Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effective Impervious Area Mapping in Modeling Runoff from Urban Catchment

Mazurkiewicz Karolina, Skotnicki Marcin, Dymaczewski Zbysław

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

417--430

EN

The publication presents the results of an analysis concerning the impact of the method of an effective impervious area (EIA) mapping in the simulation model on the runoff from urban catchment. The runoff volumes and flood volumes generated by heavy rainfall, causing the runoff from pervious area, were compared. Two EIA mapping variants were taken into account – first one, concerning reduction in imperviousness degree and, second one, directing the runoff from impervious to pervious area. The runoff calculations were made on basis of simulation results in SWMM5. For building the catchment model data of existing catchment with the area of nearly 80 hectares in Bydgoszcz was used. The value of the EIA was estimated on the basis of empirical formulas. The reduction in impervious area connected directly to the storm water sewer system from 40% to 10% of the total impervious area were considered. It has been shown that using the reduction in imperviousness degree for EIA mapping can lead to underestimation of runoff volume. The difference in runoff calculated for analyzed EIA mapping variants increases with the decrease in infiltration capacity of pervious area and is in large part transformed into a flood volume.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki analizy wpływu sposobu wprowadzenia danych o efektywnej powierzchni szczelnej (EIA) do modelu symulacyjnego zlewni miejskiej na odpływ. Porównywano objętości odpływu oraz objętości wypływu na powierzchnię terenu generowane przez opad o znacznym natężeniu, skutkujący formowaniem spływu z powierzchni przepuszczalnych. Uwzględniono dwa warianty odwzorowania EIA – redukcję stopnia uszczelnienia i skierowanie spływu z powierzchni szczelnej na przepuszczalną. Obliczenia odpływu wykonano przy użyciu modelu symulacyjnego wykonanego w programie SWMM5. Wykorzystano dane rzeczywistej zlewni miejskiej o powierzchni blisko 80 ha znajdującej się w Bydgoszczy. Wielkość EIA oszacowano na podstawie formuł empirycznych. Rozpatrywano zmniejszenie powierzchni szczelnej podłączonej bezpośrednio do systemu kanalizacyjnego w zakresie od 10% do 40% łącznej powierzchni szczelnej (TIA). Wykazano, że wykorzystanie do odwzorowania EIA redukcji stopnia uszczelnienia może powadzić do zaniżenia objętości obliczonego odpływu. Różnica odpływu obliczonego dla analizowanych wariantów odwzorowania EIA rośnie wraz ze spadkiem zdolności infiltracyjnych powierzchni przepuszczalnych i w znacznej części jest transformowana w wypływ na powierzchnię terenu.

2

Duration of a Design Rainfall for Urban Drainage System Modelling

Mazurkiewicz Karolina, Skotnicki Marcin, Dymaczewski Zbysław

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 2

892--904

EN

In the presented paper the determination of the design rainfall duration for which the outflow from the urban catchment reaches maximum intensity and the evaluation of the relation between determined design rainfall duration and selected catchment characteristics were discussed. The analysis based on the outflow simulation results in SWMM5 obtained for eight existing urban catchment located in Bydgoszcz (Poland) with area ca. 35-280 ha. The calculations were made for the Euler hyetographs with the rainfall durations from 15 min to 360 min and the rainfall frequency of occurrence c = 2 years. For each catchment the relations between the catchment characteristics (total area, impervious area, length of the flow path and the longest flow time through the sewers) and the rainfall duration were determined. It was shown, that the design rainfall duration, represented by the Euler hyetograph, should be at least three times longer than the flow time through the catchment.

PL

W publikacji zaprezentowano wyniki analizy wpływu czasu trwania deszczu projektowego na wielkość maksymalnego odpływu ze zlewni oraz relacje między tym czasem a wybranymi charakterystykami zlewni (całkowitą powierzchnią, powierzchnią nieprzepuszczalną, długością drogi przepływu przez zlewnię i najdłuższym czasem przepływu przez sieć kanalizacyjną). Analiza obejmowała symulacje odpływu w programie SWMM5 dla ośmiu istniejących zlewni miejskich lokalizowanych w Bydgoszczy o powierzchniach od ok. 35 ha do ok. 280 ha. Symulacje przeprowadzono przy wykorzystaniu hietogramu Eulera o czasie trwania deszczu od 15 min do 360 min i częstości przewyższenia deszczu c = 2 lata. Dla każdej zlewni zbadano zależność między charakterystykami zlewni i czasem trwania deszczu. Wykazano, że czas trwania deszczu projektowego, reprezentowanego przez hietogram Eulera, powinien być co najmniej trzy razy dłuższy od najdłuższego czasu przepływu przez zlewnię.

3

The use of bioretention cell to decreasing outflow from parking lot

Wałęga A., Cebulska M., Gądek W.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 36

173--181

EN

The objective of the research was to look into the role that bioretention systems play in a decentralized management of stormwater runoff from the impervious areas. The study took place at a catchment of a low permeability and equipped with a combined sewer system. Two rainfall options were selected: actual rainfall intensity q = 105.65 dm3∙s–1∙ha–1 and a hypothetic rainfall with a probability of exceedance p = 10% and q = 40.7 dm3∙s–1∙ha–1. All calculations were carried out using the SWMM EPA program (storm water management model; Environmental Protection Agency). They have shown that the bioretention system reduces the cumulative flow rates by over 55% and the flood wave volume by over 54%. Moreover, it was found that, a precipitation pattern significantly influences runoff from the urban catchment.

PL

Celem pracy jest ocena możliwości zastosowania systemu bioretencyjnego jako metody zrównoważonego gospodarowania wodami opadowymi w zlewniach uszczelnionych. Analizy prowadzono w zlewni silnie uszczelnionej wyposażonej w kanalizację ogólnospławną. Przyjęto dwa warianty opadu: pierwszy z opadem rzeczywistym o natężeniu jednostkowym q = 105,65 dm3∙s–1∙ha–1 i drugi z opadem hipotetycznym o prawdopodobieństwie przewyższenia p = 10% i q = 40,7 dm3∙s–1∙ha–1. Wszystkie obliczenia przeprowadzono w programie SWMM EPA (storm water management model; Environmental Protection Agency). Analizy wykazały, że zastosowanie systemu bioretencyjnego umożliwia redukcję przepływu kulminacyjnego o ponad 55% oraz ponad 54% zmniejszenie objętości fali. Ponadto stwierdzono, że przebieg opadu w istotny sposób wpływa na kształtowanie się odpływu w zlewni zurbanizowanej.

4

Assessment of two loss methods for estimation of surface runoff in Zaafrania urban catchment, North-East of Algeria

Dahdouh Y., Ouerdachi L.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

no. 36

37--43

EN

Surface runoff is a major problem in urban catchments; its generation is always related to the amount of effective rainfall dropped over the surface, however in urban catchments the process is considerably altered by the emergence of impervious areas. In this study the Soil Consevation Service – curve number (SCS-CN) and the Green–Ampt loss methods were used in rainfall-runoff modelling in the Zaafrania urban catchment which is located in Annaba city in the north east of Algeria. The two loss methods were carried out within Hydrologic Engineering Center – Hydrologic Modelling System (HEC-HMS), the choice of the appropriate method for simulating runoff hydrographs in the study area was made by comparing the simulated hydrographs versus observed data using visual inspection and statistical analysis. The results indicate that SCS-CN loss method fit better in the case of 100 years return period NSE (0.462) than in 10 years NSE (0.346) and the results of calibration of Green– Ampt loss method for the 100 years return period NSE (0.417) provide best fit than the case of 10 years NSE (0.381). Furthermore, the results of both return periods (10 and 100 years) of SCS-CN loss method provide best fit than the results of return periods (10 and 100 years) of Green–Ampt loss method. It could be concluded that SCS-CN method is preferred to the Green–Ampt method for event based rainfall-runoff modelling.

PL

Spływ powierzchniowy jest głównym problemem w miejskich zlewniach. Spływ jest zawsze uzależniony od opadu, jednak w miejskich zlewniach proces ulega znaczącej modyfikacji z powodu obecności powierzchni nieprzepuszczalnych. W badaniach prezentowanych w niniejszej pracy zastosowano dwie metody – SCS-CN (ang. Soil Coservation Service – curve number) i Green–Ampt do modelowania relacji opad–odpływ w miejskiej zlewni Zaafrania na terenie miasta Annaba na północnym wschodzie Algierii. Obie metody realizowano w ramach modelu HEC-HMS. Odpowiednią metodę symulowania hydrogramu odpływu dobrano na podstawie wizualnej oceny i analizy statystycznej. Wyniki dowodzą, że metoda SCS-CN dawała lepsze dopasowanie w przypadku stuletniego okresu powtarzalności (NSE = 0,462) niż w przypadku okresu dziesięcioletniego (NSE = 0,346). Wyniki kalibracji metodą Green–Ampt zapewniały lepsze dopasowanie dla stuletniego niż dla dziesięcioletniego okresu powtarzalności (NSE odpowiednio 0,417 i 0,381). Ponadto wyniki metody SCS-CN dla obu okresów (10 i 100 lat) wykazywały lepsze dopasowanie niż wyniki uzyskane za pomocą metody Green– Ampt dla tych okresów. Można wnioskować, że metoda SCS-CN ma przewagę nad metodą Green–Ampt w modelowaniu relacji opad–odpływ w odniesieniu do poszczególnych zdarzeń.

5

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.

6

Heavy metal contamination of sediments from recreational reservoirs of urban areas and its environmental risk assessment

Zemełka G., Szalińska E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2017

|

T. 20, nr 1

131--145

EN

Water reservoirs play important role in human environment, especially as a part of ecological networks in urban areas. Due to such localization they are subjected to the effects of the anthropogenic activities, introducing broad range of contaminants (e.g. heavy metals) through various pathways. The main aim of this study was to estimate heavy metal (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn) contamination level in sediments of eight reservoirs in the Cracow urban area (Bagry, Nowohucki, Plaszowski, Dabski, Przylasek Rusiecki, Tyniec, Zakrzowek, and Zeslawice Reservoirs), and assess its potential environmental risk with use of various criteria (Igeo - geo-accumulation index, CF - contamination factor, PLI - pollution load index, TEC/PEC - threshold effect concentration/probable effect concentration). Furthermore, the role of reservoir catchment for sediment contamination (agricultural, industrial, and urbanized) was studied. Also, levels of metal contamination were compared with other recreational reservoirs in Poland (Jeziorsko, Barycz Dzierzno Duze, Pogoria III, Rusalka, and Sloneczne Reservoirs). The study revealed considerable variation in the chemical composition of bottom sediments, evidently depended on their localization. Results showed that the sediments of the Cracow area reservoirs and from the other urbanized catchments were moderately contaminated. Reservoirs from industrial catchments had a considerably higher content level, while water bodies localized in agricultural areas displayed low content of heavy metals. According to Igeo and CF sediments of Cracow area reservoirs were mostly Cd contaminated. However, Cd contents were relatively high in urban (Sloneczne) and industrial areas (Dzierzno Duze). The same situation was found in PEC values exceedances. In other cases, investigated heavy metals were mostly between the TEC and PEC values, which indicate moderate contamination of the sediments and moderate impact on biota. Therefore, further research and monitoring of sediments quality should be maintained in future seasons due to the use of water reservoirs throughout the year for recreational purposes.

PL

Zbiorniki wodne pełnią ważną rolę w środowisku człowieka, zwłaszcza na obszarach miejskich, gdzie nie tylko dobrze wyglądają, ale również zapewniają korzyści zdrowotne oraz pełnią funkcję zbiorników lub ostoi dla różnorodności biologicznej. Ze względu na ich usytuowanie na obszarach miejskich zbiorniki te narażone są na działania antropogeniczne z różnych działań, które wprowadzają zanieczyszczenia (np. metale ciężkie). Głównym celem badań było oszacowanie poziomu zanieczyszczenia metali ciężkich (Cd, Cr, Cu, Pb, Zn) w osadach dennych ośmiu zbiorników zlokalizowanych na terenie Krakowa (Bagry, Nowohucki, Płaszowski, Dąbski, Przylasek Rusiecki, Tyniec, Zakrzówek, Zesławice) oraz oszacowanie potencjalnego zagrożenia dla środowiska przy zastosowaniu różnych kryteriów (Igeo - indeks geoakumulacyjny, CF - współczynnik zanieczyszczenia, PLI - wskaźnik ładunku zanieczyszczenia, TEC/PEC - wartość progowa/wartość prawdopodobna). Ponadto wzięto pod uwagę charakter zlewni badanych zbiorników (rolniczy, przemysłowy i zurbanizowany) w zanieczyszczeniu osadów dennych oraz porównano poziomy zanieczyszczenia metali ciężkich z innymi zbiornikami rekreacyjnymi w Polsce (Jeziorsko, Barycz, Dzierżno Duże, Pogoria III, Rusałka i Słoneczne). Badania wykazały znaczne różnice w składzie chemicznym osadów dennych, co zdecydowanie zależało od lokalizacji zbiorników. Osady denne w zbiornikach na terenie Krakowa i w zlewni zurbanizowanej były umiarkowanie zanieczyszczone. Zbiorniki ze zlewni przemysłowych miały znacznie wyższą zawartość metali ciężkich, podczas gdy zbiorniki zlokalizowane na obszarach rolnych charakteryzowały się niskimi zawartościami. Zgodnie z indeksem Igeo i CF, osady denne zbiorników wodnych w Krakowie były głównie zanieczyszczone kadmem. Stosunkowo wysokie stężenia tego metalu zaobserwowano również na obszarach miejskich (Słoneczne) oraz przemysłowych (Dzierzno Duże). Podobną sytuację stwierdzono przy przekroczeniach wartości wskaźnika PEC. Jednakże w przypadku większości zbiorników poziomy metali ciężkich w osadach dennych znajdowały się pomiędzy wartościami TEC i PEC, co sugeruje umiarkowane zanieczyszczenie. W związku z tym należy prowadzić dalsze badania oraz stale monitorować jakość osadów dennych zbiorników, zwłaszcza że są one wykorzystywane w celach rekreacyjnych przez cały rok.

7

Ocena stężenia form azotu w zurbanizowanej zlewni na przykładzie Potoku Oliwskiego

Matej-Łukowicz K., Wojciechowska E.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 3

91--98

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy stężeń związków azotu w formie azotu amonowego i azotanów (III) i (V) w Potoku Oliwskim. Badania zrealizowano w latach 2016–2017, analizując wpływ opadu atmosferycznego w zlewni miejskiej. Wybrano sześć charakterystycznych punktów i sprawdzono oddziaływanie zagospodarowania zlewni na zmianę wskaźników zanieczyszczeń wywołanych epizodem opadowym. Stwierdzono wzrost azotu amonowego po wystąpieniu opadu w okresie wiosennym, w porównaniu do jesiennego. Wyniki stężenia azotanów (III) dla wszystkich punktów przekroczyły graniczne wartości II klasy czystości, zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem z dnia 21 lipca 2016 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych. W pracy przedstawiono także wyniki stężenia związków azotu w Potoku Oliwskim po wystąpieniu opadu nawalnego, który spowodował powódź w Gdańsku, w lipcu 2016 r.

EN

In the article the results of nitrogen compounds (NH4, NO2-, NO3-) in water samples collected at six locations (sampling points) at the Oliwa Stream will be presented. The study was carried out in 2016–2017, analyzing the changes caused by rainfall in the urban catchment. After the spring rain the concentration of ammonia nitrogen is considerably higher than in autumn. The results were compared with the Regulation of the Minister of the Environment, which describes two main classes of water purity. In addition, the article describes the results of the nitrogen compounds after the rainfall of 15th July 2016 will be presented.

8

Miejski staw jako odbiornik ścieków opadowych

Stachowski P., Oliskiewicz-Krzywicka A., Pasela R.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 1

1--8

PL

W pracy przedstawiono funkcjonowanie stawu bezodpływowego, jako małego zbiornika retencyjnego w zlewni zurbanizowanej, znajdującego się na terenie dzielnicy Wilda w Poznaniu. Przedstawiono jego uwarunkowania przyrodnicze i glebowe oraz czynniki, warunkujące poziom zwierciadła wody w stawie. Szczególną uwagę zwrócono na rolę stawu jako odbiornika wód deszczowych. Określono zlewnię całkowitą oraz zlewnie cząstkowe. Na podstawie danych meteorologicznych obliczono dopływy wody do stawu o różnym prawdopodobieństwie wystąpienia. Przykład stawu w Parku Jana Pawła II pokazuje, że na obszarach miejskich zbiorniki o takim charakterze mogą być skutecznie wykorzystywane jako odbiorniki wód deszczowych, bez umniejszenia ich innych funkcji. Przyczyniają się do wzrostu zasobów wody podziemnej, zwiększają atrakcyjność rekreacyjną obszaru oraz stanowią cenny walor przyrodniczy. Jednak ciągła zabudowa terenów, uszczelnianie powierzchni gleby oraz występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych wymuszają kompleksowe spojrzenie na zagospodarowanie wód opadowych w miastach. Obliczenia wykazały, że największy dopływ ścieków opadowe wystąpiłby po deszczu 24-godzinnym i wyniósłby 3365 m3, a poziom zwierciadła wody w stawie podniósłby się o 0,25 m, a objętość stawu zwiększyłaby się o 7000 m3, co stanowiłoby około 57% całkowitej pojemności stawu. Gdyby wystąpił taki wzrost poziomu zwierciadła wody w stawie nie miałby on szkodliwego następstwa powodziowego. Dopiero wystąpienie deszczu 24-godzinnego o prawdopodobieństwie przewyższenia p = 10% i dopływie około 4700 m3, spowodowałoby całkowite wypełnienie wodą stawu. Wystąpienie takiej sytuacji można uniknąć, poddając staw odmuleniu, ponieważ obecnie zalega w nim muł o objętości około 1300 m3.

EN

This paper presents the functioning of a closed pond as a small storage reservoir in the urban catchment area located in the Wilda district of Poznań. It presents the natural, hydro-geological and urban conditions and the factors conditioning the water level in the pond. Particular attention was focused upon on the pond as a rainwater receiver. The total catchment area and partial catchment area were determined. The inflow of water into the pond, with varying degrees of probability of occurrence, was calculated based on metrological data. The example of a pond in the John Paul II Park shows that this reservoir may be effectively used as rainwater receiver, without underestimating their other functions. They contribute to the increase of the underground water resources, increase the attractiveness of the recreational area and provide a natural value. However, the continuous urbanization, sealing the soil surface and the occurrence of extreme weather conditions necessitate a comprehensive look at the management of rainwater in urban areas. Calculations showed that the largest inflow of rain water occurs after a day’s rain with the probability p = 100%, and would amount to 3365 m3, and the water level in the pond would rise by only 0.25 m to a capacity of about 7000 mv. This represents 57% of the total capacity of the pond. If such an increase in the water level had occurred during the period of high water levels in the pond, it could not have damaging consequences of flooding. Only the occurrence of a day’s rain with the probability p = 10%, and capacity around 4700 m3, would completely fill the pond. Such a situation can be avoided by recultivation and desilting the bottom of the pond, where the slime collects with a capacity of 1300 m3.

9

Wpływ zmian charakteru opadów i wzrostu uszczelnienia zlewni na funkcjonowanie systemu kanalizacyjnego

Sakson G.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2017

|

Nr 11

458--462

PL

Funkcjonowanie sieci ogólnospławnych w centrach miast stwarza coraz więcej problemów wynikających m.in. z przyłączania nowych zlewni, wzrostu stopnia uszczelnienia i obserwowanych zmian klimatycznych przejawiających się m.in. wzrostem częstości pojawiania się opadów intensywnych. Coraz częściej dochodzi do wylań ścieków i podtopień, a nawet powodzi miejskich, a przez przelewy burzowe coraz więcej nieoczyszczonych ścieków trafia wprost do odbiornika. Sytuacje te zagrażają bezpieczeństwu funkcjonowania miasta i środowisku. W artykule w oparciu o model jednej z łódzkich zlewni ogólnospławnych w programie US EPA SWMM i dane opadowe z lat 2003–2016 z deszczomierza zlokalizowanego na tej zlewni zostały przeprowadzone analizy dotyczące bezpieczeństwa funkcjonowania systemu kanalizacyjnego. Obejmowały one ustalenie, czy istnieją istotne tendencje zmian charakteru opadów i jaki mają wpływ na działanie systemu kanalizacyjnego, określenie wpływu wzrostu uszczelnienia powierzchni zlewni na zagrożenie wylaniami oraz ocenę funkcjonowania przelewu burzowego w warunkach wzrostu stopnia uszczelnienia zlewni.

EN

Functioning of combined sewerage in city centers creates more and more problems arising, among others, from the connection of new catchments, the increase of catchment imperviousness, and observed climate change resulting in increase of frequency of intense rainfall. Flooding from sewers is more frequent and more and more volume of untreated wastewater is discharged through combined sewer overflows into receivers. These situations pose a threat for public safety and the environment. In these paper, based on the model of one of the Lodz combined catchment in the US EPA SWMM software and 2003–2016 rainfall data from the raingauge located on these catchment, analyzes on the safety of the sewerage system have been carried out. The analyzes included: determining whether there are significant trends in the rainfall characteristics and how they affect functioning of the sewer system, determining the effect of the increase of the catchment imperviousness on the flooding frequency and the assessment of the functioning of the combined sewer overflow under conditions of changing the catchment imperviousness.

10

Wykorzystanie archiwalnych zdjęć lotniczych oraz współczesnej ortofotomapy do oceny zmian warunków formowania się opadu efektywnego w Kielcach w latach 1944-2014

Wałek G.

Teledetekcja Środowiska

|

2016

|

T. 54

5--11

EN

In the paper, results of the effective rainfall conditions changes analysis between 1944 and 2014 in two urban catchments in Kielce is present. The objective was achieved by detailed land cover changes analysis based on archival US Air Force aerial photographs from 1944 and contemporary ortophoto from 2014. In order to identify the hydrological consequences of land cover changes the Soil Conservation Service Runoff Curve Number (CN) method was used. The analysis was conducted using QGIS and SAGA GIS software. Research has shown major land cover changes in both catchments - decline of arable land and significant increase of impermeable surfaces such as roofs, roads, pavements, parking lots and squares (from 7.5 to 44.3 % of total SI-4 catchment area and from 10.6 to 43.3 % of total SI-5 catchment area). Those changes directly influenced the weighted CN value of the SCS method (from 76 to 80 in SI-4 catchment, from 79 to 82 in SI-5 catchment), finally leading to transform up to 50 % of the total design rainfall (0,01 %) in to the effective rainfall in the catchments.

11

Wpływ wybranych parametrów obliczeniowych na błąd symulacji przepływów i parametry modelu Nasha w zlewni miejskiej

Barszcz M.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 2

142--155

PL

W pracy przedstawiono analizę przydatności konceptualnego modelu opad-odpływ wg Nasha do symulacji przepływów maksymalnych w zlewni Potoku Służewieckiego po profil „Rosoła”, położonej w Warszawie. Zakres analiz obejmował identyfikację parametrów modelu Nasha (N, K) dla 13. zdarzeń opad-odpływ oraz ocenę zgodności przepływów pomierzonych i symulowanych. Analizę przeprowadzono dla dwóch różnych wielkości powierzchni zlewni (31,2 i 14,7 km2), dwóch kroków czasowych obliczeń (10 i 30 minut) oraz dwóch lokalizacji punktu końca hydrogramu odpływu bezpośredniego, celem określenia ich wpływu na błąd symulacji przepływów i parametry modelu Nasha. Obliczenia przeprowadzono za pomocą autorskiego programu komputerowego. Przyjęcie do obliczeń dwóch różnych wielkości powierzchni zlewni ma niewielki wpływ na zgodność pomierzonych i symulowanych przepływów maksymalnych. Zgodność pomiędzy tymi przepływami jest znacznie większa w symulacjach z krokiem czasowym obliczeń 10 minut, aniżeli z krokiem czasowym 30 minut. Analiza wykazała, że wybór punktu końca hydrogramu bezpośredniego ma duży wpływ na błąd symulacji przepływów oraz wartości parametrów modelu Nasha.

EN

The paper presents an analysis of suitability of the conceptual rainfall-runoff model by Nash for simulation maximum flows in the Służewiecki Stream catchment to the profile “Rosoła”, located in Warsaw. The range of the analyzes included determining the parameters of the Nash model (N, K) for 13 rainfall-runoff events and an assessment of the compatibility between measured and simulated flows. The analysis was conducted for two different sizes of the catchment area (14.7 and 31.2 km2), two time steps of calculations (10 and 30 minutes) and two locations of the end point of the direct runoff hydrograph, in order to determine their impact on the flow simulation error and the parameters of the Nash model. The calculations were performed using a owned computer program. Admission to the calculations of two different sizes of the catchment area has little impact on the compatibility between measured and simulated maximum flows. The compatibility between these flows is much greater in the simulations with the time step of calculations of 10 minutes than with the time step of 30 minutes. The analysis showed that the choice of the end point of the direct runoff hydrograph has a big impact on the flow simulation error and the values of parameters of the Nash model.

12

Porównanie przepływów maksymalnych obliczonych w zlewni miejskiej za pomocą modeli HEC-RAS i SWMM

Barszcz M., Bartosik Z., Rukść S., Batory J.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 4

410--424

PL

W pracy przedstawiono wyniki zastosowania 3. modeli, adaptowanych dla zlewni Potoku Służewieckiego, do prognozy przepływów o prawdopodobieństwach przekroczenia 1, 2 i 10% wywołanych ulewami. Przepływy prognozowano w 4. przekrojach obliczeniowych Potoku Służewieckiego, zlokalizowanych na odcinku od km 0+000 do 6+576. Obliczone za pomocą modelu konceptualnego OTTHYMO potencjalne przepływy (spływy powierzchniowe) przyjęto jako dane wejściowe do modelu hydraulicznego HEC-RAS, który umożliwił transformację przepływów w cieku i wyznaczenie przepływów w poszczególnych przekrojach obliczeniowych (przepływów zredukowanych). Niezależne obliczenia przepływów potencjalnych i zredukowanych przeprowadzono za pomocą modelu SWMM, który jest modelem dynamicznym o parametrach rozłożonych. Obliczone za pomocą modeli HEC-RAS i SWMM przepływy zredukowane o prawdopodobieństwach przekroczenia 1, 2 i 10% są do siebie podobne w przekrojach obliczeniowych II, III i IV – w 7. na 9 przypadków różnice w przepływach nie przekraczają 25%. Największe wartości przepływów zredukowanych o określonym prawdopodobieństwie przekroczenia obliczono w przekroju II, przy zastosowaniu obydwu modeli. Przepływy zredukowane są mniejsze od przepływów potencjalnych obliczonych za pomocą modeli OTTHYMO i SWMM. Wyniki obliczeń wskazują na możliwość stosowania w zlewniach miejskich zarówno modelu HEC-RAS, jak i modelu SWMM.

EN

The paper presents the results of an application of 3 models, adapted for the Służewiecki Stream catchment, to forecast flows with probability of exceedance 1, 2 and 10% caused by heavy rains. Flows were forecasted in 4 cross-sections of the Służewiecki Stream, located on the section from km 0+000 to 6+576. Potential flows (surface runoff) calculated using the conceptual OTTHYMO model were taken as an input data to the hydraulic HEC-RAS model, which enabled transformation of the flows in the watercourse and determining flows in the individual cross-sections (reduced flows). Independent calculations of potential and reduced flows was performed using the SWMM model, which is a dynamic model with distributed parameters. Calculated using HEC-RAS and SWMM models reduced flows with probability of exceedance of 1, 2 and 10% are similar in the computational cross-sections II, III and IV – in 7 out of 9 cases the differences in the flows do not exceed 25%. The highest values of reduced flows with a certain probability of exceedance were calculated in the cross-section II, using both models. The results of calculations indicate the possibility of use in an urban catchments of both the HEC-RAS model and the SWMM model.

13

Wpływ własności modelu opad-odpływ na relację pomiędzy dokładnością odwzorowania zlewni a charakterystykami odpływu

Skotnicki M., Sowiński M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/II

413--428

PL

W publikacji zaprezentowano wyniki analizy wpływu dokładności odwzorowania zlewni w modelu opad-odpływ na charakterystyki odpływu. Odwzorowanie zlewni odnosi się do sposobu podziału zlewni na zlewnie cząstkowe. Przy użyciu komputerowej wersji modelu opad-odpływ reprezentowanej przez programu SWMM 5.1 opracowano cztery warianty modelu przykładowej zlewni. Do jej odwzorowania w kolejnych wariantach wykorzystano malejącą liczbę zlewni cząstkowych o odpowiednio rosnących powierzchniach. Symulacje opływu wykonano dla opadu blokowego oraz trzech deszczy historycznych. Dla każdego wariantu modelu analizowano zmiany: odpływu szczytowego, czasu jego osiągnięcia oraz współczynnika efektywności Nasha i Sutcliffe’a stanowiącego miarę dopasowania hydrogramu odpływu, wywołane przez zmiany szorstkości zlewni, szorstkości kanałów i kroku czasowego opadu. Stwierdzono, że spadek dokładności odwzorowania reprezentowany przez zwiększenie wielkości zlewni cząstkowych w modelu powoduje wzrost obliczonego odpływu szczytowego i skrócenie czasu jego osiągnięcia. Wielkość zlewni cząstkowych nie wpływa na liczbę pików hydrogramu odpływu. Wpływ zmian parametrów modelu opad-odpływ jest w niewielkim stopniu zależny od analizowanych wariantów odwzorowania zlewni w modelu. Zmiany tych parametrów mogą zostać wykorzystane do kompensacji wpływu zmniejszania dokładności odwzorowania zlewni.

EN

The paper contains results of analysis examining the influence of a catchment representation precision in a rainfall-runoff model on characteristics of outflow. The catchment representation is referred to the way of the whole catchment area partition into smaller subcatchments. Using the computer version of rainfall-runoff model represented by the package SWMM5 four variants of exemplary catchment model have been evaluated. Rainfalls have been simulated by a synthetic block rain and three historical rains measured in Poznań during last 10 years. Four each variant of catchment model the changes of outflow characterstics i.e. a peak of total outflow from sewer network, a time to this peak from the beginning of a rainfall and a value of Nash and Sutcliffe coefficient as the adjustment measure of outflow hydrographs have been analyzed. They have been generated for modified rainfall-runoff model parameters: catchment and storm sewer roughness and rainfall time step. It has been found that decrease of the catchment representation precision represented by the subtchment size increase in a model results in the computed peak outflow increase and the decrease of time to peak flow. A size of subcatchment has no influence on a number of outflow hydrographs peaks. An influence of rainfall-runoff parameters changes on outflow characteristics is dependant in small degree on analyzed catchment variants in a model. However changes of these parameters can be used for an influence compensation of precision decrease of catchment representation.

14

Zastosowanie modelu SWMM do prognozy przepływów prawdopodobnych w zlewni miejskiej

Barszcz M.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2015

|

Vol. 24, No. 3

209--223

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki zastosowania modelu SWMM, adaptowanego dla zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego w Warszawie, do obliczenia przepływów o prawdopodobieństwach 50, 10, 2 i 1% wywołanych ulewami. Przepływy prawdopodobne obliczono w ośmiu przekrojach Potoku Służewieckiego (zlokalizowanych na odcinku od km 0+000 do 6+576) i dwóch przekrojach Kanału Wolica (dopływ Potoku Służewieckiego). Największe wartości przepływów obliczono w Potoku Służewieckim w profi lu numer V: Q50% = 13,863, Q10% = 23,019, Q2% = 28,825 i Q1% = 30,500 m3 ·s–1 .

EN

The article presents the results of an application of the SWMM model, adapted for the urbanized catchment of the Służewiecki Stream in Warsaw, to calculating flows with probability of 50, 10, 2 and 1% caused by heavy rains. Probable flows were calculated in eight profiles of the Służewiecki Stream (located on the section from km 0+000 to 6+576) and two profi les of the Wolica Channel (a tributary of the Służewiecki Stream). The highest values of flows were calculated in the Służewiecki Stream in the profile number V: Q50% = 13,863, Q10% = 23,019, Q2% = 28,825 and Q1% = 30,500 m3·s–1.

15

Sezonowa zmienność chemizmu wody w małej rzece w zlewni zurbanizowanej

Wysocka-Czubaszek A., Wojno W.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 1

64--76

PL

Celem niniejszej pracy była ocena sezonowej zmienności składu chemicznego wód rzeki Białej przepływającej przez obszar zurbanizowany. Rzeka Biała nie jest silnie zanieczyszczona. Średnia wartość EC25 wyniosła od 450 μS·cm–1 w górnym biegu rzeki do 838 μS·cm–1 w jej dolnym biegu. Stężenie N-NO3 - było najwyższe w większości punktów w maju i lipcu 2009 roku oraz w marcu 2010 roku. Stężenie N-NH4 + wahało się od 0,07 do 1,34 mg·dm–3. Najwyższe stężenia azotu amonowego stwierdzono w listopadzie 2009 roku i w marcu 2010 roku, w okresach małej aktywności biologicznej. Stężenie fosforanów zazwyczaj było podobne w wodach na całej długości badanego odcinka rzeki, a najmniejsze jego wartości odnotowano w listopadzie 2009 roku. Stężenie chlorków wynosiło 16,3–56,0 mg·dm–3. Najwyższe stężenie jonów Cl– , związane z zimowym utrzymaniem dróg, stwierdzono w marcu 2010 roku.

EN

The aim of this study was to assess the seasonal variability of the chemical composition in the Biała River flowing through the urban area. The Biała River is not heavily polluted. Average EC25 ranged from 450 μS·cm–1 in the upper course of the river to 838 μS·cm–1 in its lower course. The highest nitrate concentration was found in most sampling points in May and July 2009 and in March 2010. Ammonium concentration ranged from 0.07 to 1.34 mg·dm–3. The highest N-NH4 + was found in November 2009 and in March 2010, in the periods of the lowest biological activity. The concentration of phosphates was similar in the water on the studied section of river. The lowest PO4 3– concentration was measured in November 2009. Chloride concentration ranged from 16.3 to 56.0 mg·dm–3. The highest Cl– concentration in March 2010 is the result of winter road maintenance.

16

Heavy metal concentrations in the sediment profiles of the anthropogenically transformed plociduga reservoir

Skwierawski A., Sidoruk M.

Ecological Chemistry and Engineering. S

|

2014

|

Vol. 21, nr 1

79--88

EN

The aim of the present study was to determine the level of contamination of the bottom deposits in the former lake Plociduga in Olsztyn by selected heavy metals (Zn, Pb, Cr, Cd). Today Plociduga is a transformed wetland ecosystem, surrounded by urbanized areas (residential housing, industrial development). The main point sources of pollution are the outlets of two storm water drains. The study was conducted in 2009. Samples of bottom deposit cores were collected in two separate parts (northern and southern) of the former lake. The study revealed very high concentrations of lead, zinc and chromium in the uppermost layer of the sediments in the part of the ecosystem fed by rainwater. The concentrations of the analyzed elements were substantially lower in deeper sediment layers and in the samples collected in the southern part of the ecosystem, not exposed to the direct pollutant inflow. The accumulation of heavy metals in the surface layers of bottom deposits is indicative of the poor ecological condition of the investigated ecosystem and increased human pressure resulting from progressive urbanization.

PL

Celem pracy było przeanalizowanie stopnia zanieczyszczenia wybranymi metalami ciężkimi (Zn, Pb, Cr, Cd) osadów dennych zbiornika Płociduga w Olsztynie. Obiektem badań było dawne jezioro, mające współcześnie charakter przekształconego ekosystemu mokradłowego. Zbiornik otoczony jest terenami zurbanizowanymi - zabudową mieszkaniową i przemysłową, a głównym bezpośrednim (punktowym) źródłem zanieczyszczenia są wyloty 2 kolektorów kanalizacji deszczowej. Badania przeprowadzono w 2009 roku. Rdzenie osadów pobrano z dwóch oddzielnych części zbiornika (północnej i południowej) i do celów analitycznych podzielono na warstwy o miąższości 10 cm. Badania wykazały bardzo duże stężenia ołowiu, cynku i chromu w stropowej warstwie osadu w części zbiornika zasilanej ściekami deszczowymi. W głębszych warstwach osadu oraz w materiale pochodzącym z części południowej zbiornika stwierdzono znacznie mniejszą zawartość analizowanych składników. Akumulacja metali ciężkich w powierzchniowej warstwie osadu jest odzwierciedleniem złego stanu ekologicznego badanego obiektu oraz wzmożonej antropopresji związanej z postępującą urbanizacją terenu.

17

Dobór optymalnej pojemności zbiornika retencjonującego wody w małych zlewniach deszczowych

Pązik R., Kostecki J.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2013

|

nr 151 (31)

113--122

PL

Dobór pojemności zbiorników retencyjnych jest istotnym czynnikiem wpływającym na sprawność kanalizacji deszczowej. Jego dobór jest uzależniony od wielkości deszczu, wartości odpływu oraz czasem dopływu wód do zbiornika. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu niewłaściwego doboru pojemności zbiorników przetrzymujących wody deszczowe, w małych zlewniach miejskich w pracach projektowych poprzedzających etap realizacyjny.

EN

The capacity of the tank is an important factor affecting the efficiency of the drainage system. Its selection depends on the size of the rain and the water inflow to the tank. The purpose of this study was to determine the effect of improper selection of capacity of tanks in small urban catchments.

18

Miejski staw bezodpływowy jako odbiornik ścieków deszczowych (na przykładzie Stawu Koziorożca w warszawskiej dzielnicy Włochy)

Dąbkowski Sz. L., Rydałowski M., Szymczuk P.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2013

|

T. 13, z. 3

23--40

PL

W pracy omówiono funkcjonowanie stawu bezodpływowego, jako małego zbiornika retencyjnego w zlewni zurbanizowanej, znajdującego się na terenie dzielnicy Włochy m. st. Warszawy. Przedstawiono jego uwarunkowania przyrodnicze, hydrogeologiczne i urbanistyczne oraz czynniki, warunkujące poziom wody w stawie. Szczególną uwagę zwrócono ma rolę stawu jako odbiornika wód deszczowych. Określono zlewnię całkowitą oraz zlewnie cząstkowe, przypadające na poszczególne przewody kanalizacji deszczowej, mające swoje wyloty w omawianym stawie. Wydzielono jednolite rodzaje powierzchni zlewni oraz obliczono odpowiadające im współczynniki spływu. Na podstawie danych meteorologicznych obliczono dopływy wody do stawu o różnym prawdopodobieństwie wystąpienia. Przykład Stawu Koziorożca pokazuje, że na obszarach miejskich zbiorniki o takim charakterze mogą być skutecznie wykorzystywane jako odbiorniki wód deszczowych. Przyczyniają się do wzrostu zasobów wody podziemnej, zwiększają atrakcyjność rekreacyjną obszaru oraz stanowią walor przyrodniczy. Jednak ciągła zabudowa terenów, uszczelnianie powierzchni gruntu oraz występowanie ekstremalnych zjawisk pogodowych wymuszają kompleksowe spojrzenie na zagospodarowanie wód opadowych w miastach. Należy brać pod uwagę ryzyko, wynikające z przepełnienia zbiornika, które spowodowałoby szkody i straty materialne.

EN

This paper presents the functioning of a pond without outlet in urbanized catchment located in the Włochy district in Warsaw. Natural surroundings of the pond, its hydrogeological and urban determinants affecting water level were characterised in the study. Particular attention was focussed on the pond as rainwater receiver. The total catchment and sub-catchments with sewer systems drailing rainwater from each into the pond were determined. The catchment area was divided into uniform types of surface and respective values of runoff coefficient were calculated. The inflow of water into the pond with varying degrees of probability of occurrence were calculated based on meteorological data. Koziorożec Pond is an example that small urban reservoirs may be effectively used as rainwater receivers. They contribute to the increase of ground water resources and enhance the recreational attractiveness of the area. However, continuous urbanization, tightening of ground surfaces and the occurrence of extreme weather events enforce a comprehensive look at stormwater management in urban areas. Risks arising from reservoir overfill, which would cause property damage, should also be taken into account.

19

Wpływ wybranych charakterystyk zlewni zurbanizowanej na odpływ szczytowy wód opadowych

Skotnicki M., Sowiński M.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2013

|

Nr 7

275--280

PL

Wpływ wybranych charakterystyk zlewni zurbanizowanej na odpływ szczytowy wód opadowych

EN

The influence of selected urban catchment characteristics on peak runoff

20

Analiza obciążenia hydraulicznego systemu kanalizacyjnego w skali dużej zlewni miejskiej

Zawilski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 2/I

237--247

PL

W artykule przedstawiono analizę wyników modelowania ogólnospławnego systemu kanalizacji ogólnospławnej dla zlewni o dużej powierzchni. Zastosowano program SWMM v.5.0 zaadaptowany do wprowadzania opadu o intensywności przestrzennie zmiennej. Symulację funkcjonowania systemu kanalizacyjnego przeprowadzono dla rzeczywistych zlewni w Łodzi przy wykorzystaniu danych z monitoringu opadów na terenie miasta w roku 2010 i 2011. Na tej podstawie porównano wyniki obliczeń dla opadów przestrzennie zmiennych oraz punktowych zadanych dla całej zlewni. Ta ostatnia opcja prowadzić może do istotnego zawyżania lub zaniżania wyników obliczeń.

EN

This article presents the results of computer simulations of existing combine sewerage system with the use of the SWMM v.5.0 software. The software input format has been adopted for the case of spatially distributed rainfalls. Rainfall data obtained from a municipal monitoring system were used for modeling runoff from two large urban catchments in Łódź. On the basis of the results, the comparison of flows obtained for the spatially distributed and standard static rainfalls has been made. It was demonstrated that the option of static rainfalls usually leads to significant overestimation of flows (however in some case underestimation is also possible). For that reason, there is an urgent need to verify the present rules and methods for dimensioning sewerage systems draining large urban catchments.