The use of bioretention cell to decreasing outflow from parking lot

• Autorzy: Wałęga A. , Cebulska M. , Gądek W.

Identyfikatory

DOI

10.2478/jwld-2018-0017

Warianty tytułu

PL

Wykorzystanie systemów bioretencyjnych do zrównoważonego gospodarowania wodami opadowymi w obszarach uszczelnionych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The objective of the research was to look into the role that bioretention systems play in a decentralized management of stormwater runoff from the impervious areas. The study took place at a catchment of a low permeability and equipped with a combined sewer system. Two rainfall options were selected: actual rainfall intensity q = 105.65 dm³∙s^–1∙ha^–1 and a hypothetic rainfall with a probability of exceedance p = 10% and q = 40.7 dm³∙s^–1∙ha–1. All calculations were carried out using the SWMM EPA program (storm water management model; Environmental Protection Agency). They have shown that the bioretention system reduces the cumulative flow rates by over 55% and the flood wave volume by over 54%. Moreover, it was found that, a precipitation pattern significantly influences runoff from the urban catchment.

PL

Celem pracy jest ocena możliwości zastosowania systemu bioretencyjnego jako metody zrównoważonego gospodarowania wodami opadowymi w zlewniach uszczelnionych. Analizy prowadzono w zlewni silnie uszczelnionej wyposażonej w kanalizację ogólnospławną. Przyjęto dwa warianty opadu: pierwszy z opadem rzeczywistym o natężeniu jednostkowym q = 105,65 dm³∙s^–1∙ha^–1 i drugi z opadem hipotetycznym o prawdopodobieństwie przewyższenia p = 10% i q = 40,7 dm³∙s^–1∙ha^–1. Wszystkie obliczenia przeprowadzono w programie SWMM EPA (storm water management model; Environmental Protection Agency). Analizy wykazały, że zastosowanie systemu bioretencyjnego umożliwia redukcję przepływu kulminacyjnego o ponad 55% oraz ponad 54% zmniejszenie objętości fali. Ponadto stwierdzono, że przebieg opadu w istotny sposób wpływa na kształtowanie się odpływu w zlewni zurbanizowanej.

Słowa kluczowe

EN

bioretention system; Euler hyetographs; sewage system; stormwater; SWMM; urban catchment

PL

hietogram Eulera; SWMM; system bioretencyjny; system kanalizacyjny; wody opadowe; zlewnia zurbanizowana

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2018
• Tom: no. 36
• Strony: 173--181
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., rys.

Twórcy

autor

Wałęga A.

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Environmental Engineering and Surveying, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków

autor

Cebulska M.

• Cracow University of Technology, Faculty of Environmental Engineering, Kraków, Poland

autor

Gądek W.

• Cracow University of Technology, Faculty of Environmental Engineering, Kraków, Poland

Bibliografia

• ASCE 1982. Gravity sanitary sewer design and construction. ASCE Manual of Practice. No. 60. New York, NY. American Society of Civil Engineers. ISBN 0872623130 pp. 275.
• ASHLEY R.M., BALMFORTH D.J., SAUL A.J., BLANSKBY J.D. 2005. Flooding in the future-predicting climate change, risks and responses in urban areas. Water Science and Technology. Vol. 52 p. 265–273.
• BELLO A.-A.D., HASHIM N.B., HANIFFAH R.M. 2017. Impact of urbanization on the sediment yield in tropical watershed using temporal land-use changes and a GIS-based model. Journal of Water and Land Development. No. 34 p. 33–45. DOI 10.1515/jwld-2017-0036.
• BŁAŻEJCZYK K. 2013. Klimat i jego lokalne zróżnicowanie. W: Środowisko przyrodnicze Krakowa, zasoby – ochrona – kształtowanie [The climate and its local variability. In: The natural environment of Krakow, resources – protection – development]. Eds. B. Degórska, M. Baścik. Kraków. IGiGP UJ p. 61–69.
• BOGDANOWICZ E., STACHY J. 1998. Maksymalne opady deszczu w Polsce. Charakterystyki projektowe [Heavy rainfalls in Poland. A design approach]. Materiały Badawcze IMGW. Ser. Hydrologia i Oceanologia. Nr 23. ISSN 0239-6297 ss. 85.
• CEBULSKA M., TWARDOSZ R. 2016. Maksymalne opady dobowe w Krakowie w latach 1863–2015 [Maximum daily precipitation in Kraków in the period 1863–2015]. Eds. L. Hejduk, E. Kaznowska. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN. Z. 39 p. 7–17.
• CHOW V.T., MAIDMENT D.K., MAYS L.W. 1988. Applied of hydrology. New York. McGraw Hill Book Company. ISBN 0070108102 pp. 572.
• CWP 2007. Urban storm water retrofit practices. Ver. 1.0. Urban Subwatershed Restoration Manual Series. No. 3. Ellicott City, MD. Center for Watershed Protection pp. 262.
• CWP 2009. Coastal stormwater supplement to the Georgia stormwater management manual. Ellicott City, MD. Center for Watershed Protection pp. 542.
• FLETCHER T.D, SHUSTER W., HUNT W.F., ASHLEY R., BUTLER D., SCOTT A., TROWSDALE S., BARRAUD S., SEMADENI-DAVIES A., BERTRAND-KRAJEWSKI J-L., MIKKELSEN P.S., RIVARD G., UHL M., DAGENAIS D., VIKLANDER M. 2015. SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of terminology surrounding urban drainage. Urban Water Journal. Vol. 12. No. 7 p. 525–542.
• HALE R. 2016. Spatial and temporal variation in local storm water infrastructure use and storm water management paradigms over the 20th century. Water. Vol. 8. Iss. 7 (310) pp. 16.
• JAMES W., ROSSMAN L.E., JAMES W.R.C. 2010. User’s guide to SWMM5. 13th ed. CHI Press. Ontario, Canada ISBN 978-0-9808853-5-4 pp. 905.
• KOTOWSKI A. 2015. Podstawy bezpiecznego wymiarowania odwodnień terenów. T. 1. Sieci kanalizacyjne [Basics for safer dimensioning drainage areas. T. 1 Sewerages systems]. Warszawa. Wydaw. Seidel-Przywecki. ISBN 978-83-60956-44-1 pp. 399.
• KOWALSKA B., KOWALSKI D., LAGOD G., WIDOMSKI M.K. 2013. Modelling of hydraulics and pollutants transport in sewer system: with exemplary calculations in SWMM. Lublin. Politechnika Lubelska. ISBN 978-83-63569-60-0 pp. 131.
• LEWIŃSKA J. 1964. Wyjątkowy przypadek opadu burzowego na obszarze Krakowa [A unique case of thunderstorm in Krakow]. Gazeta Obserwatora PIHM. Nr 3 p. 10–12.
• LIZÁRRAGA-MENDIOLA L., VÁZQUES-RODRÍRUEZ G., LUCHO-CONSTANTINO C.A., BIGURRA-ALZATI C.A., BELTRÁN-HERNÁNDEZ R.I., ORTIZ-HERNÁNDEZ J.E., LÓPEZLEÓN L. 2017. Hydrological design of two low-impact development techniques in a semi-arid climate zone of Central Mexico. Water. Vol. 9. Iss. 8 (561) pp. 18.
• LOCATELLI L., MARK O., MIKKELSEN P.S., ARNBJERGNIELSEN K., DELECTIC A., ROLDIN M., BINNING P.J. 2017. Hydrologic impact of urbanization with extensive storm water infiltration. Journal of Hydrology. Vol. 544 p. 524–537.
• MAIDMENT D.R. (ed.) 1993. Handbook of hydrology. New York. McGraw-Hill. ISBN 0070397325 pp. 1424.
• MCCUEN R.H. 1989. Hydrologic analysis and design. Englewood Cliffs, NJ. Prentice-Hall, Inc. ISBN 0131349589 pp. 814.
• NIEDŹWIEDŹ T. 1989. Heavy rainfalls in Cracow. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Jagiellońskiego. Prace Geograficzne. Z. 75 p. 11–22.
• O’DRISCOLL M., CLINTON S., JEFFERSON A., MANDA A., MCMILLAN S. 2010. Urbanization effects on watershed hydrology and in-stream processes in the Southern United States. Water. Vol. 2. Iss. 3 p. 605–648.
• OLIVERA F., STOLPA D. 2003. Effect of storm hyetograph duration and shape on the watershed response. Proceedings of the 82nd Annual Meeting of the Transportation Research Board (TBR). Washington DC, USA p. 3–12.
• PIOTROWICZ K. 2007. Temperatura powietrza. W: Klimat Krakowa w XX wieku [Air temperature. In: Climate in Krakow in the 20th century]. Ed. D. Matuszko. Kraków. IGiGP UJ p. 99–113.
• RADECKI-PAWLIK A., WAŁĘGA A., WOJKOWSKI J., PIJANOWSKI J. 2014. Runoff formation in terms of changes in land use – Mściwojów water reservoir area. Journal of Water and Land Development. No. 23 p. 3–10. DOI 10.1515/jwld-2014-0024.
• RAWIS W.J., BRAKENSIEK D.L., MILLER N. 1983. Green-Ampt infiltration parameters from soils data. Journal of Hydraulic Engineering. Vol. 109. Iss. 1 p. 62–70.
• ROSSMAN L. 2014. National stormwater calculator. User’s guide. Ver. 1.1. Washington, DC. US EPA. EPA/600/C-13/106b pp. 58.
• ROSSMAN L. 2015. Storm water management model. User’s manual. Ver. 5.1. Washington, DC. US EPA. EPA/600/R-14/413 (NTIS EPA/600/R-14/413b) pp. 352.
• ROSSMAN L.A., HUBER W.C. 2016. Storm water management model. Reference manual. Vol. I – Hydrology (Revised). Cincinnati, OH. US EPA pp. 231.
• SURMA M. 2015. Sustainable urban development through an application of green infrastructure in district scale – A case study of Wrocław (Poland). Journal of Water and Land Development. No. 25 p. 3–12. DOI 10.1515/jwld-2015-0007.
• SZELĄG B., BĄK Ł., GÓRSKI J. 2014. Wpływ charakterystyk opadowych na parametry hydrogramu odpływu ze zlewni zurbanizowanej [The influence of rainfall characteristics on parameters of the outflow hydrograph from urbanized catchment]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 14. Z. 2(46) p. 103–114.
• TWARDOSZ R. 2000. Wieloletnia zmienność sum dobowych opadów w Krakowie w powiązaniu z sytuacjami synoptycznymi [Long-therm variability of daily sum of precipitation in Krakow in connection with the synoptic situations]. Prace Geograficzne. Z. 105 p. 19–71.
• WAŁĘGA A. 2010. Watershed urbanization: influence on the environment and possibility of counteraction. In: Cultural landscapes of river valleys. Ed. A. Radecki-Pawlik, J. Hernik. Kraków. Wydaw. UR p. 225-241.
• WAŁĘGA A., DROŻDŻAL E., PIÓRECKI M., RADOŃ R. 2012. Wybrane problemy związane z modelowaniem odpływu ze zlewni niekontrolowanych w aspekcie projektowania stref zagrożenia powodziowego [Some problems of hydrology modelling of outflow from ungauged catchments with aspects of flood maps design]. Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus. T. 11. Nr 3 p. 57–68.
• WAŁĘGA A., RADECKI-PAWLIK A., KACZOR G. 2013. Naturalne sposoby zagospodarowania wód opadowych [Natural ways of managing rainfall waters]. Kraków. Wydaw. UR. ISBN 8360633649 pp. 235.
• WOJKOWSKI J. 2007. Promieniowanie słoneczne. W: Klimat Krakowa w XX wieku [Solar radiation. In: Climate in Krakow in the 20th century]. Ed. D. Matuszko. Kraków. Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej UJ p. 55–75.
• Zakład Klimatologii UJ 2016. Dane archiwalne. [Archival database]. Kraków.

Uwagi

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