Notice: Undefined index: linkPowrot in C:\wwwroot\wwwroot\publikacje\publikacje.php on line 1275
Publikacje
Pomoc (F2)
[32763] Artykuł:

Analiza zmienności czasowej opadów atmosferycznych w Warszawie

(Temporal variability analysis of atmospheric precipitation in Warsaw (Poland))
Czasopismo: Ochrona Środowiska   Tom: 36, Zeszyt: 3, Strony: 23-28
ISSN:  1230-6169
Wydawca:  POLISH SANITARY ENGINEERS ASSOC, UL MARSZ J PILSUDSKIEGO 74, WROCLAW, 2 SKR POCZT 980 50-900, POLAND
Opublikowano: 2014
 
  Autorzy / Redaktorzy / Twórcy
Imię i nazwisko Wydział Katedra Procent
udziału
Liczba
punktów
P. Licznar50.00  
Bartosz Szeląg orcid logoWiŚGiEKatedra Geotechniki, Geomatyki i Gospodarki Odpadami*5015.00  

Grupa MNiSW:  Publikacja w czasopismach wymienionych w wykazie ministra MNiSzW (część A)
Punkty MNiSW: 15
Klasyfikacja Web of Science: Article


Web of Science Logo Web of Science     Web of Science LogoYADDA/CEON    
Słowa kluczowe:

hietogram deszczu  analiza skupień  modelowanie  system kanalizacji 


Keywords:

precipitation hyetograph  cluster analysis  modeling  drainage system 



Streszczenie:

Syntetyczne hietogramy opadów są często wykorzystywane w praktyce jako dane wejściowe do hydrodynamicznego modelowania miejskich systemów odwadniania. Deszcz modelowy Eulera (typ II) jest współcześnie często używanym przez inżynierów w Polsce hietogramem syntetycznym. Przyjęcie niemieckiego modelu wynika przede wszystkim z braku lokalnych badań dotyczących zmienności czasowej deszczów. W pracy przeprowadzono analizę czasowej zmienności opadów atmosferycznych w Warszawie. Szczególną uwagę poświęcono wypracowaniu właściwej i obiektywnej metodyki analizy zmienności czasowej hietogramów deszczów. Podstawą do badań były szeregi deszczów zarejestrowane przez 25 nowoczesnych deszczomierzy elektronicznych rozmieszczonych na terenie całego miasta. W szeregach tych zidentyfikowano łącznie 669 zdarzeń opadowych. Skoncentrowano się na zbiorze 423 najbardziej intensywnych deszczów o całkowitym czasie trwania nieprzekraczających 420 min, który został podzielony na 9 podzbiorów w zależności od całkowitego czasu trwania deszczów. Kształty znormalizowanych hietogramów porównywano za pomocą analizy skupień. Dendrogramy otrzymane z procedury aglomeracyjnej pokazały wyraźnie szeroki zakres zmienności czasowej deszczów, który nie może być właściwie opisany wzorcem deterministycznym pojedynczego hietogramu syntetycznego, a raczej powinien być opisany stochastycznie za pomocą generatorów deszczów losowych. W przypadku deszczów przekraczających 180 min kształty deszczu modelowego Eulera (typ II) wyraźnie odbiegały od hietogramów zarejestrowanych deszczów. Zaleca się przejście od modelowania miejskich systemów kanalizacyjnych bazującego tylko na deszczach modelowych do bardziej zaawansowanego modelowania probabilistycznego, bazującego na losowych generatorach opadów atmosferycznych.




Abstract:

Synthetic precipitation hyetographs are often used as input data for hydrodynamic modeling of urban drainage systems. Euler (type II) model rainfall is nowadays a common synthetic hyetograph used by engineers in Poland. Adoption of the German model results mostly from lack of local studies on rainfall temporal variability. Therefore, the aim of the study was to analyze temporal variability of atmospheric precipitation over Warsaw (Poland). Special attention was given to development of proper and objective methodology of precipitation hyetograph temporal variability analysis. The research was based on rainfall time series recorded by 25 modern electronic gauges deployed over the city area. A total of 669 precipitation events was identified. Studies were focused on the set of 423 most intense precipitation events of total duration time not exceeding 420 min, further divided into 9 subsets depending on precipitation total duration times. Shapes of normalized precipitation hyetographs were compared by means of cluster analysis. Dendrograms resulting from aggregation procedure displayed clearly wide range of precipitation temporal variability that cannot be adequately described by deterministic pattern of a single synthetic hyetograph. Rather, it should be only handled stochastically by means of random rainfall generators. For precipitation events exceeding 180 min, the Euler (type II) model rainfall shapes significantly deviated from the recorded precipitation hyetographs. In conclusion, it is strongly advised to shift from urban drainage modeling based on model rainfalls only to more advanced probabilistic modeling based on random rainfall generators.



B   I   B   L   I   O   G   R   A   F   I   A
1. T.D. FLETCHER, H. ANDRIEU, P. HAMEL: Understanding, management and modelling of urban hydrology and its consequences for receiving waters: A state of the art. Advances in Water Resources 2013, Vol. 51, pp. 261-279.
2. T.G. SCHMITT: Komentarz do ATV-A118P: Hydrauliczne wymiarowanie systemów odwadniających. Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa 2000.
3. A. GRUSZECKA: Pluwiogram syntetyczny jako podstawa określania hydrogramu przepływu ścieków deszczowych. Ochrona Środowiska 1984, vol. 6, nr 3-4, ss. 21-24.
4. M. BARSZCZ: Znormalizowane rozkłady warstwy opadu w czasie trwania deszczy na obszarze zlewni doświadczalnej w Warszawie. Woda - Środowisko - Obszary Wiejskie 2012, (VII-IX), t. 12, z. 3(39), ss. 27-28.
5. E. KUPCZYK, R. SULIGOWSKI: Statystyczny opis struktury czasowej opadów atmosferycznych jako elementu wejścia do modeli hydrologicznych. W: U. SOCZYŃSKA [red.]: Predykcja opadów i wezbrań o zadanym okresie powtarzalności. Wydawnictwo UW, Warszawa 1997, ss. 17-82.
6. D.E. RUPP, P. LICZNAR, W. ADAMOWSKI, M. LEŚNIEWSKI: Multiplicative cascade models for fine spatial downscaling of rainfall: Parameterization with rain gauge data. Hydrology and Earth System Sciences 2012, Vol. 16, pp. 671-684.
7. B. JAKUBIAK, P. LICZNAR, S.P. MALINOWSKI: Rainfall estimates from radar vs. raingauge measurements. Warsaw case study. Environment Protection Engineering 2014, Vol. 40, No. 2, pp. 162-170.
8. P. LICZNAR: Wymiarowanie zbiorników retencyjnych ścieków deszczowych na podstawie syntetycznych szeregów czasowych opadów deszczu (Stormwater reservoir dimensioning based on synthetic rainfall time series). Ochrona Środowiska 2013, vol. 35, nr 2, ss. 27-32.
9. W. BŁASZCZYK, M. ROMAN, H. STAMATELLO: Kanalizacja t.1. Arkady, Warszawa 1974.
10. A. STANISZ: Przystępny kurs statystyki z zastosowaniem STATISTICA PL na przykładach z medycyny. Tom 3. Analizy wielowymiarowe. StatSoft Polska, Kraków 2007.
11. P. LICZNAR: Generatory syntetycznych szeregów opadowych do modelowania sieci kanalizacji deszczowych i ogólnospławnych. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, Wrocław 2009.
12. P. LICZNAR, J. ŁOMOTOWSKI, D.E. RUPP: Random cascade driver rainfall disaggregation for urban hydrology: An evaluation of six models and a new generator. Atmospheric Research 2011, No. 99, pp. 563-578.
13. P. LICZNAR, T.G. SCHMITT, D.E. RUPP: Distributions of microcanonical cascade weights of rainfall at small timescales. Acta Geophysica 2011, Vol. 59, No. 5, pp. 1013-1043.