Modelowanie hydrodynamiczne dużego systemu kanalizacji deszczowej - na przykładzie Lotniska Chopina w Warszawie

Hydrodynamiczne metody obliczeniowe umożliwiają weryfikację przepustowości hydraulicznej i stanów przeciążenia (nadpiętrzenia i wylania wód opadowych) sieci kanalizacyjnych, które zwymiarowano metodami czasu przepływu. Niniejsza praca przedstawia wyniki takich obliczeń, sprawdzających przy zadanych opadach deszczu, które przeprowadzono dla dużego i złożonego systemu kanalizacji deszczowej na obszarze Lotniska Chopina w Warszawie, w oparciu o hydrodynamiczny model SWMM (Storm Water Management Model) w wersji 5.2. Opisano etapy adaptacji tego modelu dla badanej zlewni. W wyniku symulacji numerycznych stwierdzono przeciążenia dla określonych kanałów deszczowych oraz występowanie nadpiętrzenia wód opadowych w węzłach (wylewów). Najbardziej niekorzystny stan systemu uzyskano przy obciążeniu zlewni opadem modelowym Eulera typ II. Symulacje uwzględniały dławienie (regulację) przepływów w kolektorze za pomocą zasuw, których działanie jednocześnie powodowało wzrost poziomu wód w kanałach. Na przykładzie przyjętej zlewni wykazano, że weryfikacja sprawności hydraulicznej systemów kanalizacyjnych, przy zastosowaniu modelu hydrodynamicznego, jest uzasadniona. Program SWMM stanowi kompleksowe narzędzie, które umożliwia przeprowadzenie takich obliczeń.

---

Hydrodynamic computational methods allow for the verification of hydraulic capacity and overload conditions (surcharge and overflow of rainwater) of sewer networks, which were dimensioned using flow duration methods. This paper presents the results of such calculations for given rainfall, which were conducted for a large and complex stormwater drainage system at Warsaw Chopin Airport, based on the hydrodynamic SWMM model (Storm Water Management Model) in version 5.2. The stages of adapting this model for the studied catchment are described. As a result of numerical simulations, overloads were identified in specific stormwater sewer pipes, along with the occurrence of surcharge of rainwater at nodes (overflows). The most adverse condition of the system was identified when the catchment was loaded with Eulerian Type II model rainfall. The simulations considered the throttling (regulation) of flows in the collector using gate valves, the operation of which simultaneously caused an increase of the water level in the sewer pipes. For the example of the adopted catchment, it was demonstrated that the verification of hydraulic efficiency in sewer systems using a hydrodynamic model is justified. The SWMM program serves as a comprehensive tool that enables conducting such calculations.