Comparative analysis of methods for dimensioning of storage reservoirs in sewage systems

• Autorzy: Mrowiec M. , Malmur R.

Warianty tytułu

PL

Analiza porównawcza metod wymiarowania zbiorników retencyjnych w systemach kanalizacyjnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

PL

Praktycznym problemem przy projektowaniu zbiorników pozostaje procedura ustalania ich wymaganej objętości. W Polsce dominuje podejście skrajnie uproszczone, polegające na wykorzystywaniu uniwersalnych wzorów, których głównym przeznaczeniem było wyznaczanie chwilowych natężeń przepływu do wymiarowania przekrojów kanalizacyjnych nie zaś ustalanie kształtu hydrogramu dopływu do zbiornika. Dodatkowym problemem jest nadal brak aktualnych i wiarygodnych danych o opadach, opracowanych dla warunków krajowych. Dla potrzeb porównania dokładności metod wymiarowania, jako metodę najdokładniejsza (wartość referencyjną) przyjęto skalibrowany model hydrodynamiczny, wykonany w oparciu o rzeczywiste dane, pochodzące z sieci pluwiografów.W odniesieniu do wyników uzyskanych dla modelu numerycznego zarówno metoda oparta na wzorze IDF wg Błaszczyka jak i wg IMiGW dawały wyraźnie zaniżone wyniki wymaganej objętości retencyjnej. Kluczowe znaczenie dla wiarygodnych obliczeń zbiorników retencyjnych ma korzystanie z lokalnie zarejestrowanych danych o opadach. Zastosowanie opracowanych lokalnych krzywych IDFA (uwzględniających zasięg opadu) do wymiarowania zbiorników dało zdecydowanie lepsze wyniki niż wg uniwersalnych krzywych IDF. Przeprowadzona analiza wykazała także, że metoda diagramu opadów w swej oryginalnej postaci ma bardzo ograniczoną użyteczność w stosunku do wymiarowania zbiorników odciążających sieć kanalizacyjną. Zaproponowano metodę polegająca na opracowaniu charakterystyk opadowych dla każdego ze zdarzeń, co umożliwia uwzględnienie zmiennego w czasie natężenia opadów i ma zasadnicze znaczenie dla zwiększenia dokładności uzyskiwanych wyników. Uzyskiwany stopień niedoszacowania objętości retencyjnej na poziomie nie przekraczającym 20% pozwala na wstępne rekomendowanie tej metody dla projektowania zbiorników retencyjnych. Zastosowanie autorskiego modelu transformacji opadu w odpływ (TEO), bazującego na metodzie racjonalnej, umożliwiło uzyskanie hydrogramów dopływu do zbiornika obliczonych w oparciu o zarejestrowane na zlewni hietogramy. Porównanie wyników uzyskiwanych w oparciu o model TEO do modelu nieliniowych zbiorników, zastosowanego w programie SWMM wykazało jego dużą dokładność, przy mniejszej liczbie wymaganych parametrów wejściowych. W rozpatrywanych symulacjach obliczone objętości różniły się o mniej niż 10% od wartości referencyjnej. Możliwość uzyskania wiarygodnych wyników obliczeń bez konieczności wykonywania szczegółowego modelu hydrodynamicznego pozwala na znaczące skrócenie czasu jak i kosztów ponoszonych na etapie projektowania zbiorników retencyjnych.

Słowa kluczowe

PL

analiza porównawcza; systemy kanalizacyjne

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Tom 15, cz. 1
• Strony: 272--286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Mrowiec M.

• Czestochowa University of Technology

autor

Malmur R.

• Czestochowa University of Technology

Bibliografia

• 1. Berne A., Delrieu G., Creutin J.-D., Obled C.: Temporal and spatial resolution of rainfall measurements required for urban hydrology.Journal of Hydrology.Vol. 299. Issues 3–4, 166–179 (2004).
• 2. Crobeddu E., Bennis S., Rhouzlane S.: Improved rational method. Journal of Hydrology.Vol. 338, 65–72 (2007).
• 3. Guo J.C.Y.: Rational hydrograph method for small urban watershed. Journal of Hydrology Engineering.Vol. 6 (4), 352–356 (2001).
• 4. Mrowiec M.: Modeling of stormwater runoff from urbanized areas. Polish Journal of Environmental Studies. Series of Monographs.Vol.1, Water management systems in agricultural and industrial regions. 38–44 (2009).
• 5. Mrowiec M.: Efektywne wymiarowanie i dynamiczna regulacja kanalizacyjnych zbiorników retencyjnych. Publishing House of Czestochowa University of Technology. Czestochowa, 2009.
• 6. Mrowiec M.: The application of improved flow diverter for first flush management. Water Science and Technology, vol. 62, no 9. 2167–2174 (2010).
• 7. Mrowiec M., Malmur R.: Wpływ przestrzennej zmienności opadów na niezawodność systemów kanalizacyjnych. Czasopismo Techniczne – Środowisko. Zeszyt 1, rok 108. 1-Ś/2011 (2011).
• 8. Niemczynowicz J., Bengtsson L.: What practitioners need from theoreticians? Atmospheric Research. Vol. 42, 5–17 (1996).
• 9. Rossmann L., Dickinson R., Schade T., Chan C., Burgess E., Huber W.: SWMM5: The USEPA’s newest tool for urban drainage analysis. Proceedings of 10th ICUD, Copenhagen.pp 1–8 (CD edition), 2005.
• 10. Schilling W.: Rainfall data for urban hydrology: what do we need? Atmospheric Resources.Vol. 27, 5–21 (1991).
• 11. Stahre P., Urbonas B.: Stormwater detention for drainage, water quality and CSO management. Prentice-Hall. New Jersey, 1990.
• 12. Thorndahl S., Schaarup-Jensen K.: Comparative analysis of uncertainties in urban surface runoff modeling. 6th Int. Conference NOVATECH Sustainable Techniques and Strategies in Urban Water Management, Lyon. 1631–1638 (2007).
• 13. Urbonas B.: Stormwater runoff modeling; Is it accurate as we think? International conference on Urban Runoff Modeling: Intelligent Modeling to Improve Stormwater Management, Arcata USA, 1–12 (2007).
• 14. Vaes G., Willems P., Berlamont J.: Areal rainfall correction coefficients for small urban catchments. Atmospheric Research. Vol. 77, 48–59 (2005).