Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of Pluviograms Recorded in the Area of a Phosphogypsum Heap at Wislinka, Poland

Korzec Aleksandra

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2024

|

Vol. 71, nr 1

43--57

EN

The paper is devoted to the long-term project concerning monitoring and stability analysis of a 40 m high phosphogypsum heap located at Wislinka, Poland. The research presented in the paper focused on collecting and processing rainfall data, which subsequently allows us to perform numerical simulation of rainfall impact on heap’s behaviour. Such analysis requires time history of rainfall intensity, that is recorded by an automatic precipitation station. Since this is not common monitoring equipment, the characteristics of the station installed in the immediate vicinity of the heap are presented, and the data obtained in two experiments conducted in the laboratory are discussed. The analysis revealed that differences between introduced and measured total rain are as large as 10% for very heavy rains. Moreover, the recorded maximum rainfall intensity often includes errors. The data processing procedure to obtain time history of rainfall intensity is presented on the basis of data collected in the first half of the hydrological year 2023 (the first period of the station’s operation). The total precipitation registered was 107 mm, and the maximum daily rain was only 26 mm. However, first single and multi-stage rainfall models for the Wislinka region that would be applied into numerical simulations are presented.

2

An empirical model of rainfall intensity as a function of rainfall duration and probability of occurrence

Harisuseno Donny, Prasetyorini Linda, Fidari Jadfan S., Chandrasasi Dian

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 56

182--193

EN

Rainfall is one of the main components of the hydrologic cycle; thus, the availability of accurate rainfall data is fundamental for designing and operating water resources systems and infrastructure. This study aims to develop an empirical model of rainfall intensity (It,p) as a function of its probability (p) and duration (t). In 1999-2020, data on the hourly duration of rainfall were collected from automatic rainfall recorder (ARR) gauges. The empirical model has been developed using a statistical approach based on duration (t) and probability (p), and subsequently they have been validated with those obtained from ARR data. The resulting model demonstrates good performance compared with other empirical formulas (Sherman and Ishiguro) as indicated by the percent bias (PBIAS) values (2.35-3.17), ratio of the RMSE (root mean square error) between simulated and observed values to the standard deviation of the observations (RSR, 0.028-0.031), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE, 0.905-0.996), and index of agreement (d, 0.96-0.98) which classified in the rating of “very good” in model performance. The reliability of the estimated intensity based on the empirical model shows a tendency to decrease as duration (t) increases, and a good accuracy mainly for the rainfall intensity for shorter periods (1-, 2-, and 3-hours), whereas low accuracy for long rainfall periods. The study found that the empirical model exhibits a reliable estimate for rainfall intensity with small recurrence intervals (Tr) 2-, 5-, 10-, and a 20-year interval and for a shorter duration (t). Validation results confirm that the rainfall intensity model shows good performance; thus, it could be used as a reliable instrument to estimate rainfall intensity in the study area.

3

Wyznaczanie natężenia opadu na podstawie danych z radarów z podwójną polaryzacją fali elektromagnetycznej

Dzwonkowski Karol, Winnicki Ireneusz, Pietrek Sławomir

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2023

|

Vol. 72, nr 1

79--100

PL

W pracy przedstawiono wyniki pilotażowych badań stref zachmurzenia z opadem gradu na podstawie danych z radaru z podwójną polaryzacją fali elektromagnetycznej pracującego w Rzeszowie-Jasionce, który jest jednym z ośmiu radarów meteorologicznych tworzących nową sieć POLRAD zarządzaną przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - PIB. Skanowanie atmosfery falą o podwójnej polaryzacji dostarcza znaczną ilość danych radarowych, które dokładnie opisują wykryte obiekty meteorologiczne, w tym rozmiary cząsteczek chmurowych i opadowych. Przeprowadzone badania umożliwiły jakościowy i ilościowy opis stref zachmurzenia z opadem atmosferycznym o zmiennej intensywności oraz ze zmiennym rozkładem przestrzennym i czasowym. Uzyskanie danych o strukturze strefy zachmurzenia wymaga stworzenia nowych niestandardowych zobrazowań przedstawiających horyzontalne i pionowe rozkłady odbiciowości radarowej wyznaczonej na podstawie pomiarów w kanale klasycznym radaru. Dane radarowe przetworzono z wykorzystaniem oprogramowania RAINBOW DART i RAPOK. Wygenerowano całkowicie nowe zbiory danych opadowych dla wybranego rejonu z zachowaniem zgodności miejsca oraz terminu obserwacji, w których uwzględniono natężenie opadu, stan fazowy oraz czynniki środowiskowe. Opracowane pionowe przekroje radioech wzdłuż zadanej trasy dostarczyły informacje o strukturze i aktywności badanej komórki burzowej oraz występującym rdzeniu opadowym. Natężenie opadu atmosferycznego wyznaczono z zależności Marshalla-Palmera, Jossa oraz Muchnika, w których użyto odbiciowości radarowej na wysokościach 1 km, 1,5 km i 2 km nad powierzchnią gruntu z uwzględnieniem poziomu zamarzania. W pracy przedstawiono kompleksową analizę sytuacji wystąpienia opadu gradu na podstawie danych synoptycznych oraz zobrazowań natężenia opadu i prawdopodobieństwa jego wystąpienia. Wykazano, że dostępne w sieci wymiany danych meteorologicznych standardowe zobrazowanie natężenia opadu generowane każdorazowo na podstawie zależności Marshalla–Palmera dla odbiciowości radarowej na wysokości 1 km nad powierzchnią gruntu może zawierać błędy, których zminimalizowanie wymaga dokonania zmian w algorytmach obliczeniowych. Na tym etapie badań w obliczeniach wykorzystano inne zależności, przy wyborze których uwzględniono rodzaj opadu. Natomiast dane o strukturze badanej komórki burzowej pozwoliły na obliczenia na podstawie wartości odbiciowości radarowej wyznaczonych na różnych poziomach w rdzeniu opadowym. Analizę otrzymanych radarowych danych opadowych prowadzono na podstawie zarówno danych synoptycznych, jak i klimatycznych dla badanego rejonu. W następnym etapie badań wykorzystane zostaną wyniki pomiarów terenowych prowadzonych w rejonach z rozbudowaną siecią bezpośrednich pomiarów opadów atmosferycznych. Wyniki tych badań pozwolą na rekomendowanie zależności empirycznych do wyznaczania natężenia opadu w zależności od rodzaju opadu, budowy chmury opadowej oraz warunków środowiskowych.

EN

The paper presents the results of a preliminary study of cloudiness area with hail precipitation based on data from a dual-polarisation electromagnetic wave radar operating in Rzeszów-Jasionka which is one of eight meteorological radars belonging to the POLRAD managed by the Institute of Meteorology and Water Management - National Research Institute. Atmospheric dual-polarisation wave scanning provides a significant radar data that accurately describes detected meteorological objects, including the sizes of cloud and precipitation particles. The conducted research enabled us a qualitative and quantitative description of cloudy zones with precipitation of variable intensity and variable spatial and temporal distribution. Obtaining data on the structure of the cloud cover zone requires the creation of new and non-standard imagery showing horizontal and vertical distributions of radar reflectivity determined on the basis of measurements in the classic radar channel. Radar data were processed using RAINBOW DART and RAPOK software. Completely new rainfall datasets were generated for the selected region with consistency of location and observation date, in which precipitation intensity, phase state, and environmental factors were taken into account. Developed vertical cross-sections of the atmosphere along the set route provided information on the structure and activity of the studied storm cell and the precipitation core present. Precipitation intensity was determined from the Marshall‒Palmer, Joss and Muchnik correlations, which used radar reflectivity at heights of 1 km, 1.5 km, and 2 km above the ground surface, taking into account the freezing level. The paper presents a comprehensive analysis of the hail situation based on synoptic data and images of hail intensity and hail probability. It was shown that, available in the meteorological data exchange network, the standard images of precipitation intensity generated in each case based on the Marshall-Palmer correlation for radar reflectivity at a height of 1 km above the ground surface may contain errors, which require changes in calculation algorithms to be minimised. At this stage of the research, other dependencies were used in the calculations, which took into account the type of precipitation. On the other hand, data on the structure of the studied storm cell allowed us calculations based on the values of radar reflectivity determined at different levels in the rain core. The analysis of the obtained radar precipitation data was carried out on the basis of both syn-optic and climatic data for the studied region. In the next stage of research, the results of field meas-urements carried out in regions with an extensive network of direct precipitation measurements will be used. The results of these studies will allow us to recommend empirical relationships for determining precipitation intensity depending on the type of precipitation, the structure of the precipitation cloud and environmental conditions.

4

Spatial variability study of rainfall in Cartagena de Indias, Colombia

Mouthon-Bello Javier A., Quiñones-Bolaños Edgar, Ortiz-Corrales Jairo E., Mouthon-Barraza Natalia, Hernández-Fuentes Maria D.J., Caraballo-Meza Andrea C.

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 55

138--149

EN

Precipitation is a component of the hydrological cycle, knowing its spatial distribution is vital for the management of hydrographic basins, the territory and the development of fundamental activities for society. That is why the present study shows the spatial variability of rainfall in Cartagena de Indias city with a network of rain gauges, made up of nine pieces of equipment, separated from each other by 0.9-27 km. After a year of recording (2019), using historical series of data, it was found that the maximum rainfall occurs in the trimester between September and November, with interpolated maps made by the Ordinary Kriging (OK) method it was found that the maximum rainfall is focused on the north, centre and west of the territory, instead, the maximum intensities are presented in the centre and west, the minimums for both variables are presented to the east and south. The 70 and 90% of the rain events have a duration of less than 30 min and 1 h, respectively. Three-parameter exponential function was fitted to the paired correlation distances, and presented correlations lower than 0.8, 0.5 and 0.2 from distances of 1, 3 and 7 km, respectively, in 30 min rain integration. It was also found that with a pluviometric network conformed by at least six pieces of equipment and separated by a 5 km distance from each other in the urban area, a correlation of 0.5 and compliance with the WMO recommendations would be obtained.

5

Flow Rate Determination as a Function of Rainfall for the Ungauged Suhareka River

Kusari Laura, Osmanaj Lavdim, Shehu Hana, Bungu Samir

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 4

110--121

EN

For ungauged rivers, when there are no hydrological measurements and there is a lack of data on perennial flow rates, the latter one to be determined based on other hydrological data. The river Suhareka catchment represents a similar case. Since there is no data on Suhareka’s flow rates, the authors of this study aimed for the flow rate determination based on rainfall measurements. From the available data on annual precipitation (monthly sums) provided by the Kosovo Hydrometeorological Institute for the Suhareka hydrometric station, the observed monthly rainfall data for 30 years were analysed. Those gaps were initially filled by connecting the hydrometric station in Suhareka with those of Prishtina, Prizren and Ferizaj, and as a result a fairly good fit was ensured. Moreover, the intensity-duration-frequency curves were formed using the expression of Sokolovsky, as a mathematical model of the dependence I (T, P). For a transformation of rainfall into flow, the American method SCS was used. As a result, the equation for the Suhareka River basin was derived, which enabled the determination of maximum inflows, for different return periods. The results obtained through this paper, indicates that even for ungauged river basins the peak flows can be determined from available rainfall data.

6

Assessment of soil erosion models for predicting soil loss in cracked vegetated compacted surface layer

Bora Manash Jyoti, Bordoloi Sanandam, Pekkat Sreeja, Garg Ankit, Sekharan Sreedeep, Rakesh Ravi Ranjan

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 1

333--347

EN

Rainfall-induced progressive soil erosion of compacted surface layer (SL) impedes the functioning of cover system (CS) of landfills with high expected design life (≈ 100 years). The existing soil erosion models are not tested extensively for compacted soil with cracks and vegetation. This study evaluated the efficacy of three popular soil erosion models for estimating the soil loss of compacted SL of CS, which is useful for annual maintenance. The interactive effect of rainfall, vegetation and desiccation cracks on erosion of compacted surface layer was investigated under the influence of both natural and simulated rainfall events for one year. Among all, the Morgan, Morgan and Finney (MMF) model was found to be effective in predicting soil erosion of compacted SL. However, the MMF model overestimated soil erosion when the vegetation cover exceeded 60%. The soil loss estimated from Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and Water Erosion Prediction Project (WEPP) models was poor for high rainfall intensity (100 mm/h). The RUSLE and WEPP model overestimated the soil erosion for low vegetation cover (≤3%) and underestimated for vegetation area>3%. The mechanism of root reinforcement, strength due to root water uptake-induced soil suction and its effect on soil loss mitigation could not be adequately captured by the existing models for compacted SL. Further studies are needed to improve the existing erosion models for incorporating the effects of desiccation and vegetation on soil loss from the compacted SL.

7

Investigation of Applicability of Artificial Bee Colony Algorithm on Rainfall Intensity Duration Frequency Equations

Zeybekoglu Utku, Keskın Asli Ulke

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 7

27--33

EN

The main objective of this study was to investigate the applicability and efficiency of an artificial bee colony optimization algorithm to determine two statistical-based rainfall intensity duration frequency equations’ weighting parameters. For this aim, the annual maximum rainfall records were obtained from seven meteorological stations of seven geographic regions in Turkey. It was observed that the Artificial Bee Colony algorithm, which is an alternative technique for solving the rainfall intensity duration frequency equations, gives very good results in selected seven meteorological stations.

8

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.

9

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.

10

Modelling of rainfall intensity in a watershed: A case study in Amprong watershed, Kedungkandang, Malang, East Java of Indonesia

Limantara L. M., Harisuseno D. H., Devi V. A. K.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 38

75--84

EN

Analysis of rainfall intensity with specific probability is very important to control the negative impact of rainfall occurrence. Rainfall intensity (I), probability (p) and return period (T) are very important variables for the discharge analysis. There are several methods to estimate rainfall intensity, such as Talbot, Sherman, and Ishiguro. The aim of this research is to develop equation model which can predict rainfall intensity with specific duration and probability. The equation model is compared with the other methods. The result of rainfall intensity model with the value of correlation >0.94 and Nash–Sutcliffe coefficient >99 is quite good enough if compared with the observation result. For specific return period, the modelling result is less accurate which is most likely caused by election of duration. Advanced research in other location indicates that short duration gives the better result for rainfall intensity modelling, which is shown by the decreasing average value of mean absolute error (MAE) from 12.963 to 8.26.

PL

Analiza intensywności opadów o określonym prawdopodobieństwie jest bardzo ważna, aby móc kontrolować negatywny wpływ opadów. Intensywność opadu (I), jego prawdopodobieństwo (p) i okres powtarzalności (t) są istotnymi zmiennymi w analizie odpływu. Istnieje kilka metod (Talbota, Shermana i Ishiguro) wykorzystywanych do oceny intensywności opadu. Celem badań było zbudowanie modelu, który może przewidywać intensywność opadu o określonym czasie trwania i prawdopodobieństwie. Wyniki uzyskane za pomocą modelowania porównano z uzyskanymi innymi metodami. Wyniki modelu intensywności opadów z wartością korelacji >0,94 i współczynnikiem Nasha–Sutcliffe’a > 0,99 są wystarczająco dobre, jeśli porówna się je z danymi pochodzącymi z obserwacji. W odniesieniu do określonego okresu powtarzalności wyniki modelowania są mniej dokładne, prawdopodobnie ze względu na wybrany czas trwania. Zaawansowane badania w innych lokalizacjach wskazują, że w przypadku wyboru krótkich czasów trwania opadu uzyskuje się lepsze wyniki modelowania intensywności opadu, czego dowodem jest malejący z 12,963 do 8,26 średni błąd bezwzględny.

11

An analysis of short duration high-intensity rainfall events in Cracow area

Jarosińska E.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2018

|

nr III/1

575--588

EN

The study involves a preliminary analysis of short-duration high-intensity rainfall events in the area of Cracow. The events were selected from a 2-year data record from the MPWiK (Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji [Municipal Water and Sewage Company]) in Cracow. A spatial analysis was carried out by comparing rainfall events with highest single totals which occurred at the same time at all observed precipitation stations. Extracted were nine cases from the data record of 2013 and ten from the data record of 2014. Each of the analysed events was classified according to the Chomicz scale for rainfall intensity in order to distinguish maximum rainfalls, in particular of the following types: heavy rainfalls, rainstorms and torrential rains. Additionally, observed were cases of the most unfavourable rainfall events, i.e. ones with the highest totals in the observed year. In both 2013 and 2014, certain areas in Cracow were observed to be characterised by a pattern of repeating rainfall types. Also, a change in the rainfall category was observed from lower into higher and reverse in certain areas represented by the same gauging stations. At the stations located in varying distances within one urban area of Cracow, the intensity of rainfall varied from rainstorm A1 to torrential rain B1.

12

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.

13

A single scaling parameter as a first approximation to describe the rainfall pattern of a place: application on Catalonia

Casas-Castillo M. C., Llabrés-Brustenga A., Rius A., Rodríguez-Solà R., Navarro X.

Acta Geophysica

|

2018

|

Vol. 66, no. 3

415--424

EN

As well as in other natural processes, it has been frequently observed that the phenomenon arising from the rainfall generation process presents fractal self-similarity of statistical type, and thus, rainfall series generally show scaling properties. Based on this fact, there is a methodology, simple scaling, which is used quite broadly to find or reproduce the intensity–duration–frequency curves of a place. In the present work, the relationship of the simple scaling parameter with the characteristic rainfall pattern of the area of study has been investigated. The calculation of this scaling parameter has been performed from 147 daily rainfall selected series covering the temporal period between 1883 and 2016 over the Catalonian territory (Spain) and its nearby surroundings, and a discussion about the relationship between the scaling parameter spatial distribution and rainfall pattern, as well as about trends of this scaling parameter over the past decades possibly due to climate change, has been presented.

14

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.

15

Paradoxes in the development of gullies

Starkel L.

Landform Analysis

|

2011

|

Vol. 17

11-13

EN

Gullies in the temperate zone are the products of linear erosion, piping and mass movements active mostly during heavy rains. On dominant role of one of those three co-operating processes decide the parameters of rainfalls and permability of substratum. The diversity of gullying depends also on the inherited relief and stage of development of gully forms. In the cultivated areas the formation of gullies is initiated also by cart-roads.

16

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.

17

Zmienność parametrów rozkładu gamma wielkości kropel deszczu naturalnego dla różnych intensywności opadu

Kamińska J., Machowczyk A., Szewrański Sz.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2010

|

T. 10, z. 4

95-102

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz zależności między parametrami rozkładu kropel deszczu z zastosowaniem funkcji gamma dla 16-miesięcznego okresu badawczego oraz charakterystykę rozkładów gamma w zależności od intensywności opadu. Charakterystykę opadu deszczu naturalnego wyznaczono w oparciu o bezpośrednie pomiary średnicy i prędkości opadania pojedynczych kropel deszczu wykonane z wykorzystaniem disdrometru laserowego firmy Thies-Clima. Rejestracja danych pluwiometrycznych odbywała się w 1-minutowych interwałach czasowych na terenie Obserwatorium Agro- i Hydrometeorologii we Wrocławiu -Swojcu.

EN

Natural rainfall characteristics had been described based on direct measurements of raindrops diameters and its terminal velocity with the use of laser disdrometer made by Thies-Clima. Pluviometric data were recorded every 1 minute. Monitoring was carried out in Agro- and Hydrometeorological Observatory of the Wrocław University of Environmental and Life Sciences. The variation of gamma distribution parameters for different DSD of natural rainfalls from 16 months study period is presented in this article. The gamma distribution analyses were also made for different rainfall intensities.

18

Czasowo-przestrzenne zróżnicowanie opadów atmosferycznych we Wrocławiu

Kotowski A., Dancewicz A., Kaźmierczak B.

Ochrona Środowiska

|

2010

|

Vol. 32, nr 4

37-46

PL

Przeprowadzone badania czasowo-przestrzennego zróżnicowania opadów we Wrocławiu na podstawie wieloletnich pomiarów wykazały, że obecna sieć pomiarowo-obserwacyjna nie sprosta zapotrzebowaniu na informacje, niezbędne do projektowania bądź modernizacji, w tym modelowania hydrodynamicznego, systemów odwodnieniowych. Dotyczy to zwłaszcza intensywnych opadów krótkotrwałych stwarzających duże zagrożenie funkcjonowania kanalizacji deszczowej i ogólnospławnej. W pracy wykazano znaczne różnice ilościowe wysokości i intensywności opadów w różnych rejonach Wrocławia. W szczególności w rejonie stacji meteorologicznej Wrocław-Strachowice (na zachodzie miasta) występują wyższe wartości natężeń opadów o ok. 20% w stosunku do rejonu stacji Wrocław-Swojec (na wschodzie). Wnioskowanie oparte na materiałach pochodzących z dwóch stacji może zatem powodować niedoszacowanie natężeń opadów w rejonach północnym i południowym miasta, na co wskazują wyższe wartości opadów dobowych na Psim Polu czy Oporowie. Należy zatem zwiększyć liczbę stacji automatycznie rejestrujących wysokość opadów w czasie, co w efekcie przyczyni się do lepszej ochrony całej aglomeracji wrocławskiej przed lokalnymi wylewami z kanalizacji czy podtopieniami.

EN

Analysis of the space-time distribution of precipitation for the city of Wroclaw obtained from many years' measurements has demonstrated that the existing net-work of gauging stations fails to provide reliable data for the design or modernization, and primarily for the hydrodynamic modeling of draining systems. This finding holds true particularly for high-intensity rainfalls of a short duration, as they pose a real threat to the functioning of the storm water drain and combined sewage systems. The results of the study have revealed considerable differences in the amount and intensity of precipitation between particular parts of the city. Within the area of the Wroclaw-Strachowice station (in the western part of the city) the amount of precipitation received was by approx. 20% higher as compared to that within the Wroclaw-Swojec station (in the eastern part of the city). Drawing conclusions based on the data obtained from the two meteorological stations may lead to the underestimation of the precipitation amounts received in the northern and southern parts of the city, as can be inferred from the higher values of daily precipitation amounts measured in Wroclaw-Psie Pole and Wroclaw-Oporów. It is therefore recommendable to increase the number of stations that will provide automatic records of the precipitation amounts received with time. This will guarantee a more efficient protection of the municipality of Wroclaw against local flooding or outflow from the sewerage system.

19

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.

20

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.