Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

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

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.

4

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.

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.

6

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.