k nÁvrhu objemu detencnÝch daŽdovÝch nÁdrŽÍ na...

J. Hydrol. Hydromech., 49, 2001, 5, 301–323

301

K NÁVRHU OBJEMU DETENCNÝCH DAŽDOVÝCH NÁDRŽÍ NA MALÝCH POVODIACH PAVEL URCIKÁN, DUŠAN RUSNÁK?

Detencné daždové nádrže zachytávajú cast prívalovej vlny daždových

vôd, ktorá sa potom z nádrže pozvolna vypúšta do nižších úsekov stokovej siete so zmenšenými prierezmi. Detencné daždové nádrže sa navrhujú v prípadoch rekonštrukcie pretažených stokových sietí, pri rozširovaní stokovej siete v novozastavaných oblastiach proti smeru odtoku odpadových vôd v stokách, tiež pred precerpávacími stanicami alebo v prípade málo vodnatého toku, ak tento nemôže odvádzat velké nárazové prietoky daždových vôd z odlahcovacích výpustov bez škodlivých vodohospo-dárskych úcinkov. Dalej ak pri realizovaní detencných daždových nádrží možno dosiahnut nižšie stavebné náklady v prípade alternatívneho návrhu v porovnaní s dlhými velkoprofilovými zberacmi, ako aj v stokovom systéme s operatívnym riadením odtoku odpadových vôd v reálnom case.

KLÚCOVÉ SLOVÁ: stokové siete, daždový odtok, prívalová vlna, detencné daždové nádrže, špecifický detencný objem.

Pavel Urcikán, Dušan Rusnák: SIZING OF DETENTION TANKS FOR SMALL WATERSHEDS. J. Hydrol. Hydromech., 49, 2001, 5; 14 Refs, 8 Figs, 6 Tabs.

Stormwater detention basins are designed for detention of part of

stormflows which are later dis charged to downstream sections of the sewer system. They are usually designed during reconstruction of sewer systems, extention of upstream sections of existing systems for inclusion of waste water from new housing developments, upstream of pumping stations or in the case of combined sewer outlets to small receiving waters not capable to deliver high flows without detrimental effects. The use of detention tanks allows for cost savings in comparison with long section of oversized pipes.

KEY WORDS: Sewer Systems, Urban Storm Runoff, Peak Storm Discharge, Detention Tanks, Specific Detention Volume.

? Prof. Ing. Pavel Urcikán, DrSc., Doc. Ing. Dušan Rusnák, PhD., Katedra zdravotného

inžinierstva, Stavebná fakulta, Slovenská technická univerzita, Radlinského 11, 813 68 Bratislava, Slovenská republika.

P. Urcikán, D. Rusnák

302

1. Úvod

Dimenzovanie detencných daždových nádrží (DDN) sa vykonáva alebo pomocou jednoduchých modifikovaných racionálnych metód, alebo zrážkood-tokovými modelmi. V lokalitách, kde sú k dispozícii 10 a viacrocné daždové rady, ked výpocty sa vykonávajú dlhodobou simuláciou verifikovaným zrážko-odtokovým modelom s kalibrovanými parametrami, detencné objemy budú spolahlivejšie nadimenzované, s vyššou presnostou a bezpecnostou ako pomocou jednoduchých metód. Jednako nie vždy máme k dispozícii vstupné údaje v požadovanom rozsahu a kvalite pre spolahlivú dlhodobú simuláciu. Dlhodobá simulácia je pomerne zložitá, nárocná na cas aj na rozsah vstupných údajov, a preto nákladná. Jednoduché metódy sa preto používajú pri plánovaní alebo v projekcných štúdiách pri porovnávaní variantných riešení a pri návrhu menších detencných nádrží.

Výpocty pomocou jednoduchých metód sa realizujú pri návrhu detencných nádrží na malých urbanizovaných povodiach s rozlohou do 10 redukovaných ha, na extravilánových povodiach s velkostou detencnej nádrže do 10 000 m3. V clánku uvedieme a porovnáme výsledky podla viacerých rovníc, ktoré zaradujeme do skupiny jednoduchých metód.

V našej odbornej literatúre [5, 7] sa používa namiesto termínu DDN odborný termín retencné daždové nádrže (RDN). V angloamerickej odbornej literatúre sa RDN uvádzajú v spojitosti s daždovými nádržami v extraviláne a na daždových stokách delenej sústavy na volných priestranstvách ako otvorené daždové nádrže. Zadržaná daždová voda infiltruje do dna a do bocných svahov nádrže, ciastocne sa vyparuje. V prípade priaznivej konfigurácie terénu cast daždovej vody môže po skoncení dažda pozvolna odtekat spät do daždových stôk alebo odteká do recipientu. Konštrukcné riešenie závisí preto aj od úrovne hladín v recipiente.

RDN zachytávajú trvale cast daždovej vody a tým zmenšujú objem daždového odtoku na rozdiel od DDN, v ktorých sa daždové vlny len transformujú. RDN majú preto podstatne väcšie objemy ako detencné daždové nádrže. RDN majú chránit pred záplavami zastavané územie odkanalizované delenou stokovou sústavou pocas intenzívnych daždov, menšie recipienty majú chránit pred erozívnymi úcinkami velkých daždových prietokov a pred hydraulickým pretažovaním. RDN majú slúžit na trvalé zachytenie casti alebo celého daždového objemu privedeného do retecnej nádrže, DDN na docasné zachytenie a sploštenie daždového odtoku z nádrže. Na rozdiel od DDN retencné daždové nádrže sa z hygienických dôvodov nenavrhujú na stokách jednotnej sústavy. Preto by bolo treba v našej odbornej literatúre odlišne používat termíny DDN a RDN a ujednotit túto terminológiu so zahranicnou.

K návrhu objemu detencných daždových nádrží na malých povodiach

303

2. Jednoduché metódy výpoctu detencných nádrží

V STN 75 6261 sa na výpocet špecifického objemu vT pre dobu opakovania T = 1 až 10 rokov odporúca rovnica podla Turcana

vT = v1 + (v10 – v1 ).log T [m3 ha-1], (1) kde T je doba opakovania v rokoch, hodnoty špecifických objemov v1 s dobou opakovania T = 1 rok a v10 s dobou opakovania T = 10 rokov sa vypocítajú pre Sliac podla rovníc

v1 = 249 - (62 + 10,8 tp0,51).log q0 [m3 ha-1], (2)

v10 = 727 – ( 484 – 12 463 tp

-1,27 ).log q0 [m3 ha-1], (3) kde tp je cas odtoku z povodia nádrže [min.], q0 – špecifický odtok daždových vôd z DDN. Urcí sa podla rovnice

q0 = Q0 . Sp-1 . ? -1 = Q0 . Sr

-1 [l s-1.ha-1], (4) kde Q0 je daždový odtok [l s-1] v odtokovom potrubí z nádrže, Sp – plocha povodia prislúchajúca k daždovej nádrži [ha], ? – odtokový súcinitel [–], Sr – redukovaná plocha povodia [ha].

Detencný objem V pre Sliac sa vypocíta podla rovnice

V = vT . Sr [m3]. (5) Pre lubovolnú lokalitu na Slovensku sa stanoví objem DDN prenásobením objemu V opravným súcinitelom Kret podla rovnice

? ?I

ZDBASHLH

Kz

zret

????

)()(

[–], (6)

kde Hz(L) je rocný úhrn zrážok v lokalite L, Hz(S) – rocný priemerný úhrn zrážok v Sliaci (736 mm), ZD – zemepisná dlžka lokality L, súcinitele A, B a I sa vypocítajú podla rovníc uvedených v STN 72 6261. Nevýhodou rov. (1) je jej aplikácia len v rozsahu doby opakovania T 1 až 10 rokov.

Výpocet detencného objemu podla jednoduchých metód sa bežne vykonáva pomocou krivky výdatností blokových daždov urcitej periodicity (obr. 1). Je nesprávne, ak sa výpocet detencného objemu vykonáva podla Bartoš-


304

t + t

t

t

t

5d

-1q (l.s .ha )

t

-1

k

s p

Bartoškovej redukovanej krivky

t - trvanie blokového dažda

t

t10

d

15 20k

30

k

d

t (min.)

korektné hydrogramy podla Bartoškovej metódypodla krivky výdatností blokových daždov

neprípustné hydrogramy podla

redukovaná krivka podla Bartoška

t - cas koncentrácie podla Bartoška t = t + t + t

krivka výdatností blokových daždovr

k k s r p

2)

3)

4)

1)

Obr.1. Aplikácia krivky výdatnosti blokových daždov na stanovenie detencného objemu. Fig.1. Application of IDF curves for determination of required detention volume; 1– reduced IDF curve after Bartošek, tk – time of concentration after Bartošek, 2 – IDF curve, 3 – correct hydrographs according to the Bartošek's method using IDF curves, 4 – unacceptable hydrographs according to the Bartošek's reduced curves, td – duration of block rainfall. kovej redukovanej krivky, ktorá je len pomocnou krivkou pre výpocet návrhových prietokov, ale nie objemov a nemá žiaden fyzikálny význam. Úcelom aplikácie Bartoškovej redukovanej krivky je zjednodušit výpocet návrhového prietoku. V opacnom prípade by sa výpocet návrhového prietoku musel uskutocnovat dvojitým iteracným postupom pre každú stoku.

V odbornej literatúre sa casto odporúca na výpocet detencného objemu rovnica odvodená zo schematizovaného lichobežníkového hydrogramu daždového odtoku

V = 0,06 [Qc . tc – Q0 (tc + tk – tk . Q0 . Qc-1)] [m3], (7)

kde Q0 je daždový odtok [l s-1] v odtokovom potrubí z nádrže, daždový prietok lichobežníkového hydrogramu Qc (obr. 4) sa môže stanovit pomocou rovnice


305

)(

)(..

pc

prcrc Bt

KSqSQ

??? [l s-1], (8)

ked tc [min.] je trvanie blokového dažda, ktorý vo výpocte objemu nádrže dáva maximálnu návrhovú hodnotu detencného objemu a výdatnost blokového dažda s trvaním tc sa vypocíta podla rovnice

qc = K(p).(tc + B(p) )-1 [l s-1 ha-1], (9) kde K(p), B(p) sú lokálne parametre závislé tiež od periodicity p blokových daždov.

Detencný objem sa stanoví metódou „pokus-chyba“ postupným dosadzovaním hodnôt tc do rov. (8) a následne dosadzovaním hodnôt tc a Qc do rov. (7). Ak vo výpocte aplikujeme tvar rov. (9), môžeme priamo stanovit dobu trvania tc pomocou rovnice U r c i k á n a (1981)

? ?? ? )(5,00)(0)(

)()(

....

..p

kprp

pprc B

tQKSQB

BKSt ?

?? [min], (10)

cím sa výpocet detencného objemu zjednodušuje a upresnuje.

Vela autorov použilo rov. (7) na odvodenie modifikovaného tvaru rovnice na výpocet detencného objemu. Preto v tomto clánku budeme vztah (7) v texte oznacovat ako základnú rovnicu.

V odbornej literatúre sa uvádza na výpocet detencného objemu zjednodušený tvar základnej rovnice

V = 0,06 tc (Qc – Q0 ) [m3], (11) ktorý vznikol zanedbaním posledných dvoch clenov v zátvorke rov. (7).

Pri výpocte najväcšieho detecného objemu podla rov. (11) sa postupuje podobne ako pri výpocte podla rov. (7) postupným dosadzovaním hodnôt tc do rov. (8) a následne do rov. (11). Maximálny objem prítokového hydrogramu V, ktorý sa má akumulovat v detencnom priestore, urcí sa zo vztahu dV .dt -1 = = 0, potom zjednodušenú rov. (11) upravenú pomocou rov. (8) derivujeme podla nezávisle premennej t

? ?? ? 0

....02

)(

)()()( ???

??? Q

Bt

tKSBtKS

dtdV

p

prppr , (12)

úpravou dostaneme kvadratickú rovnicu


306

0..

.20

)()(2)()(

2 ????Q

BKSBtBt ppr

pp , (13)

ktorej koren bude

ct = )(0

)()( ..p

ppr BQ

BKS? [min], (14)

kde tc je trvanie blokového dažda [min.], ktorý pri výpocte objemu nádrže dáva maximálnu návrhovú hodnotu detencného objemu. Tým sa výpoctový postup podla rov. (11) zjednoduší a upresní.

Rov. (7) a (11) sa odporúcajú v CSN 75 6261 na výpocet objemu DDN v CR [5]. Rovnicu na výpocet detencného objemu, odvodenú zo základného vztahu (7) aplikovaním rovnice na výpocet výdatnosti blokových daždov q = = K(p).(t + B(p))-1 publikoval U r c i k á n [12, 14] v tvare

)(

..)(.06,0..06,0

pBkt

fktpKrSfktnQV

??? [m3], (15)

kde Qn je návrhový prítok do nádrže [l s-1], f – parameter, urcí sa podla rov. (18). Špecifický objem detencnej daždovej nádrže možno vypocítat pomocou rovnice

v = 0,06 tk.K(p).(B(p) + tk)-1.f [m3 ha-1], (16) kde tk je cas koncentrácie alebo cas dotoku [min.] z povodia prislúchajúceho k DDN, casto sa uvažuje len s casom dotoku v stokovej sieti, cím sa dosahujú väcšie bezpecnejšie hodnoty vypocítaných objemov DDN. Lokálne parametre K(p) a B(p) sa aplikujú v matematickej závislosti na stanovenie výdatnosti blokových daždov q podla rovnice q = K(p).(t + B(p))-1, pre územie Slovenska boli ich hodnoty publikované v tabulkách pre 68 lokalít pre periodicity p = 0,2, 0,5, 1,0 a 5,0 [13].

Ak máme k dispozícii císelné údaje výdatnosti blokových daždov q [l s-1

ha-1] v závislosti od ich trvania t v min. pre zadanú lokalitu a periodicitu podla SHMÚ, lokálne parametre K(p), B(p) môžeme stanovit z podmienky minima štvorcov odchýlok podla rovníc


307

? ?22

22

)(.

..

??? ? ? ?

?

????

qqk

qtqqtqK p ,

? ?22

2

)(.

...

?????

?

???

qqk

tqkqtqB p , (17)

kde k je pocet zadaných hodnôt q. Odporúca sa pritom uvažovat s hodnotami trvania náhradných daždov v rozsahu t? ? tk, 60 min.? , co postacuje vzhladom na navrhovanie DDN na malých povodiach. Pre tento pomerne malý rozsah náhradných daždov možno stanovit hodnoty lokálnych parametrov K(p) a B(p)

pomocou dvojbodovej matematickej metódy s dvoma rovnicami. Na obr. 2 a 3 sú zobrazené krivky výdatností blokových daždov pre 6

vybraných lokalít, vypocítané podla rovnice q = K(p).(t + B(p))-1. V tab. 1 uvádzame hodnoty parametrov K(p), B(p) pre periodicity p = 0,5 a p = 0,2. S týmito hodnotami boli vypocítané pre porovnanie návrhové objemy DDN podla rôznych autorov, f – bezrozmerný parameter vyjadrujúci pomer maximálneho detencného objemu a objemu trojuholníkového hydrogramu so základnou 2 tk,, s výškou návrhového prietoku Qn vypocítame podla rovnice

40

60

80

100

120

140

160

180

200

15 25 35 45 55

q [l/

s/ha

]

Banská Bystrica

Žilina

Liptovský Hrádok

Stropkov

Bratislava

Košice

Žilina

Liptovský Hrádok

Banská Bystrica

Stropkov

Bratislava

Košice

Obr.2. Krivky výdatnosti blokových daždov vybraných lokalít na Slovensku (p = 0,5). Fig. 2. IDF curves of selected localities in Slovakia (p = 0.5).

t[min]


308

60

80

100

120

140

160

180

200

220

15 25 35 45 55

q [l/

s/ha

]

Banská Bystrica

Žilina

Liptovský Hrádok

Stropkov

Bratislava

KošiceŽilina

Liptovský Hrádok

Banská Bystrica

Stropkov

Bratislava

Košice

Obr.3. Krivky výdatnosti blokových daždov vybraných lokalít na Slovensku (p = 0,2). Fig. 3. IDF curves of selected localities in Slovakia (p = 0.2). T a b u l k a 1. Hodnoty parametrov K(p), B(p) vybraných lokalít pre výpocet kriviek výdatností blokových daždov podla rovnice q = K(p).(t + B(p))-1. T a b l e 1. Parameters K(p), B(p) of selected localities for computation of IDF curves according to eq. q = K(p).(t + B(p))-1.

Parametre Banská Bystrica

Žilina Liptovský Hrádok

Stropkov Bratislava Košice

K(0,5) 3974 4607 3400 4487 3579 4775 B(0,5) [min.] 12,74 14,19 9,79 13,13 10,37 12,18 K(0,2) 5037 6472 4445 5991 4418 6525 B(0,2) [min.] 14,86 18,22 10,61 15,44 9,95 14,81

? ?5,0

)()()( 1..211???

?

???

????

????

????????

k

p

k

p

k

p

t

B

t

B

t

Bf ???? [–], (18)

kde a je súcinitel akumulácie, stanoví sa podla vztahu

)(

)(0

0 .p

pk

n K

Btq

QQ ?

??? [–], (19)

t[min]


309

ked q0 je špecifický odtok daždových vôd z nádrže do COV podla rov. (4), Qn – návrhový prítok daždových vôd do nádrže, vypocíta sa pomocou rovnice

)(

)( ..

pk

rprnn Bt

SKSqQ

??? [l s-1]. (20)

Viacerí autori odporúcajú na výpocet detencného objemu rovnicu

V = 0,06 Qn . tk . f(a) [m3], (21) kde Qn je návrhový prietok daždových vôd pritekajúci do nádrže, stanoví sa pomocou rov. (20), f(a) – súcinitel, ktorý rôzni autori odporúcajú urcovat v závislosti od súcinitela akumulácie a , podla A b t a a G r i g g a [1] pomocou rovnice

f(a) = (1 – a )2 [–], (22) podla M o l o k o v a [6] pomocou rovnice

f(a) = (1 – a )1,5 [–], (23) ked rov. (23) sa odporúca používat v rozsahu a = 0,2 až 1,0. Podla Blaszczyka [4] sa odporúca rovnica

? ? ????

?

???

?

???? ?

?????

? ???

?????

? ???

???

224

2

32424

333

1f [–]. (24)

V tab. 2 uvádzame hodnoty súcinitela f(a) v závislosti od súcinitela

akumulácie a podla Molokova a Blaszczyka. Rovnice Molokova a Blaszczyka boli odvodené na základe rovnicového tvaru q = A(p).t-b, Molokov pritom aplikoval tvary reálnych hyetogramov.

Z porovnania údajov f(a) v tab. 2 vyplýva, že vypocítané objemy daždo-vých nádrží pre a = 0,3 až 0,9 podla Blaszczyka budú menšie ako podla Molokovovej rovnice. Podla Abtovej–Griggovej rovnice (22) budú vypocítané hodnoty detencných objemov pre a = 0,1 až 0,3 výrazne menšie ako podla Molokova a Blaszczyka.


310

T a b u l k a 2. Súcinitele a, f(a)+ a f(a)++. T a b l e 2. Coefficients a, f(a)+ and f(a)++.

? f(a)+ f(a)++ a f(a)+ f(a)++ a f(a)+ f(a)++

0,9 0,03 0,011 0,5 0,35 0,250 0,18 0,795 0,790 0,8 0,09 0.042 0,4 0,46 0,363 0,15 0,9 0,896 0,7 0,16 0,093 0,3 0,54 0,513 0,12 1,0 1,032 0,6 0,25 0.161 0,2 0,73 0,751 0,1 1,15 1,151

+podla Molokova, ++podla Blaszczyka

Pre porovnanie vypocítaných detencných objemov pre vybrané lokality uvedené v tab. 1 použili sme aj rovnicu odporúcanú na výpocet objemu DDN podla smerníc ATV (A 117) [3]

1000)(15 BRQ

V p ?? [m3], (25)

ked Q15(p) je 15-minútový návrhový prietok daždových vôd v lokalite L pre zadanú periodicitu p

rp

prpp S

B

KSqQ ?

????

)(

)()(15)(15 15

[l s-1], (26)

kde Sr je redukovaná plocha povodia nad DDN [ha], lokálne parametre K(p) a B(p) pre zadané periodicity p uvádzame v tab. 1 pre vybrané lokality, BR – dimenzacný súcinitel, stanoví sa podla diagramov uvedených v smernici [3] podla Annena a Londonga alebo podla Pechera, v závislosti od casu dotoku tk v min z povodia nad detencnou nádržou a pomerného súcinitela ? = Q0 . Q15(p)

-1. V rovniciach (1, 7, 11, 15, 21, 25) sa uvažuje s rovnomerným odtokom Q0

z nádrže. Odtok do dolných úsekov stokovej siete súvisí aj so situovaním nádrže v hlavnom smere alebo vo vedlajšom smere. Rovnomerný odtok do dolných úsekov siete sa môže zabezpecit cerpadlom alebo regulacným zariadením. Pri situovaní nádrže vo vedlajšom smere nerovnomernost odtoku z rozdelovacej komory závisí od úrovne navrhnutej priepadovej hrany a kapacity odtokového potrubia z rozdelovacej komory. Ak je nádrž situovaná v hlavnom smere, odtok z nádrže sa mení v závislosti od výšky hladiny v nádrži. A r o n a K i b l e r [2] publikovali rovnicu na výpocet detencného objemu, ked odtokový hydrogram s vrcholom Q0max sa môže približne ohranicit stúpajúcou priamkou po priesecník s klesajúcou ciarou vtokového hydrogramu (obr. 4). Potom požadovaný objem DDN sa stanoví pomocou rovnice


311

Qo max

c

kc

k

-13(m .s )Q

t

t (min.)tt

odtokový hydrogram 1)

Q

objem 2)požadovaný

Obr. 4. Stanovenie detencného objemu podla Arona a Kiblera [2]. Fig. 4. Determination of detention volume after Aron and Kibler [2], 1 – outflow hydrograph, 2 – – required volume.

V = 0,06 [Qc . tc – 0,5 Q0max(tc + tk) ] [m3]. (27) Maximálny detencný objem stanovíme pomocou návrhovej krivky blokových daždov urcitej periodicity metódou „pokus-chyba“ postupným dosadzovaním hodnôt tc a prietoku Qc stanoveného pomocou racionálnej metódy do rov. (27). Ak návrhový prietok lichobežníkového hydrogramu Qc vypocítame podla rovnice

)(

)(...

pc

prnpc Bt

KSqSQ

??? ? [l s-1], (28)

kde výdatnost blokového dažda qn sa vypocíta podla rovnice qn = K(p).(tc + + B(p) )-1, potom nezávisle premennú tc môžeme stanovit z podmienky dV/dt = 0, podobným postupom ako podla rov. (12) a (13). Hodnotu tc vypocítame pomocou rovnice

)(max0

)()( ..2p

rppc B

Q

SBKt ?? [min]. (29)

Ak odtok do nižšie situovaných stôk sa mení v závislosti od prítoku do nádrže alebo od výšky hladiny v nádrži, potom približný rovnomerný odtok Q0 do nižšie situovaných stôk sa môže stanovit pomocou rovnice


312

2max0

0Q

Q ? [l s-1]. (30)

V tab. 3 uvádzame pre porovnanie vypocítané hodnoty špecifického detencného objemu pre Q0max = 260 l s-1 podla Aronovej–Kiblerovej rovnice a podla základnej rovnice (7), ked Q0 = Q0max/2 = 260/2 = 130 [l s-1]. T a b u l k a 3. Porovnanie špecifických detencných objemov podla Arona–Kiblera. T a b l e 3. Comparison of specific detention volumes after Aron and Kibler.

Žilina B. Bystrica L. Hrádok Periodicita Autor-rovnica špecifický detencný objem [m3 ha-1]

Aron–Kibler (27) 165,87 140,1 121,7 0,5 Základná rovnica (7), (30) 164,7 143,56 121,3 Aron–Kibler (27) 243,0 184,5 170,1 0,2 Základná rovnica (7), (30) 253,1 190,6 174,5

Poznámka: tk = 14 min.

Z porovnania údajov v tab. 3 môžeme konštatovat, že aplikácia rov. (30) v rovniciach s rovnomerným odtokom je prijatelná aj pre stanovenie objemu DDN s premenlivým odtokom do stokovej siete pomocou rov. (7) alebo (15). S tým súvisí požiadavka na co najpresnejšie stanovenie veliciny Q0max. 3. Posúdenie jednoduchých výpoctových metód

Pre porovnanie uvádzame v tab. 4 a 5 vypocítané hodnoty špecifických objemov DDN podla rôznych autorov pre 6 lokalít na Slovensku. Ako základné vstupné údaje sa vo výpoctoch použili Sr = 10 ha, tk = 14 min., Qo = 260 [l s-1]. Porovnávacie výpocty sa vykonávali v rozsahu hodnôt pomernej veliciny a stanovenej podla rov. (19) v rozsahu a = 0,11 až 0,19, co sú najcastejšie prípady vyskytujúce sa v praxi. V prípadoch, ked a < 0,1, vypocítané hodnoty detencných objemov sú neúmerne velké. Takéto nádrže sa v urbanizovaných územiach realizujú tažko.

Ak sa vo výpocte podla základnej rovnice aplikuje rov. (10), potom výsledky podla vztahov (7) a (15) sú identické. Vypocítané hodnoty objemov podla zjednodušenej rov. (11) sú väcšie približne o 10 % ako hodnoty podla základnej rovnice (7) v dôsledku zanedbania vplyvu casu dotoku tk v rov. (7). Hodnoty objemov vypocítané podla rovnice Molokova sú v priemere menšie o 2,9 % (pre Žilinu sú menšie o 14 %, pre Bratislavu väcšie o 6,6 %) v porovnaní s hodnotami podla základnej rovnice (7). Tiež hodnoty objemov vypocítané podla Annena–Londonga sú v priemere menšie o 7,3 % (pre Žilinu sú menšie o


313

T a b u l k a 4. Porovnanie špecifických detencných objemov (p = 0,5). T a b l e 4. Comparison of specific detention volumes (p = 0,5). p = 0,5 T = 2 roky

Loka-lity

Košice Stropkov Bratislava Žilina Lipt. Hrádok

Banská Bystrica

Vých. Slovensko Záp. Slovensko Stred. Slovensko Hz [mm rok-1]

650 666 662 781 718 786 Autor

Rov-nica Špecifické detencné objemy [m3 ha-1]

Turcan (STN 75 6261)

(1) 223,6 158 %

230,2 184 %

208,4 202 %

253,2 200 %

238,0 259 %

258,5 245 %

Zákl.rovnica+)

Urcikán (7), (16)

141,8 100 %

125,4 100 %

102,2 100 %

126,6 100 %

91,9 100 %

105,4 100 %

Zjednoduš. rov. (11) 157,7 141,1 112,8 142,0 107,5 120,5 Molokov (23) 142,5 122,2 99,9 119,5 95,4 102,4 Annen– Londong

(25) 131,8 114,8 95,9 115,2 93,3 97,3

Pecher (25) 129,1 113,3 94,5 112 89,2 96 Abt– Grigg.

(22) 112,6 98,7 83,6 97,3 80,3 85 +rozdiely vo vypocítaných hodnotách podla oboch rovníc (7) a (16) sú zanedbatelné. T a b u l k a 5. Porovnanie špecifických detencných objemov (p = 0,2). T a b l e 5. Comparison of specific detention volumes (p = 0,2).

Košice Stropkov Bratislava

Žilina Lipt. Hrádok

Banská Bystrica

p = 0,2 T = 5 rokov

Lokality

Vých. Slovensko Záp. Slovensko Stred. Slovensko Hz [mm rok-1]

650 666 662 781 718 786 Autor

Rovnica

Špecifické detencné objemy [m3 ha-1] Turcan (STN 75 6261)

(1) 407,9 196 %

419,9 232 %

379,5 279 %

462,0 242 %

434,1 324 %

471,5 332 %

Zákl.rovnica+

Urcikán (7), (16) 208

100 % 181,4 100 %

135,9 100 %

190,6 100 %

134,1 100 %

142,2 100 %

Zjednoduš. rov. (11) 224,3 197,3 152,2 206,5 150,3 157,9 Molokov (23) 197,9 165,8 144,9 163,6 136,6 132,0 Annen– Londong

(25) 186,1 161,4 132,8 163,6 130,2 128,2

Pecher (25) 178,4 157,4 130,2 159,7 127,6 123,2 Abt– Grigg

(22) 149,1 130 114,4 127,9 111,2 106,2 +rozdiely vo vypocítaných hodnotách podla oboch rovníc (7) a (16) sú zanedbatelné. 14,2 % podobne ako podla Molokova, pre Lipt. Hrádok naopak väcšie o 1,5 %), podla Pechera sú v priemere menšie o 9,6 % (pre Liptovský Hrádok sú menšie o 2,9 %, pre Žilinu sú menšie o 16,2 %) ako hodnoty vypocítané pomocou rov.


314

(7). Rozdiely v hodnotách podla Annena–Londonga a podla Pechera v porovnaní s rov. (7) sú spôsobené aplikáciou výdatností blokových daždov podla SHMÚ v rov. (7), zatial co v rov. (25) aplikáciou Reinholdových daždových radov, ako aj odlišnými tvarmi hydrogramov.

Pecher o svojom výpoctovom postupe pomocou nomogramu uvádza, že pri návrhu väcších daždových odtokov Q0 z daždovej nádrže sa dosahujú úspornejšie objemy nádrží. Preto odporúca navrhovat nádrže s pomernou hodnotou ? > 0,2. Naše porovnávacie výpocty sa vykonávali v rozsahu ?(p=0,5) = = 0,11 (Košice) až ?(p=0,2) = 0,19 (B. Bystrica), teda v oblasti, kde sa ešte nedosahujú úspornejšie objemy podla Pechera.

Najmenšie vypocítané objemy sú podla rovnice Abta–Grigga, v porovnaní so základnou rovnicou sú v priemere menšie pre periodicitu p = 0,5 o 19,2 %, pre p = 0,2 až o 24,6 %. Tieto velké rozdiely sú pravdepodobne zaprícinené rozdielnymi daždovými radmi blokových daždov na Slovensku a radmi daždov v USA, na základe ktorých bola rovnica Abta–Grigga odvodená, ako aj aplikáciou trojuholníkových hydrogramov.

Podla STN 75 6261 vypocítané objemy: – pre p = 0,5 v pomere k objemom vypocítaným podla rov. (7) a (16) sú väcšie o 58 % (Košice) až o 159 % (Liptovský Hrádok), v priemere o 108 % (prepocítavací koeficient k ~ 2,0), – pre p = 0,2 sú rozdiely ešte väcšie, o 96 % (Košice), až o 232 % (Banská Bystrica), v priemere o 168 % ( prepocítavací koeficient k ~ 2,7 ).

Všetky hodnoty vypocítané podla STN 75 6261 sa ukázali ako výrazne väcšie v porovnaní s hodnotami objemov vypocítanými podla ostatných rovníc a autorov. Najväcšie rozdiely boli vypocítané pre oblast stredného Slovenska (B. Bystrica, L. Hrádok), menšie pre východné Slovensko (Košice, Stropkov). Hodnoty špecifických detencných objemov podla STN 75 6261 narastajú s hodnotami daždových úhrnov a zemepisnej dlžky lokalít na Slovensku alebo sa zmenšujú, ak sa hodnoty zemepisnej dlžky a daždových úhrnov zmenšujú. Rovnice (1), (2) a (3) predstavujú extrapolacnú poludníkovú metódu. 4. Diskusia

Na základe dlhodobej simulácie daždového odtoku na jednotkovom povodí 1 ha pomocou 10-rocného casového radu reálnych daždov z ombrografickej stanice Bratislava-letisko publikoval T u r c a n [10] rovnice na výpocet špecifických detencných objemov s dobou opakovania T: 1 rok a 10 rokov pre Bratislavu

v1 = 225 – [106 + 4,38 tp0,733 ].log q0 [m3 ha-1], (31)


315

v10 = 443 – [163 + 7,68 tp0,714].log q0 [m3 ha-1]. (32)

Špecifický objem nádrže vT sa vypocíta, ako je to publikované aj v STN 75

6261, pomocou rov. (1). Pomocou uvedených rovníc boli vypocítané špecifické objemy nádrže pre

Bratislavu s casom opakovania T 2 roky a 10 rokov pre casy dotoku z povodia nádrže 10, 20 a 30 min. a špecifické odtoky z nádrže 20, 30 a 40 [l s-1 ha-1], ktoré sa casto vyskytujú v praxi pri navrhovaní DDN na malých urbanizovaných povodiach. Tieto vypocítané špecifické detencné objemy porovnávame s hodnotami vypocítanými podla modifikovanej racionálnej rovnice (15) na obr. 5. Hodnoty vypocítané podla rov. (15) pre dobu opakovania T = 2 roky sú v priemere väcšie o 126 % v rozsahu ? 24, 367% ? , pre dobu opakovania T = 10 rokov v priemere väcšie o 50 % v rozsahu ? 5, 160% ? . Je to spôsobené odlišnými matematickými simuláciami pri stanovení štruktúry rov. (15) a rov. (1), (31), (32), ako aj použitím odlišných daždových sérií blokových daždov v rov. (15) a historických daždov s 5-min. casovými intervalmi v rov. (1), (31) a (32). Uvedené rozdiely pre castejšie v praxi aplikované doby opakovania T = = 5 až 10 rokov sú pomerne malé a potvrdzujú oprávnenost používania modifikovanej racionálnej rovnice (15) na výpocet detencných nádrží na malých povodiach.

Pomocou rov. (1), (31), (32) a rovníc extrapolacnej poludníkovej metódy boli pre porovnanie vypocítané špecifické detencné objemy pre Bratislavu (obr. 6). Hodnoty vypocítané podla extrapolacnej poludníkovej metódy pre dobu opakovania T = 2 roky sú v priemere väcšie o 344 % v rozsahu ? 136, 617 % ? , pre dobu opakovania T = 10 rokov sú väcšie v priemere o 282 % v rozsahu ? 105, 567 % ? ako hodnoty vypocítané podla toho istého autora pomocou rov. (31) a (32). Pritom Turcan aplikoval rovnaké matematické simulacné postupy pre obidva súbory rovníc. Mimoriadne velké rozdiely vo vypocítaných hodnotách špecifických objemov potvrdzujú, že hodnoty vypocítané podla extrapolacnej poludníkovej metódy, ktorej základ predstavujú daždové historické rady ombrografickej stanice Sliac, nemožno považovat za spolahlivé.

Na obr. 6 treba venovat pozornost priebehu narastania vypocítaných špecifických objemov podla extrapolacnej poludníkovej metódy pre cas dotoku z povodia tk = 10 min. Vypocítané špecifické objemy sú charakterizované len minimálnymi zmenami alebo narastajú so zväcšujúcim sa špecifickým odtokom q0 z nádrže, co je kuriozitou extrapolacnej poludníkovej metódy a predstavuje dimenzacnú anomáliu. Z porovnania akumulacných objemov V1 a V2 na obr. 8 vidiet, že pri zväcšujúcom sa odtoku z nádrže akumulacný objem sa musí zmenšovat. Podla extrapolacnej poludníkovej metódy je to naopak, vy-


316

Obr. 5. Závislost špecifického detencného objemu v podla racionálnej metódy a podla zrážkoodtokového modelu pre Bratislavu. Fig. 5. The relationship of specific detention volume v for Bratislava according to the rational method and the rainfall-runoff model. pocítané špecifické objemy podla tejto metódy pre cas dotoku z povodia kratší ako l5 min. so zväcšovním odtoku z nádrže chybne narastajú.

Na obr. 5 a 6 je ilustrovaná závislost špecifických objemov vypocítaných pre Bratislavu (západné Slovensko) s priemernou rocnou zrážkovou výškou Hz = 662 mm. Na obr. 7 je zobrazená závislost špecifických objemov podla extrapolacnej poludníkovej metódy pre Sliac (stredné Slovensko) s väcšou priemernou zrážkovou výškou Hz = 763 mm a Trebišov (východné Slovensko) s menšou rocnou zrážkovou výškou Hz = 573 mm. Dimenzacná anomália je evidentná pre obidve lokality, pre Sliac je najvýraznejšia. Detencné objemy vo všetkých lokalitách na Slovensku sa vypocítavajú extrapoláciou zrážkovým pomerom Hz(L)/Hz(S) pomocou rov. (6), potom dimenzacná anomália sa bude vyskytovat vo výške DDN podla extrapolacnej poludníkovej metódy vo všetkých lokalitách na Slovensku. Cím je cas dotoku menší, tým je väcšia dimenzacná anomália. Najväcšia je pre cas dotoku z povodia 5 min., ktorý je charakteristický pre malé mestské povodia s rozlohou


317

Obr. 6 Závislost špecifického detencného objemu v podla extrapolacnej poludníkovej metódy a podla zrážkoodtokového modelu pre Bratislavu. Fig. 6 The relationship of specific detention volume v for Bratislava according to the extrapolation longitude method and the rainfall-runoff model. 1 ha a menšou napr. pre autoparkoviská, z ktorých daždový odtok nemožno odvádzat do jestvujúcej stokovej siete s malými stokovými prierezmi.

Dimenzacná anomália súvisí aj s chybnou štruktúrou rovníc extrapolacnej poludníkovej metódy. Preto aj výpocty DDN s casom dotoku z povodia väcším ako 15 min. podla chybnej extrapolacnej poludníkovej metódy budú poskytovat chybné návrhové detencné objemy.

Do extrapolacnej poludníkovej metódy Turcan zakomponoval viacero nekorektných výpoctových postupov. Dlhodobé simulácie daždového odtoku vykonávané T u r c a n o m [11] majú niektoré evidentné nedostatky. Realizovali sa matematickou simuláciou zrážkoodtokového procesu na hypotetickom jednotkovom povodí 1 ha, ked odtokové charakteristiky povodia – sklon, plocha a tvar povodia, drsnost povrchu sú simulované pomocou jednej veliciny – dobou kulminácie jednotkového hydrogramu. Oprávnenost takejto matema-tickej simulácie na výpocet objemu DDN nebola posúdená výpoctami pomocou


318

Obr. 7. Závislost špecifického detencného objemu v podla extrapolacnej poludníkovej metódy pre Sliac a Trebišov. Fig. 7. The relationship of specific detention volume v for Sliac and Trebišov according to the extrapolation longitude method.

Obr. 8. Schéma funkcie detencnej nádrže. Fig. 8. Scheme of the function of a detention tank.


319

verifikovaného zrážkoodtokového modelu na základe nameraných daždových odtokov v stokách a príslušných hydrogramov na reálnom kanalizacnom povodí.

Modelové výpocty sa vykonávali pomocou neverifikovaného zrážkood-tokového modelu s parametrami modelu, ktoré neboli kalibrované na základe nameraných hydrogramov odtoku na stokových sietach a nameraných príslušných hyetogramov. Parametre boli stanovené na základe porovnania s výsledkami výpoctov podla priemerných výdatností blokových daždov pre Bratislavu, Sliac a Košice, co nemožno považovat za kalibráciu, ako sa mylne domnieva a tvrdí Turcan.

T u r c a n [11, str. 34] v súvislosti s kalibráciou podla blokových daždov sa odvoláva na cl. 32 CSN 73 6701 Stokové siete a kanalizacné prípojky: „Pre návrh stokovej siete je možné použit aj inú novšiu výpoctovú metódu, podla ktorej navrhnutá stavba nebude mat menšiu bezpecnost ako stavba navrhnutá podla metódy uvedenej v tejto norme“ (pozn. podla racionálnej metódy v úprave podla Bartoška). Tento clánok normy sa vôbec nezmienuje o kalibrácii. Naviac clánok je chybne formulovaný. Je chybou, ak sa v cl. 32 dáva do súvislosti bezpecnost odvodená od „periodicity blokových daždov“ podla racionálnej metódy s bezpecnostou stanovenou podla „simulovaných daždových prietokov“ stanovených podla reálnych daždov s premenlivým priebehom intenzít, ak sú stanovené pomocou verifikovaného modelu s kalibrovanými parametrami na základe nameraných hydrogramov a hyetogramov na konkrétnom povodí.

T u r c a n [11, str. 42] dalej uvádza ... „uvedeným spôsobom (pozn. ktorým sa aplikovala kalibrácia na základe blokových daždov) sa kalibruje nielen model, ale aj casový rad daždových úhrnov (pozn. rad historických daždov s premenlivými intenzitami) použitý na dlhodobú simuláciu odtoku...“. Je nepochopitelné, preco sa použili na matematickú simuláciu rady historických reálnych daždov s premenlivými intenzitami, ked tieto sa potom „prekali-brovali“ podla blokových daždov s konštantnými výdatnostami. V matematic-kých simuláciách daždového odtoku sa používajú alebo historické dažde, alebo modelové dažde, zatial co aplikácia blokových daždov v zrážkoodtokových modeloch nemá žiadne opodstatnenie.

Aplikácia rocného daždového úhrnu podla [7, 11] na extrapoláciu objemových velicín stanovených na základe radu jednotlivých daždových epizód z jednej ombrografickej stanice na ostatné lokality na Slovensku, dáva v jednotlivých lokalitách nespolahlivé výsledky. Rocné úhrny môžeme aplikovat pri extrapolácii rocných bilancných velicín ako sú pocty prípadov odlahcovania pocas roka, sumárne trvanie odlahcovania pocas roka alebo rocne


320

odlahcované objemy daždových vôd, ale nie na charakteristiky vyvolané jednotlivými daždovými epizódami.

Detencné daždové nádrže sa dimenzujú podla vybraných radov daždov, ich výdatnosti a trvania a nie podla dlhodobých priemerných daždových úhrnov. Izohyety výdatností intenzívnych daždov majú na Slovensku odlišný priebeh ako izohyety dlhodobých daždových úhrnov [8, 9]. V tab. 6 uvádzame lokality s vysokými hodnotami daždových úhrnov (Starý Smokovec, Telgárt-Švermovo, Cadca), v ktorých hodnoty výdatností blokových daždov sú dokonca menšie ako v lokalitách s nízkymi dažd ovými úhrnmi (Viglaš, Trebišov, Štúrovo), co ukazuje na neoprávnenost extrapolácie podla rocných daždových úhrnov pri urcovaní detencných objemov. Neoprávnenost extrapolácie podla daždových rocných úhrnov markantne potvrdzuje porovnanie rozporných vypocítaných detencných špecifických objemov pre Bratislavu podla toho istého autora (obr. 6). T a b u l k a 6. Hodnoty výdatností blokových daždov v lokalitách s vysokými a nízkymi daždovými úhrnmi [8, 9]. T a b l e 6. Specific rainfall discharges in localities with high and low rainfall depths [8, 9].

Periodicita p = 0,1 Trvanie daždov

1 hod 2 hod 3 hod

Ombrografická stanica

Hz [mm]

Dlhodobý priemer Výdatnost blokového dažda [l s-1 ha-1]

Starý Smokovec 915 86 52 38 Telgárt-Švermovo 851 96 54 38 Cadca

vysoké úhrny

907 90 49 33 Víglaš 653 88 54 39 Trebišov 573 118 72 52 Štúrovo

nízke úhrny

578 108 64 46

Aplikácia zemepisnej dlžky na extrapoláciu objemových velicín z jednej ombrografickej stanice na ostatné lokality na Slovensku, navrhnutá podla [7, 11] na základe matematickej simulácie odtoku podla daždových radov len z troch ombrografických staníc, je v podmienkach Slovenska neprijatelná.

Daždomerné charakteristiky sa na Slovensku výraznejšie menia so zemepisnou šírkou a nie so zemepisnou dlžkou. Južné oblasti Slovenska (oblast Žitného ostrova) a Východoslovenskej nížiny sú výrazne chudobnejšie na daždové zrážky v porovnaní s oblastami Kysúc, Oravy, podtatranskou oblastou, ale aj severovýchodnou oblastou Slovenska. Napriek tomu nemožno na Slovensku považovat ani prípadnú extrapoláciu podla zemepisnej šírky za prijatelnú.


321

5. Záver

Na výpocet objemov DDN situovaných na malých urbanizovaných povodiach s redukovanou plochou menšou ako 10 ha možno odporúcat rovnicu (15) podla ?12, 13?. Na rozdiel od extrapolacnej poludníkovej metódy rov. (1), (2), (3), ktorá sa podla [7] odporúca používat v praktických výpoctoch v podmienkach Slovenskej republiky, rov. (15) možno použit na výpocet objemov DDN aj v Ceskej republike. Zatial co rovnice (1), (2) , (3) možno použit len pre dobu opakovania T = 1 rok až 10 rokov, rovnicu (15) možno aplikovat vo výpoctoch aj pre doby opakovania T ? 10 rokov.

Výpocet detencných objemov podla racionálnych metód odporúcame vykonávat podla udajov blokových daždov zadávaných SHMÚ a CHMÚ bez úpravy podla Bartoškovej metódy.

Vypocítané objemy podla racionálnych metód sú redukované objemovým odtokovým súcinitelom a nemali by sa duplicitne zmenšovat podla redukovanej Bartoškovej krivky, ktorá je len pomocnou výpoctovou ciarou pre stanovenie návrhovaných prietokov.

Alternatívne možno výpocet objemov DDN vykonat tiež podla rov. (7) metódou „pokus chyba“. Táto rovnica sa odporúca na výpocet v Ceskej republike ?5?. Ak sa aplikuje na výpocet priemerných výdatností blokových daždov rovnica q = K(p) (t ? ? (p) )-1, potom výpocet podla rov. (7) možno vykonat v kombinácii podla nami navrhovanej rov. (10), cím sa výpoctový postup zjednodušuje a spresnuje.

Ak je DDN situovaná v hlavnom smere v trase stokového zberaca, výpocet objemu DDN možno vykonat metódou „pokus-chyba“ podla Kiblerovej rovnice (27). Ak sa aplikuje v tomto prípade nami navrhovaná doplnujúca rov. (29), ktorá nahradzuje metódu „pokus-chyba“, výpoctový postup sa zjednoduší a spresní.

Výpoctové postupy podla Pechera a Annena–Londonga (rov. (25), (26)), uvádzané v smernici ATV A 117 ?3?, nemožno odporúcat pre oblast Slovenska ani Ceskej republiky vzhladom na zakomponované Reinholdove daždové rady blokových daždov v týchto rovniciach a nomogramoch, ktoré sa viac alebo menej odlišujú od daždových radov blokových daždov podla údajov SHMÚ a CHMÚ.

Extrapolacná poludníková metóda odporúcaná v STN 75 6261 pre územie Slovenska poskytuje nekorektné výsledky charakterizované dimenzacnými anomáliami pre dotokové casy z povodia kratšie ako 15 min., ked zväcšujúcim sa odtokom z nádrže zodpovedajúce vypocítané objemy sa chybne zväcšujú. V dôsledku chybnej štruktúry rovníc (1), (2), (3) aj pre dotokové casy z povodia väcšie ako 15 min. budú objemy DDN vypocítané chybne. Extrapolácia


322

objemových velicín Sliaca na ostatné lokality na Slovensku aplikáciou pomerného daždového úhrnu Hz(L).Hz(S)-1, ako aj podla zemepisnej dlžky nemá žiadne hydrologické opodstatnenie.

Podla výpoctu STN 75 6261 možno so znacnou pravdepodobnostou ocakávat v každej lokalite na Slovensku nezdôvodnitelne znacné predimenzo-vanie nádrží v porovnaní s rov. (7) a (15) a vynaloženie financných prostried-kov na výstavbu s menšou efektívnostou ako sa predpokladalo. Aby sa predišlo nehospodárnemu vynakladaniu financných prostriedkov, bude treba vykonat v co najkratšom case novelizáciu STN 75 6261. Realizácia odporúcaní, ktoré navrhujeme v závere štúdie, súvisí so skvalitnením slovenskej mestskej hydrológie s ohladom na súcasný stav navrhovania DDN na malých urbanizovaných povodiach podla STN 75 6261. LITERATÚRA [1] ABT, S. R. – GRIGG, N. S.: An Approximate Method for Sizing Detention Reservoirs.

Wat. Resour. Bull., 14, 1978, 4, s. 956–965. [2] ARON, G. – KIBLER, D., F.: Pond Sizing for Rational Formula Hydrographs. Wat.

Resour. Bull., 26, 1990, 2, s. 255–258. [3] ATV Arbeitsblatt A 117. Richtlinien für die Bemessung, die Gestaltung und den Betrieb

von Regenrückhaltebecken. GFA, 1977. [4] BLASZCZYK, W. a kol.: Kanalizacja. Tom 1, Warszawa : Arkady, 1974. [5] CSN 75 6261 Deštové nádrže. Listopad 1997. [6] MOLOKOV, M. V. a kol.: Doždevaja i obšcesplavnaja kanalizacija. Moskva: Izd. MKCH

RSFSR, 1954. [7] STN 75 6261 Daždové nádrže. September 1997. [8] ŠAMAJ, F. – VALOVIC, Š.: Intenzity krátkodobých daždov na Slovensku. Zborník prác

HMÚ v Bratislave, zväzok 5, Bratislava : SPN, 1973. [9] ŠAMAJ, F. – VALOVIC, Š.: Dlhodobé priemerné úhrny zrážok na Slovensku za obdobie

1901–1970. Zborník prác HMÚ v Bratislave, zväzok 14, Bratislava : ALFA, 1978. [10] TURCAN, J. – TURI-NAGY, J.: Hydrologický návrh kanalizacných retencných nádrží.

Vodohosp. Cas., 36,1988, c. 4, s. 376–387. [11] TURCAN, J.:Technické podklady pre legislatívne usporiadanie zaobchádzania s daždovými

odp. vodami. Turcan-Consulting. Spracované pre MŽP Bratislava, 12/1994. [12] URCIKÁN, P.: Aplikácia zjednodušeného matematického modelu náhradných daždov vo

výpocte retencného priestoru. Vodohosp. Cas., 29, 1981, c. 5, s. 465–475. [13] URCIKÁN, P.: Výpocet výdatností náhradných daždov pomocou zjednodušeného

matematického modelu. Vod. Hospodár., rada B, 1981, 9. [14] URCIKÁN, P.: Príspevok k navrhovaniu kanalizacných nádrží. Vod. Hospodár., rada B,

1982, 4.

Došlo 3. júla 2000 Štúdia prijatá 18. septembra 2001


323

SIZING OF DETENTION TANKS FOR SMALL WATERSHEDS

Pavel U r c i k á n, Dušan R u s n á k

Stormwater detention basins on small watersheds are being designed with the aim to reduce investment costs in case of alternative designs during rehabilitation of overloaded sections of the sewer system or for receiving water protection.

Computation methods for determination of volumes of storm tanks can be divided into simple pen&pencil methods and rainfall-runoff models. This paper presents comparison of simple calculation methods published by seven authors. The computation according to Eqs. (7), (11) and also according to the Eq. (27) of Aaron and Kibler can be simplified by using IDF curves in the analytical form of the Talbot equation q = K(t + B) -1. The numerical values of parameters K and B were published for 68 Slovak raingauge stations or can be calculated according to Eq. (17). The computation then can be completed using Eqs. (10), (14) and (29) together with Eq. (8). This procedure leads to simplification of computation compared to Eqs. (7), (11) and (27). List of symbols V – specific volume of detention basin [m3 ha-1], v1,v10 – specific volume of detention basin with design return period of 1, 10 years [m3 ha-1], T – return period [years], tp – time of concentration from watershed upstream of a tank [min], q0 – specific discharge from a detention basin [l s-1 ha-1], Q0 – storm discharge in outlet pipe from a detention basin [l s-1], Sp – watershed upstream of a detention tank [ha], ? – runoff coefficient [–], Sr – reduced area of watershed [ha], V – volume of detention basin [m3], Kret – correction coefficient [–], Hz(L) – annual rainfall depth in a particular locality [mm], ZD – longitude [°], A, B, I – coefficients according to STN 75 6261, Qc – storm discharge from a trapezoidal hydrogram [l s-1], tc – duration of block rainfall leading to maximum design volume of detention tank

[min], tk – time of concentration from watersheds upstram of a detention tank [min], K(p),B(p) – local parameters dependent on return period of block rainfall [–], qc – specific discharge of block rainfall of duration tc [l s-1 ha-1]. ?

? Redakcná poznámka

Dovolujeme si upozornit vážených citatelov, že vo Vodohospodárskom spravodajcovi vyšla dvojica clánkov, súvisiacich s témou, ktorá je obsahom tejto štúdie. Ide o tieto práce: Urcikán, P.: Problémy s využívaním STN 75 6261 Daždové nádrže. Vodohosp. Spravodaj., 44, 2001, 4, 7–8. Turcan, J., Ohlas na clánok: Problémy s používaním STN 75 6261 Daždové nádrže. Vodohosp. Spravodaj., 44, 2001, 5, 11–12.

k nÁvrhu objemu detencnÝch daŽdovÝch nÁdrŽÍ na...

Documents