Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of Retention Potential Changes as an Element of Suburbanization Monitoring on Example of an Ungauged Catchment in Poznań Metropolitan Area (Poland)

Mrozik K.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

188--200

PL

Rozwój miast skutkuje znacznymi zmianami użytkowania terenu i powiązań funkcjonalnych pomiędzy obszarami miejskimi i wiejskimi. Zmieniające się relacje pomiędzy użytkowaniem obszarów miejskich i wiejskich prowadzą do zmian jakości życia mieszkańców, środowiska i świadczeń ekosystemów, w tym zasobów wodnych. Zmiany te są najbardziej widoczne na obszarach podmiejskich. Różne scenariusze rozwoju obszarów zurbanizowanych w Europie oparte na założeniach IPCC wskazują niezależnie na ich dalszą ekspansję w granicach 0,4-0,7% rocznie, co jest wynikiem ponad dziesięciokrotnie wyższym niż rozwój jakichkolwiek innych typów użytkowania. Oznacza to, że nasilenie tego procesu będzie szczególnie widoczne na obszarach podmiejskich, w tym na znacznych obszarach Polski. Obserwowane intensywne przekształcania terenów użytkowanych rolniczo na tereny zabudowane i zurbanizowane zmuszają do zastanowienia się nad wpływem suburbanizacji na gospodarowanie wodami zwłaszcza w kontekście zjawisk ekstremalnych, z których w Polsce w ostatnich dwóch dekadach szczególnie dotkliwe okazały się powodzie w 1997, 2001 i 2010 r. Szczególnego znaczenia nabiera potrzeba monitoringu zjawiska suburbanizacji w kontekście jej wpływu na gospodarowanie wodą w zlewni rzecznej będącej zgodnie z zasadą IWRM podstawową jednostką planistyczną w planowaniu w gospodarowaniu wodami. Celem pracy była ocena możliwości zastosowania metody SCS-CN jako elementu monitoringu procesu suburbanizacji poprzez zwymiarowanie zmian w potencjalne retencyjnym niekontrolowanych zlewni rzecznych na terenach podmiejskich w miejskich obszarach funkcjonalnych (metropolitalnych). Szczegółowe analizy w pracy wykonano na przykładzie zlewni Skórzynki położonej w granicach gmin wiejskich Dopiewo i Tarnowo Podgórne i miasta Poznań stanowiących rdzeń Poznańskiego Obszaru Metropolitanego (POM) (określanego obecnie jako Miejski Obszar Funkcjonalny Ośrodka Wojewódzkiego) Ogółem według delimitacji zaproponowanej przez Wielkopolskie Biuro Planowania Przestrzennego POM obejmuje 45 gmin wraz z Poznaniem (w tym 15 miast powiatowych i 15 pozostałych miast). Do oceny zmian potencjału retencyjnego i opadu efektywnego wykorzystano metodę SCS-CN. Zmiany zagospodarowania terenu oceniono na podstawie mapy topograficznej z 1998 r. w skali 1: 10 000 oraz urban atlasu bazującego na zdjęciach satelitarnych SPOT5 o rozdzielczości terenowej 2,5m z roku 2007. Dane dotyczące gleb pochodziły z mapy glebowo-rolniczej w skali 1: 25 000 wykonanej przez IUNG w Puławach. Wszystkie analizy wykonano przy użyciu oprogramowania ArcGIS 10.0 firmy ESRI. Dane opadowe pochodziły ze stacji Poznań-Ławica. Dzięki metodzie SCS-CN wykazano dla zlewni Skórzynki w okresie 11 lat dla przeciętnych początkowych warunków wilgotnościowych spadek potencjalnej retencji (o 20%, tj. z 99 na 80mm) oraz wzrost opadu efektywnego (o 17%, tj. z 35 na 41mm) wyliczonego dla ekstremalnego zdarzenia opadowego odnotowanego 17.08.2010 r. Wykonane analizy pozwalają stwierdzić, że metoda SCS-CN jest użytecznym i pożądanym narzędziem monitoringu procesu suburbanizacji w niekontrolowanych zlewniach położonych w obrębie obszarów metropolitalnych w celu oceny zmian potencjału retencyjnego zlewni. Uzyskane wyniki mogą stanowić kryterium decyzyjne dla lokalnych władz we właściwym kreowaniu polityki przestrzennej, zwłaszcza w zakresie kształtowania zasobów wodnych oraz przeciwdziałania lokalnym powodziom i suszom.

EN

The development of the cities results in significant changes in land use and functional connections between urban and rural areas. The changing relations between the use of urban and rural areas lead to changes in the quality of the inhabitants’ lives, of the environment and ecosystem services, including water resources. Those changes are the most visible in peri-urban areas. Different scenarios of the development of urbanized areas in Europe based on the IPCC assumptions indicate their further expansion at 0,4-0,7% per year which is over 10 times higher score than any other land use. This means that the intensity of this process will be particularly visible in peri-urban areas, including considerable areas of Poland. The observed intensive transformations of arable lands into built-up and urbanized areas make one think about the influence of suburbanization on water management, especially in the context of extreme phenomena, out of which the most afflictive over the two last decades were floods in 1997, 2011 and 2010. Monitoring the process of suburbanization gains importance in the context of its influence on water management in the river catchment which, according to the IWRM principle, a basic planning unit are in water management planning. The objective of this paper was evaluation of the possibility of using the SCS-CN method as an element of monitoring process of suburbanization through sizing the changes in the in water retention potential of ungauged catchments on peri-urban areas of metropolitan areas. Detailed analyses were carried out based on the Skorzynka river catchment located within the rural communes of Dopiewo, Tarnowo Podgórne and the city of Poznań which are the nucleus of Poznan Metropolitan Area (PMA) (currently defined as the voivodeship urban functional area of Poznań). Altogether, according to the delimitation proposed by the regional planning office Wielkopolskie Biuro Planowania Przestrzennego (WBPP), PMA comprises 45 communes together with Poznań (including 10 cities – centres of district and 15 other small cities). To the assessment of potential water retention and effective precipitation the SCS-CN method was used. The changes in land use were estimated on the basis of a topographic map from 1998 at a 1:10 000 scale and the Urban Atlas based on satellite photographs from SPOT 5 satellite on the ground resolution of 2.5 m from 2007. Data on soil were obtained from soil and agricultural maps at a 1:25 000 scale performed by Institute of Soil Science and Plant Cultivation (IUNG) in Puławy. All analyses were performed using ArcGIS 10.0 software by ESRI. The information about precipitation based on the data from the climatic station of Poznań Ławica Thanks to using the SCS-CN method a 20% decrease of potential water retention (99 to 80mm) in the 11-years period for Skórzynka catchment in average antecedent moisture conditions (AMC II) has been demonstrated. Also, a 17% increase of effective precipitation (35 to 41 mm) calculated for extreme rainfall event observed on 17/08/2010 was shown. The conducted analyses allow to conclude that the SCS-CN method is a useful and desirable tool used to monitor the process of suburbanization in ungauged catchments located within metropolitan areas in order to assess the changes of potential water retention. The obtained data may be a decision criterion for local authorities in the proper creation of spatial policy, especially in the sphere of water resources management and preventing local floods and droughts.

2

Wpływ czasu koncentracji i charakterystyk opadu na kształtowanie się hydrogramu odpływu w małej zlewni niekontrolowanej

Wachulec K., Wałęga A., Młyński D.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2016

|

Vol. 25, No. 1

72--82

PL

Celem artykułu była ocena wpływ czasu koncentracji i charakterystyk opadu na kształtowanie się hydrogramu odpływu w małej zlewni niekontrolowanej. Analizę przeprowadzono dla zlewni rzeki Sidzinka. Jej zlewnia w większości znajduje się na terenie gminy miejskiej Kraków. Czas koncentracji obliczono dwoma metodami: Kerby’ego-Kirpicha oraz procedurą TR-55. Wielkość opadu efektywnego obliczono za pomocą metody SCS-CN. Wartości parametru CN określono na podstawie bazy Corine Land Cover 2003 oraz przy wykorzystaniu ortofotomap. W trakcie obliczeń wykorzystano cztery rozkłady natężenia deszczu dla czasów trwania równych czasom koncentracji. Założono rozkład blokowy oraz rozkład o maksymalnym natężeniu występującym na początku, w środku i na końcu epizodu opadowego. Obliczenia przeprowadzono za pomocą programu HEC-HMS 4.0. Wyniki obliczeń wykazują zróżnicowanie warto- ści zarówno przepływów w kulminacji, jak i wysokości oraz objętości odpływu w zależności od wykorzystanego wzoru na czas koncentracji. Mimo iż różnica pomiędzy wartościami parametru CN wyniosła tylko 6%, znacznie wpłynęło to na wartości przepływów w kulminacji.

EN

The aim of this paper is to estimate the effect of time of concentration and rainfall characteristics on runoff hydrograph in small ungauged catchment. The analysis were carried out for the catchment of Sidzinka river. This catchment is mostly located in the area of municipalities of Kraków. Time of concentration was calculated by two methods: Kerby-Kirpich and TR-55 procedure. The amount of effective rainfall was calculated by SCS-CN method. The value of CN parameter was estimated by analyzing the Corine Land Cover 2003 base and orthophotomaps. There were assumed four rainfall distribution: block rainfall, front-loaded hyetograph, center-loaded hyetograph and back-loaded hyetograph. All calculations were made with use of HEC-HMS 4.0 program. The obtained results show the diversity in values of peak flows, amount and volume of runoff, depending on the method to calculate Tc. Although the difference between the CN parameter’s values was only 6%, it considerably affected the peak flow values.

3

The use of NRCS synthetic unit hydrograph and Wackermann conceptual model in the simulation of a flood wave in an uncontrolled catchment

Pietrusiewicz I., Cupak A., Wałęga A., Michalec B.

Journal of Water and Land Development

|

2014

|

no. 23

53--59

EN

The paper presents the results of using two models: a conceptual model of Wackermann and a NRCS-UH synthetic unit hydrograph, for flow calculation in uncontrolled catchment of the Słonka, Poland. These models were chosen because of simplicity of models’ parameters evaluation, what is important from engineering calculation point of view. Flows with the probability of exceed amounting to 0.5%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20%, and 50% and for different levels of the catchment moisture were evaluated. The flood waves generated in the Wackermann model were characterized by a short duration (over 2 hours), shorter concentration time (about 1 hour), and by about 70% higher peak flow values than those generated using the NRCS-UH method. A common feature of both methods were higher values of peak flows for the third level of the catchment moisture, as compared to the second level. It is also worth noticing that in both methods no flood wave was generated for the probabilities of 10, 20 and 50% and for the second level of the catchment moisture. It was assumed that hydrographs made with use Wackermann model better describe flood wave in mountain river, which Słonka is.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz z wykorzystaniem dwóch modeli – konceptualnego modelu Wackermana oraz syntetycznego hydrogramu jednostkowego NRCS-UH – do określenia przepływów w zlewni rzeki Słonka, znajdującej się na obszarze Polski. Wybrane modele charakteryzują się łatwością określenia danych wejściowych do modelu, co jest istotne w aspekcie obliczeń inżynierskich. Obliczenia wykonano dla przepływów o prawdopodobieństwie wystąpienia przekroczenia wynoszącym: 0,5%, 1%, 2%, 5%, 10%, 20% i 50 dla różnych poziomów uwilgotnienia zlewni. Fale wezbraniowe, wygenerowane za pomocą modelu Wackermana, charakteryzowały się krótkim czasem trwania – ponad 2 godziny, krótszym czasem koncentracji – ok. 1 godziny i o ok. 70% większymi wartościami przepływów maksymalnych niż w przypadku fal wygenerowanych z wykorzystaniem metody SCS. Cechą wspólną obu metod były większe wartości przepływów maksymalnych dla III poziomu uwilgotnienia w stosunku do poziomu II. Można również zauważyć, że w przypadku obu metod oraz II poziomu uwilgotnienia zlewni nie wygenerowano fali wezbraniowej o prawdopodobieństwach przewyższenia 10, 20 i 50%.

4

Określenie przepływów niskich w zlewniach niekontrolowanych z wykorzystaniem regionalizacji

Cupak A.

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2012

|

Nr 2

62-64

PL

Określenie modeli zależności regresyjnych dla przepływu niskiego o czasie trwania wynoszącym 95% czasu w całym okresie badawczym. Zależności regresyjne i korelacyjne określono dla regionów homogenicznych wyznaczonych na podstawie statystycznej metody grupowania - analizy skupień.

EN

Determination of dependency regression models for low flow with a duration of 95% of the time throughout the study period. Regression and correlation dependencies defined for the homogeneous regions identified on the basis of statistical methods- cluster analysis grouping.

5

Chwilowy hydrogram jednostkowy. Metoda określania odpływu ze zlewni niekontrolowanej

Lorbiecka Z. A.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2006

|

nr 4

204-209

PL

Analiza możliwości ograniczeń zastosowania metody chwilowego hydrogramu jednostkowego do określenia odpływu ze zlewni niekontrolowanej. Definicja zlewni niekontrolowanej oraz dwie postacie IUH stosowane do modelowania odpływu ze zlewni: model Nasha oraz alternatywny IUH. Dwa podejścia wykorzystywane do identyfikacji parametrów IUH - na podstawie charakterystyk zlewni oraz poprzez zastosowanie optymalizacji. Analizę poparto przykładami.

EN

The analysis of possibilities and limitations of the application of Instantaneous Unit Hydrograph (IUH) to a determination of the outflow from uncontrolled catchments. Definition of uncontrolled catchments and most common IUH forms represented by Nash's and the alternative models are shown. Identification of IUH parameters by two approaches i.e. catchments characteristics and optimization method. Some examples are also shown and discussed.