• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Prof. Ozga-Zielińska: Hydrologia inżynierska nie wykorzystuje wszystkich dostępnych metod obliczeniowych

    18.10.2010. 00:06
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Metoda Maksymalnego Wiarygodnego Wezbrania (MWW) pozwala na obliczanie największego możliwego stanu rzeki w zależności od warunków, jakie panują na danym obszarze. Ów bardzo duży przepływ nie może służyć jako podstawa projektowania obiektów w hydrologii inżynierskiej. Jednak można tę metodę stosować jako wartość sprawdzającą, żeby oszacować konsekwencje ekstremalnych zdarzeń. Niestety, nie jest to upowszechniona praktyka. A w tym roku przepływy w rzekach były zbliżone do MWW - ocenia w rozmowie z PAP autorka metody obliczeniowej prof. Maria Ozga-Zielińska z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

    Jak wyjaśniła profesor, hydrologia pozwala opisać zagrożenia wywołane i nadmiarem i niedoborem wody. Nauka ta zajmuje się również określaniem charakterystyk hydrologicznych dla potrzeb projektowania zbiorników wodnych, regulacji rzek, obwałowań i wszystkich elementów, które wiążą się ze środowiskiem wodnym.

    "Hydrolodzy nie tylko mogą, ale muszą pomóc w rozwiązaniu problemów lokalnych. Nie mamy zamiaru okiełznać natury, bo nie ma takich możliwości. Staramy się poznać naturę i przeprowadzać obliczenia hydrologiczne, które będą z nią zgodne, w tym ekstremalne zdarzenia maksymalne - maksymalny przepływ o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia oraz maksymalne wiarygodne wezbranie" - powiedziała PAP prof. Ozga-Zielińska.

    Jej zdaniem, obie te charakterystyki są wykorzystywane w teorii, z tym, że maksymalne wiarygodne wezbranie powinno wejść także do praktyki inżynierskiej. W tym roku powodzie pokazały bowiem, że maksymalne przepływy o określonym prawdopodobieństwie 1 proc., obliczane dla opracowań ochrony przeciwpowodziowej, są za małe. Metodą MWW można obliczyć najwyższe przepływy, jakie mogą wystąpić w danym obszarze.

    "Niestety nie możemy projektować wszystkich obiektów na przepływ MWW, bo jest on za duży. Dla porównania - jeżeli wały ustalane są obecnie na maksymalny przepływ o prawdopodobieństwie 1 proc., to maksymalny wiarygodny przepływ jest kilkakrotnie większy. Obiekty hydrotechniczne nie zabezpieczą przed taką wodą" - tłumaczy profesor.

    Prof. Ozga-Zielińska od 1952 r. pracuje jako nauczyciel akademicki. Zaczynała karierę w katedrze Politechniki Warszawskiej, potem prowadziła badania m.in. w IMGW. Od 1972 r. jest kierownikiem naukowym corocznej Szkoły Hydrologii Komitetu Gospodarki Wodnej PAN.

    Podczas wrześniowego Krajowego Kongresu Hydrologicznego uczona wygłosiła wykład pt. "Wczoraj, dziś i jutro w hydrologii polskiej". Według zaproponowanego przez nią podziału, "wczoraj" - to era pierwszych pomiarów hydrologicznych i prostych zależności empirycznych - połowa XIX i początek XX w.; "dziś" - to czasy statystyki matematycznej, początków komputerów i opisu systemowego - II poł. XX w.; "jutro" - to nowoczesny opis genezy zjawisk hydrologicznych, ustalanie zależności genetycznych oraz era informatyzacji i rozwoju opisu systemowego - XXI w.

    Jak zaznaczyła prof. Ozga-Zielińska, cechą wspólną wszystkich zależności hydrologicznych jest ich zmienność. Własności fizyczne zlewni i obiektów znajdujących się na jej obszarze zmieniają się w czasie. Za naturalnymi zmianami środowiska przyrodniczego idą zmiany zachodzące w wyniku ingerencji człowieka.

    "Można wyróżnić dwa rodzaje ingerencji człowieka. Pierwszy - w ramach gospodarki wodnej. Jego podstawowym celem jest regulacja stosunków wodnych poprzez budowę obiektów hydrotechnicznych. Drugi rodzaj ingerencji wywołany jest różnymi rodzajami działalności gospodarczej, nie mającej na celu zmian obiegu wody. Jest to niezamierzona, choć nieodzowna ingerencja w środowisko wodne" - mówiła profesor.

    Współczesna hydrologia, to hydrologia obszarów pozostających pod wpływem antropopresji. Metody badawcze stosowane w hydrologii to metody empiryczne, statystyczne, genetyczne i systemowe. W każdej z tych metod występuje analiza, synteza i pomiar, choć w różnej kolejności.

    Zdaniem prof. Ozgi-Zielińskiej, obecnie dominującą rolę w hydrologii polskiej odgrywają metody statystyczne. Rozwój tych metod zawdzięczamy pracom prof. Zdzisława Kaczmarka.

    "Są one bardzo często stosowane w sposób niewłaściwy. Często zostają wykonane jakieś pomiary z kilku, czy nawet kilkudziesięciu lat i badacz na tej podstawie uważa, że może ustalić miarodajną zależność statystyczną. Jest to ustalenie z gruntu błędne, bowiem ustalenie poprawnej zależności statystycznej wymaga posiadania długiego, genetycznie jednorodnego ciągu badanego zjawiska. Oznacza to, że rodzaj czynników warunkujących wystąpienie i przebieg danego zjawiska musi być stały" - zwróciła uwagę kolegom uczona. Dodała, że we współczesnej polskiej literaturze można znaleźć zależności statystyczne ustalane na podstawie krótkich, niejednorodnych ciągów pomiarowych. Nie mają one żadnej wartości naukowych.

    Metody przyszłości, czyli metody genetyczne, wymagają obszernej informacji o genezie i przebiegu danego zjawiska. Opis genetyczny jest złożony i wymaga znajomości matematycznej postaci wszystkich procesów.

    Prof. Ozga-Zielińska poświęciła też uwagę hydrologii stosowanej, której celem jest dostarczanie informacji przydatnych w praktyce inżynierskiej. Jak podkreśliła naukowiec, hydrologia teoretyczna dostarcza informacji dla hydrologii stosowanej, a praktyka inżynierska powinna wymuszać na hydrologii stosowanej rozwój i nowe metody. Niestety, zdaniem uczonej, nie wymusza; często stosowane są stare metody, praktycy nie zawsze chcą się uczyć nowych metod.

    Badania hydrologiczne wykorzystuje się przy realizacji wielu zadań - na przykład w prognozowaniu hydrologicznym i miernictwie, a także w różnorodnych środowiskach przyrodniczych - hydrologii wód podziemnych, jezior, bagien, obszarów leśnych, górskich. Tej bogatej nauce poświęcono dwudniowy kongres, który odbył się na Uniwersytecie Warszawskim i w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego.

    PAP - Nauka w Polsce

    kol/ agt/

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Ekohydrologia – nauka z działu hydrologii zajmująca się badaniem wzajemnych oddziaływań między roślinnością a cyklem hydrologicznym. Procesy te zachodzą w planetarnej warstwie przyziemnej. Ekohydrologia zajmuje się także badaniem procesów biologicznych i hydrologicznych, które można wykorzystywać dla poprawy jakości wody oraz projektowaniem zmian w gospodarce wodnej danego regionu, mających poprawić stan środowiska naturalnego. Maria Ozga-Zielińska – profesor, hydrolog, członek prezydium Komitetu Gospodarki Wodnej Polskiej Akademii Nauk. Nagrodzona za szczególne osiągnięcia naukowo-badawcze w zakresie ochrony, kształtowania i użytkowania środowiska. Adam Choiński (ur. 1951 w Mielnie) – profesor, geograf, nauczyciel akademicki, dyrektor Instytutu Geografii Fizycznej i Kształtowania Środowiska Przyrodniczego oraz kierownik Zakładu Hydrologii i Gospodarki Wodnej Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, autor licznych opracowań z dziedziny hydrologii i limnologii.

    Gradient hydrauliczny – pojęcie z zakresu hydrodynamiki podziemnej, hydrogeologii i hydrologii, oznaczające stosunek różnicy wysokości wody gruntowej do długości jej przepływu. Pojęcie to umożliwia między innymi wyznaczenie prędkości przepływu wody gruntowej na danym obszarze. Gradient hydrauliczny jest uogólnieniem spadku hydraulicznego. Metoda Blocha-Schmigalli, (zwana również jako procedura trójkąta Schmigalli) – metoda optymalnego rozmieszczania punktów zależnych pomiędzy którymi odbywa się przemieszczanie materiału, osób, dokumentów lub informacji. Służy do przestrzennego rozmieszczenia tych punktów w taki sposób aby punkty pomiędzy którymi następuję największa ilość przepływu danego czynnika (materiał, człowiek, informacje) znalazły się jak najbliżej siebie. Punkty te rozmieszczane są na siatce trójkątów dzięki czemu można opracować optymalne rozłożenie dużej ilości takich punktów. Rozmieszczenie tych punktów na siatce trójkątów jest podstawą do dalszego planowania rozmieszczenia przestępnego poszczególnych obiektów. Zastosowanie tej metody pozwala na lepszą organizację pracy, transportu, przepływu materiału, informacji czy osób poprzez skracanie odległości pokonywanych pomiędzy punktami o największej intensywności ruchu.

    Perkolacja - proces przepływu wody przez stałe podłoże, który powoduje wymywanie lub strącanie substancji. W przypadku ekstrakcji, z ciała stałego wymywa się określone związki chemiczne ciągłym lub periodycznie zmienianym strumieniem rozpuszczalnika. Jest to metoda stosowana między innymi w farmacji do otrzymywania wyciągów roślinnych i nalewek. Proces perkolacji pozwala na całkowite wytrawienie surowca, wytworzenie preparatów zagęszczonych oraz pozwala na zmniejszenie ilości używanego rozpuszczalnika. W przypadku strącania przykładem z hydrologii może przepływ wody w rzece i osadzanie materiału piaszczystego pomiędzy ziarnami żwiru i kamieni w dnie. Balometr – przyrząd służący do mierzenia prędkości oraz przepływu gazów, zwłaszcza powietrza w instalacjach wentylacji i klimatyzacji. Odmiana anemometru. Pozwala na szybki pomiar przepływu bez konieczności stosowania metody Log Czebyszewa. Składa się z kaptura pomiarowego osadzonego na specjalnie zaprojektowanym zestawie czujników. W zależności od rozwiązania konstrukcyjnego wartość przepływu objętościowego uzyskuje się na podstawie prędkości przepływu, kompensacji spadku ciśnienia.

    Paludologia (łac. palus, paludis = bagno i gr. logos = nauka), hydrologia bagien – nauka wchodząca w skład hydrologii. Interesuje się bagnem, jego związkami z otaczającym go środowiskiem, bada procesy wymiany wody pomiędzy nimi. Zajmuje się bilansem wodnym bagna, kształtowaniem się odpływu z tegoż bagna, jego ustrojem cieplnym, parowaniem zeń, określa reguły rządzące tworzeniem się bagiennej sieci hydrograficznej. Metoda MTM-1 jest metodą podstawową analizy ruchów elementarnych, która powstała jako pierwsza z metod MTM. Celem zastosowania tej metody jest modelowanie każdego manualnego przebiegu pracy za pomocą koniecznych ruchów podstawowych. Każdemu ruchowi podstawowemu przyporządkowana jest, w zależności od wielkości wpływających, wartość czasu normatywnego. MTM-1 jest systemem stosowanym w produkcji masowej i wielkoseryjnej, w pracach typowo rutynowych, gdzie o oszczędności czasowej decydują już ułamki sekund. Metoda MTM-1 należy do systemu bloków procesowych MTM. Wykorzystanie tej metody analizy ruchów elementarnych wspiera zastosowanie zasady ekonomiki ruchów elementarnych.

    Hydrofizyka, fizyka hydrosfery – nauka z pogranicza fizyki i hydrologii, zajmująca się badaniem właściwości fizycznych wód występujących w przyrodzie oraz procesów fizycznych zachodzących w każdym stanie skupienia wody w hydrosferze.

    Przepływ gwarantowany – przepływ poniżej budowli piętrzącej, rozumiany jako suma przepływu nienaruszalnego oraz przepływu niezbędnego do pokrycia potrzeb wodnych różnych odbiorców wody, w tym w szczególności potrzeb wodnych zakładów posiadających pozwolenia wodnoprawne, zlokalizowanych w zasięgu oddziaływania danej budowli . Jest podawany w m/s, l/s, dm/s.

    Hydrowęzeł, to pojęcie określające pewien wyodrębniony układ i związany z nim zespół powiązań, odnoszący się do przepływu (obiegu) wody w tymże określonym (wyodrębnionym) przestrzenie i funkcjonalnie układzie, ukształtowanym w celu gospodarczego wykorzystania i kontrolowania zasobów wodnych. Stosowane jest ono zarówno w języku potocznym na określenie różnych obiektów, a nawet elementów instalacji wodnej, jak i w nazewnictwie związanym z obiektami gospodarki wodnej. Jest także utożsamianie z pojęciem węzła wodnego w hydrotechnice, ale tylko w jednym ze znaczeń tego pojęcia rozumianego jako zespół śródlądowych budowli hydrotechnicznych lub jako stopień wodny. Komisja Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa (skrót: OSZ) wchodzi w skład stałych komisji sejmowych. Zakres jej zadań obejmuje sprawy ochrony i kształtowania środowiska oraz ochrony jego nieodnawialnych zasobów, gospodarki wodnej, dróg wodnych śródlądowych, meteorologii, hydrologii, geologii oraz leśnictwa i gospodarki leśnej.

    Stagnacja – w hydrologii termin odnoszący się do stratyfikacji wód jeziornych, najczęściej odnosi się do stagnacji letniej. W jeziorach tworzą się warstwy wody, różniące się temperaturą, uniemożliwiając mieszanie się wód. Kompendium – w miarę pełny, ale zwykle podany w sposób skrótowy zasób wiedzy na jakiś konkretny temat, zawierający "esencję" tej wiedzy. Kompendium może także stanowić podsumowanie jakiegoś większego dzieła lub pracy naukowej. W większości przypadków koncentruje się na wybranych zagadnieniach będących przedmiotem badań lub zainteresowania ludzi (np. hydrologii, medycyny lub metrologii), podczas gdy encyklopedia "uniwersalna", będąca w swej istocie kompendium wszystkich kompendiów, stara się zgromadzić wiedzę z wszystkich dziedzin poznania.

    Dodano: 18.10.2010. 00:06  


    Najnowsze