Dobór optymalnej objętości zbiornika retencyjnego przy użyciu cyfrowego kalkulatora wykorzystania wód opadowych in situ

• Autorzy: Napieraj Paulina , Burszta-Adamiak Ewa , Czarnocki Piotr , Licznar Paweł

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2024.4.4

Warianty tytułu

EN

The optimal volume of a retention tank estimation using rainwater harvesting digital calculator

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wzrastająca liczba inwestycji w zakresie retencjonowania i wykorzystywania wód opadowych in situ, będąca odpowiedzią na postępujące zmiany klimatu oraz ekstremalne zjawiska pogodowe, w tym przede wszystkim suszę i nawalne opady deszczu, a także znaczącą podaż bezzwrotnych środków finansowych z funduszy zarówno krajowych jak i zagranicznych na tego typu działania wiąże się z potrzebą znajomości metod i narzędzi do wiarygodnego projektowania i doboru optymalnej objętości zbiorników retencyjnych (magazynujących). W Polsce dotychczas brak jest ogólnie przyjętych i uznanych norm i wytycznych dotyczących zagospodarowania wód opadowych in situ. Szacowanie objętości zbiorników metodami uproszczonymi prowadzi najczęściej do dużych rozbieżności w otrzymywanych wynikach. W artykule przedstawiono dobór optymalnej objętości zbiorników retencyjnych z wykorzystaniem nowo powstałego cyfrowego narzędzia jakim jest „Kalkulator wykorzystania wód opadowych in situ” na platformie WaterFolder, uwzględniający w obliczeniach zarówno uwarunkowania lokalizacyjne jak i warunki opadowe dla danego regionu. Obliczenia demonstracyjne przeprowadzono dla 18 studiów przypadku (obejmujących trzy najczęściej praktykowane warianty wykorzystania wody opadowej, trzy lokalizacje oraz trzy wielkości powierzchni spływu). Wyniki badań wykazały, że na dobór optymalnej objętości zbiornika wpływa nie tylko wielkość powierzchni spływu i zapotrzebowania na wodę na przyjęte cele gospodarcze, ale także w znacznym stopniu lokalizacja, tzn. lokalne warunki opadowe w rejonie planowanej inwestycji. Korzystanie z tego typu narzędzi cyfrowych może usprawnić proces projektowania i ułatwić inwestorom podejmowanie decyzji w wyborze optymalnej objętości zbiornika magazynującego wody opadowe w instalacjach do ich wykorzystania in situ.

EN

The increasing number of investments in the retention and use of rainwater in situ, in response to the ongoing climate change and extreme weather events, including primarily drought and heavy rainfall, as well as the significant supply of non-refundable funding from both domestic and foreign funds for such activities, is associated with the need for knowledge of methods and tools for reliable design and selection of the optimal volume of retention tanks. To date, there is a lack of standards and guidelines for in situ rainwater management in Poland. Using simplified methods to estimate tank capacity often results in significant discrepancies. This paper presents the selection of optimal retention tank volumes using a newly developed digital tool, the rainwater harvesting calculator on the WaterFolder platform, which takes into account both site conditions and precipitation conditions for a given region in the calculations. Demonstration calculations were carried out for 18 case studies (covering the three most common rainwater harvesting options, three locations and three runoff area sizes). The results showed that the selection of the optimal tank capacity is influenced not only by the size of the runoff area and the water demand for the chosen economic purposes, but also to a significant extent by the location, i.e., the local rainfall conditions in the area of the planned project. The use of such digital tools can streamline the design process and make it easier for developers to decide on the optimal capacity of a rainwater retention tank for on-site use.

Słowa kluczowe

PL

zbiornik retencyjny; wykorzystanie wód opadowych; retencja; kalkulator; optymalna objętość zbiornika

EN

retention tank; rainwater harvesting; retention; calculator; optimum tank capacity

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 4
• Strony: 32--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., wykr., wzory

Twórcy

autor

Napieraj Paulina

• Wydział Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska, Politechnika Bydgoska
• Miejskie Wodociągi i Kanalizacja w Bydgoszczy sp. z o.o.

• https://orcid.org/0009-0001-7340-4757

autor

Burszta-Adamiak Ewa

• Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

• https://orcid.org/0000-0003-3755-2047

autor

Czarnocki Piotr

• Ministerstwo Klimatu i Środowiska, Departament Funduszy Europejskich, Warszawa

autor

Licznar Paweł

• Wydział Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska, Warszawa

• https://orcid.org/0000-0002-2559-5296

Bibliografia

• [1] Bac M., Rojek M., Meteorologia i klimatologia w inżynierii środowiska. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław, 2012
• [2] Basinger, M., Montalto, F. A., & Lall, U. (2010). A rainwater harvesting system reliability model based on nonparametric stochastic rainfall generator. Journal of Hydrology, 392(3-4), 105-118. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.07.039
• [3] Burszta-Adamiak E., Spychalski P. (2021), Water savings and reduction of costs through the use of a dual water supply system in a sports facility, Sustainable Cities and Society, Vol. 66, 102620, https://doi.org/10.1016/j.scs.2020.102620
• [4] Corvaro S. 2019. Water efficiency and economic assessment of domestic Rainwater harvesting systems in buildings with one - to three-floor elevations. Water Supply, Vol.19 (8): 2422-2434. https://doi.org/10.2166/ws.2019.124
• [5] DIN 1989-1 Regenwassernutzungsanlagen Teil 1: Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung, 2002. Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
• [6] DIN 1989-100 Regenwassernutzungsanlagen - Teil 100: Bestimmungen in Verbindung mit DIN EN 16941-1, 2022. Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.
• [7] García-Ávila, F., Guanoquiza-Suárez, M., Guzmán-Galarza, J., Cabello-Torres, R., & Valdiviezo-Gonzales, L. (2023). Rainwater harvesting and storage systems for domestic supply: An overview of research for water scarcity management in rural areas. Results in Engineering, 18, 101153. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2023.101153
• [8] Grzelak A., Fiałkiewicz-Kozieł B. (2017). Perspektywy i potencjalne zagrożenia ponownego wykorzystania szarej wody. Inżynieria i ochrona środowiska 20(1), 27-41. DOI: 10.17512/ios.2017.1.3
• [9] Królikowska J., Królikowski A., Wody opadowe. Odprowadzanie, zagospodarowanie, podczyszczanie i wykorzystywanie, wydanie I, Józefosław, Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Wyd. II 2019
• [10] Licznar P. i Zaleski J. [Red.], Metodyka opracowania polskiego atlasu natężeń deszczów (PANDa). Warszawa: Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Państwowy Instytut Badawczy, 2020
• [11] Marnujemy nawet 800 litrów wody tygodniowo. Łatwo to naprawić! https://rankomat.pl/woda/marnujemy-nawet-800-litrow-wody-tygodniowo.html
• [12] Part 630 Hydrology National Engineering Handbook. Chapter 10 Estimation of Direct Runoff from Storm Rainfall. United States Department of Agriculture. Natural Resources Conservation Service. 210-VI-NEH, July 2004
• [13] Poradnik wykorzystania wody deszczowej. Broszura produktowa Wilo Polska. https://cms.media.wilo.com/cdndoc/wilo432745/4721922/wilo432745.pdf
• [14] Rashidi Mehrabadi M.H., Haghighi Fashi F., Saghafian B. 2013. Assessment of residential rainwater harvesting efficiency for meeting non-potable water demands in three climate conditions. Resources, Conservation and Recycling, Vol. 73: 86-93. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2013.01.015
• [15] Sakson-Sysiak G. Zyzik P. Efektywność systemów wykorzystania wody deszczowej w budynkach handlowo-usługowych. INSTAL nr 1/2024, DOI 10.36119/15.2024.1.3
• [16] Sample, D. J., Liu, J. (2014). Optimizing rainwater harvesting systems for the dual purposes of water supply and runoff capture. Journal of Cleaner Production, 75, 174-194. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.03.075
• [17] Stec, A., Słyś, D. (2017). Analiza możliwości wykorzystania wody deszczowej na terenie miasteczka akademickiego w Polsce. Proceedings of ECOpole, 11(1), 287-302. DOI: 10.2429/proc.2017.11(1)031
• [18] Słyś, D. Zrównoważone systemy odwodnienia miast. Wrocław, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, 2018
• [19] Suchorab P., Iwanek M., Efektywność wybranej instalacji dualnej wykorzystującej wody deszczowe w warunkach rzeczywistych opadów, Instal 12/2021 s. 41-45, DOI 10.36119/15.2021.12.6
• [20] Xu, H., Zhong, T., Chen, Y., & Zhang, J. (2023). How to simulate future scenarios of urban stormwater management? A novel framework coupling climate change, urbanization, and green stormwater infrastructure development. Science of The Total Environment, 874, 162399.https://doi.org/10.1016/j.scito-tenv.2023.162399

Uwagi

Prezentowane wyniki badań zostały uzyskane w ramach realizacji projektu POIR. 01.01.01-00-0119/21 WaterFolder Connect - zintegrowana platforma projektowania i modelowania systemów odwodnienia, finansowanego przez NCBiR w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020; Oś priorytetowa: Wsparcie prowadzenia prac B+R przez przedsiębiorstwa; Działanie: Projekty B+R przedsiębiorstw; Poddziałanie: Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa.