Flood Peak Discharge vs. Various CN and Rain Duration in a Small Catchment

Estimations of flood peak discharges of low probability of exceedance are required for designing and maintaining hydraulic and road structures (reservoirs, weirs, water intakes, bridges, culverts) as well as for flood protection, including assessment of the risk of flooding. Rainfall-runoff models are usually the only alternative for such estimations in case of small catchments as there is a lack of sufficient, good quality historic data to be used for applying the traditional i.e. statistical methods. The aim of this study was to check responses of a small agro-forested catchment to rainfall of assumed 1% probability of exceedance and of various duration, and with various potential of the catchment to form runoff, characterize by a changeable Curve Number – CN. Field data of rainfall-runoff events, recorded in the investigated catchment of Zagożdżonka river since 1980, were used to estimate the model parameters. Application of the rainfall-runoff procedure indicated high sensitivity of peak discharge to CN value. A change in CN of the value of standard error of estimation made ca. 6% change in flood flow

Przepływy maksymalne o niskim prawdopodobieństwie przewyższenia są potrzebne przy projektowaniu i utrzymaniu budowli wodnych i komunikacyjnych (jazy, zbiorniki, ujęcia wód, mosty, przepusty) oraz w ochronie przed powodziami, w tym również przy tworzeniu map ryzyka powodziowego. W przypadku małych zlewni, zwykle nie posiadających pomiarów hydrometrycznych, podstawowym sposobem wyznaczenia takich przepływów jest zastosowanie modeli opad odpływ. Celem pracy było sprawdzenie reakcji małej, rolniczo-leśnej zlewni nizinnej w postaci hydrogramu odpływu bezpośredniego, na ulewne deszcze o przyjętym 1-procentowym prawdopodobieństwie przewyższenia i różnym czasie trwania, oraz przy różnym potencjale formowania się odpływu bezpośredniego w zlewni, charakteryzowanego parametrem CN. Parametry modelu przyjęto na podstawie wieloletnich badań hydrologicznych przeprowadzonych w badanej zlewni. Parametr CN uzależniono od wysokości opadu i dodatkowo wzięto pod uwagę wpływ niepewności w ustaleniu jego wartości na wynik obliczeń. Parametry chwilowego hydrogramu jednostkowego przyjęto jako stałe we wszystkich scenariuszach obliczeniowych. Przedstawiony w wynikach obliczeń – początkowy wzrost przepływów kulminacyjnych hydrogramów odpływu bezpośredniego, a następnie spadek, wraz ze wzrostem przyjmowanych czasów trwania opadów jest efektem równoczesnego oddziaływania wzrastającej objętości odpływu, z danego opadu i zmniejszającego się natężenia średniego. Wyniki analizy wskazują na wysoką wrażliwość przepływów kulminacyjnych na zmianę parametru CN (zmiana CN o wartość standardowego błędu oceny wywołuję ok. 6% zmianę przepływu kulminacyjnego).