To find the steady flow water surface profile, it is possible to use Bernoulli’s equation, which is a discrete form of the differential energy equation. Such an approach requires the average energy slope between cross-sections to be estimated. In the literature, many methods are proposed for estimating the average energy slope in this case, such as the arithmetic mean, resulting in the standard step method, the harmonic mean and the geometric mean. Also hydraulic averaging by means of conveyance is commonly used. In this study, water surface profiles numerically computed using different formulas for expressing the average slope were compared with exact analytical solutions of the differential energy equation. Maximum relative and mean square errors between numerical and analytical solutions were used as measures of the quality of numerical models. Experiments showed that all methods gave solutions useful for practical engineering purposes. For every method, the numerical solution was very close to the analytical one. However, from the numerical viewpoint, the differences between the methods were significant, as the errors differed up to two orders of magnitude.

Kontrola oraz prognozowanie reakcji cieków powierzchniowych na nawalne epizody deszczowe, lub gwałtowne roztopy nabiera kluczowego znaczenia w aspekcie bezpieczeństwa przeciwpowodziowego zlewni zurbanizowanych. Bardzo dobrym przykładem zarówno problematycznego, jak i niosącego realne zagrożenie dla infrastruktury miejskiej cieku, jest Potok Strzyża w Gdańsku. W latach 2011-2013 realizowano budowę sieci posterunków kontrolnych w zlewni potoku. Dzięki temu przedsięwzięciu możliwe stało się gromadzenie cennych danych hydrologicznych dotyczących opadów i przepływów w obszarze silnie zróżnicowanej zlewni miejskiej. Obecnie trwają prace nad drugim etapem opomiarowana zlewni Potoku Strzyża, wyznaczonym na lata 2015-2017, mającym na celu rozwój metod ochrony przeciwpowodziowej, rozbudowę istniejącego systemu monitoringu opadów i przepływów w zlewni Potoku Strzyża, a także dodatkowo, stworzenie systemu sterowania retencją wód opadowych i roztopowych oraz monitoring jakości wód potoku stanowiących bezpośredni odbiornik miejskich ścieków deszczowych. W artykule przedstawiono przykład wykorzystania ciągłych danych z monitoringu hydrologicznego do wyznaczenia rocznego współczynnika odpływu ze zlewni. Wyniki porównano z przybliżonym oszacowaniem tego parametru hydrologicznego, wykonanym na podstawie chwilowych pomiarów hydrometrycznych przepływu i dostępnych obserwacji opadów ze stacji leżącej w sąsiedztwie analizowanej zlewni.

No abstract