Comparative analysis of methods for dimensioning of storage reservoirs in sewage systems

Praktycznym problemem przy projektowaniu zbiorników pozostaje procedura ustalania ich wymaganej objętości. W Polsce dominuje podejście skrajnie uproszczone, polegające na wykorzystywaniu uniwersalnych wzorów, których głównym przeznaczeniem było wyznaczanie chwilowych natężeń przepływu do wymiarowania przekrojów kanalizacyjnych nie zaś ustalanie kształtu hydrogramu dopływu do zbiornika. Dodatkowym problemem jest nadal brak aktualnych i wiarygodnych danych o opadach, opracowanych dla warunków krajowych. Dla potrzeb porównania dokładności metod wymiarowania, jako metodę najdokładniejsza (wartość referencyjną) przyjęto skalibrowany model hydrodynamiczny, wykonany w oparciu o rzeczywiste dane, pochodzące z sieci pluwiografów.W odniesieniu do wyników uzyskanych dla modelu numerycznego zarówno metoda oparta na wzorze IDF wg Błaszczyka jak i wg IMiGW dawały wyraźnie zaniżone wyniki wymaganej objętości retencyjnej. Kluczowe znaczenie dla wiarygodnych obliczeń zbiorników retencyjnych ma korzystanie z lokalnie zarejestrowanych danych o opadach. Zastosowanie opracowanych lokalnych krzywych IDFA (uwzględniających zasięg opadu) do wymiarowania zbiorników dało zdecydowanie lepsze wyniki niż wg uniwersalnych krzywych IDF. Przeprowadzona analiza wykazała także, że metoda diagramu opadów w swej oryginalnej postaci ma bardzo ograniczoną użyteczność w stosunku do wymiarowania zbiorników odciążających sieć kanalizacyjną. Zaproponowano metodę polegająca na opracowaniu charakterystyk opadowych dla każdego ze zdarzeń, co umożliwia uwzględnienie zmiennego w czasie natężenia opadów i ma zasadnicze znaczenie dla zwiększenia dokładności uzyskiwanych wyników. Uzyskiwany stopień niedoszacowania objętości retencyjnej na poziomie nie przekraczającym 20% pozwala na wstępne rekomendowanie tej metody dla projektowania zbiorników retencyjnych. Zastosowanie autorskiego modelu transformacji opadu w odpływ (TEO), bazującego na metodzie racjonalnej, umożliwiło uzyskanie hydrogramów dopływu do zbiornika obliczonych w oparciu o zarejestrowane na zlewni hietogramy. Porównanie wyników uzyskiwanych w oparciu o model TEO do modelu nieliniowych zbiorników, zastosowanego w programie SWMM wykazało jego dużą dokładność, przy mniejszej liczbie wymaganych parametrów wejściowych. W rozpatrywanych symulacjach obliczone objętości różniły się o mniej niż 10% od wartości referencyjnej. Możliwość uzyskania wiarygodnych wyników obliczeń bez konieczności wykonywania szczegółowego modelu hydrodynamicznego pozwala na znaczące skrócenie czasu jak i kosztów ponoszonych na etapie projektowania zbiorników retencyjnych.