Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zalecenia metodyczne do obliczeń projektowych kanalizacji rozdzielczej

Kotowski Andrzej, Kaźmierczak Bartosz

Technologia Wody

|

2019

|

Nr 1 (63)

36--45

PL

W pracy omówiono problemy metodologiczne, hydrologiczne i hydrauliczne w projektowaniu i wymiarowaniu systemów kanalizacyjnych. Z braku wiarygodnych wskaźników jednostkowych i modeli nierównomierności odpływu ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych do bilansowania strumieni ścieków na perspektywę, zalecono metodę opartą na wskaźnikach scalonych (MWMG). Przedstawiono ewolucje europejskich standardów projektowania odwodnień terenów. Na tej podstawie, do bilansowania strumieni wód deszczowych zalecono bezpieczną metodę wymiarowania (MMN) z probabilistycznymi modelami opadów maksymalnych. Sformułowano także zalecenia do doboru kanałów ściekowych i deszczowych.

EN

In this paper the methodological, hydrological and hydraulic problems of designing and dimensioning of sewerage systems has been discussed. Due to the lack of reliable unit indices and unevenness models of outflow of domestic and industrial sewage, for balancing waste streams to the perspective, a method based on integrated indicators (MWMG) was recommended. The evolution of European standards for drainage design is presented. On this basis, a safe method of dimensioning (MMN) was recommended for balancing rainwater streams, with probabilistic models of maximum rainfall. Recommendations for selecting sewers and rainwater channels were also formulated.

2

Empiryczna weryfikacja modelu Bogdanowicz-Stachý do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego

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

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 3

21--28

PL

Warunkiem prawidłowego wymiarowania systemów odwadniania terenów jest przyjęcie do obliczeń wiarygodnej wartości natężenia deszczu miarodajnego w funkcji czasu trwania i prawdopodobieństwa przewyższenia, rekomendowanego w normie PN-EN 752:2017. Podstawą ich wyznaczenia jest zastosowanie odpowiedniego modelu opadów, opracowanego na podstawie analizy statystycznej szeregów czasowych lokalnych opadów w wysokiej rozdzielczości czasowej, z co najmniej 30 ostatnich lat. W praktyce inżynierskiej w Polsce, oprócz stosowania nieaktualnego wzoru Błaszczyka, coraz częściej wykorzystuje się probabilistyczny model opadów maksymalnych Bogdanowicz-Stachý, oparty na pomiarach opadów z lat 1960–1990 na 20 stacjach IMGW. Jednak model ten nie zapewnia pełnego pokrycia kraju i opiera się na nieciągłej regionalizacji. Zmieniające się uwarunkowania klimatyczne wymuszają potrzebę sprawdzenia, czy model ten jest aktualny i wiarygodny do stosowania na terenie całego kraju. W artykule dokonano weryfikacji rzeczywistych wartości natężenia deszczu miarodajnego przy zadanym prawdopodobieństwie przewyższenia, wyznaczonych na podstawie 30-letniej serii opadów z lat 1986–2015, względem ich estymat według modelu Bogdanowicz-Stachý. Przeprowadzone analizy podważają zasadność koncepcji prostej regionalizacji opadów w Polsce. Wykazano, że wartości natężenia deszczu miarodajnego, obliczone z modelu Bogdanowicz-Stachý, przy prawdopodobieństwie p=100% i p=50% były najczęściej zaniżone, a przy p=20% i p=10% zawyżone w stosunku do występujących obecnie (1986–2015). Otrzymane wyniki badań dowodzą konieczności zastąpienia modelu Bogdanowicz-Stachý lokalnymi modelami opadów maksymalnych „nowej generacji”, tworzonych w ramach budowy atlasu PANDa (Polski Atlas Natężeń Deszczów), nie tylko w celu uzyskania pełnego pokrycia całego obszaru kraju, lecz także z uwagi na konieczność urealnienia wartości natężenia deszczu miarodajnego do projektowania systemów odwadniania terenów.

EN

Accurate dimensioning of drainage systems requires assumption of reliable design rainfall intensities as a function of its duration and probability of exceeding according to PN-EN 752:2017. Design rainfall intensities are determined by application of an adequate rainfall model that is based on statistical analysis of local precipitation time series recorded at high time resolution and covering a period of last 30 years minimum. Beside application of the obsolete Błaszczyk’s formula, the Bogdanowicz-Stachý’s probabilistic maximum precipitation model based on 1960–1990 rainfall records from 20 rain gauges (Institute of Meteorology and Water Management) becomes increasingly popular in Poland. However, this model does not support full coverage of the country and is based on the discontinuous regionalization. Evolving climate conditions demand validation of the model for use throughout the country. This paper presents results of verification of the actual values of rainfall intensities derived from 30-year time series from the period of 1986–2015 for given probabilities of exceeding, in comparison to the estimates delivered by the Bogdanowicz-Stachý’s model. The conducted analysis undermines legitimacy of the simple regionalization concept for precipitation in Poland. Moreover, rainfall intensity values calculated by Bogdanowicz-Stachý’s model for probabilities of p = 100% and p = 50% are mostly understated and for p = 20% and p = 10% are overstated in comparison to actuals (1986–2015). The results of the research confirm the need to replace Bogdanowicz-Stachý’s model with “new generation” local maximum precipitation models developed as part of the PANDa (the Polish Atlas of Rainfall Intensity) atlas, not only to obtain full coverage of the country, but also to make the values of rainfall intensities reliable for design of drainage systems.

3

Empiryczna weryfikacja formuły Błaszczyka do obliczania wartości natężenia deszczu miarodajnego

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

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

17--22

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.

4

Rainfall models in small catchments in the context of hydrologic and hydraulic assessment of watercourses

Gruss Łukasz, Wiatkowski Mirosław

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2018

|

Vol. 25, nr 1

19--27

EN

This paper presents a proposed application of methods for determining heavy rainfall in small ungauged agricultural catchments in lowland areas. Moreover, we discuss the methodology for a comprehensive hydrological and hydraulic analysis of the functioning of a small lowland watercourse. In order to properly (correctly) use the methods for determining heavy rainfall, a comprehensive workflow had to be created for the dimensioning of structures designed to evacuate rainfall water (i.e. drainage, irrigation and sewer systems), that could be used by designers and would account for the small water retention solutions. In the paper we propose methods for determining heavy rainfall that allow the management of rainfall water in small ungauged agricultural catchments in lowland areas. The calculations of the rainfall intensity with assumed duration times are proposed using three precipitation models: the Bogdanowicz and Stachy formula, the Lambor formula and the Woloszyn formula. The models of Lambor and Woloszyn are advantageous because they are local. On the other hand, the Bogdanowicz and Stachy formula is the recommended model for the dimensioning of structures intended to evacuate rainfall water; this formula makes use of the intensity of design storm in rural areas (p = 10 %). As an example of calculations, we present the initial rainfall intensity results and the values of runoff for a rainfall with the exceedance probability p = 10 % and the duration time 15, 30, 60 and 120 minutes, for the micro-catchment of the watercourse R-4 located in the Dobrzen Wielki commune, south-west of Poland. In the calculations each of the three formulae was used, but the highest values were obtained for the Bogdanowicz and Stachy formula. An analysis of the runoff values for each duration time reveals that the longer the duration time of rainfall, the lower the rainfall intensity. The runoff of precipitation water from the catchment was determined using the European standard EN 752:2008. Moreover, in order to properly select and dimension the retention reservoir for precipitation water the authors used the ATV-A117 guidelines and a study about this standard. The proposed methodology for the determination of heavy rainfall in small ungauged agricultural catchments in lowland areas for the purpose of rainfall water management could be of interest in practical water management applications.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono propozycje zastosowania metod wyznaczania opadów nawalnych w małych niekontrolowanych zlewniach użytkowanych rolniczo, na terenach nizinnych. Ponadto w pracy przedstawiono metodykę wykonania kompleksowej analizy hydrologiczno-hydraulicznej funkcjonowania małego cieku nizinnego. Dla właściwego (poprawnego) stosowania metod wyznaczania opadów nawalnych konieczne było stworzenie kompleksowego schematu postępowania dla wymiarowania urządzeń odprowadzaj ących wody opadowe, tj. systemów melioracyjnych i kanalizacyjnych, który może być stosowany przez projektantów uwzględniając zastosowanie rozwiązania małej retencji wodnej. W pracy zaproponowano metody wyznaczania opadów nawalnych umożliwiających zagospodarowanie wód opadowych w małych niekontrolowanych zlewniach nizinnych na terenach rolniczych. Zaproponowano obliczenia natężenia deszczy przy założonych czasach ich trwania przy zastosowaniu 3 modeli opadów: wg Bogdanowicza i Stachego, Lambora oraz Wołoszyna. Zaletą stosowania modeli Lambora i Wołoszyna jest fakt, że są modelami lokalnymi. Natomiast zalecanym modelem w wymiarowaniu urządzeń odprowadzających wody opadowe, który wykorzystuje natężenie deszczu miarodajnego na terenach wiejskich (p = 10 %) jest model Bogdanowicza i Stachego. Jako przykład obliczeń przedstawiono wstępne wyniki natężenia deszczu i wartości odpływów dla deszczu o prawdopodobieństwie przewyższenia p = 10% i czasie trwania 15, 30, 60,120 minut dla mikrozlewni cieku R-4 zlokalizowanej w południowo – zachodniej Polsce w Gminie Dobrzeń Wielki. W obliczeniach zastosowano wszystkie wymienione modele, jednak najwyższe wartości uzyskano modelem Bogdanowicza i Stachego. Analiza wartości odpływów wskazuje, że im czas trwania deszczu jest dłuższy, tym mniejsze jest jego natężenie. Ustalono wartości odpływu wód opadowych ze zlewni przy zastosowaniu normy europejskiej EN 752:2008. Ponadto dla właściwego doboru i wymiarowania zbiornika do retencji wód opadowych autorzy zastosowali wytyczne normy ATV-A117 oraz opracowania poświęcone tej normie Zaproponowana w niniejszej pracy metodologia wyznaczania opadów nawalnych w małych niekontrolowanych zlewniach użytkowanych rolniczo, na terenach nizinnych, na potrzeby zagospodarowania wód opadowych, stanowi interesującą propozycję do wykorzystania w praktyce gospodarki wodnej.

5

Metodyczne podstawy formułowania modeli opadów miarodajnych do wymiarowania kanalizacji

Kotowski A.

Przegląd Geofizyczny

|

2011

|

Z. 1-2

45-67

PL

Opracowane w latach 50. ubiegłego wieku zasady wymiarowania odwodnień terenów w Polsce są nieodpowiednie, bowiem zaniżają wyniki obliczeń miarodajnych strumieni opadów. Zasady te wymagają weryfikacji, w tym zwłaszcza pilnego zastąpienia modelu Błaszczyka nowymi dokładniejszymi modelami o zasięgu lokalnym, na podstawie których możliwe byłoby w przyszłości opracowanie szczegółowego atlasu opadów w Polsce – na wzór atlasu KOSTRA w Niemczech. Podstawą niniejszej pracy były wyniki pomiarów pluwiograficznych ze stacji meteorologicznej IMGW Wrocław-Strachowice z lat 1960-2009. Do wyodrębnienia z pluwiogramów intensywnych deszczy do analiz statystycznych częstości ich występowania przyjęto własne kryterium wysokości opadów, które pozwoliło na wyselekcjonowanie w każdym roku od kilku do kilkunastu najintensywniejszych opadów, ściślej w sezonie obejmującym miesiące od maja do października. Łącznie z okresu 50 lat obserwacji do szczegółowej analizy statystycznej wyodrębniono 514 opadów, które następnie były szeregowane według nierosnących wysokości w 16 przedziałach czasowych ich trwania. Na tej podstawie sformułowano i zweryfikowano w praktyce metodykę do probabilistycznego bądź fizykalnego opracowywania wyników pomiarów opadów, do zastosowania na innych stacjach meteorologicznych w kraju.

EN

The rules of measuring of drainage area in Poland, which were worked out in the fifties of last century, are frequently not suitable, that means lower results of calculations of unreliable precipitation stream. Those rules need verification, particularly urgent change of the Błaszczyk‘s model with new precise models, including local range, on which base would be probable to develop the precipitation atlas in Poland – like KOSTRA atlas in Germany. The basis of this work were pluviographic measurements from IMGW meteorological station in Wrocław-Strachowice from years 1960-2009. For choosing pluviograms of intensive rainfalls and for statistic analysis of the frequency with which they had appeared, the own criterion of precipitation amount was accepted. It allowed to choose for each year several most intensive precipitations, precisely for season May-October. Altogether from 50 years of observations for detailed analysis the 514 rainfalls were singled out. Afterwards they were classified by amounts for each 16 time periods they lasted. On this basis the methodology was elaborated, verified in practice for the use in other meteorological stations in the country for the probabilistic or physical description of rainfall measurement results.