The use of NRCS synthetic unit hydrograph and Wackermann conceptual model in the simulation of a flood wave in an uncontrolled catchment

The paper presents the results of using two models: a conceptual model of Wackermann and a NRCS-UH synthetic unit hydrograph, for flow calculation in uncontrolled catchment of the Słonka, Poland. These models were chosen because of simplicity of models’ parameters evaluation, what is important from engineering calculation point of view. Flows with the probability of exceed amounting to 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, and 50% and for different levels of the catchment moisture were evaluated. The flood waves generated in the Wackermann model were characterized by a short duration (over 2 hours), shorter concentration time (about 1 hour), and by about 70% higher peak flow values than those generated using the NRCS-UH method. A common feature of both methods were higher values of peak flows for the third level of the catchment moisture, as compared to the second level. It is also worth noticing that in both methods no flood wave was generated for the probabilities of 10, 20 and 50% and for the second level of the catchment moisture. It was assumed that hydrographs made with use Wackermann model better describe flood wave in mountain river, which Słonka is.

W pracy przedstawiono wyniki analiz z wykorzystaniem dwóch modeli – konceptualnego modelu Wackermana oraz syntetycznego hydrogramu jednostkowego NRCS-UH – do określenia przepływów w zlewni rzeki Słonka, znajdującej się na obszarze Polski. Wybrane modele charakteryzują się łatwością określenia danych wejściowych do modelu, co jest istotne w aspekcie obliczeń inżynierskich. Obliczenia wykonano dla przepływów o prawdopodobieństwie wystąpienia przekroczenia wynoszącym: 0,5%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20% i 50 dla różnych poziomów uwilgotnienia zlewni. Fale wezbraniowe, wygenerowane za pomocą modelu Wackermana, charakteryzowały się krótkim czasem trwania – ponad 2 godziny, krótszym czasem koncentracji – ok. 1 godziny i o ok. 70% większymi wartościami przepływów maksymalnych niż w przypadku fal wygenerowanych z wykorzystaniem metody SCS. Cechą wspólną obu metod były większe wartości przepływów maksymalnych dla III poziomu uwilgotnienia w stosunku do poziomu II. Można również zauważyć, że w przypadku obu metod oraz II poziomu uwilgotnienia zlewni nie wygenerowano fali wezbraniowej o prawdopodobieństwach przewyższenia 10, 20 i 50%.