УДК 628.221
DOI 10.35776/VST.2023.06.05

Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Феськова А. Я.

Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга
Часть 3. Для гидравлических расчетов при проектировании и моделировании с учетом неравномерности распределения интенсивностей дождей по площади

Аннотация

Системы водоотведения поверхностного стока городов необходимо адаптировать к условиям изменившегося климата с учетом местных условий и особенностей схемных решений. В соответствии с мировой практикой одним из этапов перечня работ данного направления является обос­нование расчетных параметров дождей для рассматриваемого климатического района. При этом для решения проектных задач достаточно корректировки нормативных климатических параметров, а для решения задач, связанных с обоснованием решений по реконструкции систем водоотведения с применением расчетных моделей, необходимо обоснование профилей расчетных дождей, представляющих собой графики изменения во времени их интенсивностей. Кроме того, необходимо обосновать расчетные параметры дождей с учетом их пространственной изменчивости. То есть для больших площадей параметры расчетных дождей необходимо преобразовать в средние значения. В мировой практике это делается путем умножения средней интенсивности дож­дей для заданной продолжительности, частоты и площади на соответствующий понижающий коэффициент – фактор уменьшения площади ARF (areal reduction factors). В отечественной практике при проектировании также применяется аналогичный фактор уменьшения, который назван поправочным коэффициентом, учитывающим неравномерность выпадения дождей по площади. Но достоверность значений этих поправочных коэффициентов вызывает большие сомнения, поскольку, например, при площади стока менее 4 км² значения получены только для условий Москвы, а происхож­дение значений при площади стока более 4 км² не известно. По этим причинам в Санкт-Петербурге, наряду с оценкой фактических и перспективных параметров расчетных дож­дей, применяемых при проектировании и моделировании, дополнительно определены закономерности распределения по площади интенсивностей дождей. В результате исследований подтверждена гипотеза о том, что площадные и точечные осадки имеют одинаковую вероятность превышения, а также обоснованы вид и параметры зависимости для оценки фактических значений поправочных коэффициентов, учитывающих неравномерность выпадения дождей по площади.

Ключевые слова

системы водоотведения поверхностного стока , подтопления , адаптационные мероприятия , расчетные параметры дождей , профили дождей

Для цитирования: Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Феськова А. Я. Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 3. Для гидравлических расчетов при проектировании и моделировании с учетом неравномерности распределения интенсивностей дождей по площади // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 6. С. 35–42. DOI: 10.35776/VST.2023.06.05.

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Pulhin J. M., Inoue M., Shaw R., et al. Climate change and disaster risks in an unsecured world. In Climate Change, Disaster Risks, and Human Security. Springer: Singapore, 2021, pp. 1–19.
2. Серебрицкий И. А. Опыт Санкт-Петербурга в вопросах управления адаптацией к изменениям климата и смягчения антропогенного воздействия на климатическую систему. http://www.infoeco.ru/index.php?id=8780.
   Serebritskii I. A. Opyt Sankt-Peterburga v voprosakh upravleniia adaptatsiei k izmeneniiam klimata i smiagcheniia antropogennogo vozdeistviia na klimaticheskuiu sistemu [The experience of St. Petersburg in matters of adaptation management to climate change and mitigation of anthropogenic impact on the climatic system]. http://www.infoeco.ru/index.php?id=8780. (In Russian).
3. Павловский А. А. О ливневых затоплениях некоторых территорий Санкт-Петербурга при современных изменениях климата // Общество. Среда. Развитие. 2013. Вып. 2. С. 251–256.
   Pavlovskii A. A. [On the storm floodings of some territories of St. Petersburg with current climate changes]. Obshchestvo. Sreda. Razvitie, 2013, is. 2, pp. 251–256. (In Russian).
4. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Руб­левская О. Н., Ерофеев В. В., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В. Системы отведения поверхностного стока: проблемы и решения // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 7. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2022.07.07.
   Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., et al. [Systems for the removal of surface runoff: problems and solutions]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2022, no. 7, pp. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2022.07.07. (In Russian).
5. Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Феськова А. Я. Влияние изменений климата на гидравлические режимы систем отведения поверхностного стока // Вода и экология: проблемы и решения. 2020. № 4 (84). C. 50–57.
   Ignatchik V. S., Ignatchik S. Iu., Kuznetsova N. V., Fes’kova A. Ia. [The impact of climate change on the hydraulic regimes of surface runoff management stems]. Voda i Ekologiia: Problemy i Resheniia, 2020, no. 4 (84), pp. 50–57. (In Russian).
6. Волков С. Н., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Особенности оценки расчетных интенсивностей дождей с учетом экстремальных ливней // Водоснабжение и санитарная техника. 2021. № 7. С. 50–55. DOI: 10.35776/VST.2021.07.07.
   Volkov S. N., Zhitenev A. I., Rublevskaia O. N., et al. [Specific features of estimating calculated rainfall rates with account of extreme rainfalls]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2021, no. 7, pp. 50–55. DOI: 10.35776/VST.2021.07.07. (In Russian).
7. Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации. Общее резюме. – СПб.: Наукоемкие технологии, 2022. 124 с.
   Tretii otsenochnyi doklad ob izmeneniiakh klimata I ikh posledsnviiakh na territorii Rossiiskoi Federatsii. Obshchee reziume [The third estimation report on climate changes and their consequences in the territory of the Russian Federation. General resume. Saint-Petersburg, Naukoemkie Tekhnologii Publ., 2022, 124 p.].
8. Seneviratne S. I., Nicholls N., Easterling D., et al. Changes in climate extremes and their impacts on the natural physical environment. In Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Cambridge University Press: Cambridge, UK. New York, NY, USA, 2012, pp. 109–230.
9. Westra S., Fowler H. J., Evans J. P., et al. Future changes to the intensity and frequency of shortduration extreme rainfall. Reviews of Geophysics, 2014, v. 52, pp. 522–555.
10. Лебедев С. А. Климатические изменения температуры поверхности и уровня Балтийского моря по данным дистанционного зондирования // Журнал региональных исследований. Фонд «Янтарный мост». Апрель–июнь 2014. № 1 (1). С. 78–95.
    Lebedev S. A. [Climate changes in the surface temperature and level of the Baltic Sea according to remote sensing data]. Zhurnal Regional’nykh Issledovanii. Iantarnyi Most Fund, April–June, 2014, no. 1 (1), pp. 78–95. (In Russian).
11. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Жукова А. Г., Житенев А. И., Рублевская О. Н., Ерофеев В. В., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В. Экономическая эффективность мероприятий по адаптации систем водоотведения поверхностного стока к условиям изменяющегося климата // Водоснабжение и санитарная техника. 2022. № 11. С. 42–48. DOI: 10.35776/VST.2022.11.05.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhukova A. G., et al. [Economic efficiency of measures to provide for the surface runoff disposal systems adaptation to changing climate conditions]. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2022, no. 11, pp. 42–48. DOI: 10.35776/VST.2022.11.05. (In Russian).
12. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Хямяляйнен М. М., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Методы и результаты оценки параметров расчетных дождей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 1. Для гидравлических расчетов при проектировании // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 3. С. 53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.03.07.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., et al. Methods and results of estimating calculated rain parameters for the surface runoff disposal systems of Saint-Petersburg. Part 1. For hydraulic calculations while designing. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 3, pp. ­53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.03.07. (In Russian).
13. Волков С. Н., Лукьянчук М. Ю., Житенев А. И., Кузьмин В. А., Рублевская О. Н., Гвоздев В. А., Ерофеев В. В., Костенко И. Г., Игнатчик В. С., Игнатчик С. Ю., Кузнецова Н. В., Сенюкович М. А. Методы и результаты оценки параметров расчетных дож­дей для систем водоотведения поверхностного стока Санкт-Петербурга. Часть 2. Для гидравлических расчетов при моделировании // Водоснабжение и санитарная техника. 2023. № 4. С. 53–60. DOI: 10.35776/ VST.2023.04.07.
    Volkov S. N., Luk’ianchuk M. Iu., Zhitenev A. I., et al. Methods and results of estimating calculated rain parameters for the surface runoff disposal systems of Saint-Petersburg. Part 2. For hydraulic calculations in simulation. Vodosnabzhenie i Sanitarnaia Tekhnika, 2023, no. 4, pp. ­53–60. DOI: 10.35776/VST.2023.04.07. (In Russian).
14. Горбачев П. Ф. Методы расчета ливневого стока. – М.: Издательство «Власть Советов» при Президиуме ВЦИК, 1937. 167 с.
    Gorbachev P. F. Metody rascheta livnevogo stoka [Method of calculating storm runoff. Moscow, «Vlast’ Sovetov» pri Presidiume VTSIK Publ., 1937. 167 р.].
15. Молоков М. В., Шигорин Г. Г. Дождевая и обще­сплавная канализация. – М.: Издательство Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1954. 241 с.
    Molokov M. V., Shigorin G. G. Dozhdevaia i obshchesplavnaia kanalizatsiia [Storm and combined sewer systems. – Мoscow, RSFSR Public Utilities Ministry Publishers’, 1954. 241 p.].
16. Курганов А. М. Закономерности формирования и движения дождевых стоков в безнапорных трубопроводах: Дисс. ... доктора технических наук. – Л., 1980. 433 с.
    Kurganov A. M. Zakonomernosti formirovaniia i dvizheniia dozhdevykh stokov v beznapornykh trunoprovodakh [Regularities of the formation and movement of rainwater in gravity pipelines. Doctoral dissertation, Leningrad, 1980, 433 p.].
17. Алексеев М. И., Курганов А. М. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий: учебное пособие. – М.: Издательство АСВ; СПб.: СПбГАСУ, 2000. 352 с.
    Alekseev M. I., Kurganov A. M. Organizatsiia otvedeniia poverkhnostnogo (dozhdevogo i talogo) stoka s urbanizirovannykh territorii: uchebnoe posobie [Establishing removal of surface (rain and melt) runoff from urban areas: a training manual. Moscow, ASV Publ., Saint-Petersburg, SPbGASU, 2000. 352p.].
18. U.S. Weather Bureau Rainfall intensity-frequency regime. Pt. 1. The Ohio Valley, TP-29, U.S. Dept. of Commerce, Washington, D.C., 1957. 44 p.
19. National Weather Service, Rainfall intensity-frequency regime, Tech. Pap. 29, Silver Spring, Md., 1958.
20. World Meteorological Organization (WMO), Manual for estimation of probable maximum precipitation, Oper. Hydrol. Rep., 1, WMO Pap. 332. Geneva, Switzerland, 1986.
21. Roche M. Hydrologie de Surface. Paris, Gauthier-Villars, 1966. 431 p.
22. Rodriguez-Iturbe I., Mejia J. M. On the transformation of point rainfall to areal rainfall. Water Resources Research, 1974, no. 10 (4), pp. 729–735.
23. Bacchi B., Ranzi R. On the derivation of the areal reduction factor of storms. ATMOS: Resort & Research, 1996, no. 42, pp. 123–135.
24. Asquith W. H., Famiglietti J. S. Precipitation areal-reduction factor estimation using an annual-maxima centered approach. Journal of Hydrology, 2000, no. 230, pp. 55–69.
25. Sivapalan M., B1osch G. Transformation of point rainfall to areal rainfall: Intensity-duration-frequency curves. Journal of Hydrology, 1998, no. 204 (1–4), pp. 150–167.
26. Костенко И. Г., Синкевич Т. А., Михайлов Д. М. Опыт внедрения автоматизированной информационной системы учета атмосферных осадков в Санкт-Петербурге // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2019. № 6. С. 26–33.
    Kostenko I. G., Sinkevich T. A., Mikhailov D. M. [Experience in implementing an automated information system for accounting for atmospheric precipitation in St. Petersburg]. Nailuchshie Dostupnye Tekhnologii Vodosnabzheniia i Vodootvedeniia, 2019, no. 6, pp. 26–33. (In Russian).