Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Wstępne rezultaty monitoringu warunków opadowych na terenie miasta Bydgoszczy w latach 2013–2014

Pasela R., Bohuszewicz G., Milik J., Budzińska K., Berleć K., Stachowski P.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 45

176--182

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki analiz rozkładu wysokości, intensywności i natężenia opadu deszczu na terenie miasta Bydgoszczy, na podstawie pomiarów sieci pluwiometrycznej eksploatowanej przez Miejskie Wodociągi i Kanalizacje w Bydgoszczy. System ten składa się z sześciu deszczomierzy korytkowych typu TPG-036-H24 firmy A-STER, wyposażonych w elektroniczny system zapisu danych z ich transmisją w technologii GPRS do serwera centralnego. Zapis wyników pomiaru wysokości opadów odbywa się w interwałach 2-minutowych z dokładnością do 0,1 mm. Poza tym analizie poddano ekstremalne wysokości i natężania opadów zarejestrowanych w badanym okresie, które zostały zaprezentowane w postaci tabel i wykresów. Pomiary natężenia i wysokości opadu prowadzone przy wykorzystaniu odpowiednio gęstej sieci pluwiometrycznej dają możliwość uzyskania wartościowych rezultatów, niezbędnych w analizie funkcjonowania miejskich systemów kanalizacyjnych.

EN

The paper shows the results of analysis distribution of the amount and rainfall intensity in Bydgoszcz based on network measurements of rain, which is operated by the Municipal Water Supply and sewers in Bydgoszcz. The system consists of six rain-gauges type TPG-036-H24 by A-STER, which are equipped with electronic data recording system with GPRS transmission to a central server. A record of the amount of rainfall measurement results is carried out in 2-minute intervals with an accuracy of 0.1 millimeters. The extreme highs and the intensity of rainfall registered in the audited period was analyzed. The results were presented in a form of tables and graphs. The intensity measurements and the amount of rainfall were used by a dense network of rainwater, which allows you to get valuable results, essential in the analysis of the functioning of municipal sewer system.

3

Bezpieczne wymiarowanie kanalizacji na podstawie lokalnych modeli opadów

Kotowski A., Kaźmierczak B., Dancewicz A.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2011

|

R. 108, z. 1-Ś

85-99

PL

W artykule wykazano znaczne różnice ilościowe wysokości i intensywności opadów w różnych rejonach Wrocławia. Stwierdzono, że w rejonie stacji meteorologicznej Wrocław-Strachowice (na zachodzie miasta) występują wyższe wartości natężeń opadów o 15% w stosunku do rejonu stacji Wrocław-Swojec (na wschodzie). Wnioskowanie oparte na materiałach pochodzących z dwóch stacji może powodować jednak niedoszacowanie natężeń opadów w rejonach północnym i południowym miasta, na co wskazują wyższe wartości maksymalnych opadów dobowych na Psim Polu czy Oporowie. Badania wykazały, że obecna sieć pomiarowo-obserwacyjna nie spełnia zapotrzebowania na informacje niezbędne do projektowania bądź modernizacji, w tym modelowania hydrodynamicznego, systemów kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej. Należy zatem zwiększyć liczbę stacji automatycznie rejestrujących wysokość opadów w czasie, co w efekcie przyczyni się do skuteczniejszej ochrony całej aglomeracji wrocławskiej przed lokalnymi wylewami z kanalizacji czy podtopieniami. Wykazano, że model opadów Błaszczyka, który jest jak dotychczas najczęściej stosowany do wymiarowania kanalizacji w Polsce, znacznie zaniża wyniki obliczeń miarodajnych natężeń deszczy . o około 40% dla rejonu Wrocławia-Strachowic i o 25% dla rejonu Wrocławia-Swojca. Nie powinien więc być stosowany w warunkach wrocławskich, a także szerzej - w Polsce.

EN

The paper shows substantial quantitative differences in precipitation amout and intensity in various region of Wrocław. It has been found that precipitation intensity values higher by 15% occur in the area around the metrological station Wrocław-Starachowice (the west side of the city) in relation to the area of Wrocław-Swojec station (the east side of the city). The inference based on materials from the two stations may however result in the underestimation of precipitation intesities in the north and south area of the city, which can be indicated by higher values of maximum daily precipitations in Psie Pole or Oporowo. The investigation has shown that the current measurement - observation network fails to meet information requirements, which are necessary to design and modernize sewage and combined sewage systems, including the hydrodynamic modeling. The number of metrological stations automatically recording precipitation amounts in time should be increased to provide more efficient protection of Wrocław and its suburbs against local sewage outflows and flooding. Furthermore, it has been indicated that the precipitation model of Błaszczyk, which, as for now, is the most frequently applied in sewage sizing in Poland, substantially underrates the values of representative rainfall intensities - by 40% for the area of Wrocław-Starachowice and by 25% for the area of Wrocław-Swojec. It therefore shoult not be used in conditions of Wrocław, and also wider in Poland.

4

Polowe pomiary energii kinetycznej deszczów przy użyciu impaktometru elektronicznego

Licznar P.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2007

|

Vol. 16, No. 2

20--27

EN

Results of the rainfall kinetic energy flux measurements conducted during 2004 in Wrocław are presented at the paper. Kinetic energy measurements were made with the use of electronic impactometer and associated with rainfall intensity registrations. Measured rainfalls kinetic energy flux values were found to have similar shapes of temporal changes, as their intensity values. Estimates of rainfalls kinetic energy values based on their intensity and original energy relationship of USLE model were bigger then measured values, especially for high precipitation intensities.

5

Sposoby pomiaru natężenia deszczu na potrzeby projektowania i eksploatacji systemów odwodnienia terenów zurbanizowanych

Licznar P., Łomotowski J., Rojek M.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2005

|

T. 5, z. spec.

209-219

PL

Pomiary natężenia deszczu są podstawowym i niezbędnym elementem w procesie projektowania i eksploatacji systemów odwodnienia terenów zurbanizowanych. Przestrzenne pomiary chwilowych wartości natężenia deszczu umożliwiają monitoring i sterowanie odpływem wód deszczowych. W pracy prezentowane i dyskutowane są różne techniki pomiaru natężenia deszczu do tych celów. Ponadto opisano budowę i funkcjonowanie nowego typu elektronicznego deszczomierza wagowego przeznaczonego szczególnie do pomiarów natężenia deszczu na potrzeby projektowania i eksploatacji systemów odwodnienia.

EN

Rainfall intensity measurements are a basic and necessary element at the process of drainage systems' design and exploitation for urban areas. Spatial measurements of the instant rainfall intensity allow for monitoring and controlling storm water outflow. Different techniques of rainfall intensity measurements are presented and discussed in this paper. Moreover, the construction and functioning of a new electronic gravimetric rain-gauge designated especially for rainfall intensity measurements for the purposes of drainage systems' exploitation and design are described.

6

Propozycja metody przetwarzania danych pluwiograficznych na potrzeby projektowania i eksploatacji miejskich systemów odwodnienia

Licznar P.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2005

|

T. 5, z. spec.

197-207

PL

Systemy odwodnienia są ważnym elementem infrastruktury zarówno w obszarach wiejskich, jak i miejskich. Ich właściwe projektowanie i eksploatacja powinny być oparte na dobrym rozpoznaniu lokalnych charakterystyk opadu, głównie ich maksymalnych natężeń. Maksymalne chwilowe natężenie deszczu w wielu przypadkach można określić tylko na podstawie klasycznych papierowych pasków rejestracyjnych, co jest dość drogie i czasochłonne. Biorąc to pod uwagę, postawiono sobie dwa podstawowe cele badawcze. Pierwszy z nich - to opracowanie propozycji metody konwersji klasycznych graficznych rejestracji pluwiograficznych do formatu cyfrowego (digitalizacji) i późniejsze użycie skonwertowanych danych do obliczenia wartości chwilowego natężenia deszczu, a drugi - opracowanie narzędzia do prognozowania natężenia maksymalnego deszczu dla przedziałów czasu: 5, 15, 20, 30, 45, 90 i 120 minut na podstawie prostych do określenia parametrów deszczu, tj. całkowitej sumy i czasu trwania oraz jego 10- i 60-minutowych maksymalnych wysokości opadu. Badania przeprowadzono na podstawie rejestracji opadów z lat 1975-2002 w Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Akademii Rolniczej we Wrocławiu, które wykorzystano do wykazania przydatności digitalizacji danych opadowych. Dane w formacie cyfrowym były łatwo adaptowalne do analiz w różnych skalach czasu. Poza tym opracowano zestaw liniowych modeli regresji wielokrotnej do prognozowania maksymalnego natężenia chwilowego deszczu. Działanie wszystkich modeli okazało się poprawne, a prognozy wartości maksymalnych chwilowego natężenia deszczu bliskie bądź równe rzeczywistym wartościom.

EN

Drainage systems are important part of infrastructure in both rural and urban areas. Their proper design and exploitation should be based on a good knowledge of local precipitation characteristics, mainly on maximum precipitation intensities. Derivation of maximum instant precipitation intensities is still in most cases possible only from the classical paper strips registrations, which is a very expensive and time-consuming operation. Having this in mind, two basic research aims were established. The first one was to propose the conversion method of classical paper strips' records into the digital format (digitalization) and afterwards to use converted data for calculating maximum instant rainfalls intensities. Development of the tool to predict maximum rainfall intensities for the time periods of: 5, 15, 20, 30, 45, 90 and 120 minutes based on easily established storm parameters (total amount, duration and its 10- and 60-minute maximum precipitation) was the second aim of the study. The study was based on precipitation data registered from 1975 to 2002 at the Agro- and Hydrometeorology Observatory of the Agricultural University in Wroclaw. The usefulness of the precipitation data digitalization was demonstrated. Data in the digital format were easily adapted to analysis at different time scales. Development of the simple linear multiple regression models to predict maximum instant rainfall intensities was the second study result. All models performance appeared correct and their predicted maximum rainfall intensities were close or equal to real, observed values.

7

Analiza średnich natężeń deszczów miarodajnych we Wrocławiu

Licznar P., Łomotowski J.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 1

29-34

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy natężeń deszczu zarejestrowanych w Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Akademii Rolniczej we Wrocławiu (Swojec) w latach 1975-2002. W oparciu o przyjęte kryterium deszczu wyodrębniono, a następnie ustalono związki funkcyjne pomiędzy średnim natężeniem deszczu, czasem jego trwania oraz prawdopodobieństwem przewyższenia. Otrzymane wyniki porównano z modelem Wołoszyna i wzorem Błaszczyka. Wykazano, że podane w pracach Wołoszyna i Błaszczyka formuły zostały ustalone nie na podstawie analizy wartości średnich natężeń deszczu, ale na materiale, w którym zawarte były zarówno dane o maksymalnych natężeniach chwilowych, jak i maksymalnych średnich natężeniach deszczu.

EN

The analysis covered rainfall intensities recorded at the Agro- and Hydrometeorological Station, Wroclaw University of Agriculture, Wrocław-Swojec in the time span of 1975 to 2002. On the basis of the adopted criteria, rain events were selected and the functional relations between average rainfall intensity, duration and exceeding probability were established. The results were compared with those obtained with the Wołoszyn model and Błaszczyk equation. It was demonstrated that the formulas derived by Wołoszyn and Błaszczyk were not based on the analysis of average rainfall intensities; they involved analyses of both maximal temporary and maximal average rainfall intensities.

8

Analiza chwilowych natężeń deszczów miarodajnych we Wrocławiu

Licznar P., Łomotowski J.

Ochrona Środowiska

|

2005

|

R. 27, nr 2

25-28

PL

W pracy przedstawiono sposób konwersji pluwiogramów do postaci plików numerycznych oraz oryginalną metodę numerycznego wyszukiwania deszczy o maksymalnych chwilowych natężeniach i różnym czasie trwania. Opracowaniu poddano dane o opadach pochodzące z lat 1975-2002 z Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii Akademii Rolniczej we Wrocławiu (Swojec). Na ich podstawie uzyskano formuły do obliczeń natężeń deszczów miarodajnych w funkcji czasu ich trwania dla wartości prawdopodobieństw 10%, 20%, 50% i 100%. Wykazano, że dla potrzeb hydrologii miejskiej istnieje konieczność opracowania formuł do określania natężeń deszczów miarodajnych o charakterze lokalnym.

EN

The method of pluviograph data conversion to the digital files format and an original method of numerical browsing for rainfalls of maximal temporal intensities and different duration are presented in the paper. Making use of the processed precipitation data from the Agro- and Hydrometeorological Station, Wrocław University of Agriculture, Wroclaw-Swojec, for the time span of 1975 to 2002, formulas for calculating rainfall intensities as a function of their duration and for probabilities 10%, 20%, 50% and 100% were modeled. It was demonstrated that urban hydrologists need to have at hand such models that describe the intensities of local design storms.