Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Criteria for identifying maximum rainfall determined by the peaks-over-threshold (POT) method under the Polish Atlas of Rainfall Intensities (PANDa) project

100%

Burszta-Adamiak E. , Licznar P. , Zaleski J.

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2019

|

tom Vol. 7, Iss. 1

3--13

EN

Determination of rainfall maxima from long-term series is one of the more important tasks in urban hydrology. These maxima are useful both in designing land drainage systems and for flood protection in a catchment. The identification of rainfall maxima for the hierarchy of rainfall durations from 5 min to 4 320 min is a fundamental stage of the creation of the first version of the Polish Atlas of Rainfall Intensities (PANDa), which will ultimately be a source of updated and reliable information on design rainfall intensities for designing and modeling rainwater drainage and retention systems in Poland. One of the methods for identifying extreme rainfall events is to use criteria for selecting rainfall based on their depth for a given rainfall frequency and duration. Existing national experience in this respect is based on the results of analyses usually conducted with regard to records from single weather stations. This article presents the results of a study designed to verify the usefulness of the literature-based criteria for identifying rainfall maxima using the peaks-over-threshold (POT) method at a much broader nationwide scale. The study analyzed data from a previously created digital database of rainfall series, which includes 3 000 stationyears (consisting of a 30-year measurement series from 100 weather stations of the Institute of Meteorology and the Water Management - National Research Institute (IMGW-PIB). The study results show that as far as the investigated measurement series are concerned, the criteria based on the literature sources have limited application and can only be used for identifying the largest short-duration rainfall events. To determine rainfall maxima for all of the time intervals analyzed (from 5 minutes to 3 days), it was necessary to develop our own criteria that would allow the methodology for identifying extreme rainfall events to be standardized for all 100 stations.

2

Probable rainfall in Gdansk in view of climate change

100%

Szpakowski W. , Szydlowski M.

Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus

|

2018

|

tom 17

|

nr 3

EN

One of the manifestations of climate changes is the occurrence of a greater number of precipitation events, characterized by greater rain intensity that affects the economic stability of cities. Gdańsk is an example of a city in which such events have occurred since the beginning of the twenty-first century. Due to the altitude differences in the area of Gdańsk city (between –2 m and 180 m a.s.l.), the occurrence of extreme atmospheric precipitation almost immediately causes hydrological effects in the water network consisting of several streams of montane character, which flow eastwards from the plateau of the Kashubian Lakeland. Meteorological stations of the National Meteorological Service (IMGW-PIB) are located in the coastal zone (Port Północny/Northern Port, Świbno) and in the highest part of the city (the Rębiechowo airport). Because this is insufficient, the city of Gdańsk has been expanding the local rain monitoring network since 2001, currently having reliable 10-year observation data sequences. The said network is operated by the Gdańsk Water municipal company. Climate changes resulting in different characteristics of rainfall episodes in Gdańsk naturally influence the determination of the probability of their occurrence. According to the rainfall model developed by Bogdanowicz and Stachy at the turn of the 20th and 21st centuries, at least 4 rainfall events lasting for over 8 hours in the last 17 years should be classified as a 100-year rain event. One of these extended the parameters of a 300-year rain event; whereas we asses the rain in the year 2016, when even 170 mm of rainfall was recorded on July 14, as at least a 500-year rain event. During this period, several-minute events were also recorded, which also exceeded the parameters of a 100-year rain event. The paper presents precipitation models for the region of Gdańsk. Based on the maximum annual daily rainfall from Rębiechowo meteorological station from the years 1974–2017, an analysis of changes in precipitation values corresponding to certain probabilities of occurrence was conducted. An assessment was also made of the projected decrease in the value of precipitation in relation to hydro-technical constructions, road-engineering structures, and rainwater drainage systems in view of changing legal regulations, as well as the latest trends related to the management of rainwater.

PL

Zmiany klimatu objawiające się m.in. występowaniem większej liczby epizodów opadowych, cechujących się większą intensywnością, wpływają na stabilność ekonomiczną miast. Takim przykładem jest Gdańsk, miasto w którym od początku XXI wieku występują tego typu zdarzenia. Ze względu na wysokościowe zróżnicowanie miasta pojawienie się ekstremalnego opadu atmosferycznego praktycznie natychmiast powoduje skutki hydrologiczne w sieci hydrograficznej, składającej się z kilkunastu potoków o charakterze górskim, spływającym w kierunku wschodnim z wysoczyzny Pojezierza Kaszubskiego. Stacje meteorologiczne Państwowej Służby Hydrologiczno Meteorologicznej IMGW-PIB znajdują się w pasie nadmorskim (Port Płn., Świbno) oraz w najwyżej położonej części miasta (Rębiechowo). Ponieważ jest to niewystarczające, miasto Gdańsk od roku 2001 rozbudowuje lokalną sieć monitoringu opadów, dysponując obecnie wiarygodnymi ciągami 10-cio letnich obserwacji. Sieć tą eksploatuje spółka miejska Gdańskie Wody. Zmiany klimatu, skutkujące inną charakterystyką występujących w Gdańsku zjawisk opadowych, w sposób naturalny wpływają na określanie prawdopodobieństwa ich wystąpienia. Według modelu opadowego opracowanego przez Bogdanowicz i Stachy (1998) na przełomie XX i XXI wieku w ostatnich 17 latach co najmniej 4 zdarzenia opadowe o czasie trwania powyżej 8 godzin, należy zakwalifikować jako deszcz 100-letni. Jeden epizod spośród nich przekroczył parametry deszczu 300-letniego, zaś opad z roku 2016 w którym 14 lipca zanotowano nawet 170 mm opadu, autorzy kwalifikują na co najmniej deszcz 500-letni. W tym okresie wystąpiły również zdarzenia kilkunastominutowe, które również przekraczały parametry deszczu 100-letniego. W pracy przedstawiono modele opadowe dla rejonu Gdańska, a na podstawie maksymalnych rocznych sum dobowych opadów ze stacji Rębiechowo z wielolecia 1974–2017 dokonano analizy zmian wartości opadu odpowiadających określonym prawdopodobieństwom wystąpienia. Dokonano również oceny wzrostu wartości projektowych opadów w stosunku do budowli hydrotechnicznych, drogowych obiektów inżynierskich oraz systemów kanalizacji deszczowej w świetle zmieniających się przepisów prawnych, a także najnowszych trendów związanych z zagospodarowywaniem wód opadowych.

3

Stochastic ARIMA model for annual rainfall and maximum temperature forecasting over Tordzie watershed in Ghana

100%

Nyatuame M. , Agodzo S. K.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

nr 37

4

Stochastic ARIMA model for annual rainfall and maximum temperature forecasting over Tordzie watershed in Ghana

84%

Nyatuame M. , Agodzo S. K.

Journal of Water and Land Development

|

2018

|

tom no. 37

127--140

EN

The forecast of rainfall and temperature is a difficult task due to their variability in time and space and also the inability to access all the parameters influencing rainfall of a region or locality. Their forecast is of relevance to agriculture and watershed management, which significantly contribute to the economy. Rainfall prediction requires mathematical modelling and simulation because of its extremely irregular and complex nature. Autoregressive integrated moving average (ARIMA) model was used to analyse annual rainfall and maximum temperature over Tordzie watershed and the forecast. Autocorrelation function (ACF) and partial autocorrelation function (PACF) were used to identify the models by aid of visual inspection. Stationarity tests were conducted using the augmented Dickey–Fuller (ADF), Mann–Kendall (MK) and Kwiatkowski–Phillips–Schmidt–Shin (KPSS) tests respectively. The chosen models were evaluated and validated using the Akaike information criterion corrected (AICC) and also Schwartz Bayesian criteria (SBC). The diagnostic analysis of the models comprised of the independence, normality, homoscedascity, P–P and Q–Q plots of the residuals respectively. The best ARIMA model for rainfall for Kpetoe and Tordzinu were (3, 0, 3) and (3, 1, 3) with AICC values of 190.07 and 178.23. That of maximum temperature for Kpetoe and Tordzinu were (3, 1, 3) and (3, 1, 3) and the corresponding AICC values of 23.81 and 36.10. The models efficiency was checked using sum of square error (SSE), mean square error (MSE), mean absolute percent error (MAPE) and root mean square error (RMSE) respectively. The results of the various analysis indicated that the models were adequate and can aid future water planning projections.

PL

Prognozowanie opadu i temperatury jest trudnym zadaniem z powodu zmienności tych parametrów w czasie i przestrzeni, a także nieznajomości wszystkich czynników wpływających na opady w regionie czy w danej miejscowości. Prognozowanie opadów jest ważne dla rolnictwa i gospodarki zlewniowej, mających znaczący wkład w gospodarkę regionu. Przewidywanie opadu wymaga modelowania matematycznego i symulacji z powodu jego skrajnie nieregularnego i złożonego charakteru. Do analizy i prognozowania rocznych opadów i maksymalnej temperatury w zlewni Tordzie wykorzystano autoregresyjny zintegrowany model średniej ruchomej (ARIMA). Do zidentyfikowania modeli metodą oglądu wizualnego użyto funkcji autokorelacji (ACF) i cząstkowej autokorelacji (PACF). Testy stacjonarności przeprowadzono za pomocą testów Dickeya–Fullera (ADF), Manna–Kendalla (MK) i Kwiatkowskiego–Phillipsa–Schmidta–Shina (KPSS). Wybrane modele poddano ocenie i walidacji z użyciem skorygowanego kryterium Akaike (AICC) i Bayesowskiego kryterium Schwartza (SBC). Diagnostyczna analiza modeli obejmowała niezależność, normalność, homoscedastyczność, wykresy P–P i Q–Q dla reszt. Najlepsze modele ARIMA dla opadu w Kpetoe i Tordzinu miały postać (3, 0, 3) i (3, 1, 3), gdy wartości AICC równe odpowiednio 190,07 i 178,23. Modele dla maksymalnej temperatury w Kpetoe i Tordzinu miały postać (3, 1, 3) i (3, 1, 3), a ich odpowiednie wartości AICC wynosiły 23,81 i 36,10. Wydajność modelu sprawdzano, wykorzystując sumę błędu kwadratowego (SSE), średni błąd kwadratowy (MSE), średni bezwzględny błąd procentowy (MAPE) i pierwiastek ze średniego błędu kwadratowego (RMSE). Wyniki różnych analiz wykazały, że modele są odpowiednie i mogą stanowić pomoc w przyszłej gospodarce wodnej.

5

Determination of synthetic flood hydrograph in ungauged catchments

84%

Banach W.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2011

|

nr 12

EN

A method for determining synthetic flood hydrograph for small ungauged catchments is presented in the paper. The model uses the SCS excess rainfall model with daily precipitation of 1% exceedance probability as the input data. The excess rainfall is transformed to surface runoff by the geomorphological runoff model.

6

Zalecenia metodyczne do obliczeń projektowych kanalizacji rozdzielczej

84%

Kotowski A. , Kaźmierczak B.

Technologia Wody

|

2019

|

tom Nr 1 (63)

36--45

PL

W pracy omówiono problemy metodologiczne, hydrologiczne i hydrauliczne w projektowaniu i wymiarowaniu systemów kanalizacyjnych. Z braku wiarygodnych wskaźników jednostkowych i modeli nierównomierności odpływu ścieków bytowo-gospodarczych i przemysłowych do bilansowania strumieni ścieków na perspektywę, zalecono metodę opartą na wskaźnikach scalonych (MWMG). Przedstawiono ewolucje europejskich standardów projektowania odwodnień terenów. Na tej podstawie, do bilansowania strumieni wód deszczowych zalecono bezpieczną metodę wymiarowania (MMN) z probabilistycznymi modelami opadów maksymalnych. Sformułowano także zalecenia do doboru kanałów ściekowych i deszczowych.

EN

In this paper the methodological, hydrological and hydraulic problems of designing and dimensioning of sewerage systems has been discussed. Due to the lack of reliable unit indices and unevenness models of outflow of domestic and industrial sewage, for balancing waste streams to the perspective, a method based on integrated indicators (MWMG) was recommended. The evolution of European standards for drainage design is presented. On this basis, a safe method of dimensioning (MMN) was recommended for balancing rainwater streams, with probabilistic models of maximum rainfall. Recommendations for selecting sewers and rainwater channels were also formulated.

7

Badanie związku wysokości opadów miarodajnych w Polsce z parametrami zewnętrznymi

84%

Licznar P. , Siekanowicz K. , Oktawiec M.

Instal

|

2019

|

tom nr 10

42--46

PL

Zaprezentowano wyniki badań nad możliwością prowadzenia estymacji przestrzennej wartości maksymalnych wysokości opadów fazowych z uwzględnieniem parametrów zewnętrznych, takich jak: wysokość średniorocznych opadów, współrzędne geograficzne czy też wysokość nad poziomem morza. Maksima opadowe wydzielono z 30-letnich serii obserwacji zarejestrowanych przez 100 deszczomierzy w Polsce. Analizy przeprowadzono w ramach realizacji projektu opracowania Polskiego Atlasu Natężeń Deszczów (PANDa). W części wstępnej wykonano przegląd metod estymacji przestrzennej wysokości (natężeń) deszczów miarodajnych, stosowanych dotychczas w Polsce i zagranicą (w Niemczech i Stanach Zjednoczonych) do opracowywania ogólnokrajowych atlasów lub formuł, określających wielkość deszczów miarodajnych. Występowanie zależności pomiędzy analizowanymi parametrami zewnętrznymi a wysokościami opadów miarodajnych poddano ocenie z wykorzystaniem współczynnika korelacji rang Spearmana dla 480 maksimów opadowych (dla 16 faz (czasów trwania) deszczów miarodajnych w zakresie od 5 do 4320 minut i 30 pozycji w szeregach rozdzielczych). Ponadto zweryfikowano związek wyznaczonych dla danej lokalizacji wysokości opadów miarodajnych z położeniem geograficznym, przy użyciu metody wielokrotnej regresji liniowej.

EN

The research presents results on application possibility of external parameters, such as: average annual precipitation, coordinates of elevation in spatial estimation of maximum rainfall values. Rainfall maxima were selected from 30-year time series, recorded by 100 rain gauges in Poland. The analyses were conducted as a part of the implementation of the project: “Polish Atlas of Rainfall Intensities – PANDa”. In the introduction part there is a review of spatial estimation methods of design rainfall depths, which have been used in Poland and abroad (in Germany and in the USA) so far for rainfall national atlases and formulas. The relationships between analysed external parameters and the design rainfall amounts were evaluated using Spearman’s rank correlation coefficient for 480 rainfall maximums (for 16 durations – from 5 to 4320 minutes and 30 positions in series). Moreover, the relationship between design rainfall amount and the geographical location was verified using multiple linear regression.