WPŁYW WŁASNOŚCI MODELU OPAD-ODPŁYW NA RELACJĘ POMIĘDZY DOKŁADNOŚCIĄ ODWZOROWANIA ZLEWNI A CHARAKTERYSTYKAMI ODPŁYWU

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.

Pełny tekst (pdf)

[1]    Aronica G., Freni G., Oliveri E.: Uncertainty analysis of the influence of rainfall time resolution in the modeling of urban drainage system, Hydrological Processes, 19, 2005, pp. 1055-1071.

[2]    Aronica G., Cannarozzo M.: Studying the hydrological response of urban catchments using a semi-distributed linear non-linear model, Journal of Hydrology, 238, 2000, pp. 35-43.

[3]    Bogdanowicz E., Stachý J.: Maksymalne opady deszczu w Polsce. Charakterystyki projektowe. Materiały badawcze, seria: Oceanologia i Hydrologia, IMGW, Warszawa 1998.

[4]    Cantone J P., Schmidt A. R.: Potential Dangers of Simplifying Combined Sewer Hydrologic/Hydraulic Models, Journal of Hydrologic Engineering 14(6), 2009,
pp. 596–605.

[5]    Ghosh I., Hellweger F.: Effects of Spatial Resolution in Urban Hydrologic Simulations, Journal of Hydrologic Engineering, 17(1), 2012, pp. 129–137.

[6]    James W.: Rules for responsible modeling, CHI, Guelph, Ontario 2003.

[7]    Krebs G., Kokkonen T., Valtanen M, Setälä H., Koivusalo H.: Spatial resolution considerations for urban hydrological modelling, Journal of Hydrology, 512, 2014, pp. 482–497.

[8]    Mazion E. Jr., Yen B.: Computational Discretization Effect on Rainfall-Runoff Simulation, Journal of Water Resources Planning and Management, 120(5), 1994, pp. 715–734.

[9]    Nash J. E., Sutcliffe J. V.: River flow forecasting through conceptual models.
Part I – a discussion of principles, Journal of Hydrology, 10/1970, pp. 282-290.

[10]  Pawlak A.: Analiza wpływu wybranych parametrów modelu opad-odpływ
na wyniki symulacji spływu wód deszczowych, praca magisterska, Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Środowiska, 2015.

[11] Rossman L. A.: Storm Water Management Model User’s Manual Version 5.1, 09.2015, www.epa.gov/water-research/storm-water-mamagement-model-swmm.

[12]  Schilling W.: Rainfall data for urban hydrology: what do we need?, Atmospheric Research, vol. 27, n. 1-3, 1991, pp. 5-22.

[13] Sienicki B.: Wpływ dokładności odwzorowania sieci kanalizacji deszczowej
na wyniki symulacji odpływu, praca magisterska, Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Środowiska, 2013.

[14] Skotnicki M.: Modelowanie odpływu ze zlewni miejskich z uwzględnieniem czasowo-przestrzennej zmienności opadów, rozprawa doktorska, Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Środowiska, 2009.

[15]  Skotnicki M., Sowiński M.: Wpływ wybranych charakterystyk zlewni zurbanizowanej na odpływ szczytowy wód opadowych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 07, 2013, s. 275-280.

[16] Skotnicki M., Sowiński M.: Dokładność odwzorowania struktury systemu kanalizacji deszczowej na potrzeby modelowania odpływu ze zlewni miejskiej,
Gaz, Woda i Technika Sanitarna 11, 2015, s. 393-397.

[17]  Stephenson, D.: Selection of Stormwater Model Parameters, Journal of Environmental Engineering, 115(1), 1989, pp. 210-220.

[18]  Sun N., Hall M., Hong B., Zhang L.: Impact of SWMM Catchment Discretization: Case Study in Syracuse, New York, Journal of Hydrologic Engineering, 19(1), 2014, pp. 223-234.

[19]  Vaes G., Willems P., Berlamont J.: Rainfall input requirements for hydrological calculation, Urban Water, 3, 2001, pp. 107-112.

[20]  Zaghloul N. A.: SWMM Model and Level of Discretization, Journal of the Hydraulics Division, 107 (11), 1981, pp. 1535-1545.

[21]  Zaghloul N. A.: Sensitivity analysis of the SWMM Runoff-Transport parameters and the effects of catchment discretisation, Advances in Water Resources, 6(4), 1983, pp. 214–223.

[22]  Zawilski M.: Integracja zlewni zurbanizowanej w symulacji spływu ścieków opadowych, Gaz, Woda i Technika Sanitarna 06, 2010, s. 28-32.