Analiza niestacjonarności czasoprzestrzennej deszczów na przykładzie walidacji modelu hydrodynamicznego SWMM

• Autorzy: Nowakowska Monika , Kaźmierczak Bartosz , Wartalska Katarzyna , Kotowski Andrzej

Warianty tytułu

EN

The analysis of the space-time non-stationarity of rainfall on the example of validation of the SWMM hydrodynamic model

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wybrane problemy związane z prowadzeniem badań symulacyjnych zjawiska opad – odpływ w programie SWMM. Metodyka i wyniki analizy czasoprzestrzennych zmian wysokości opadów deszczowych na obszarze zlewni miejskiej. Badania przeprowadzone na referencyjnej zlewni deszczowej osiedli mieszkaniowych Gaj i Tarnogaj we Wrocławiu, opomiarowanej w lokalnej sieci 6 deszczomierzy. Projekcja zastępczego hietogramu dla środka ciężkości badanej zlewni dokonana dla przykładowego, intensywnego deszczu w programie Surfer®13, z zastosowaniem metody odwrotnych odległości, dla 5-minutowych interwałów czasowych. Niestacjonarność badanego opadu co do czasu trwania i przedziałowej intensywności – już w najbliższym sąsiedztwie deszczomierza i jej wpływ na wyniki walidacji modeli hydrodynamicznych, stosowanych m.in. do ocen niezawodności działania systemów odwodnień terenów zurbanizowanych.

EN

Selected problems related to the simulation of the rainfall-runoff phenomenon in the SWMM program. The methodology and results of the analysis of space-time changes in the amount of rainfall in the urban catchment area. The research carried out on the reference rainwater catchment area of Gaj and Tarnogaj housing estates in Wrocław, measured in the local network of 6 rain gauges. A projection of a substitute hietogram for the center of gravity of the studied catchment made for an exemplary, intense rainfall in the Surfer®13 program, using the inverse distance method, for 5-minute time intervals. The non-stationarity of the rainfall under study in terms of duration and intensity interval – already in the immediate vicinity of the rain gauge and its impact on the results of validation of hydrodynamic models, used e.g. to assess the reliability of operation of drainage systems in urbanized areas.

Słowa kluczowe

PL

ochrona środowiska; powodzie rzeczne; systemy odwodnień terenów; systemy kanalizacyjne

• Wydawca: IMOGEOR, Spółka z o. o.
• Czasopismo: Inżynieria Morska i Geotechnika
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 2
• Strony: 47--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Nowakowska Monika

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Kaźmierczak Bartosz

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Wartalska Katarzyna

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska

autor

Kotowski Andrzej

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• 1. Berne A., Delrieu G., Greutin J. D., Obled C.: Temporal and spatial resolution of rainfall measurements required for urban hydrology. Journal of Hydrology 2004, vol. 299, 166-179.
• 2. Camdez M. J., Pinho M. J., David L. M.: Using SWMM 5 in the continuous modelling of Stormwater hydraulics and quality. 11th Internat. Conf. on Urban Drainage. Edinburgh 2008.
• 3. Choi K., Ball J. E.: Parameter estimation for urban runoff modeling. Urban Water 2002, no. 4, 31-41.
• 4. Deletic A., Dotto C. B. S., McCarthy D. T., Kleidorfer M., Freni G., Mannina G., Uhl M., Fletcher T. D., Rauch W., Bertrand-Krajewski J. L., Tait S.: Defining Uncertainties in Modelling of Urban Drainage Systems. 8 UDM & 2 RWHM conference, Tokio 2009.
• 5. ExUS: Extremwertstatistische Untersuchung von Starkniederschlägen in NRW. Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Essen 2010.
• 6. Faures J. M., Goodrich D. C., Woolhiser D. A., Sorooshian S.: Impact of small-scale spatial rainfall variability on runoff modeling. Journal of Hydrology 1995, vol. 173, 309-326.
• 7. Frances F., Velez I. J., Velez J. J.: Split-parameter structure for the automatic calibration of distributed hydrological models. Journal of Hydrology 2007, vol. 332, 226-240.
• 8. Gerstengarbe F.: Klimawandel in Ballungsräumen: Das Beispiel Ruhrgebiet. Vortrag im Bildungszentrum für die Entsorgungs- und Wasserwirtschaft GmbH. Essen 2009.
• 9. IPCC: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Panel on Climate Change. Cambridge University Press 2014.
• 10. James W.: Rules for responsible modeling. CHI Publications Guelph, Ontario 2003.
• 11. Kaźmierczak B.: Prognozy zmian maksymalnych wysokości opadów deszczowych we Wrocławiu. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2019.
• 12. Kaźmierczak B., Kotowski A.: Weryfikacja przepustowości kanalizacji deszczowej w modelowaniu hydrodynamicznym. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2012.
• 13. Kotowski A.: Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. Sieci kanalizacyjne (t. I). Obiekty specjalne (t. I). Wyd. Seidel-Przywecki, Warszawa 2015.
• 14. Kotowski A., Kaźmierczak B., Dancewicz A.: Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji. Wyd. Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN. Studia z zakresu Inżynierii nr 68. Warszawa 2010.
• 15. MPWiK: Sieć deszczomierzy. Centrum Nowych Technologii i Rozwoju. Wrocław 2012.
• 16. Mrowiec M., Malmur R.: Wpływ przestrzennej zmienności opadów na niezawodność systemów kanalizacyjnych. Czasopismo Techniczne 2011, vol. 108, nr 1, 137-146.
• 17. Notaro V., Liuzzo L., Freni G., La Loggia G.: Uncertainty Analysis in the Evaluation of Extreme Rainfall Trends and Its Implications on Urban Drainage System Design. Water 2015, vol. 7, 6931-6945
• 18. Nowakowska M., Kaźmierczak B., Kotowski A., Wartalska K.: Identyfikacja, kalibracja i walidacja hydrodynamicznego modelu systemu odwadniającego tereny miejskie na przykładzie Wrocławia. Ochrona Środowiska 2017, vol. 39, nr 2, 51-60.
• 19. Nowakowska M., Kaźmierczak B., Wartalska K., Kotowski A.: Budowa modelu hydrodynamicznego skanalizowanej zlewni deszczowej we Wrocławiu. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2017, nr 4, 189-195.
• 20. Nowakowska M., Kotowski A.: Metodyka i zasady modelowania odwodnień terenów zurbanizowanych. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2017.
• 21. Segond M. L.: Stochastic Modeling of Space-Time Rainfall and the Significance of Spatial Data for Flood Runoff Generation. Depart. of Civil and Environ. Engineering, Imperial College, London 2006.
• 22. Singh V. P.: Effect of spatial and temporal variability in rainfall and watershed characteristics on stream flow hydrograph. Hydrological Processes 1997, vol. 11, 1649-1669.
• 23. Singh V. P.: Effect of the duration and direction of storm movement on planar flow with full and partial areal coverage. Hydrological Processes 2002, vol. 16, 3437-3466.
• 24. Skotnicki M., Sowiński M.: Dokładność odwzorowania stopnia uszczelnienia zlewni cząstkowych w modelowaniu odpływu ze zlewni miejskiej. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2011, nr 7-8, 276-279.
• 25. Wartalska K. E., Kotowski A.: Metodyka tworzenia wzorców opadów do modelowania odwodnień terenów. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2020
• 26. Wdowikowski M., Kaźmierczak B., Kotowski A.: Probabilistyczne modelowanie deszczów maksymalnych na przykładzie dorzecza Górnej i Środkowej Odry. Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2021.
• 27. Willems P., Arnbjerg-Nielsen K., Olsson J., Nguyen V.: Climate change impact assessment on urban rainfall extremes and urban drainage: Methods and shortcomings. Atmospheric Research 2012, vol. 103, 106-118.
• 28. Zawilski M., Brzezińska A.: Areal rainfall intensity distribution over an urban area and its effect on a combined sewerage system. Urban Water Journal 2013, vol. 10, 1-11.
• 29. Zawilski M., Sakson G.: Modelowanie spływu ścieków opadowych ze zlewni miejskiej przy wykorzystaniu programu SWMM. Kalibracja modelu. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2010, nr 11, 32-36.
• 30. Zawilski M., Sakson G.: Modelowanie spływu ścieków opadowych ze zlewni miejskiej przy wykorzystaniu programu SWMM. Weryfikacja modelu. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 2011, nr 9, 321-323.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).