Adaptacja modelu Santa Barbara Unit Hydrograph do obliczania hydrogramu przepływów w zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego

• Autorzy: Barszcz M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.124

Warianty tytułu

EN

Adaptation of the Santa Barbara Unit Hydrograph model for the calculation of a flow hydrograph in urbanized catchment of the Służewiecki Stream

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy jest przedstawienie procedury obliczeniowej hydrogramu przepływów za pomocą konceptualnego modelu Santa Barbara Unit Hydrograph (SBUH) oraz jej weryfikacja w zlewni cząstkowej Potoku Służewieckiego w Warszawie o powierzchni 14,7 km2. Weryfikacja tej procedury i modelu SBUH polegała na ocenie zgodności przepływów maksymalnych, obliczonych za pomocą modelu i pomierzonych w profilu „Rosoła”. Zakres pracy obejmuje wyznaczenie parametrów modelu (tc, Kr) metodą iteracyjną dla 25 zdarzeń opad-odpływ. Stosując metodę iteracyjną, uzyskano te same wartości dla pomierzonych i symulowanych przepływów maksymalnych. Na podstawie uzyskanych danych opracowano równanie, które umożliwia obliczenie czasu koncentracji (tc) w relacji do maksymalnej intensywności opadu efektywnego. Korelacja między tymi charakterystykami jest silnym związkiem liniowym (R = 0,73). Obliczone za pomocą równania czasy koncentracji wykorzystano do symulacji hydrogramów przepływów modelem SBUH. Wartości najmniejszego i największego błędu względnego (procentowego) ustalone na podstawie pomierzonych i symulowanych przepływów dla analizowanych zdarzeń, wynosiły odpowiednio –0,4 i 71,5%. Średni błąd obliczony przy uwzględnieniu wartości bezwzględnych błędów symulacji dla poszczególnych zdarzeń (zaniedbano znaki minus dla ustalonych błędów względnych) wynosił 17,2%. Do obliczenia opadu efektywnego zastosowano metodę SCS. Wartości parametru CN w tej metodzie wyznaczono dla analizowanych zdarzeń na podstawie danych opad-odpływ. Ustalone wartości wykorzystano do opracowania równania, które umożliwia obliczenie parametru CN na podstawie sumy opadu całkowitego.

EN

The aim of the study was to present the calculation procedure of a flow hydrograph using the conceptual Santa Barbara Unit Hydrograph (SBUH) model and its verification in the Służewiecki Stream sub catchment (A = 14.7 km2) in Warsaw. The verification of this procedure and the SBUH model was based on an assessment of the compatibility of maximum flows, calculated using the model and measured in the “Rosoła” profile. The scope of the work included determining the parameters of the model (tc, Kr) using the iterative method for 25 rainfall-runoff events. When determining the parameters of the model, there were no differences between the measured and simulated maximal flows. The obtained data were used to devise a formula which enabled the time of concentration (tc) to be calculated in relation to the maximum intensity of effective rainfall. The correlation between these characteristics is a strong linear relationship (R = 0.73). The times of concentration calculated using the formula were applied when simulating flow hydrographs by means of the SBUH model. The values of the smallest and the largest relative error (percentage), determined on the basis of measured and simulated flows for the analyzed events, amounted to 0.4 and 71.5%, respectively. The average error, calculated taking into account the absolute values of simulation errors for individual events (neglected minus signs for determined relative errors), amounted to 17.2%. When calculating the effective rainfall there was used the CN-SCS method. The CN parameters values of this method were established for analyzed events based on the rainfall-runoff data. The determined values were used to devise a formula which enabled the CN parameter to be calculated based on the sum of the total rainfall.

Słowa kluczowe

PL

zlewnia zurbanizowana; proces opad-odpływ; model SBUH; opad efektywny; parametr CN; czas koncentracji; przepływ maksymalny

EN

urbanized catchment; rainfall-runoff process; SBUH mode; effective rainfall; runoff curve number (CN); concentration time; maximum flow

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 4
• Strony: 21--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Barszcz M.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Warszawa

Bibliografia

• [1] Barszcz M.: Ocena zagrożenia powodziowego i możliwości jego ograniczenia w zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego. Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 68, 2010, s. 219-230.
• [2] Barszcz M.: Prognoza maksymalnych przepływów prawdopodobnych wywołanych ulewami w zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, XVIII, nr 4 (46), 2009, s. 3-21.
• [3] Beven K.: Rainfall-runoffmodeling. The Primer. John Wiley & Sons, England 2001.
• [4] Rossman L.A.: Storm water management model – User`s manual version 5.0. United States Environmental Protection Agency (EPA), Cincinnati, OH 2004.
• [5] Singh V.P.: Computer models of watersheds hydrology. Water Resources Publication, Colorado, USA 1995.
• [6] Soil Conservation Service Urban Hydrology for Small Watersheds. Technical Release, no 55, 1986, pp. 2.5-2.8.
• [7] Stubchaer J.M.: The Santa Barbara Urban Hydrograph Method. Proc. of National Sympos. on Urban Hydrology and Sediment Control. Univeristy of Kentucky, Lexington, July 28-31, 1975, pp. 131-141.
• [8] Tsihrintzis V.A., Sidan C.B.: Modeling urban stormwater runoff processes using the Santa Barbara Method. Water Resources Management, no 12, 1998, pp. 139-166.
• [9] USDA-SCS, (U.S. Department of Agriculture, Soil Conservation Service). National Engineering Handbook. Section 4, Washington, DC 1975.
• [10] Wanielista M.P.: Hydrology and water quantity control. John Wiley & Sons, New York 1990.
• [11] Wanielista M.P., Kersten R., Eaglin R.: Hydrology: Water quantity and quality control, 2nd ed. John Wiley & Sons, USA 1997.
• [12] WMO: Guide to hydrological practices. WMO, no 168, 5th. Geneva, Switzerland 1994.