Application of radar data for the analysis of the rainfall-runoff process in an urban catchment

• Autorzy: Barszcz M.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie danych radarowych do analizy procesu opad-odpływ w zlewni miejskiej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the results of an analysis aimed at assessing the usefulness of rainfall intensity data (maps), obtained using meteorological radar, for the estimation of the spatial distribution of rainfall amounts in the area of a small urban catchment, and their use in calculating flows using the hydrodynamic SWMM model. The analysis was carried out based on the author’s own methodology. The rainfall amounts, estimated from the radar data and measured in the studied catchment of Służewiecki Stream at two rainfall stations, for three rainfall events, significantly differed in their values depending on particular time-periods of rainfall. Based on both the estimated and the measured rainfall data, the values of their ratio were calculated, which were subsequently applied to correct the radar data obtained for the 66 virtual rain gauges in the catchment under investigation. The rainfall amounts established in these analyses were incorporated into the SWMM model, and used to calculate the flows. Based on the maximum flows that were calculated and measured in two cross-sections of the Służewiecki Stream, for the three analysed rainfall-runoff events, their conformity was assessed.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy, której celem była ocena przydatności danych (map) natężenia opadów uzyskanych przy zastosowaniu radaru meteorologicznego do oszacowania przestrzennego rozkładu wysokości opadów na obszarze małej zlewni miejskiej i ich zastosowanie do obliczania przepływów za pomocą hydrodynamicznego modelu SWMM. Analizę przeprowadzono według autorskiej metodyki. Wysokości opadów, oszacowane na podstawie danych radarowych i pomierzone w badanej zlewni Potoku Służewieckiego na 2 posterunkach opadowych dla 3 zdarzeń opadowych, znacznie różniły się wartościami w poszczególnych przedziałach czasowych trwania opadu. Na podstawie tych oszacowanych i pomierzonych danych opadowych obliczono wartości ich stosunku, które zastosowano do korekty danych radarowych uzyskanych dla 66 wirtualnych deszczomierzy na obszarze badanej zlewni. Ustalone w tych analizach wysokości opadów wprowadzono do modelu SWMM i zastosowano do obliczania przepływów. Przeprowadzono ocenę zgodności pomiędzy przepływami maksymalnymi, które obliczono i pomierzono w dwóch przekrojach Potoku Służewieckiego dla 3 analizowanych zdarzeń opad-odpływ.

Słowa kluczowe

EN

urban catchment; rainfall-runoff process; radar data; data application

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2018
• Tom: 17
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.33-46,fig.,ref.

Twórcy

autor

Barszcz M.

• Department of Hydraulic Engineering, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw

Bibliografia

• Barszcz, M. (2015). Zastosowanie modelu SWMM do prognozy przepływów prawdopodobnych w zlewni miejskiej. Prz. Nauk. Inż. Kszt. Środ., 24(3), 69, 209–223.
• Barszcz, M. (2017). Zastosowanie modelu SWMM do obliczenia przepływów i ich redukcji przez zbiorniki na obszarze lotniska Chopina. Acta Sci. Pol., Architectura, 16(1), 79–91.
• Jatho, N., Pluntke, T., Kurbjuhn, C., Bernhofer, C. (2010). An approach to combine radar and gauge based rainfall data under consideration of their qualities in low mountain ranges of Saxony. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 10, 429–446.
• Kileshye Onema, J.-M., Taigbenu, A.E., Ndiritu, J. (2012). Classification and flow prediction in data-scarce watershed of the equatorial Nile region. Hydrol. Earth Syst. Sci., 16, 1435–1443.
• Mittermaier, M.P. (2008). Introducing uncertainty of radar-rainfall estimates to the verification of mesoscale model precipitation forecasts. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 8, 445–460.
• Moriasi, D.N., Arnold, J.G., Van Liew, M.W., Bingner, R.L., Harmel, R.D., Veith, T.L. (2007). Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50, 885–900.
• Moszkowicz, S., Tuszyńska, I. (2006). Meteorologia radarowa. Podręcznik użytkownika informacji radarowej IMGW. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, Warszawa.
• Ozga-Zielińska, M., Brzeziński, J. (1997). Hydrologia stosowana. PWN, Warszawa.
• Peleg, N., Ben-Asher, M., Morin, E. (2013). Radar subpixel-scale rainfall variability and uncertainty: lessons learned from observations of a dense rain-gauge network. Hydrol. Earth Syst. Sci., 17, 2195–2208.
• Rossman, L.A. (2010). Storm water management model user`s manual version 5.0. National Risk Management Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH.
• Szturc, J., Jurczyk, A., Ośródka, K. (2016). System estymacji i nowcastingu opadów (SEiNO) generujący dane z wysoką rozdzielczością przestrzenną i czasową. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej PAN, 39, 19–32.
• Waga-Bart (2014). Przebudowa układu hydrologicznego obejmującego Potok Służewiecki i Rów Wolica w celu zabezpieczenia przeciwpowodziowego rejonu dolnego biegu Potoku Służewieckiego. Waga-Bart, Warszawa.
• Waga-Bart (2017). Opracowanie numerycznych modeli opadowych dla terenu realizacji przedsięwzięcia pt. „Przebudowa układu hydrologicznego obejmującego Potok Służewiecki i Rów Wolica w celu zabezpieczenia przeciwpowodziowego”. Waga-Bart, Warszawa.

Identyfikatory

DOI

10.15576/ASP.FC/2018.17.2.33