Impact of polder flood plain of the Cisowska Struga on the transformation of flood waves between Gdynia and Rumia

• Autorzy: Szydlowski M. , Szpakowski W.

Warianty tytułu

PL

Wpływ polderowego terenu zalewowego Cisowskiej Strugi na transformację fal wezbraniowych między Gdynią a Rumią

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the study The paper presents the results of hydraulic calculations (numerical simulations), which were conducted in order to investigate the role of floodplain (polder) adjacent to the left bank of Cisowska Struga in Gdynia downstream of Hutnicza street in the process of retention and transformation of flood waves occurring in this river due to heavy rainfall. The paper also addresses the issue of the impact of potential changes in the development of the retention area under consideration for the flood risk in Rumia. Material and methods In order to perform hydraulic calculations, mathematical modelling was used. All hydraulic calculations of flood wave transformation in channels and floodplains were performed using the HEC-RAS software and the data on characteristic flows obtained from the available hydrological calculations. Results and conclusions In the light of the obtained results, it should be stated that the analysed retention area between Hutnicza street in Gdynia and the railway line is of high hydrological significance. Potential reduction of the retention capacity of this area will negatively affect the transformation process of flood waves in the Cisowska Struga on the analysed section. At the outlet section in the area of Dębogórska street and further in Rumia, the water level will be elevated, and flood waves will reach there faster. Due to the potential increase of the flood risk in Rumia, this is undesirable.

PL

Cel pracy W artykule przedstawiono i przeanalizowano wyniki obliczeń hydraulicznych w procesie retencji wód opadowych i transformacji fal wezbraniowych występujących wskutek nawalnych deszczy. Analizy zostały wykonane na potrzeby zbadania roli terenu zalewowego (polderu), położonego poniżej ulicy Hutniczej, przyległego do lewego brzegu cieku Cisowska Struga w Gdyni. Materiał i metody Wszystkie obliczenia transformacji fal wezbraniowych w korycie cieku i na terenach zalewowych wykonano w systemie symulacji numerycznych HEC-RAS, wykorzystując dane dotyczące przepływów charakterystycznych uzyskane z dostępnych oszacowań hydrologicznych. W obliczeniach połączono dostępną w programie obliczeniowym możliwość modelowania przepływu jednowymiarowego w korycie rzeki i dwuwymiarowego na terenach zalewowych. Podstawowe dane do przeprowadzenia obliczeń jednowymiarowych stanowiły: pomierzone geodezyjne przekroje poprzeczne koryta Cisowskiej Strugi, przekroje przepustów kolejowych i drogowych oraz współczynnik oporów przepływu wg Manninga. Podstawą obliczeń dwuwymiarowych był numeryczny model terenu zaczerpnięty z zasobów geodezyjnych miasta Gdyni oraz dane o pokryciu i zagospodarowaniu powierzchni terenu. Wyniki i wnioski Obliczenia transformacji fali wezbraniowej wykonano dla przepływów odpowiadających opadowi o prawdopodobieństwie przekroczenia 10% i 1%, wykorzystując hipotetyczny hydrogram odpływu ze zlewni Cisowskiej Strugi. Obliczenia wykonano dla wariantów odpowiadających planowanym w koncepcjach planu zagospodarowania miasta Gdyni zmianom funkcji badanego terenu. Wyniki obliczeń wykazały, że układ przestrzenny badanego obszaru retencyjnego cieku jest istotny hydraulicznie, bowiem znacznie wpływa na proces transformacji fal wezbraniowych na tym odcinku Cisowskiej Strugi. W wyniku zmniejszania terenu zalewowego, stwierdzono między innymi szybsze przemieszczenie się fal wezbraniowych wzdłuż cieku oraz wzrost ich kulminacji i objętości. Między innymi ze względu na potencjalny wzrost zagrożenia powodziowego w Rumi zmniejszanie pojemności retencyjnej tego terenu jest niepożądane.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.113-126,fig.,ref.

Twórcy

autor

Szydlowski M.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

autor

Szpakowski W.

• Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Gabriela Narutowicza 11/12, 80-233 Gdansk, Poland

Bibliografia

• Banasik, K., Wałęga, A., Węglarczyk, S., Więzik, B. (2017). Aktualizacja metodyki obliczania przepływów i opadów maksymalnych o określonym prawdopodobieństwie przewyższenia dla zlewni kontrolowanych i niekontrolowanych oraz identyfikacji modeli transformacji opadu w odpływ. Warszawa: Stowarzyszenie Hydrologów Polskich.
• Brunner, G.W. (2010). HEC-RAS, River Analysis System Hydraulic Reference Manual. Computer Documentation Report, Report no. CPD-69, US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center (HEC).
• Fletcher, T.D., Andrieu, H., Hamel, P. (2013). Understanding, management and modelling of urban hydrology and its consequences for receiving waters: A state of the art, Advances in Water Resources, 51, 261–279.
• Gutry-Korycka, M. (ed.) (2005). Urban SPRAWL – Warsaw Agglomeration case study, Warszawa: Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego.
• Januchta-Szostak, A. (2017). Podejście zlewniowe w urbanistyce jako narzędzie zapobiegania powodziom miejskim, Przegląd budowlany, 9, 30–33.
• Kałuża, T., Jasiak, A., Krysztofiak, B., Zaborowski, S. (2017). Ocena warunków funkcjonowania węzła wodnego nowy młyn w kontekście konieczności zachowania ciągłości ekosystemu rzeki Wełny. Acta Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 16(4), 233–242.
• KERAUNOS French observatory storms and tornadoes, (2016). An extraordinary storm on the Cote d’Azur on October 3, 2015, at. Keraunos.org 2016.
• Kowalczak, P. (2017). Planowanie przestrzenne a powodzie miejskie, Przegląd budowlany, 9, 25–29.
• Majewski, W. (2002). Powódź w Gdańsku w lipcu 2001, Gospodarka Wodna, 1.
• Mikos-Studnicka, P., Szydłowski, M. (2015). Wpływ jakości danych hydrologicznych na oszacowanie odpływu ze zlewni miejskiej na przykładzie Potoku Strzyża w Gdańsku, Inżynieria Ekologiczna, 44, 139–153.
• Sosnowska, A. (2016). Możliwości polderyzacji obszaru zawala w rejonie Stężycy nad Wisłą. Acta. Sci. Pol., Formatio Circumiectus, 15(4), 309–319.
• Szpakowski, W., Szydłowski, M. (2018). Opady prawdopodobne w Gdańsku w świetle zmian klimatycznych, Acta Sci. Pol. Formatio Circumiectus, 17(3), 175–183.
• Szydłowski, M. (2007). Modelowanie fal powodziowych na terenach zabudowanych, Gdańsk:Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej.
• Szydłowski, M., Zima, P. (2011). Koncepcja odwodnienia obszaru Gdyni położonego w zlewni Strugi Cisowskiej, obejmującej ten ciek i jego dopływy: Potok Marszewski, Potok Demptowski i Rów Cisowski, II Część hydrologiczna dla stanu istniejącego, Hydroprojekt Gdańsk.
• Szydłowski, M., Szpakowski, W., Widerski, T. (2017). Analiza wezbrania rzeki Kaczej w Gdyni po opadzie z 14 lipca 2016 r., Gospodarka Wodna, 6, 161–167.
• Weinerowska-Bords, K., Szydłowski, M., Bielecka, K. (2012). Analiza czasowej i przestrzennej zmienności opadów w zlewni Potoku Strzyża w Gdańsku., Inżynieria Morska i Geotechnika, 6, 490–500.
• Weinerowska-Bords, K., (2015). Development of Local IDF-formula Using Controlled Random Search Method for Global Optimization, Acta Geophysica 63,1, DOI: 10.2478/s11600-014-0242-5.
• Widerski, T., Szydłowski, M., Szpakowski, W. (2017). Measurement and analysis of a flood wave propagation on the Kacza River in Gdynia in Northern Poland, 17th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM2017, Water Resources. Forest, Marine and Ocean Ecosystems, 453–460.
• Wojciechowska, E., Gajewska, M., Matej-Łukowicz, K. (2017). Wybrane aspekty zrównoważonego gospodarowania wodami opadowymi na terenie zurbanizowanym. Gdańsk: Politechnika Gdańska.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2019.18.1.113