Monitoring v městském odvodnění ČÁST I. - Dešťové srážky

Téma Monitoring v městském odvodnění Část 1 - Dešťové srážky Komise metrologie při SOVAK 1. vydání červen 2012 300 výtisků

Motivace Rozvoj technologií a postupů používaných v městském odvodnění za posledních 15 let vyvolal nové požadavky na měření srážek jak do způsobu měření, požadavků na kvalitu dat, tak i rozsahu měření. V současné době není k dispozici ucelená informace popisující zásady měření srážek pro účely městského odvodnění.

Cíl Cílem příručky je shrnout současně dostupné údaje a popsat správnou praxi měření srážek (zejména dešťových) a vyhodnocení získaných dat pro účely městského odvodnění.

Úvod Dešťová srážka je jednou ze dvou základních příčin existence oboru městského odvodnění (druhou příčinou je hygienické zabezpečení obyvatelstva odvod splaškových vod). Dešťová data tedy patří k nejpodstatnějším vstupním údajům pro jakékoliv výpočty povrchového odtoku a následný návrh nebo posouzení odvodňovacích systémů. Jejich význam je mnohem vyšší než ostatních parametrů povrchového odtoku jako je např. výpar nebo smáčení. Měření je jediný zdroj srážkových dat, tedy jediný způsob jak popsat jev zvaný déšť nebo dešťová srážka.

Úvod Měřením dešťů, jako příčinného faktoru povrchového odtoku, se zabývá obor hydrologie. V klasické hydrologii se prostorové informace o dešťových odtocích vztahují na území o velikosti desítek až stovek km 2 a typicky se popisují včasovém kroku hodin až dnů. V městském odvodnění se však jedná o povodí řádově menší (od několika hektarů do několika km 2 ) a potřebné časové rozlišení musí odpovídat dynamice procesů, jejichž průběh trvá od několika minut maximálně do několika hodin. Proto se nároky na data o dešťových srážkách pro výpočty v městské hydrologii podstatně liší od podobných údajů, používaných hydrologii přirozených (říčních) povodí, ale i dalších oborech např. v klimatologii, v zemědělství, v dopravě či hydrologii velkých povodí.

Obsah příručky Kapitola 1 Kapitola 2 Kapitola 3 Kapitola 5 Kapitola 6 Kapitola 7 Kapitola 8 Úvod Srážky v městském odvodnění Koncepce monitoringu srážek Shrnutí Slovníček pojmů a zkratek Literatura Odkazy Příloha 1 Příloha 2 Příloha 3 Postup při kalibraci překlopného srážkoměru Rozbor nejistot měření člunkovým srážkoměrem Popis datových formátů

Kapitola 1 Úvod 1.1 1.2 1.3 1.4 Historie měření srážek Vznik a druhy srážek Klimatická změna a její význam pro městské odvodnění Základní charakteristiky dešťových srážek

Kapitola 2 2 Srážky v městském odvodnění 2.1 Význam srážek pro městské odvodnění 2.1.1 Hydraulický návrh stokové sítě racionální metodou 2.1.2 Návrh retenčních a vsakovacích zařízení 2.1.3 Aplikace pro matematické modely 2.1.4 Řízení odtoku v reálném čase a varovné systémy 2.1.5 Podklad pro likvidaci škod 2.2 Nároky na srážková data 2.2.1 Doba záznamu 2.2.2 Časový krok záznamu 2.2.3 Hustota stanic 2.2.4 Časová synchronizace stanic 2.2.5 Objemová chyba 2.2.6 Mezery v záznamech

Kapitola 2 2 Srážky v městském odvodnění 2.3 Zdroje dat 2.4 Základní přístroje a jejich hodnocení 2.4.1 Totalizátory 2.4.2 Ombrografy 2.4.3 Srážkoměry 2.4.4 Další přístroje pro měření srážek 2.4.5 Meteorologické radary 2.4.6 Doporučení pro volbu měřící techniky

Kapitola 3 3 Koncepce monitoringu srážek 3.1 Obecné určení místa pro instalaci 3.1.1 Dočasný monitoring 3.1.2 Trvalý monitoring 3.2 Zásady pro instalaci a provoz srážkoměru 3.2.1 Výběr místa pro instalaci 3.2.2 Příprava srážkoměru k instalaci 3.2.3 Vlastní instalace v terénu 3.3 Přesnost měření srážek 3.3.1 Nejistoty měření srážek 3.3.2 Kalibrace člunkových srážkoměrů

Kapitola 4 4 Data o srážkách 4.1 Vyhodnocení srážkových dat 4.1.1 Digitalizace záznamů z ombrografu 4.1.2 Zpracování dat z překlopných srážkoměrů 4.1.3 Archivace dat 4.2 On-line data, datové přenosy 4.2.1 Software pro vyhodnocení srážkových dat

Kapitola 5 5 Shrnutí Publikace popisuje v první části základní úlohy městského odvodnění využívající srážková data a definuje nároky, které srážková data pro jednotlivé úlohy musí splňovat. Jedná se zejména o délku záznamu, popis plošného rozdělení dešťové srážky a časový krok záznamu. Dále jsou představeny základní typy srážkoměrů, nicméně pozornost je soustředěna zejména na člunkové srážkoměry, které jsou v současnosti v městském odvodnění nejvíce využívány. Kromě základních parametrů jsou v detailu popsány chyby, které se mohou při měření člunkovými srážkoměry vyskytnout a metody kalibrace, které potlačují zejména systematické vlivy.

Kapitola 5 5 Shrnutí Z hlediska budoucího vývoje se publikace detailněji soustřeďuje na měření pomocí meteorologických radarů, jakožto nástroje popisujícího plošné rozdělení srážky a umožňující tak řízení systému městského odvodnění v reálném čase. V další části publikace je popsána koncepce monitoringu srážek, tj. způsob propojení jednotlivých měřících míst do monitorovací sítě za účelem získání reprezentativních dat s maximálním efektem využití. Jsou zde uvedeny příklady z různých měst včeské republice, které již svoji srážkoměrnou síť vybudovaly či budují. Poslední část se zaměřuje na proces sběru dat, jejich kontroly, vyhodnocení a archivace za účelem jejich snadné využitelnosti a kompatability.

Závěr Cílem této publikace je shrnout dostupné informace o měření srážek pro účely měského odvodnění a přispět tak k sjednocení postupů a metod jejich měření. Autoři publikace vycházeli z dostupných domácích i zahraničních publikací a v neposlední řadě z vlastní praktické zkušenosti. Autoři doufají, že publikace přispěje k zvýšení znalostí v tomto oboru a bude vodítkem při správné volbě a používání měřící techniky respektive vyhodnocení dat ze srážkoměrných měření. Publikace je zaměřena pro odbornou veřejnost a je cílena zejména na pratické aplikace v městském odvodnění. Publikace je otevřená k dalšímu doplnění na základě relevantních diskusí a podnětů.

Děkuji za pozornost