Wpływ przyjętych rozkładów czasowych zmienności deszczu na wyniki modelowania opad-odpływ

Praca dotyczy doboru rozkładu czasowego opadu wykorzystanego do procesu modelowania typu opad-odpływ. Jako obszar badawczy wykorzystano zlewnię Bystrzycy, będącej lewostronnym dopływem Nysy Kłodzkiej. Dla realizacji założeń konieczne było stworzenie kilku wariantów możliwego rozkładu czasowego deszczu, w tym jednego wykorzystującego szeroko stosowaną metodę opartą na zaleceniach Niemieckiego Związku Gospodarki Wodnej i Melioracji DVWK. Do weryfikacji i kalibracji wyników modelowania wykorzystano dane opadowe oraz pomierzone wartości przepływów pozyskane z zasobów IMGW-PIB. Dane związane z zagospodarowaniem terenu oraz rozkładem gleb na terenie zlewni, które zostały wykorzystane w procesie modelowania, wymagały analizy przy użyciu narzędzi pozwalających na przetwarzanie informacji przestrzennej w środowisku GIS. Proces modelowania został przeprowadzony w programie HEC-HMS 4.2 za pomocą zaimplementowanego w nim modelu NRCS-UH (dawniej SCS-CN) opracowanego przez Amerykańską Służbę Ochrony Gleb (Soil Conservation Service SCS). Celem modelowania było sprawdzenie, który z przyjętych rozkładów czasowej zmienności opadu wygeneruję falę hipotetyczną najbardziej zbliżoną do fali rzeczywistej z 13.06.2015 roku. Jako niezależne miary dopasowania hydrogramu symulowanego względem obserwowanego wykorzystano statystyki w postaci: współczynnika efektywności modelu Nash-Sutcliffe (NS), średniego błędu bezwzględny MAE oraz pierwiastka błędu średniokwadratowego RMSE. Na podstawie kalibracji modelu przeprowadzonego na podstawie wezbrania z 2015 roku wskazano na wariant z rozkładem czasowym opadu, w którym kulminacja przypada na 12 godzinę opadu.

The paper concerns the selection of precipitation time distribution used in the process of development rainfall-runoff model. The Bystrzyca catchment area, which is a left-bank tributary of the Nysa Kłodzka River, was used as a research area. In order to achieve the assumptions, it was necessary to create several variants of possible rainfall time distribution, including one using a widely used method based on the recommendations of the German Association for Water Management and Land Melioration DVWK. To verify and calibrate the modeling results, rainfall data and measured values of flow obtained from the Institute of Meteorology and Water Management – National Research Institute resources were used. Data related to land use and soil arrangement in the catchment area, which were used in the modelling process, required analysis with the use of tools enabling the processing of spatial information in the GIS environment. The modelling process was carried out in HEC-HMS 4. 2 using the NRCS-UH model (formerly SCS-CN) implemented by the American Soil Conservation Service (SCS). The aim of the modeling process was to check which of the assumed distributions of time variation of precipitation will generate the hypothetical wave closest to the actual wave of 13. 06. 2015. Independent measures of the simulated hydrogramme’s adjustment to the observed one, included statistics in the form of: Nash-Sutcliffe (NS) coefficient of performance, mean absolute error of the MAE, and the root mean square error of the RMSE model. On the basis of the calibration of the model carried out on the basis of the increase of the rainfall in 2015, a variant with the precipitation time distribution was indicated, in which the culmination falls on the 12th hour of precipitation.