Metodyka tworzenia wzorców opadów do modelowania odwodnień terenów

Badanie niezawodności działania systemów kanalizacji deszczowej w modelowaniu hydrodynamicznym wymaga przyjęcia wiarygodnych scenariuszy lokalnych opadów. Mogą nimi być zarówno rzeczywiste, zmierzone w wieloleciu intensywne deszcze, jak i tworzone na ich podstawie hietogramy wzorcowe. Ze względu na brak w Polsce takich scenariuszy do modelowania zjawiska opad-odpływ zaleca się wykorzystanie wzorców stosowanych w Niemczech.
W monografii dokonano oceny zmian intensywności opadów w czasie oraz opracowano uniwersalną metodykę tworzenia wzorców opadów do zastosowań naukowych i praktycznych. Badania przeprowadzono na podstawie danych dotyczących opadów z dwóch stacji pomiarowych IMGW-PIB: górskiej w Jeleniej Górze i nizinnej we Wrocławiu. Na tej podstawie opracowano i przedstawiono w pracy wzorce opadów o charakterze konwekcyjnym oraz frontalnym i niżowym dla badanych stacji.

SPIS TREŚCI

Wykaz oznaczeń  5

Wykaz akrominów  7
1. Wprowadzenie   9
2. Podstawy modelowania opadów   15
2.1. Ogólna charakterystyka opadów deszczowych   15
2.2. Wybrane zagadnienia badawcze w modelowaniu opadów   19
2.2.1. Definiowanie niezależnych zjawisk opadowych   19
2.2.2. Metody tworzenia szeregów czasowych typu DDF/IDF   21
2.2.3. Metody tworzenia hietogramów wzorcowych bazujące na krzywych IDF   24
2.2.4. Metody tworzenia hietogramów wzorcowych bazujące na rzeczywistych opadach  28
2.3. Podsumowanie stanu wiedzy, cel i zakres badań   36
3. Materiał badawczy i metoda analiz   39 3.1. Charakterystyka stacji i ciągów pomiarowych opadów   39
3.2. Metodyka badań hietogramów  41
3.2.1. Kryteria dyskretyzacji czasowej niezależności opadów   41
3.2.2. Kryteria wyboru parametrów opadów do analiz statystycznych   43
3.2.3. Metody grupowania opadów do analiz jakościowych hietogramów  44
3.2.4. Wskaźniki do analiz ilościowych hietogramów  46
4. Wyniki badań hietogramów ze stacji IMGW-PIB Jelenia Góra  49
4.1. Charakterystyka materiału badawczego  49
4.2. Grupowanie opadów ze względu na kształt hietogramów bezwymiarowych   51
4.2.1. Analiza grupowań metodą Huffa   51
4.2.2. Analiza skupień metodą Warda  55
4.2.3. Analiza skupień metodą k-średnich   58
4.2.4. Wybór opadów do weryfikacji hietogramów wzorcowych   62
4.3. Analiza ilościowa kształtów hietogramów wzorcowych   63
4.3.1. Weryfikacja wzorca Eulera typu 11 w układzie bezwymiarowym   63
4.3.2. Weryfikacja wzorca Eulera typu II w układzie wymiarowym   67
4.3.3. Weryfikacja wzorca DVWK w układzie bezwymiarowym  72
5. Wyniki badań hietogramów ze stacji IMGW-PIB i MPWiK we Wrocławiu   75
5.1. Charakterystyka materiału badawczego  75
5.2. Grupowanie opadów ze względu na kształt hietogramów bezwymiarowych   77
5.2.1. Analiza grupowań metodą Huffa   77
5.2.2. Analiza skupień metodą Warda  81
5.2.3. Analiza skupień metodą k-średnich   84
5.2.4. Wybór opadów do weryfikacji hietogramów wzorcowych   87
5.3. Analiza ilościowa kształtów hietogramów wzorcowych   88
5.3.1. Weryfikacja wzorca Eulera typu II w układzie bezwymiarowym  88
5.3.2. Weryfikacja wzorca Eulera typu II w układzie wymiarowym   93
5.3.3. Weryfikacja wzorca DVWK w układzie bezwymiarowym  98
6. Uogólnienie wyników badań hietogramów wzorcowych   103
6.1. Hietogramy wzorcowe opadów konwekcyjnych dla badanych stacji   103
6.1.1. Uszczegółowiony wzorzec Eulera typu II dla Jeleniej Góry   103
6.1.2. Uszczegółowiony wzorzec Eulera typu II dla Wrocławia   105
6.2. Hietogramy wzorcowe opadów frontalnych i niżowych dla badanych stacji   107
6.2.1. Uszczegółowiony wzorzec DVWK dla Jeleniej Góry 107
6.2.2. Uszczegółowiony wzorzec DVWK dla Wrocławia 109
7. Podsumowanie i wnioski końcowe   113
Literatura   115
Załączniki   121
Streszczenie w języku angielskim 151