Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Forecasting the formation of freshets in small lowland catchment for different scenarios of urbanization

100%

Krezalek K.

|

nr 3

EN

The purpose of the work was to present the results of simulation studies of river runoff carried out with the use of a conceptual model specially developed for this purpose for an urbanized lowland catchment. Different variants of forecasts were developed of the impact of introducing various forms of urbanization on the formation of river runoff during freshets in the small, lowland catchment of upper Mławka river, covering the area of 66 km². For the needs of the research, classification of urbanized areas was made based on their location within the catchment, and the method of discharging rainfall runoff. Particular variants differed from one another as to the location of sealed areas, the degree of urbanization of the catchment, the initial waterlogging of the catchment, as well as the basic precipitation assumed for calculations. They provided the foundations for the assessment of the impact of various forms of urbanization of the catchment area on the formation of freshets, taking into account the catchment’s natural properties, such as the occurrence of variable source areas. The subject of the analysis was not only the total runoff volume, but also its components – surface, subsurface and groundwater runoff. Analysis of the results of river runoff simulation, taking into account the components of this runoff, leads to the conclusion that the total increase of direct runoff volume and its peak value are caused not only by direct supply from sealed surfaces, but also from indirect impact, causing changes in the runoff regime in areas not covered by urbanization. Sealed and channelled areas located beyond the maximum range of active (variable source) areas, on which direct runoff does not occur in natural conditions, increase the runoff area in the scale of the catchment area as a whole. To compare, the peak freshet values for variants associated with urbanization and channelling outside the variable source areas are between 20% and 40% higher than in the case of analogous conditions and the sealing of the same area in the area of direct runoff.

PL

Celem pracy było przedstawienie wyników badań symulacyjnych odpływu rzecznego przeprowadzonych za pomocą specjalnie w tym celu opracowanego modelu konceptualnego dla nizinnej zlewni częściowo zurbanizowanej. Wykonano wariantowe prognozy wpływu wprowadzania różnych form urbanizowania terenu na kształtowanie się odpływu rzecznego w czasie wezbrań opadowych w małej nizinnej zlewni górnej Mławki o powierzchni 66 km2 . Na potrzeby badań dokonano klasyfikacji obszarów zurbanizowanych na podstawie ich lokalizacji na terenie zlewni i sposobu odprowadzania ścieków opadowych. Warianty zróżnicowane były między sobą lokalizacją terenów uszczelnionych, stopniem zurbanizowania zlewni, stanem początkowego uwilgotnienia zlewni, a także przyjętym opadem obliczeniowym. Stanowiły podstawę do oceny wpływu różnych form urbanizacji zlewni na kształtowanie się wezbrań opadowych z uwzględnieniem jej naturalnych właściwości, takich jak występowanie obszarów czynnych. Przedmiotem analiz był nie tylko odpływ całkowity, ale również jego składowe – odpływ powierzchniowy, podpowierzchniowy oraz gruntowy. Analiza wyników symulacji odpływu rzecznego z uwzględnieniem składowych tego odpływu prowadzi do wniosku, że sumaryczne zwiększenie objętości odpływu bezpośredniego i wartości jego kulminacji jest spowodowanie nie tylko bezpośrednim zasilaniem z powierzchni uszczelnionych, ale oddziaływaniem pośrednim powodującym zmiany w reżimie odpływu na obszarach nieobjętych urbanizacją. Obszary uszczelnione i skanalizowane położone poza maksymalnym zasięgiem występowania obszarów czynnych, na których w warunkach naturalnych nie powstaje odpływ bezpośredni zwiększają powierzchnię spływu w skali całej zlewni. Dla porównania wartości kulminacji wezbrania dla wariantów związanych z urbanizacją i kanalizacją poza obszarami czynnymi są od ok. 20 do 40% wyższe niż w przypadku analogicznych warunków i uszczelnienia takiej samej powierzchni na obszarze formowania się odpływu bezpośredniego.

2

Lewady - system irygacyjny na wyspie Madera

100%

Krezalek K.

Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie

|

2013

|

tom 56

|

nr 3

PL

Lewady, po portugalsku levadas (łac. levar – nieść, przenosić), to kanały typowe dla wyspy Madera, które służą głównie do transportowania wody deszczowej z obszarów wyspy, na których jest jej nadmiar do tych, które wymagają nawodnień. Jest to niezwykłe osiągnięcie inżynierii XVI wieku. Transportują wodę do nawodnień pól uprawnych, jak również zaopatrują mieszkańców w wodę pitną i dostarczają wodę do małych elektrowni wodnych. W pracy zaprezentowano niezwykłość tego prostego rozwiązania, które umożliwia racjonalne wykorzystanie zasobów wodnych przy bardzo dużym zróżnicowaniu dostępności wody w bardzo niekorzystnych warunkach topograficznych. Opisano historię powstania systemu irygacyjnego i przedstawiono jego ogromne znaczenie dla rozwoju gospodarki na wyspie.

EN

Levadas (port. levadas, Latin origin: levar – to carry, to transport) are irrigation channels specific to the islandof Madeira, which are mainly used to transport rainwater from areas with water excess to those that require irrigation. It is a remarkable engineering achievement of the sixteenth century. They transport water for irrigation of fields, as well as supplying citizens with drinking water and provide water to small hydro plants. This paper presents the uniqueness of this simple solution that allows the rational use of water resources under conditions of large diversity of water availability and unfavorable topography. It describes the origins of the irrigation system and shows its great importance for the development of the economy of the island.

3

Prognostic model of total runoff and its components from a partially urbanized small lowland catchment

63%

Szymczak T. , Krezalek K.

|

nr 3

EN

The aim of the work is to present a new hydrological model, developed at the Institute of Technology and Life Sciences (Instytut Technologiczno-Przyrodniczy), which can be used to simulate and study the formation of total runoff and its components from a small lowland agricultural catchment, in various meteorological conditions, taking into account the different initial retention status of the catchment and the impact of urbanized areas on the said runoff. The study involved the necessity of choosing the type of the model, and the manner of describing hydrological processes. Based on studying subject literature, as well as on the results of previous research and observations conducted in the upper Mławka river catchment (left tributary of the Wkra river), it was assumed that the most appropriate tool for prognostic and simulation purposes would be a conceptual model, that – in its structure and description of hydrological processes – would take into account the theory of active areas (variable source areas). It was assumed that a simple model would be developed as far as possible, that would create the possibility of simulating hydrographs of total runoff, surface runoff, subsurface runoff, and ground runoff from a natural catchment, and from catchments which have been urbanized to varying degrees. The work also includes the presentation of proposed principles for the classification of urbanized areas, taking into account their location within the catchment area and the way of draining rainwater, as well as a description of adequate modules of the model that would make it possible to simulate the runoff from the urbanized sub-catchments. The model is described by the state-space representations (differential equations) and output equations. It works with a one-hour time interval. The input is total precipitation and reference evapotranspiration. On the output end, we receive the total runoff hydrograph, and the hydrographs of the components of this runoff. The model includes 10 optimized parameters, occurring in procedures simulating processes in the natural, non-transformed part of the catchment, and 10 measurable parameters used to describe partially urbanized catchments. The article presents the results of identifying the parameters for the model, and of its verification. For this purpose, 5 hydrographs of total runoff were used, between 192 and 432 hours long, including storm surges. They were recorded in the catchment of the upper-course Mławka river. The obtained values of the criterion functions lead us to conclude that the quality of the model is very good. The model has been used for simulation studies of the impact of urbanization of the agricultural catchment on the parameters of river runoff (Krężałek 2018).

PL

Celem pracy jest przedstawienie nowego modelu hydrologicznego (opracowanego w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym), który może być stosowany do badań symulacyjnych kształtowania się odpływu całkowitego i jego składowych z małej nizinnej zlewni rolniczej w różnych warunkach meteorologicznych, z uwzględnieniem różnych początkowego stanu retencji zlewni i oddziaływania na ten odpływ obszarów zurbanizowanych. Opracowanie wiązało się z koniecznością dokonania wyboru rodzaju modelu i sposobu opisu procesów hydrologicznych. Na podstawie studiów literaturowych i wyników wcześniejszych badań oraz obserwacji prowadzonych w zlewni górnej Mławki (lewy dopływ Wkry) przyjęto, że najodpowiedniejszym narzędziem do celów prognostycznych i badań symulacyjnych będzie model konceptualny, uwzględniający w swej strukturze i opisie procesów hydrologicznych teorię obszarów czynnych. Założono, że opracowany zostanie możliwie prosty model, który stwarzałby możliwość symulowania hydrogramów odpływu całkowitego, powierzchniowego, podpowierzchniowego i gruntowego ze zlewni naturalnej oraz zlewni w różnym stopniu zurbanizowanej. Praca obejmuje także przedstawienie propozycji zasad klasyfikacji obszarów zurbanizowanych, uwzględniającej ich lokalizację na terenie zlewni i sposób odprowadzania ścieków opadowych oraz opis odpowiednich modułów modelu służących do symulacji odpływu z cząstkowych zlewni zurbanizowanych. Model opisany jest równaniami stanu i równaniami wyjść. Pracuje z krokiem czasowym równym jednej godzinie. Wejście stanowi opad całkowity i parowanie wskaźnikowe. Na wyjściu otrzymujemy hydrogram odpływu całkowitego oraz hydrogramy składowych tego odpływu. Model ma 10 optymalizowanych parametrów występujących w procedurach symulujących procesy w naturalnej – nieprzekształconej części zlewni oraz 10 mierzalnych parametrów służących do opisu cząstkowych zlewni zurbanizowanych. W artykule przedstawiono wyniki identyfikacji parametrów modelu oraz jego weryfikacji. Do tego celu wykorzystano 5 hydrogramów odpływu całkowitego o długości od 192 do 432 godzin obejmujących wezbrania opadowe. Były one zarejestrowane w zlewni badawczej górnej Mławki. Otrzymane wartości funkcji kryterialnych pozwalają przyjąć, że jakość modelu jest bardzo dobra. Model został wykorzystany do badań symulacyjnych wpływu urbanizacji zlewni rolniczej na parametry odpływu rzecznego (Krężałek 2018).

4

Maksymalne roczne sumy dobowe opadów o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia na obszarze środkowej Polski na podstawie danych z wielolecia 1966-2010

51%

Krezalek K. , Szymczak T. , Bak B.

|

nr 4[44]