθυγραµµίας ποταµού Κ: σταθερά χωρητικότητας, µε διαστάσειςχρόνου, που υπολογίζεται από τα υδρογραφήµατα εισόδου και εξόδoυ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Υ ΡΟΓΡΑΦΗΜΑΤΩΝ Μέγιστη παροχή Χρόνος ανόδου maxq A (t) > maxq Β (t) ΤmaxQ A < ΤmaxQ Β ιάρκεια Πληµµυρικός όγκος Τ A < Τ Β V A = V Β Παροχή (m 3 /s) 1 8 6 4 2 ΤmaxQ A ΙΟ ΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Υδρογραφήµατα εισόδου και εξόδου maxq A (t) V A Υδρογράφηµα εισόδου Q A (t) maxq Β (t) V Β Υδρογράφηµα εξόδου Q Β (t) ΤmaxQ Β 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 Χρόνος (hr) Τ Β Τ A

ΙΟ ΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Μεταβολή αποθήκευσης 1 8 Υδρογράφηµα εισόδου Q Α (t) Αποθήκευση στο ποτάµι Παροχή (m 3 /s) 6 4 2 Απορροή από το ποτάµι Υδρογράφηµα εξόδου Q Β (t) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 Χρόνος (hr) D2 = CI2+ C1I1+ C2D1 I1+ I2 D1+ D2 t t = S2 S1 Kx, 5t 2 2 C K Kx 5t C Kx +, 5t =, 1 = +, K Kx+ 5T,, S2 S1 = K[ x( I2 I1) + ( 1 x)( D2 D1)] K Kx 5t, C2 = K Kx+ 5t, 16 ΙΟ ΕΥΣΗ ΠΛΗΜΜΥΡΑΣ Μεταβολή αποθήκευσης Παροχή (m 3 /s) 14 12 1 8 6 4 2-2 -4-6 ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΕΙΣΡΟΗ ΕΚΡΟΗ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 ΕΙΣΡΟΗ-ΕΚΡΟΗ Χρόνος (hr)

ΣΤΕΡΕΟΠΑΡΟΧΗ Βασικές έννοιες Επιφανειακή διάβρωση (sheet erosion): είναι το αποτέλεσµα της συνδυασµένης δράσης της ενέργειας της βροχής και της διαβρωτικής και µεταφορικής ικανότητας της επιφανειακής ροής. ιάβρωση ρυακιών (rill erosion): προκαλείται από τοπικές συγκεντρώσεις ασταθούς µορφής της επιφανειακής απορροής. ιάβρωση χαντακιών (gully erosion): οφείλεται στο νερό που ρέει σε σαφώς σχηµατισµένη κοίτη (χαντάκι). Εδαφική απώλεια (soil loss): είναιηποσότητατουεδαφικούυλικούπουτελικά αποµακρύνεται από µία εδαφική έκταση σε δεδοµένο χρόνο. Περιγράφει τη διαφορά της ποσότητας εδαφικού υλικού που διαβρώθηκε µείον την ποσότητα που αποτέθηκε ξανά στην ίδια εδαφική έκταση. Συνήθως εκφράζεται σε µονάδες µάζας ανά επιφάνεια. Στερεοαπορροή (sediment yield): είναι η ποσότητα των φερτών υλών που διέρχονται από µία διατοµήαναφοράς(π.χ. διατοµήποταµού) σε µία καθορισµένη χρονική διάρκεια. Εκφράζεται σε µονάδες µάζας και συχνά ανάγεται στην επιφάνεια της λεκάνης απορροής ανάντη της διατοµής αναφοράς (µάζα / επιφάνεια). Στερεοπαροχή (sediment discharge): περιγράφει το στιγµιαίο ρυθµό µεταφοράς των φερτών που παρατηρείται στη διατοµήαναφοράς(µάζα / χρόνος). Μορφές στερεοµεταφοράς Η διάκριση των φερτών υλικών µπορεί να γίνει ως προς δύο παράγοντες Τρόπος µεταφοράς Προέλευση Φορτίο σε αιώρηση (suspended load), όταν τα στερεά υλικά µεταφέρονται µε την τύρβη χωρίς καµία επαφή µε την κοίτη για µεγάλο χρονικό διάστηµα, Φορτίο σε σύρση (bed load), όταν τα στερεά υλικά µεταφέρονται σχεδόν σε απόλυτη επαφή µετην κοίτη. Φορτίο κοίτης (bed material load) το οποίο µπορεί να είναι είτε σε αιώρηση είτε σε σύρση, είναι φερτά υλικά τα οποία ήδη βρίσκονται στις κοίτες του υδρογραφικού δικτύου και αποτελεί τη µοναδική πηγή φερτών υλικών σε ξηρές περιόδους Φορτίο απόπλυσης (wash load) που παράγεται µόνο κατά τη διάρκεια πληµµυρικών γεγονότων και προέρχεται από τη διάβρωση της λεκάνης απορροής

ΣΤΕΡΕΟΠΑΡΟΧΗ Μέτρηση-εκτίµηση Συνήθεις µέθοδοι µέτρησης στερεοπαροχής είναι οι ακόλουθες: χρήση δειγµατολήπτη φερτών, δηλαδή συσκευής τοποθετηµένης προσωρινά στην κοίτη, η οποία διακόπτει κατά το δυνατό λιγότερο την κίνηση του φορτίου κοίτης. έρευνες των αποθέσεων φερτών στην εκβολή του ποταµού ή σε µικρότερα ρεύµατα που συλλέγονται σε τάφρους, διαφορικές µετρήσεις αιωρούµενου φορτίου φερτών και ολικού φορτίου, συµπεριλαµβανοµένου φορτίου κοίτης που βρίσκεται προσωρινά σε αιώρηση σε τµήµαποταµού µε φυσική ή τεχνητή αύξηση της στροβιλότητας (σωλήνες στροβιλισµού), διαδροµήσωρούάµµου ανίχνευση από απόσταση δείκτες ηχητικούς ανιχνευτές εφαρµόζοντας εξισώσεις µεταφοράς των φερτών από κοινού µε τις υδραυλικές παραµέτρους ενός ποταµού. Ωστόσο, οι υπολογισµοί µπορούν να οδηγήσουν σε µεγάλα σφάλµατα και τα αποτελέσµαταναδιαφέρουνκατάτάξειςµεγέθους. Η δειγµατοληψία αποτελεί την πλέον αξιόπιστη µέθοδο µέτρησης της στερεοπαροχής σε έναν ποταµό. Εµπειρική σχέση παροχής στερεοπαροχής Η παροχή ενός υδατορεύµατος αντιπροσωπεύει τόσο τις υδραυλικές παραµέτρους της ροής όσο και τις υδρολογικές παραµέτρους της λεκάνης απορροής και για το λόγο αυτό οι τιµές της παροχής (Q) έχουν συνήθως αρκετά καλή συσχέτιση µε τηςτιµές της στερεοπαροχής (Q s ) σε µία διατοµή υδατορεύµατος. Έτσι, έχει καθιερωθεί η χρήση καµπύλη παροχής στερεοπαροχής για εκτίµηση του ενός µεγέθους από τις τιµές του άλλου. ΗσχέσηQ-Q s καταρτίζεται µε ταυτόχρονεςµετρήσεις των δύο µεγεθών. Τα σηµεία, όµως παρουσιάζουν µεγάλη διασπορά. Οι τιµές της Q s έχουν αποκλίσεις που συνήθως υπερβαίνουν τη µία τάξη µεγέθους για την ίδια τιµή τηςq. Οι αποκλίσεις αυτές οφείλονται σε υδρολογικούς κυρίως, αλλά και υδραυλικούς παράγοντες, οι οποίοι δε λαµβάνονται υπόψη στην κατάρτιση της σχέσης. Καλύτερα αποτελέσµατα λαµβάνονται µε την κατάρτιση εποχιακών καµπυλών Q-Q s (για υγρή και ξηρή περίοδο), εφόσον διατίθεται επαρκής αριθµός δεδοµένων για κάθε εποχή. Έτσι, µεέµµεσο τρόπο, λαµβάνονται υπόψη µετρικές ακόµη παράµετροι, όπως είναι η θερµοκρασία του νερού, τα εποχιακά χαρακτηριστικά των υδρολογικών παραµέτρων (π.χ. τύπος καταιγίδων), εποχιακές διακυµάνσεις της φυτοκάλυψης στη λεκάνη απορροής Οι καµπύλες Q-Q s έχουν συνήθως τη µορφή Q s = a*q b, όπου a, b σταθερές. Σε συστηµατική µελέτη των σταθερών a και b της προηγούµενης σχέσης στη Β Ελλάδα αποδείχτηκε ότι οι σταθερές αυτές εξαρτώνται από τη βροχόπτωση στη λεκάνη απορροής και συγκεκριµένες τοπογραφικές παραµέτρους της (Μιµίκου, 1982).

Εµπειρική σχέση παροχής στερεοπαροχής Μετρηµένες τιµές στερεοαπορροής στην Ελλάδα

R ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΙΑΒΡΩΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΒΡΟΧΗΣ E*i R = 3 17 Ε: συνολική κινητική ενέργεια βροχής ανά µονάδα επιφάνειας E = ε * i * t j j j j ΠΑΓΚΟΣΜΙΑ ΕΞΙΣΩΣΗ Ε ΑΦΙΚΗΣ ΑΠΩΛΕΙΑΣ (USLE) i 3 : max τιµή έντασης βροχόπτωσης ανά µονάδα επιφάνειας i j : ένταση βροχόπτωσης στο χρόνο t j 2 J/m ε j : ειδική κινητική ενέργεια βροχόπτωσης ε j = 3.79 * ln(23 * i Εµπειρικές σχέσεις εκτίµησης στερεοπαροχής 2 ) J/m / mm j ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ L x L = ( ) m 22. 13 A =.244 * R * K * L * S * C * P kg 2 m K ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΙΑΒΡΩΣΙΜΟΤΗΤΑΣ Ε ΑΦΟΥΣ 1 K = 2.11 4 x: κεκλιµένο µήκος κλιτύος [m] (απόσταση από το σηµείο που αρχίζει η επιφανειακή ροή µέχρι το σηµείο που ηαπορροήαπάγεταιαπόφυσικόήτεχνητόαγωγό) * M 1.14 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ S 2 S = 65.41sin θ + 4.56sinθ +.65 * (12 a ) + 3.25 * ( b 2) + 2.5 * ( c 3) θ: γωνία κλίσης [ ] P ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΙΑΒΡΩΣΗΣ Οι τιµές του προκύπτουν από τον Πίνακα 2* C ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΦΥΤΟΚΑΛΥΨΗΣ Οι τιµές του προκύπτουν από τον Πίνακα 1* Μ: παράµετρος µεγέθους κόκκων M S C = P * (1 P ) P S : ποσοστό ιλύος και πολύ λεπτής άµµου στο έδαφος (d=.2-.1mm) [%] P C : ποσοστό αργίλου στο έδαφος (d<.2mm) [%] α: ποσοστό οργανικού εδαφικού υλικού [%] b: κωδικός εδαφικής δοµής (1 για λεπτοκοκκώδη δοµή έως4 για τεµαχισµένηήπλακώδηδοµή) c: κωδικός διαπερατότητας εδάφους (1 για πολύ γρήγορη διαπερατότητα έως 6 για πολύ αργή)