Multilinear flood routing using empirical wave-speed discharge relationships: Case study on the Morava River

Title:

Multilinear flood routing using empirical wave-speed discharge relationships: Case study on the Morava River
Zohľadnenie premenlivosti postupovej rýchlosti prietokových vĺn od prietokov pri transformácii prietokov multilineárnym modelom na rieke Morava

Creator:

Szolgay, Ján, Danáčová, Michaela, Jurčák, Stanislav, and Spál, Peter

Identifier:

https://cdk.lib.cas.cz/client/handle/uuid:87d00f27-9422-4538-91ed-3130041ae6db
uuid:87d00f27-9422-4538-91ed-3130041ae6db

Subject:

multilinear model, flood routing, flood wave celerity, discrete cascade model, wave speed discharge relationship, multilineárny model, transformácia prietokovej vlny, premenlivá postupová rýchlosť, diskrétna kaskáda lineárnych nádrží, and vzťah medzi postupovou rýchlosťou a prietokom

Type:

model:article and TEXT

Format:

bez média and svazek

Description:

The discrete state space representation of the cascade of linear reservoirs model was used in this case study as the basis for a multilinear flood routing model. The time distribution scheme of model inputs was employed in the setup of the multilinear model and the travel-time parameter of the model was allowed to vary with discharge. The relationship between the flood wave-speed and the discharge for a reach of the Morava River between Moravský Svätý Ján and Záhorská Ves was studied. Five empirical models of that relation have been considered that would fit the data and would be consistent with the physical interpretation of the factors determining the relation. Empirical relations between the wave-speed and discharge were derived for the given river reach using engineering reasoning, linear and nonlinear regression and artificial neural networks. These relationships were used to model the variability of the time parameter in the discrete linear cascade flow routing model. The performance of the multilinear model was verified on ten flood waves. The modelling results showed that the inclusion of empirical information on the variability of the wave-speed with discharge enables satisfactory accuracy of the prediction of the flood propagation process without needing to calibrate the model on pairs of input-output hydrographs. The problem of choosing an appropriate wave-speed discharge relationship was briefly discussed. and Jednou z možností riešenia transformácie povodňových vĺn v korytách tokov je používanie multilineárnych modelov, teda niekoľkých lineárnych modelov odpovedajúcich rôznym odtokovým situáciám. Cieľom prípadovej štúdie bolo preveriť parametrizáciu takejto schémy zohľadňujúcu zmenu postupovej doby vrcholov prietokových vĺn v závislosti na prietoku z hľadiska jeho aplikovateľnosti v podmienkach aluviálneho riečneho úseku s bočnými prítokmi. Za základ zavedenia multilinearity sme zvolili model kaskády lineárnych nádrží, ktorý sme formulovali v stavovom priestore. Použili sme schému tzv. časového delenia vstupov do multilineárneho modelu, pri ktorom sa na výpočte podieľajú rôzne lineárne submodely striedavo za sebou v sérii. Experimentálne sme overili niekoľko spôsobov odhadu závislosti postupovej rýchlosti vrcholov povodňových vĺn od vstupného prietoku do riečneho úseku na rieke Morava medzi profilmi Moravský Svätý Ján a Záhorská Ves. Odvodené závislosti sme použili na výpočet časového parametra multilineárneho modelu, ktorý sme verifikovali na desiatich prietokových vlnách. Výhodou riešenia s premenlivým časovým parametrom kaskády lineárnych nádrží je, že model lepšie napodobňuje vlastnosti riečneho úseku ako lineárny model s parametrami získanými kalibráciou modelu na rade povodňových vĺn, ktorá sa tak stáva prebytočnou.

Language:

Slovak

Rights:

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
policy:public

Coverage:

213-227

Source:

Journal of hydrology and hydromechanics | 2008 Volume:56 | Number:4

Harvested from:

CDK

Metadata only:

false