Porównanie przepływów o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia obliczonych w zlewni miejskiej za pomocą modeli SWMM i SBUH = Comparison of flows of defined probabilities of occurrence calculated in an urban catchment using SWMM and SBUH models

Barszcz, Mariusz

doi:0033-2143 (print)

- ris
- BibTeX
- EndNote
- Csv

Porównanie przepływów o określonym prawdopodobieństwie wystąpienia obliczonych w zlewni miejskiej za pomocą modeli SWMM i SBUH = Comparison of flows of defined probabilities of occurrence calculated in an urban catchment using SWMM and SBUH models Barszcz, Mariusz

Object structure

Przegląd Geograficzny T. 89 z. 3 (2017)

urban catchment ; flows ; SBUH model ; SWMM model ; time of concentration ; critical precipitation time

This paper details work to estimate flows of defined probabilities of occurrence in the catchment of Warsaw’s Służewiecki Stream, using the dynamic model known as the SWMM (Storm Water Management Model) and the conceptual model called the SBUH (Santa Barbara Urban Hydrograph). The comparability of flows calculated using the two different types of model was assessed in relation to four cross-sections. Relatively good agreement was only obtained for two sub-catchments covering relatively small areas. The SWMM model was used to calculate flows in cross-sections closing off particular sub-catchments, with account taken of transformation in open and closed channels, reduction by the presence of bodies of water and culverts (“reduced flows”) and surface runoff (“potential flows”). The values of these flows determined using the two methods proved similar in the two aforementioned sub-catchments characterised by small areas. Values for time of concentration were calculated using the SWMM model for individual events of defined probabilities of occurrence in the four sub-catchments, and it is likewise on this that the parameter of the routing constant Kr in the SBUH model depends. Comparisons with values relating to critical storm duration, as determined using the two models, were then made. These values in most cases indicated shorter periods than those relating to time of concentration. Results verifying the above models in a small urban catchment in Baltimore (USA) are also presented.

1. ASCE, 1992, Design & Construction of Urban Stormwater Management Systems, ASCE, New York, NY.
2. Barco J., Wong K.M., Stenstrom M.K., 2008, Automatic calibration of the U.S. EPA SWMM model for a large urban catchment, Journal Hydraulic Engineering, 134, 4, s. 466-474.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(2008)134:4(466) -
3. Barszcz M., 2009, Prognoza maksymalnych przepływów prawdopodobnych wywołanych ulewami w zurbanizowanej zlewni Potoku Służewieckiego, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 4(46), s. 3-23.
4. Barszcz M., 2014, Zastosowanie modelu Santa Barbara Unit Hydrograph do symulacji hydrogramu przepływów w zlewniach zurbanizowanych, Przegląd Geograficzny, 86, 3, s. 295-306.
5. Barszcz M., 2015, Zastosowanie modelu SWMM do prognozy przepływów prawdopodobnych w zlewni miejskiej, Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska, 24(3), 69, s. 209-223.
6. Barszcz M., 2015, Influence of applying infiltration and retention objects on the runoff of rainwater on a plot and catchment scale – case study of the Służewiecki Stream subcatchment in Warsaw, Polish Journal of Environmental Studies, 24, 1, s. 57-65.
https://doi.org/10.15244/pjoes/29197 -
7. Beven K., 2001, Rainfall-Runoff Modelling, The Primer, John Wiley & Sons, Ltd., England.
8. Bielawski Z., 1994, Określenie charakterystyk odpływu z terenów zurbanizowanych na podstawie cech fizycznych zlewni i opadu, Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 5.
9. Bogdanowicz E., Stachý J., 1997, Maksymalne opady deszczu w Polsce, charakterystyki projektowe, Materiały badawcze IMGW, 23, Hydrologia i Oceanologia, 85.
10. DVWK, 1984, Arbeitsanleitung zur Anwendung Niederschlag-Abfluss-Modellen in kleinen Einzugsgebieten, Regeln zur Wasserwirtschaft, 113.
11. Edel R., 2009, Odwodnienie dróg, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa.
12. Gutry-Korycka M., 2007, Odpływ ze zlewni zurbanizowanych, Prace i Studia Geograficzne, UW, 38, s. 37-56.
13. Heidrich Z., 2009, Kanalizacja deszczowa i oczyszczanie wód opadowych, [w:] Informacje Naukowe i Techniczne, 14, 1'05 (materiały konferencyjne), "Kształtowanie środowiska wodnego na terenach zurbanizowanych", Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Wodnych i Melioracyjnych, Warszawa, s. 17-20.
14. Hubner W.C., Heaney D.A., Aggidis D.A., Dickinson R.E., Walace R.W., 1981, Urban Rainfall-Runoff-Quality Data Base, Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH.
15. Maksimović Ć., Radojković M., 1986, Urban Drainage Catchments. Selected Worldwide Rainfall-Runoff Data from Experimental Catchments, Pergamon Press, A. Wheaton & Co., Exeter.
16. Oksiuta M., 2007, Ocena odpływu wezbraniowego ze zlewni Potoku Służewieckiego w Warszawie, Prace i Studia Geograficzne, UW, 38, s. 57-71.
17. Ozga-Zielińska M., Brzeziński J., 1997, Hydrologia stosowana, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
18. Rao A.R., Delleur J.W., Sarma B.S.P., 1972, Conceptual hydrologic models for urbanizing basins, Proceedings of American Society CII. Engineers, Journal Hydraulic Division, 98(HY7), s. 1205-1220.
19. Rossman L.A., 2005, Storm Water Management Model User's Manual version 4, National Risk Management Research Laboratory, Cincinnati.
20. SCS, 1986, Urban Hydrology for Small Watersheds, Technical Release, 55, SCS (Soil Conservation Service), Washington, D.C.
21. Singh V.P., 1995, Computer Models of Watersheds Hydrology, Water Resources Publication, Colorado, USA.
22. Skotnicki M., Sowiński M., 2015, The influence of depression storage on runoff from impervious surface of urban catchment, Urban Water Journal, 12, 3, s. 207-218.
https://doi.org/10.1080/1573062X.2013.839717 -
23. Stubchaer J.M., 1975, The Santa Barbara urban hydrograph method, [w:] Proceedings of National Symposium on Urban Hydrology and Sediment Control. Univeristy of Kentucky, July 28-31, Lexington, s. 131-141.
24. Szymkiewicz R., Gąsiorowski D., 2010, Podstawy hydrologii dynamicznej, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
25. Tholin A.L., Keifer C.J., 1960, The hydrology of urban runoff, Transaction of American Society on Civil Engineers, 125, s. 1308-1379.
26. USDA-SCS, 1975, National Engineering Handbook. Section 4, U.S. Department of Agriculture, Soil Conservation Service, Washington, D.C.
27. Waga-Bart, 2014, Przebudowa układu hydrologicznego obejmującego Potok Służewiecki i Rów Wolica w celu zabezpieczenia przeciwpowodziowego rejonu dolnego biegu Potoku Służewieckiego. Etap II, Waga-Bart Specjalistyczna Pracownia Projektowa, Warszawa.
28. Wanielista M.P., Kersten R., Eaglin R., 1997, Hydrology: Water Quantity and Quality Control, John Wiley & Sons, Inc., New York, USA, 2 wyd.
29. Warwick J.J., Tadepalli P., 1991, Efficacy of SWMM application, Journal Water Resources Planning Management, 117, s. 352-366.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1991)117:3(352) -
30. Weinerowska-Bords K., 2010, Czas koncentracji w uproszczonych obliczeniach odpływu ze zlewni zurbanizowanej, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 68, 1, s. 367-378.
31. Wenzel G.H., Voorhees M.L., 1980, Adaptation of ILLUDAS for continuous simulation, Journal ASCE, 106, HY11, Nov.
32. WMO (World Meteorological Organization), 1994, Guide to Hydrological Practices, WMO-No. 168, Geneva, Switzerland, 5 wyd.