Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Potencjał retencyjny miasta. Część 1, Metody

Rybka Paulina, Jurasz Jakub, Wdowikowski Marcin

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 10

18--29

PL

Rozwój terenów miejskich jest nieodłącznym elementem rozwoju cywilizacyjnego. W Polsce postępujące procesy urbanizacyjne wraz z silnym trendem zmiany struktury funkcjonalnej obszarów wiejskich w ostatnich trzydziestu latach, doprowadziły w konsekwencji do zwiększania powierzchni zabudowy terenu oraz jego uszczelnienia. Znaczącemu ograniczeniu uległ udział terenów zielonych oraz nieużytków, co spowodowało pogorszenie warunków retencyjnych w bilansie wodnym zarówno aglomeracji miejskich jak i mniejszych miejscowości. Jednocześnie skutki zmian klimatycznych przyczyniają się do coraz częstszego występowania ekstremalnych zdarzeń pogodowych, powodując nasilające się zagrożenia związane z takimi zjawiskami jak: miejska wyspa ciepła, powódź błyskawiczna i susza. Przestrzeń miejska jest szczególnie wrażliwa na dynamiczne zmiany warunków meteorologicznych głównie ze względu na powiększającą się liczbę ludności, która ją zamieszkuje. Antropogeniczne przekształcenia środowiska i zagrożenia klimatyczne znacząco przyczyniają się do potęgowania problemu odprowadzania wody opadowej i roztopowej w zlewniach miejskich jak również obniżenia komfortu życia. Niniejsza praca ma na celu przedstawienie metod oceny potencjału retencyjnego, który z jednej strony pozwala zobrazować skalę problemu, z którym mierzymy się adaptując przestrzeń miejską do warunków zmieniającego się środowiska, z drugiej zaś wskazuje możliwe kierunki rozwoju terenów zurbanizowanych aby nadawały się do życia w przewidywanej strukturze funkcjonalno-użytkowej.

EN

The development of urban areas is an inherent element of civilization development. In Poland, the progressive urbanization processes together with the strong trend of changing the functional structure of rural areas over the last thirty years have resulted in an increase in the area of development and its sealing. The share of green areas and wastelands was significantly reduced, which resulted in the deterioration of retention conditions in the water balance of both urban agglomerations and smaller towns. At the same time, the effects of climate change contribute to the increasing occurrence of extreme weather events, causing increasing threats related to phenomena such as urban heat island, flash floods and drought. Urban space is particularly sensitive to dynamic changes in meteorological conditions, mainly due to the growing number of people living there. Anthropogenic environmental changes and climatic threats significantly contribute to the problem of rainwater and meltwater drainage in urban catchments, as well as to a reduction in the quality of life. This work aims to present methods for assessing the retention potential, which, on the one hand, allows us to illustrate the scale of the problem we face when adapting urban space to the conditions of a changing environment, and on the other hand, indicates possible directions of urban areas development to make them suitable for living in the expected functional and utilitarian structure.

2

Modelowanie intensywnych opadów deszczu w zlewni miejskiej na przykładzie Szczecina

Wawrzyniak Magda, Wdowikowski Marcin

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

22--30

PL

Modelowanie intensywnych opadów deszczu o zadanej wysokości oraz prawdopodobieństwie wystąpienia jest jednym z największych wyzwań hydrologii miejskiej, a w szczególności bezpiecznego odwadniania terenów, przede wszystkim z uwagi na losowy charakter występowania opadów atmosferycznych jako elementów meteorologicznych. Dostęp do danych meteorologicznych w Polsce przez wiele lat był istotną przeszkodą w procesie aktualizacji wiedzy i narzędzi służących w projektowaniu systemów racjonalnego gospodarowania wodami opadowymi i roztopowymi. W niniejszej pracy przedstawiono procedurę opracowania prostego modelu opadowego, umożliwiającego wyznaczenie charakterystyk projektowych intensywnych opadów deszczu, przy minimalnym dostępie do danych pomiarowych. Metodę przedstawiono na podstawie otwartych danych meteorologicznych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej - Państwowego Instytutu Badawczego, z lat 1986-2015, na przykładzie Szczecina. Zaprezentowana metoda ma charakter uniwersalny, skalowalny dla dowolnej miejscowości, a jej wyniki zostały porównane z dostępnymi dotychczas rozwiązaniami i metodami takimi jak model Błaszczyka, model IMGW (Bogdanowicz-Stachy), atlas PANDa czy dostępne dla Szczecina wyniki niemieckiego modelu DWD KOSTRA. W wyniku analizy porównawczej zauważono, ze opracowane modele fizykalne dają najlepsze spośród badanych rozwiązań wyniki, dla opadów występujących najczęściej C = 1 oraz C = 2 lata. Dla pozostałych częstości C = 5, C = 10 i C = 30 lat, opracowane autorską metodą modele dały się wyprzedzić wynikom jedynie modelom probabilistycznym atlasu PANDa.

EN

Modeling intense rainfall of a given height and probability of occurrence is one of the greatest challenges of urban hydrology, and in particular safe drainage of areas, primarily due to the random nature of precipitation as meteorological elements. Access to meteorological data in Poland for many years was a significant obstacle in the process of updating knowledge and tools used in the design of systems for rational rainwater and snowmelt management. This paper presents a procedure for developing a simple precipitation model that enables the determination of the design characteristics of heavy rainfall with minimal access to measurement data. The method was presented on the basis of open meteorological data of the Institute of Meteorology and Water Management - National Research Institute, from the years 1986-2015, on the example of Szczecin. The presented method is universal and scalable for any locality, and its results have been compared with the solutions and methods available so far, such as the Błaszczyk model, the IMGW (Bogdanowicz-Stachy) model, the PANDa atlas or the results of the German DWD KOSTRA model available for Szczecin. As a result of the comparative analysis, it was noticed that the developed physical models give the best results among the tested solutions, for precipitation occurring most often at C = 1 and C = 2 years. For the remaining frequencies of C = 5, C = 10, and C = 30 years, the models developed using the original method could be outpaced only by the probabilistic models of the PANDa atlas.

3

Dachy z zielenią

Lech Aleksander

Zieleń Miejska

|

2019

|

Nr 9

21--22

PL

Odpowiednio zaprojektowany i wykonany dach zielony spowoduje zapewne bezawaryjną funkcjonalność przez dziesiątki lat. Będzie miał też wymierny udział w poprawie funkcjonowania hydrologii miejskiej.

4

Prognozowane wysokości opadów do 2050 roku w świetle obserwowanych zmian klimatu we Wrocławiu

Kaźmierczak Bartosz, Wartalska Katarzyna, Nowakowska Monika, Kotowski Andrzej

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2019

|

Nr 8

250--254

PL

W pracy podjęto próbę predykcji przyszłych opadów maksymalnych, miarodajnych do wymiarowania systemów odwodnień terenów zurbanizowanych. Materiałem badawczym były archiwalne zapisy pluwiograficzne ze stacji IMGW-PIB we Wrocławiu z 59. lat obserwacji (1960-2018). Opracowany model maksymalnych wysokości opadów ma zastosowanie dla czasów trwania od 5 do 4320 minut i częstości występowania od 1 do 50 lat dla okresu predykcji opadów na lata 2020-2050. Na podstawie przeprowadzonych badań przewiduje się wzrost wysokości opadów krótkotrwałych i spadek wysokości opadów długotrwałych w perspektywie do 2050 roku.

EN

The paper attempts to predict future maximum rainfall, reliable for dimensioning drainage systems. The research material was archival pluviographic records from the IMGW-PIB station in Wroclaw from 59 years of observations (1960-2018). The developed model of maximum rainfall amounts is applicable for durations from 5 to 4320 minutes and frequency of occurrence from 1 to 50 years for the period of rainfall prediction for 2020-2050. On the basis of the conducted research, an increase in short-term rainfall amounts and a decrease in long-term rainfall amounts are expected.

5

Trends in daily changes of precipitation on the example of Wroclaw

Kaźmierczak Bartosz, Wdowikowski Marcin, Gwoździej-Mazur Joanna

Ekonomia i Środowisko

|

2019

|

nr 1

142--151

EN

The study analyzed 8295 daily rainfalls recorded in Wrocław from 1960 to 2017. The frequency of daily precipitation in a year was determined in nine categories: from very weak (less than 1.0 mm) to disastrous (over 100 mm). In addition, the precipitation trends were determined by linear regression and the Mann-Kendall test. Analysis of the variability of the number of days with precipitation of particular categories showed a statistically significant downward trend for moderately strong precipitation (10.1-20.0 mm). In case of other categories of precipitation, the tests did not show statistically significant changes.

6

Standards for the dimensioning and assessment of reliable operations of area drainage systems under conditions of climate change

Kotowski A., Nowakowska M.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 1

125--139

EN

Contemporary area drainage dimensioning standards are presented in this paper. Hazards for drainage systems arising from climate changes are discussed and trends of changes in the precipitation structure are presented using the example of data obtained from Wrocław. The need for changes within precipitation scenarios is indicated for modelling overflow in channels and a research methodology and assessment criteria of the degree of reliability of the drainage system are proposed. Results are presented of an analysis of the operation of the rainwater drainage system in the Gaj and Tarnogaj housing estates in Wrocław – these were conducted using a calibrated hydrodynamic model in SWMM software. It was proved that the examined system does not meet the standards of PN-EN 752:2008, DWA-A 118:2006 and Merkblatt no. 4.3/3:2009 with regard to instances of flooding from channels and that adaptation to climate change is required.

PL

Przedstawiono współczesne standardy wymiarowania odwodnień terenów. Omówiono zagrożenia dla systemów kanalizacyjnych wynikające ze zmian klimatu i zaprezentowano trendy zmian w strukturze opadów, na przykładzie danych z Wrocławia. Wskazano na potrzebę zmiany scenariuszy opadów do modelowania nadpiętrzeń w kanałach oraz zaproponowano metodykę badań i kryteria ocen stopnia niezawodności kanalizacji. Przedstawiono wyniki analizy działania kanalizacji deszczowej na osiedlach Gaj i Tarnogaj we Wrocławiu, przeprowadzonej na skalibrowanym modelu hydrodynamicznym w programie SWMM. Wykazano, że badany system nie spełnienia standardów PN-EN 752:2008, DWA-A 118:2006 i Merkblatt Nr. 4.3/3:2009 odnośnie wylewów z kanałów i wymaga dostosowania do zmian klimatu.

7

Identyfikacja, kalibracja i walidacja hydrodynamicznego modelu systemu odwadniającego tereny miejskie na przykładzie Wrocławia

Nowakowska M., Kaźmierczak B., Kotowski A., Wartalska K.

Ochrona Środowiska

|

2017

|

Vol. 39, nr 2

51--60

EN

Sewerage system operation modeling is rarely applied in Poland, mainly due to lack of necessary input databases as well as methodological basis still under development. In the paper, land drainage mathematical modeling using SWMM (Storm Water Management Model) software was revised, based on the example of stormwater catchment and its drainage system for the city of Wroclaw. Research pilot catchment selection criteria were developed as well as principles of local database creation for rainfall events and wastewater stream measurements from sewage collectors over a minimum 2-year period. New rules of hydrological and hydraulic parameter identification were proposed for hydrodynamic models during their calibration and validation, taking into account rainfalls for sewage system sizing and overload verification. Statistical criteria were proposed for model quality evaluation, usually employed to compare simulation results of the stormwater runoff flow rate (Q) and runoff volume (V) for the effective precipitation with the measurement data. The methodical aspect of the results presented is of a universal nature. Thus the results can be applied for identification, calibration and validation of hydrodynamic precipitation-runoff models (also outside Wroclaw). It was proposed that parameter identification of hydrological and hydraulic models of stormwater catchments with drainage systems performed using the SWMM software took into account spatiotemporal changes in rainfall intensity (e.g. using Surfer software).

PL

Modelowanie działania systemów kanalizacyjnych w Polsce jest rzadko stosowane, głównie z braku niezbędnych baz danych wyjściowych, jak też wciąż rozwijanych podstaw metodycznych. W pracy dokonano uściślenia metody modelowania matematycznego odwodnień terenów w programie SWMM (storm water management model), na przykładzie badań skanalizowanej zlewni deszczowej Wrocławia. Opracowano kryteria wyboru pilotowej zlewni do badań, a także zasady tworzenia lokalnych baz danych o opadach atmosferycznych i pomiarach strumieni ścieków w kolektorach kanalizacyjnych, które powinny obejmować minimum dwa lata pomiarów. Zaproponowano nowe zasady identyfikacji parametrów hydrologicznych i hydraulicznych modeli hydrodynamicznych w toku ich kalibracji i walidacji, przy uwzględnieniu opadów kryterialnych do wymiarowania i sprawdzania przeciążeń kanalizacji. Do oceny jakości modeli zaproponowano kryteria statystyczne, służące do porównywania wyników symulacji strumienia wód deszczowych (Q) i objętości spływu (V) opadu efektywnego z wynikami pomiarów. Zaprezentowane wyniki badań mają w części metodycznej charakter uniwersalny i znajdują zastosowanie do identyfikacji, kalibracji i walidacji hydrodynamicznych modeli typu opad-odpływ (nie tylko we Wrocławiu). Zaproponowano, aby identyfikacja parametrów hydrologicznych i hydraulicznych modeli skanalizowanych zlewni deszczowych w oprogramowaniu SWMM odbywała się z uwzględnieniem czasoprzestrzennych zmian wysokości deszczów (np. w programie Surfer).

8

Wpływ przyjęcia modelu natężeń deszczów miarodajnych na bezpieczeństwo obliczeń objętości zbiorników retencyjnych wód opadowych w Polsce

Licznar P., Siekanowicz-Grochowina K., Oktawiec M., Mikołajewski K.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 11

433--439

PL

W niniejszym artykule analizowany jest wpływ doboru wartości natężeń deszczów miarodajnych na bezpieczeństwo obliczania niezbędnej objętości tzw. małych zbiorników retencyjnych. Przeprowadzone analizy dowiodły, że przyjęcie konkretnego modelu natężeń deszczów miarodajnych ma decydujący wpływ na dobór niezbędnej kubatury zbiornika. Dokonano porównania objętości i czasów opróżniania małego zbiornika o zadanych parametrach doboru wg trzech modeli opadów dla Polski: Błaszczyka, Bogdanowicz-Stachý oraz Suligowskiego. Opisano zróżnicowanie przestrzenne analizowanych wartości wynikowych. Wykazano, ze różnice pomiędzy oszacowanymi objętościami zbiorników, wyznaczonymi na podstawie analizowanych modeli, mogą sięgać nawet około 100%. Wskazuje to na pilną potrzebę opracowania aktualnego i wiarygodnego źródła danych o wartościach natężeń deszczów miarodajnych dla projektowania systemów odwodnień w Polsce. Rozwiązania, analogicznego dla stosowanego w Niemczech – atlasu opadowego KOSTRA. W Polsce odpowiednikiem KOSTRA staje się realizowany aktualnie projekt Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa).

EN

In this paper impact of rainfall Intensity-Duration-Frequency (IDF) model assumption on safety of small stormwater detention reservoirs dimensioning in Poland is discussed. The proper assumption of design rainfall intensities models is a key-important issue for detention reservoir volume design. The comparison for volume and emptying time of defined detention tank, calculated using three design IDF models: Błaszczyk, Bogdanowicz – Stachý and Suligowski, is conducted. The spatial distribution of obtained volumes and emptying times values is analysed. The differences between design volumes estimated by means of different IDF models are found to have the possible magnitude reaching up to about 100 per cent. All above shows the urgent need for development of actual and reliable source of IDF values for design of stormwater systems in Poland. It should be solution similar to precipitation atlas KOSTRA used in Germany. Actually being developed Polish Atlas of Rainfall Intensities PANDa is becoming equivalent of KOSTRA in Poland.

9

Budowa modelu hydrodynamicznego skanalizowanej zlewni deszczowej we Wrocławiu

Nowakowska M., Kaźmierczak B., Wartalska K., Kotowski A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 4

189--195

PL

Zaprezentowano zasady budowy modeli hydrodynamicznych w programie SWMM na przykładzie badań skanalizowanej zlewni deszczowej we Wrocławiu. Przedstawiono proces identyfikacji parametrów hydrologicznych i hydraulicznych modelu w toku jego kalibracji i walidacji. Do oceny jakości modelu zaproponowano kryteria statystyczne do porównywania wyników symulacji strumienia (Q) i objętości spływu (V) opadu efektywnego z wynikami pomiarów.

EN

In the paper were presented the principles of the construction of hydrodynamic model in SWMM programme on the example of research of canalized rain catchment area in Wroclaw. The identification process of hydrological and hydraulic parameters of the model was introduced in the course of its calibration and validation. The statistical criteria were proposed for the evaluation of the quality of the model to compare stream simulation results (Q) and volume of runoff (V) effective precipitate with the results of the measurements.

10

Uogólniona metoda analityczna wymiarowania przelewowych zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych

Kotowski A., Wartalska K., Nowakowska M.

Ochrona Środowiska

|

2016

|

Vol. 38, nr 1

45--52

PL

W pracy dokonano analizy metod wymiarowania przelewowych zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych. Analizie poddano dotychczasową metodę analityczną, w której stosowany był nieaktualny już wzór Błaszczyka na natężenie jednostkowe deszczu. Na tej podstawie opracowano nową uogólnioną metodę wymiarowania zbiorników z uwzględnieniem współczesnych modeli deszczów maksymalnych. Na przykładzie zlewni hydrologicznej Wrocławia wykazano przydatność nowej metody do obliczania pojemności użytkowej zbiorników przelewowych. Porównanie wyników obliczeń pojemności zbiorników, z zastosowaniem modelu Błaszczyka i nowego modelu opadów maksymalnych we Wrocławiu wskazało na znaczne różnice, sięgające nawet 67%. Opracowane w latach 60. XX w. i utrwalone w podręcznikach zasady projektowania i metody wymiarowania odwodnień terenów zurbanizowanych – z wyjściowym wzorem Błaszczyka na natężenie jednostkowe opadów – są obecnie kontestowane jako nieodpowiednie, tzn. zaniżające wyniki obliczeń miarodajnych strumieni ścieków, a tym samym rezultaty wymiarowania sieci i obiektów kanalizacji deszczowej w Polsce. Wynika stąd pilna potrzeba zmiany metod wymiarowania sieci i obiektów kanalizacyjnych w Polsce, dostosowanych do obecnych natężeń deszczów.

EN

An analysis of overfall storm water reservoir sizing methodology was presented. The analytical method used currently, employing the already outdated Blaszczyk’s rainfall intensity formula, was analyzed. On the basis of this analysis, a new generalized methodology for reservoir sizing was developed, taking into account the contemporary maximum precipitation models. Based on the example of the hydrological catchment of the city of Wroclaw, suitability of the new method for calculating useful storage volume of overfall reservoirs was demonstrated. Comparison of results of tank volume calculations, based on Blaszczyk’s model and the new maximum precipitation model for Wroclaw, showed significant differences of up to 67%. Developed in the sixties of the 20th century and consolidated in the textbooks, the design rules and sizing methods for urban drainage – with the original Blaszczyk’s formula for rainfall intensity – are currently viewed as inadequate. They underestimate the results of reliable wastewater stream calculations and consequently of the outcomes of sizing storm water drainage network and its facilities in Poland. Therefore, there is an urgent need to change the methods of network and sewerage facilities sizing in Poland, so that they become adapted to the current rainfall rates.

11

Changes in water quality of a small urban river triggered by deep drainage of a construction site

Bartnik A., Moniewski P.

Journal of Water and Land Development

|

2016

|

no. 31

11--22

EN

The paper presents the results of the monitoring of the selected physicochemical properties of the Jasień River waters (in Łódź, the third biggest city of Poland) and their changes under the influence of drainage of a railway station Łódź Fabryczna construction site. Even 25 years ago the Jasień River was a receiver for the sewage from the Łódź textile factories. The drainage of the excavations and disposal of the water into the Jasień River was started on January 2014 and changed stable hydrological, physical and chemical regime of the river once again. In a consequence, average monthly flows exceeded the Jasień River flow in its upper section by six times, and at the beginning by even ten times. Chloride concentration was systematically growing over the study period. This growth and higher water pH were probably associated with increasing level of contaminants in the discharged water and its gradually decreasing uptake. Average annual water temperature increased and a decrease in its amplitude was observed. The annual conductivity and pH patterns became more uniform and the changes in pH followed a clear trend of monthly changes. Water turbidity increased by two times and during summer floods this parameter was often even a few times higher than before the drainage commenced. Chlorides improved water conductance and sodium and potassium increased basicity.

PL

Wody Jasienia od niedawna znajdują się pod wpływem odwodnienia terenu budowy podziemnego dworca Łódź Fabryczna. Rzeka Jasień jeszcze ćwierć wieku temu była odbiornikiem ścieków z łódzkich fabryk włókienniczych. Zrzut z odwodnienia wykopu budowy podziemnego dworca Łódź Fabryczna został skierowany w styczniu 2014 r. do koryta Jasienia i zmienił stabilny reżim hydrologiczny i fizykochemiczny tej niewielkiej rzeki. W jego efekcie średnie miesięczne przepływy w górnym biegu Jasienia zwiększyły się sześciokrotnie, a początkowo nawet 10-krotnie. Stężenie chlorków systematycznie zwiększało się w okresie badań. To zwiększenie, a także zwiększenie zasadowości wody były prawdopodobnie związane ze zwiększeniem zanieczyszczenia wód odpompowywanych z wykopu. Wzrosła także średnia roczna temperatura wody, a jednocześnie zmniejszyła się jej amplituda. Roczne przebiegi przewodności elektrycznej właściwej i odczynu wody uległy wyrównaniu, a zmienność odczynu wynikała z wyraźnego trendu zmian miesięcznych. Mętność wody zwiększała się dwukrotnie w ciągu roku, zaś podczas letnich wezbrań okazywała się często nawet większa niż przed rozpoczęciem odwadniania. Chlorki zwiększyły przewodność elektryczną właściwą wody, a obecność jonów sodu i potasu spowodowała zwiększenie zasadowości wody. Zaobserwowane zmiany rodzą pytania o trwałość reżimu hydrochemicznego Jasienia po zakończeniu budowy dworca.

12

Analiza potencjalnej retencji kanałowej systemu ogólnospławnego miasta Wrocławia na podstawie zasobów GIS i Urban Atlas

Licznar P., Konieczny T., Siekanowicz-Grochowina K., Malinowski P.

Instal

|

2016

|

nr 4

68--71, 80

PL

Effective Real Time Control (RTC) system dedicated to combined sewerage system requires a suitable retention resources. Use of conduits volume of combined sewerage network is one of the possible solutions. Having this in mind, analysis of potential conduits retention in combined sewerage network of Wrocław city was performed. This analysis based on Wrocław MPWiK GIS resources, which were previously qualitatively assessed. Calculated volume of combined system conduits was referenced to the total catchment area and to the impervious surface area only, which was possible through earlier preparation of impervious areas map for the Wroclaw city center based on information provided by the Urban Atlas. Finally, maps of potential retention distribution for the area serviced by combined sewerage network were plotted in three spatial resolutions in the range from 500m×500m to 100m×100m.

13

Wykorzystanie disdrometru laserowego do kalibracji obrazów pochodzących z radarów opadowych na przykładzie Warszawy

Licznar P., Siekanowicz-Grochowina K.

Ochrona Środowiska

|

2015

|

Vol. 37, nr 2

11--16

PL

Problemy związane z eksploatacją przeciążonych systemów kanalizacji ogólnospławnej w największych miastach w Polsce wymuszają rozwój systemów sterowania nimi w czasie rzeczywistym (RTC), jak również skłaniają do postępu w modelowaniu hydrodynamicznym miejskich systemów odwadniania. Praktyczne wdrożenie tych działań w dużych aglomeracjach wymaga dostępu do nowego źródła informacji o strukturze przestrzenno-czasowej pól opadowych. Można to obecnie osiągnąć jedynie przez wykorzystanie techniki radarów opadowych, jednakże najpierw potrzebne jest wypracowanie skutecznych technik kalibracji sygnałów radarowych. Mając to na uwadze zbadano możliwość zastosowania disdrometru laserowego OTT Parsivel2 do konwersji odbiciowości radarowej (Z) na natężenie opadów (R). Analizie poddano zbiory pomiarowe z 2013 r. zarejestrowane przez disdrometr zainstalowany w Warszawie (Polska). Zależności Z–R opracowano przy różnych rozdzielczościach czasowych w zakresie od 10 s do 10 min. Wykazano, że zależności Z–R mają typową strukturę zależności potęgowych, a ich parametry (a=155 i b=1,53), wyznaczone przy wyjściowej rozdzielczości czasowej 10 s były zbliżone do najczęściej publikowanych parametrów zależności w przypadku opadów atmosferycznych zdominowanych przez deszcze. Ponadto zauważono wyraźną zmianę parametrów zależności Z–R przy zmieniającej się rozdzielczości czasowej analizy. Zwiększenie wartości parametru a i jednoczesny spadek wartości parametru b był obserwowany wraz z wydłużającym się czasem rozdzielczości czasowej prowadzonych badań. Zjawisko to może być tłumaczone uśrednianiem wartości Z i R przy wydłużających się oknach czasowych analizy.

EN

Exploitation problems with overloaded combined drainage systems in the biggest cities of Poland prompt development of the Real Time Control (RTC) systems as well as encourage progress in hydrodynamic modelling of urban drainage systems. Practical implementation of these activities in big agglomerations requires access to a new source of information about spatio-temporal structure of rainfall fields. Currently, this could be only achieved by implementation of weather radar techniques. A prerequisite here, however, is the development of effective radar signal calibration techniques. With this in mind, a possibility of laser disdrometer OTT Parsivel2 application to conversion of radar reflectivity (Z) into precipitation rate (R) was explored. The observational sets from year 2013 recorded by the disdrometer installed in Warsaw, Poland were analyzed. Z–R relationships were determined at various time resolutions in the range from 10 s to 10 min. A typical power-law relationship was found to describe them, while their parameters (a=155 and b=1.53), obtained at the initial time resolution of 10 s, were at the level of those most often published for rainfall-dominated precipitations. Moreover, a significant shift in Z–R parameters was noticed with changing temporal resolution of the analysis. An increase in the parameter a with simultaneous decrease in the parameter b was observed when extending the time of temporal study resolution. The phenomenon could be explained by averaging of Z and R values when extending temporal windows of resolution.

14

Zróżnicowanie natężeń deszczów miarodajnych w Polsce

Licznar P., Siekanowicz-Grochowina K., Mielczarek S.

Instal

|

2015

|

nr 7/8

58--64

PL

Właściwe przyjmowanie natężeń deszczów miarodajnych ma kluczowe znaczenie dla bezpiecznego projektowania systemów odprowadzania i retencjonowania wód opadowych. Natężenie deszczu właściwe dla czasu koncentracji i przyjętego okresu powtarzalności musi zostać zidentyfikowane w celu stosowania najbardziej popularnego modelu spływu powierzchniowego, tzn. modelu racjonalnego. Od ponad 120 lat natężenia deszczów są udostępniane do celów projektowania inżynierskiego w postaci zależności typu IDF (ang. Intensity-Duration-Frequency). Dotychczas w Polsce formuła Błaszczyka, oryginalnie opracowana dla Warszawy i w późniejszym czasie adaptowana dla innych regionów, była używana najczęściej, z uwagi na jej prostotę. W tym artykule opisujemy nowy portal internetowy www.retencja.pl, jako alternatywę względem tej przestarzałej praktyki. Ten całkiem nowy portal dostarcza on-line wartości natężeń miarodajnych dla wybranych czasów trwania i prawdopodobieństw deszczów dla wszystkich 913 miast w Polsce, na podstawie nie tylko formuły Błaszczyka, ale także formuł autorstwa Bogdanowicz i Stachý oraz Suligowskiego, a więc formuł będących znacznie bardziej współczesnymi i opartych na zbiorach opadowych o charakterze przestrzennym. Dyskutowane są wyraźne różnice pomiędzy natężeniami deszczów wyznaczanymi z różnych formuł. Na podstawie tych obserwacji portal www.retencja.pl jest prezentowany jako narzędzie służące lobbingowi za opracowaniem polskiego atlasu opadowego dla inżynierów, analogicznego do niemieckiego atlasu KOSTRA.

EN

Proper assumption of design rainfall intensities plays a key role at safe design of stormwater conveyance and detention facilities. Rainfall intensity specific for time duration equal to time of concentration and assumed return period have to be identified in order to apply the most popular surface runoff model, i.e. rational method. Since more than 120 years rainfall intensities are provided for engineering design in the form of IDF (Intensity-Duration- Frequency) relations. Until now in Poland Błaszczyk formula, derived originally for Warsaw and afterwards adapted for other regions, was used most frequent, due to its simplicity. In this paper we describe the new Internet portal www.retencja.pl, as an alternative for this obsolete practice. This brand new portal delivers on-line IDF values for selected durations and rainfall probabilities for all 913 Polish cites based not only on Błaszczyk formula but also on Bogdanowicz and Stachý, and Suligowski formulas, i.e. formulas that are more recent and based on spatially distributed rainfall datasets. Clear differences between predictions of rainfall intensities originating from different formulas are discussed. Based on these observation portal www.retencja.pl is presented as a tool for lobbying for development of Polish precipitation atlas for engineers similar to German KOSTRA atlas.

15

Analiza przemieszczania się opadów deszczowych nad Wrocławiem

Nowakowska M., Kotowski A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2015

|

Nr 5

179--184

EN

The analysis was performed for selected rainfall registered in the network of six rain gauges of MPWiK in Wroclaw, in the period of time from 1.11.2012 to 31.10.2013. Meteorological and aerological data from two IMGW stations were used for the description. It has been found that the occurrence of the movement of rainfall in Wroclaw does not coincide strictly with the wind directions and it is difficult to predict, because of the random character of the phenomenon, among others disrupted by the urban heat island. The presented results can be used in the calibration and validation of hydrodynamic models of rainfall-runoff type, where a dynamic part of rainfall under the catchment in the real time is necessary.

PL

Przedmiotową analizę wykonano dla wybranych opadów zarejestrowanych w sieci 6 deszczomierzy MPWiK we Wrocławiu, w okresie od 1.11.2012 do 31.10.2013 r. Do opracowania wykorzystano dane meteorologiczne i aerologiczne z 2 stacji IMGW. Stwierdzono, że występowanie i przemieszczanie się opadów nad Wrocławiem nie pokrywa się ściśle z kierunkami wiatrów i jest trudne do prognozowania, bowiem zjawisko to ma charakter losowy, zakłócany m.in. miejską wyspą ciepła. Prezentowane wyniki badań znajdują zastosowanie w kalibracji i walidacji hydrodynamicznych modeli typu opad-odpływ, gdzie konieczny jest dynamiczny rozdział opadów nad zlewnią w czasie rzeczywistym.

16

Rainfall estimates from radar vs. raingauge measurements. Warsaw case study

Jakubiak B., Licznar P., Malinowski S. P.

Environment Protection Engineering

|

2014

|

Vol. 40, nr 2

159--170

EN

Contemporary models of urban hydrology and especially hydrodynamic models of stormwater systems demand on supply with high resolution spatial and temporal precipitation information. A plausible solution of precipitation information acquiring over urban catchments is seen in coupling of radar signals and raingauge networks measurements. Suitability of this approach is tested in the case of standard C-band weather radar and the dense network of fast-response raingauges. Rainfall rate estimated based on dependence on the reflectivity factor (Z-R relationship) in single pixels of the radar image are compared to rainfall rates measured by 25 raingauges located in Warsaw, Poland. In the analyzed period, 23 precipitation days with rain from convective clouds and cloud systems are detected. The main conclusion is that despite the fact that adopted Z-R relationship holds well in statistical sense (i.e. the whole period long empirical probability distribution functions (PDFs) of estimated and measured rainfall rates are in good agreement), instantaneous measurements and estimates as well as short-term (one day) PDFs differ remarkably. These differences are not systematic, they vary from the raingauge to raingauge and from day to day. Moreover, the most remarkable differences are associated with the highest rainrates which should be carefully considered prior radar data use as input for urban hydrology modelling.

17

GIS w hydrologii Lublina

Sobolewski W., Gawrysiak L.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 4(61)

93--101

PL

Celem opracowania jest prezentacja metody wyznaczenia zlewni miejskich na przykładzie Lublina, określenie podstawowych parametrów topograficznych i hydrologicznych warunkujących formowanie spływu powierzchniowego i odpływu podczas intensywnych opadów deszczu oraz stworzenie i przetestowanie prostego modelu hydrologicznego, pozwalającego na ustalenie objętości odpływu z poszczególnych zlewni przy założonej wysokości opadów atmosferycznych wywołanych letnimi opadami burzowymi. Obliczenie ilości wody opadowej odpływającej z terenu miasta umożliwia także szacowanie ładunków zanieczyszczeń i dróg ich spływu do systemu rzecznego. Do ustalenia objętości wody biorącej udział w odpływie wybrano metodę SCS CN (Soil Conservation Service Curve Number method), opracowaną przez amerykańską Służbę Ochrony Zasobów Naturalnych. Do opisu elementów środowiska warunkujących zjawiska hydrologiczne wykorzystano dane przestrzenne pochodzące z różnych źródeł, które zintegrowano w bazie danych. Do warstwy informacyjnej opisującej użytkowanie terenu dołączona została tablica wartości średnich stężeń zanieczyszczeń. Wyniki uzyskane drogą modelowania potwierdzono na podstawie obserwacji w zlewniach eksperymentalnych. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu oprogramowania ArcGIS, wraz z rozszerzeniami Spatial Analyst i Hydrologic Modeling. Wykorzystano także oprogramowanie L-Thia GIS ułatwiające m.in. ustalenie parametrów CN, opadu efektywnego i objętości odpływu.

EN

The aim of this paper is to present the method of determining urban catchment on the example of Lublin, the determination of the basic topographical and hydrological parameters conditioning formation of surface runoff and drainage during heavy rains and to create and test a simple hydrological model, sufficient for determining the volume of outflow from each catchment with assumed amount of precipitation caused by summer rain storms. Calculation of the amount of rain water flowing out from the city allows also to estimate pollutant loads and their run-off routes into the river system. To determine the volume of water involved in the outflow SCS CN method (Soil Conservation Service Curve Number method) was selected. This method is developed by the U.S. Natural Resources Conservation Service. To describe the elements of the environment which determine hydrologic phenomena, spatial data from different sources were used. Spatial data were integrated in one database. To the information layer describing the land use, array of values of average concentrations of pollutants was included. The modeling results were confirmed by observations in experimental catchments. Calculations were performed using ArcGIS software, with Spatial Analyst and Hydrologic Modeling extensions. Also, L-Thia GIS software was used to determine the parameters of CN, effective precipitation and outflow volumes.

18

Wstępne wyniki porównawczych testów polowych elektronicznego deszczomierza wagowego OTT Pluvio2 i disdrometru laserowego Parsivel

Licznar P.

Instal

|

2009

|

nr 7/8

43-50

PL

Budowa nowoczesnych sieci pomiarowych opadów dedykowanych potrzebom hydrologii miejskiej, takim jak: rejestracja szeregów czasowych opadów dla hydrodynamicznego modelowania kanalizacji lub dla sterowania w czasie rzeczywistym systemami kanalizacji miejskich itp. wymaga stosowania nowej generacji przyrządów pomiarowych, takich jak: elektroniczne deszczomierze wagowe i disdrometry laserowe. Obydwa przyrządy pomiarowe, oparte na całkowicie odmiennych podstawach funkcjonowania, są w stanie rejestrować w sposób automatyczny natężenia zarówno stałych jak i ciekłych opadów, z krokiem czasowym pojedynczych minut, satysfakcjonującym obecne wymogi modelowania odpływu wód opadowych. W artykule prezentowane są wyniki wstępne testów porównawczych obydwu przyrządów pomiarowych produkowanych przez firmę OTT z Niemiec. Ponadto w artykule dyskutowane są szczegółowo konstrukcja i funkcjonowanie Pluvio2, nowej generacji elektronicznego deszczomierza wagowego firmy OTT, wraz z odniesieniem do innych znanych rozwiązań. Specjalna uwaga w tym względzie jest poświęcona zagadnieniu przetwarzania surowego sygnału z czujnika wagowego przez procesor deszczomierza i prezentacji danych pomiarowych na wyjściu deszczomierza oraz ich zapisowi w pamięci datalogera. Porównawcze testy polowe Pluvio2 i Parsivela były prowadzone od początku stycznia 2009 w specjalnym laboratorium pomiarów opadów atmosferycznych dla potrzeb hydrologii miejskiej Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Podczas testów rejestrowane były opady stałe i ciekłe, np. śniegu, deszczu i śniegu z deszczem. W przypadku opadów śniegu zawyżenie ich natężenia dochodzące do około 50% było obserwowane dla Parsivela w porównaniu do Pluvio2. Można przypuszczać, że chociaż częściowo to zawyżenie znajduje swoje wyjaśnienie w optycznej podstawie funkcjonowania disdrometru. W przypadku zapisów natężeń deszczy zawyżanie wartości przez Parsivela było mniejsze i wynosiło około 30%. Dalsze badania są niezbędne dla lepszego zrozumienia natury tendencji do zawyżania wartości natężeń opadów przez disdrometr i dla opracowania specjalnych współczynników redukcyjnych niezbędnych dla korekcji natężeń opadów. Kampania pomiarowa z użyciem nowego deszczomierza wagowego firmy OTT Pluvio2 udowodniła jego duży potencjał praktycznego stosowania na miejskich sieciach pomiarowych opadów atmosferycznych.

EN

Development of modern precipitation measuring networks dedicated for urban hydrology needs, like for example precipitation time series collection for hydrodynamic drainage modelling or for real time control of urban drainage systems, etc. needs implementation of new generation of measuring devices, such as: electronic weighing gauges and laser disdrometers. Both measuring devices, based on completely different functioning principles, are capable for automatic recording of both liquid, as well as solid precipitations rates with the time step of single minutes satisfying present needs of stormwater outflow modelling. In this paper preliminary results of comparative field tests of both measuring devices produced by the OTT company from Germany are presented. Moreover the construction and functioning of new generation of OTT company electronic weighing gauge Pluvio2 is discussed in detail and compared with other known solutions. Among of it a special attention is given to problems of crude weighing sensor signal processing by the gauge processor and final outcome precipitation measurements presentation and their recording by the data logger. Comparative field tests of Pluvio2 and Parsivel were conducted from the beginning of January 2009 at the special laboratory of atmospheric precipitations measurements for urban hydrology needs of the Wroclaw University of Environmental and Life Sciences. During the test solid and liquid types of precipitations were recorded, for example: snow, rain or snow with rain. In case of snow precipitations overvalue of its real intensity up to approximately 50% by Parsivel in comparison to Pluvio2 was observed. It is expected that this overvalue can be explained at least partially by the optical measuring principle of disdrometer. In case of rainfalls rates recordings Parsivel overvalue was smaller and equal to about 30%. The future studies are necessary to understand better the nature of precipitations intensities overvalue tendency by disdrometer and to develop special reduction factors necessary for precipitation rates corrections. Measuring campaign with the use of new OTT company electronic weighing gauge Pluvio2 proved its big potential for practical implementation at urban atmospheric precipitation measuring networks.