Wpływ rodzaju nawierzchni na wybrane parametry hydrauliczne i jakościowe kanalizacji deszczowej

• Autorzy: Sabat Magda , Musz-Pomorska Anna , Widomski Marcin K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/17.2021.7–8.3

Warianty tytułu

EN

Influence of surface type on selected hydraulic and qualitative characteristics of storm water system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wraz ze wzrostem udziału powierzchni utwardzonych w stosunku do naturalnych, następuje skrócenie czasu odpływu wód opadowych ze zlewni, wzrasta ilość odpływających wód powierzchniowych oraz ładunku zanieczyszczeń odprowadzanych systemem kanalizacji do odbiornika. Zjawisko to negatywnie wpływa na bilans wodny zlewni, oraz prowadzi do wzrostu częstości występowania podtopień, co jest związane z niedostosowaniem możliwości odbioru odpływu powierzchniowego przez istniejące systemy odwodnieniowe. W pracy zaprezentowano wyniki badań modelowych warunków hydraulicznych transportu ścieków deszczowych w wybranym fragmencie sieci deszczowej. Badania przeprowadzono w programie SWMM 5 dla trzech opadów, różniących się czasem trwania i intensywnością. Badania symulacyjne przeprowadzono dla zlewni rzeczywistej oraz dla zlewni, dla której powierzchnię słabo– i nieprzepuszczalną zastąpiono materiałem wodoprzepuszczalnym. Przeprowadzone badania symulacyjne, na podstawie analizy wartości wielkości przepływu, prędkości oraz ilości odprowadzanej zawiesiny ogólnej umożliwiły ocenę wpływu zmiany rodzaju nawierzchni na warunki hydrauliczne i jakościowe pracy sieci.

EN

Along with the increase in share of the sealed surfaces in the catchment, the decrease in the time of rainwater outflow from the catchment as well as the increase in surface runoff volume and pollutants loads delivered to stormwater receiver occur. The above phenomenon negatively affects the natural water balance of catchment and results in increased number of flooding caused by insufficient interception and removal of surface runoff by existing stormwater networks. This paper presents results of modeling studies concerning hydraulic conditions of stormwater transport in a selected part of municipal stormwater network. The studies were performed by SWMM software for three rainfall events, different in duration and intensity. The simulations were performed for the real catchment and for catchment in which selected non-permeable surfaces were replaced by permeable concrete. The performed studies based on volumetric flow rate, flow velocity and TSS load values allowed analysis on influence of permeable pavements introduction on hydraulic and qualitative characteristics of the stormwater system.

Słowa kluczowe

PL

LID; powierzchnie wodoprzepuszczalne; SWMM; kanalizacja deszczowa

EN

LID; water permeable surface; SWMM; storm water drainage system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Gaz, Woda i Technika Sanitarna
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 7-8
• Strony: 12--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sabat Magda

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Zaopatrzenia w Wodę i Usuwania Ścieków, Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Musz-Pomorska Anna

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Zaopatrzenia w Wodę i Usuwania Ścieków, Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

autor

Widomski Marcin K.

• Politechnika Lubelska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Zaopatrzenia w Wodę i Usuwania Ścieków, Nadbystrzycka 40B, 20-618 Lublin

Bibliografia

• [1] Abdollahian S., Kazemi H., Rockaway T., Gullapalli V., 2018, "Stormwater Quality Benefits of Permeable Pavement Systems with Deep Aggregate Layers", Environments, vol. 5(6):68.
• [2] Ahiablame L.M., Engel B.A., Chaubey I., 2012, "Effectiveness of low impact development practices: Literature review and suggestions for future research", Water, Air, & Soil Pollution, vol. 223:4253-4273.
• [3] Ascione F., Francesca De Masi R., Mastellone M., Ruggiero S., Vanoli G.P., 2020, "Green Walls, a Critical Review: Knowledge Gaps,Design Parameters, Thermal Performances and Multi-Criteria Design Approaches", Energies, vol. v13:2296.
• [4] Berretta C., Gnecco I., Lanza L.G., La Barbera P., 2007, "An investigation of wash-off controlling parameters at urban and commercial monitoring sites", Water Science and Technology, vol. 56(12):77-84.
• [5] Boogaard F., Lucke T., 2019, "Long-Term Infiltration Performance Evaluation of Dutch Permeable Pavements Using the Full-Scale Infiltration Method", Water, vol. 11:320.
• [6] Borris M., Viklander M., Gustafsson A.M., Marsalek J., 2013, "Modelling the effects of changes in rainfall event characteristics on TSS loads in urban runoff", Hydrological Processes, vol. 28(4):1787-1796.
• [7] Bressy A., Gromaire M.C., Lorgeoux C., Saad M., Leroy F., Chebbo G., 2014, "Efficiency of source control systems for reducing runoff pollutant loads: Feedback on experimental catchments within Paris conurbation", Water Research, vol. 57:234-246.
• [8] Chen J., Adams B.J., 2007, "A derived probability distribution approach to stormwater quality modelling", Advances in Water Resources, vol. 30:80-100.
• [9] Chocat B., Ashley R., Marsalek J., Matos M.R., Rauch W., Schilling W., Urbonas B., 2007, "Toward the sustainable management of urban storm-water", Indoor and Built Environment, vol. 16:273-285.
• [10] Demuzerea M.K., Orru O., Heidrich E., Olazabal D., Geneletti H., Orru A.G., et al., 2014, "Mitigating and adapting to climate change: Multi-functional and multi-scale assessment of green urban infrastructure", Journal of Environmental Management, vol. 146:107-115.
• [11] Dietz M., 2007, "Low impact development practices: A review of current research and recommendations for future directions", Water, Air, & Soil Pollution, vol. 186:351-363.
• [12] Dz. U. Nr 137, poz. 1800, 2014, "Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego.
• [13] Elliott A.H., Trowsdale S.A., 2007, "A review of models for low impact urban stormwater drainage", Environmental Modelling & Software, vol. 22:394-405.
• [14] Ellis J.B., D'Arcy B.J., 2002, "Chatfield, P.R. Sustainable urban-drainage systems and catchment planning", Water Environtal Journal, vol. 16:286-291.
• [15] EPA SWMM v.5.018. Manual v.5.0. US Environmental Protection Agency, http://www.epa.gov/ednnrmrl/models/swmm/.
• [16] Gaffin S.R., Khanbilvardi R., Rosenzweig C., 2009, "Development of a Green Roof Environmental Monitoring and Meteorological Network in New York City", Sensors, vol. 9:2647-2660.
• [17] Goonetilleke A., Thomas E., Ginn S., Gillbert D., 2005, "Understanding the role of land use in urban stormwater quality management", Journal of Environmental Management, vol. 74:31-42.
• [18] Huong H.T.L., Pathirana A., 2013, "Urbanization and climate change impacts on future urban flooding in Can Tho City, Vietnam", Hydrology and Earth System Sciences, vol. 17:379-394.
• [19] Jacob J.S., Lopez R., 2009, "Is denser greener? An evaluation of higher density development as an urban stormwater-quality best management practice", Journal of the American Water Resources Association, vol. 45(3):687-701.
• [20] Kaykhosravi S., Khan U.T., Jadidi A., 2018, "A Comprehensive Review of Low Impact Development Models for Research, Conceptual, Preliminary and Detailed Design Applications", Water, vol. 10:1541.
• [21] Khan U.T., Valeo C., Chu A., van Duin B., 2012, "Bioretention cell efficacy in cold climates: Part 2-Water quality performance", Canadian Journal of Civil Engineering, vol. 39:1222-1233.
• [22] Kotowski A., Kaźmierczak B., 2010, „Probabilistyczne modele opadów miarodajnych do projektowania i weryfikacji częstości wylewów z kanalizacji we Wrocławiu”, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, vol. 6:13-19.
• [23] Lee J.H., Bang K.W., 2000, "Characterization of urban stormwater runoff", Water Research, vol. 34(6):1773-1780.
• [24] Morgan S., Alyaseri I., Retzlaff W., 2011, "Suspended solids in and turbidity of runoff from green roofs", International Journal of Phytoremediation, vol. 13:179-193.
• [25] Paithankar D.N., Taji S.G., 2020, "Investigating the hydrological performance of green roofs using storm water management model", Materials Today: Proceedings, vol. 32:943-950.
• [26] Pereira B., David L.M., Galvão A., 2020, "Green Infrastructures in Stormwater Control and Treatment Strategies", Proceedings, vol. 48:7.
• [27] Rossman L.A., 2009, "Storm water management model user's manual version 5.0. national risk management research laboratory", Office of Research and Development, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati.
• [28] Roy A.H., Wenger S.J., Fletcher T.D., Walsh C.J., Ladson A.R., Shuster W.D., et al., 2008, "Impediments and solutions to sustainable, watershed-scale urban stormwater management: Lessons from Australia and the United States", Environmental Management, vol. 42:344-359.
• [29] Sakson G., Zawilski M., Badowska E., Brzezińska A., 2014, "Zanieczyszczenie ścieków opadowych jako podstawa wyboru sposobu ich zagospodarowania", Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, vol. 61(3/I/14):253-264.
• [30] Semadeni-Davies A., Hernebring C., Svensson G., Gustafsson L.G., 2008, "The impacts of climate change and urbanisation on drainage in Helsingborg, Sweden: Suburban stormwater", Journal of Hydrology, vol. 350:114-125.
• [31] Šijanec Zavrl M., Zeren T.M., 2010, “Sustainability of Urban Infrastructures”, Sustainability, vol. 2:950-2964.
• [32] Soulis K., Ntoulas N., Nektarios P., Kargas G., 2017, "Runoff reduction from extensive green roofs having different substrate depth and plant cover", Ecological Engineering, vol. 102:80-89.
• [33] Stovin V., Vesuviano G., Kasmin H., 2012, "The hydrological performance of a green roof test bed under UK climatic conditions", Journal of Hydrology, vol. 414-415:148-161.
• [34] Taebi A., Droste R.L., 2004, "Pollution loads in urban runoff and sanitary wastewater”, Science of The Total Environment, vol. 327:175-184.
• [35] Timm A., Kluge B., Wessolek G., 2018, "Hydrological balance of pawed surfaces in moist mid-latitude climate - A review", Landscape and Urban Planning, vol. 175:80-91.
• [36] Wang M., Zhang D., Lou S., Hou Q., Liu Y., Cheng Y., Qi J., Tan S.K., 2019, "Assessing Hydrological Effects of Bioretention Cells for Urban Stormwater Runoff in Response to Climatic Changes", Water, vol. 11:997
• [37] Wang X., Tian Y., Zhao X., 2017, "The influence of dual-substrate-layer extensive green roofs on rainwater runoff quantity and quality", Science of The Total Environment, vol. 592:465-476.
• [38] Widomski M.K., Musz-Pomorska A., Gajuk D., Łagód D., 2012, “Numerical modeling in quantitative and qualitative analysis of storm sewage system extension”, Ecological Chemistry and Engineering A, vol. 19(4-5):471-481.
• [39] Willems P., Arnbjerg-Nielsen K., Olsson J., Nguyen V.T.V., 2012, "Climate change impact assessment on urban rainfall extremes and urban drainage: Methods and shortcomings", Atmospheric Research, vol. 103:106-118.
• [40] Zhou Q., 2014, "A Review of Sustainable Urban Drainage Systems Considering the Climate Change and Urbanization Impacts", Water, vol. 6:976-992.
• [41] Zhu H., Yu M., Zhu J., Lu H., Cao R., 2019, "Simulation study on effect of permeable pavement on reducing flood risk of urban runoff", International Journal of Transportation Science and Technology, vol. 8:373-382.
• [42] Zhu H., Wen C., Wang Z., Li L., 2020, “Study on the Permeability of Recycled Aggregate Pervious Concrete with Fibers”, Materials, vol. 13:321.

Uwagi

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