Цель: Получить надежные и доступные для проектных организаций значения интенсивности малых дождей на территории РФ, используемых при расчете систем ливневой канализации без сложной и трудоемкой обработки многолетних данных метеостанции и обоснованного определения объемов дождевого стока, направляемого на очистку. Методы: Используются методы экстраполяционной аппроксимации имеющихся данных по дождям средней и большой интенсивности в диапазоне изменения периода однократного превышения расчетной интенсивности дождя 0,5–5 лет и математического моделирования процесса выпадения дождей с графической интерпретацией полученных результатов в виде карт изолиний. Результаты: Впервые составлены аппроксимирующие зависимости по расчетным дождям малой интенсивности более чем для 70 городов РФ. На основании анализа имеющихся данных из пяти возможных трендов, предлагаемых системой Microsoft Excel, выбраны наиболее точно описывающие характер распределения экстраполируемых значений интенсивности средних дождей, степенная и полиномиальная линии тренда. Выполнены расчеты и проведена оценка достоверности аппроксимации. Отклонения не превышают 1 %. Рассчитаны осредненные значения интенсивности малых дождей при p = 0,05 и 0,1 года, рекомендуемых строительными правилами для определения объемов дождевого стока, направляемого на очистку. По расчетным данным составлены карты изолиний для Европейской части территории РФ. Практическая значимость: Уточняются объемы дождевого стока, направляемого на очистку, с учетом географического положения объекта проектирования. Анализ полученных результатов показывает, что для территории Европейской части РФ интенсивность расчетных дождей составляет от 2,5 до 31 мм в зависимости от местоположения объекта, а в сложившейся практике принимается произвольно в диапазоне 5–10 мм, что приводит к значительным погрешностям. Составленные карты изолиний позволяют с минимальными затратами времени и средств получить надежные данные по интенсивности расчетных дождей и обоснованно определить расчетные расходы и объемы дождевого стока при проектировании ливневой канализации населенных мест, промышленных предприятий и транспорта без обработки данных метеостанций. Более точное определение объема дождевого стока, подлежащего очистке, дает истинную картину соотношения производственных и ливневых стоков предприятий, что может существенно повлиять на выбор метода и схемы очистки сточных вод, а также позволит более рационально использовать имеющиеся финансовые ресурсы, обеспечивая гарантированное выполнение экологических требований.
Ключевые слова: Расчетная интенсивность дождя, объем дождевого стока, математическая экстраполяционная модель, карты изолиний.
Контакты:
Synthesis of streaming structure of transportation communication network, using simulation modeling. V. G. Ivanov, A. A. Kalachko
Objective: To obtain reliable and accessible for design organisations values of intensity of lesser rains in the territory of the Russian Federation, which can be used to calculate the drain systems without complicated and labour-intensive processing of many years of weather station data, and proved determination of volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment. Methods: Extrapolational approximation method is used for the existing data on mid- and higher-intensity rains in variation range of period of non-recurrent excessing of predicted rain intensity of between six months and five years, as is mathematical simulation of process of rainfall with graphical interpretation of obtained results as isoline maps. Results: Approximating dependencies for predicted low-intensity rain rates were compiled for the first time for over 70 cities in the Russian Federation. After analysis of available data, out of five possible trends proposed by Microsoft Excel system the ones that describe distribution character of extrapolated values of mid-intensity rain most precisely are chosen, as well as power and polynomial lines of trend. Calculations are conducted, and approximation dependability is evaluated. Deviations do not exceed 1 per cent. Averaged values of intensity of lesser rains at p = 0.05 and 0.1 of year, recommended by construction rules for estimation of volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment, are calculated. Calculation data is used to compile isoline maps for European part of Russian Federation's territory. Practical importance: Volumes of stormwater drainage that is forwarded for sewage treatment are estimated more precisely depending on geographical location of a design object. Analysis of obtained results shows that intensity of predicted rains in the territory of European part of the Russian Federation is between 2.5 and 31 mm depending on the location, whereas in common practice it is set randomly at between 5 and 10 mm, which leads to significant errors. Compiled isoline maps allow to obtain reliable data on intensity of predicted rains with minimum time and monetary expenditure, and to reasonably estimate design consumption and volumes of stormwater drainage in designing drain systems in populated locations, factories and transport without processing weather stations' data. More precise estimation of the volume of stormwater drainage that is to be sewage treated provides a true picture of balance between enterprises' industrial and stormwater drainage, which can have significant influence on the choice of a method and a scheme for sewage treatment, and allow to use available financial resources more rationally, permitting guaranteed fulfillment of environmental demands.
Keywords: Predicted rain intensity, rainfall volume, mathematical extrapolational simulation, isoline maps.
Contacts:
