Empiryczna weryfikacja formuły Błaszczyka do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego

• Autorzy: Licznar P. , Siekanowicz-Grochowina K. , Oktawiec M. , Kotowski A. , Burszta-Adamiak E.

Warianty tytułu

EN

Empirical verification of Blaszczyk’s formula for design rainfall intensity calculations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Pomimo wyraźnych zastrzeżeń do podstaw teoretycznych oraz ograniczonych i przestarzałych danych opadowych, sformułowana przez Błaszczyka formuła opisująca wartość natężenia deszczu miarodajnego jest w Polsce nadal używana do wymiarowania systemów odwadniania terenów. Podstawą tej formuły (typu IDF – intensity-duration-frequency) jest założenie występowania ścisłej zależności funkcyjnej pomiędzy średnioroczną sumą wysokości opadów a maksymalnymi natężeniami deszczów. Założenie to zostało poddane w artykule weryfikacji na podstawie rzeczywistych maksymalnych wartości natężenia deszczów, wyznaczonych na potrzeby opracowania i wdrożenia Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa). Maksymalne natężenia deszczów, przy różnych czasach ich trwania, zostały wyszukane z rejestracji opadów w latach 1986–2015, pochodzących z ogólnopolskiej sieci 100 deszczomierzy Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMGW-PIB). Wartości te porównano z odpowiadającymi ich estymatami obliczonymi według formuły Błaszczyka. Na podstawie otrzymanych wyników zakwestionowano podstawowe założenie tej formuły mówiące, że wartości maksymalnego natężenia deszczów nie są skorelowane z średniorocznymi sumami wysokości opadów. Ponadto stwierdzono wyraźną tendencję do zaniżania wartości natężenia deszczów obliczanych z formuły Błaszczyka. Wykazano, że wartość średniego błędu względnego pomiędzy rzeczywistymi natężeniami deszczów a ich oszacowaniami wynosiła 33%. Nawet w oryginalnych warszawskich warunkach hydrologicznych stosowanie formuły Błaszczyka okazało się nieakceptowalne, gdyż prowadziło do istotnego zaniżania obecnych natężeń deszczów. Z uwagi na dokonane ustalenia rekomenduje się całkowite wyeliminowanie formuły Błaszczyka z praktyki inżynierskiej projektowania systemów odwadniania terenów w Polsce.

EN

Despite serious questions to the theoretical fundamentals as well as the limited and outdated precipitation data, the Blaszczyk’s formula for the design rainfall intensity is still in use for sizing drainage systems in Poland. The assumption of close functional dependence between the average annual precipitation depth and maximum rainfall intensities is the basis for the formula (IDF-type, i.e. intensity-duration-frequency). The assumption was verified against the actual values of maximum rainfall intensity, derived for the purpose of development and implementation of the Polish Atlas of Rainfall Intensity (PANDa rainfall model). The actual maximum rainfall intensities for different duration periods were retrieved from the precipitation records obtained from the nation-wide network of 100 rain gauges of the Polish Institute of Meteorology and Water Management (IMGWPIB) for the period of 1986–2015. These values were compared to the corresponding Blaszczyk formula’s estimates. Based on the results, the basic assumption of the formula was questioned, namely that the maximum rainfall intensity values are not correlated with the normal annual precipitation depth. A clear tendency for the rainfall intensity values to be underestimated by the Blaszczyk’s formula was observed. It was demonstrated that the mean relative error between the actual and estimated rainfall intensities was 33%. Even for the original hydrological Warsaw conditions, the Blaszczyk formula proved unacceptable due to significant underestimation of current rainfall intensities. In view of the findings, a complete elimination of the formula from drainage system engineering in Poland is recommended.

Słowa kluczowe

PL

dane meteorologiczne; model opadów; model Błaszczyka; intensywność deszczu; krzywa IDF; krzywe DDF; odwadnianie terenów

EN

meteorological data; recipitation model; Blaszczyk’s model; rainfall intensity; IDF curve; DDF curves; drainage systems

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 40, nr 2
• Strony: 17--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Licznar P.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów i Kanalizacji, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Siekanowicz-Grochowina K.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów i Kanalizacji, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Oktawiec M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów i Kanalizacji, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Kotowski A.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Wodociągów i Kanalizacji, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

autor

Burszta-Adamiak E.

• Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Inżynierii Kształtowania Środowiska i Geodezji, Zakład Infrastruktury i Techniki Sanitarnej, pl. Grunwaldzki 24, 50-363 Wrocław

Bibliografia

• 1. A. KOTOWSKI: Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnieni terenów. Sieci kanalizacyjne. Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa 2015.
• 2. P. LICZNAR, E. BURSZTA-ADAMIAK, J. ŁOMOTOWSKI, J. STAŃCZYK: Modern proposal of methodology for retrieval of characteristic synthetic rainfall hyetographs. E3S Web of Conferences, Vol. 22, 00104, 2017.
• 3. P. LICZNAR, C. de MICHAELE, W. ADAMOWSKI: Precipitation variability within an urban monitoring network via microcanonical cascade generators. Hydrology and Earth System Sciences 2015, Vol. 19, No. 1, pp. 485–506.
• 4. B. KAŹMIERCZAK, A. KOTOWSKI: The suitability assessment of a generalized exponential distribution for the description of maximum precipitation amounts. Journal of Hydrology 2015, Vol. 525, pp. 345–351.
• 5. A. KOTOWSKI, B. KAŹMIERCZAK, A. DANCEWICZ: Modelowanie opadów do wymiarowania kanalizacji. Studia z Zakresu Inżynierii nr 68, Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Warszawa 2010.
• 6. V. BASUMATARY, B. SUNDAR SIL: Generation of rainfall intensity-duration-frequency curves for the Barak River Basin. Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications 2018, Vol. 6, No. 1, pp. 47–57.
• 7. H. A. EWEA, A. M. ELFEKI, N. S. AL-AMRI: Development of intensity-duration-frequency curves for the Kingdom of Saudi Arabia. Geomatics, Natural Hazards and Risk 2017, Vol. 8, No. 2, pp. 570–584.
• 8. W. BŁASZCZYK: Spływy deszczowe w sieci kanalizacyjnej (wytyczne do normatywu). Gaz, Woda i Technika Sanitarna 1954, nr 9, ss. 262–271.
• 9. S. WĘGLARCZYK: O poprawności wzorów Błaszczyka na obliczanie opadów miarodajnych. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich 2013, nr 3/IV, ss. 63–76.
• 10. M. RYBCZYŃSKI, K. POMIANOWSKI, K. WÓYCICKI: HYDROLOGJA. Część I. Opad-odpływ. Komisja Wydawnicza Towarzystwa Bratniej Pomocy Studentów Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1933.
• 11. Z. N. SZYSZKIN, A. KARIELIN, S. K. KOŁOBANOW, S. W. JAKOWLEW: Kanalizacija. Gosudarswiennoje Izdatielstwo Literatury po Stroitilestwu, Architekturie i Stroitielnym Materiałam, Moskwa 1960.
• 12. K. DĘBSKI: Hydrologia kontynentalna. Część II. Fizyka wody, opady atmosferyczne i parowanie. Wydawnictwa Komunikacyjne, Warszawa 1959.
• 13. Wytyczne techniczne projektowania miejskich sieci kanalizacyjnych. Dziennik Budownictwa 1965, nr 15.
• 14. PN-S-02204:1997: Drogi samochodowe – Odwodnienie dróg.
• 15. E. BURSZTA-ADAMIAK, P. LICZNAR, J. ZALESKI: Criteria for identifying maximum rainfalls determined by the peaks-over-threshold (POT) method under the Polish Atlas of Rainfalls Intensities (PANDa) project. Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications 2018 (in press).

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).