ЕМПІРИЧНА МОДЕЛЬ ОЦІНКИ ЕФЕКТИВНОЇ ВОДОНЕПРОНИКНОЇ ПЛОЩІ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ПОВЕРХНЕВОГО СТОКУ В УМОВАХ М. КИЄВА
DOI:
https://doi.org/10.32347/2524-0021.2025.52.111-120Ключові слова:
водонепроникна площа, загальна водонепроникна площа (TIA), ефективна водонепроникна площа (EIA), поверхневий стік, гідрологія, ступенева регресіяАнотація
Водонепроникні поверхні в урбанізованих районах накопичують забруднювачі та швидко транспортують їх у водні системи, роблячи водонепроникні поверхні ключовою прогностичною змінною для оцінки скидів забруднюючих речовин. Хоча загальна водонепроникна площа (Total Impervious Area, TIA) є поширеним показником, ефективна водонепроникна площа (Effective Impervious Area, EIA), яка є частиною TIA, безпосередньо з’єднаною з дренажною системою, визнана кращою змінною для прогнозування обсягів стоку та зміни екосистеми. Однак, пряме картування EIA є занадто витратним, але може враховуватись шляхом створення регіональних регресійних моделей. Мета роботи це: визначення регресійної моделі між TIA та EIA для умов м. Києва з урахуванням інфільтраційного потенціалу ґрунту та ступеня вологості водозбору. Шляхом моделювання були згенеровані набори даних EIA для різних часток TIA (0,2; 0,4; 0,6; 0,8) та різних коефіцієнтів фільтрації. Для цих вибірок обчислено дескриптивну статистику (середнє, медіана), на основі якої апроксимовано регресійні співвідношення. Встановлено, що взаємозв'язок між TIA та статистичними показниками EIA (середнє, медіана) найкраще описується ступеневою регресійною моделлю вигляду EIA=a*TIA^b. Отримані емпіричні рівняння для Києва, що забезпечують статистичну оцінку популяцій EIA для заданого значення TIA.
Посилання
Hatt, B. E., Fletcher, T. D., Walsh, C. J., & Taylor, S. L. (2004). The Influence of Urban Density and Drainage Infrastructure on the Concentrations and Loads of Pollutants in Small Streams. Environmental Management, 34(1). https://doi.org/10.1007/s00267-004-0221-8
Metzker, K. D., Gold, R. L., & Thomas, R. P. (1993). Rainfall and runoff data for the Albuquerque, New Mexico, metropolitan area, 1984-1988. Open-File Report. https://doi.org/10.3133/ofr92653
Mustard, M. H., Driver, N. E., Chyr, J., & Hansen, B. G. (1987). US Geological Survey urban-stormwater data base of constituent storm loads; characteristics of rainfall, runoff, and antecedent conditions; and basin characteristics. US Geological Survey. https://doi.org/10.3133/wri874036
Boyd, M. J., Bufill, M. C., & Knee, R. M. (1993). Pervious and impervious runoff in urban catchments. Hydrological Sciences Journal, 38(6), 463–478. https://doi.org/10.1080/02626669309492699
Kluitenberg, Ed, (1994). Determination of impervious area and directly connected impervious area: Lansing MI, Wayne County Rouge Program Office (RPO) Memorandum. Retrieved from http://www.rougeriver.com/
Knutilla, R. L., & Veenhuis, J. E. (1994). Computer simulation of storm runoff for three watersheds in Albuquerque, New Mexico. US Geological Survey. https://doi.org/10.3133/wri944143
Wigmosta, M. S., Burges, S. J., & Meena, J. M. (1994). Modeling and monitoring to predict spatial and temporal hydrologic characteristics in small catchments: University of Washington Water Resources Series Technical Report No. 137.
Waschbusch, R. J. (1996). Stormwater-runoff data, Madison, Wisconsin, 1993-94. Open-File Report. https://doi.org/10.3133/ofr95733
Taylor, S. L., Roberts, S. C., Walsh, C. J., & Hatt, B. E. (2004). Catchment urbanization and increased benthic algal biomass in streams: linking mechanisms to management. Freshwater Biology, 49(6), 835–851. Portico. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2004.01225.x
Selbig, W. R., & Bannerman, R. T. (2007). Evaluation of Street Sweeping as a Stormwater-Quality-Management Tool in Three Residential Basins in Madison, Wisconsin. Scientific Investigations Report. https://doi.org/10.3133/sir20075156
Selbig, W. R., & Bannerman, R. T. (2008). A comparison of runoff quantity and quality from two small basins undergoing implementation of conventional- and low-impact-development (LID) strategies: Cross Plains, Wisconsin, water years 1999–2005. Scientific Investigations Report. https://doi.org/10.3133/sir20085008
Roy, A. H., & Shuster, W. D. (2009). Assessing Impervious Surface Connectivity and Applications for Watershed Management1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association, 45(1), 198–209. Portico. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2008.00271.x
Lee, J. G., & Heaney, J. P. (2003). Estimation of Urban Imperviousness and its Impacts on Storm Water Systems. Journal of Water Resources Planning and Management, 129(5), 419–426. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9496(2003)129:5(419)
Alley, W. M., & Veenhuis, J. E. (1983). Effective Impervious Area in Urban Runoff Modeling. Journal of Hydraulic Engineering, 109(2), 313–319. https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9429(1983)109:2(313)
Sutherland, R. (1995). Methodology for estimating effective impervious area. Watershed Protection Techniques, 2(1), 47–51.
Wenger, S. J., Peterson, J. T., Freeman, M. C., Freeman, B. J., & Homans, D. D. (2008). Stream fish occurrence in response to impervious cover, historic land use, and hydrogeomorphic factors. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences, 65(7), 1250–1264. https://doi.org/10.1139/f08-046
Zhuk, V., Vovk, L., Matlai, I., Popadiuk, I., Mysak, I., & Fasuliak, V. (2020). Dependency Between the Total and Effective Imperviousness for Residential Quarters of the Lviv City. Journal of Ecological Engineering, 21(5), 56–62. https://doi.org/10.12911/22998993/122191
Granato, G. E. (2010). Methods for development of planning-level estimates of stormflow at unmonitored sites in the conterminous United States: Federal Highway Administration report FHWA–HEP–09–005. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/268034350_Methods_for_development_of_planning-level_estimates_of_stormflow_at_unmonitored_sites_in_the_conterminous_United_States
Sytnichenko, M., & Anatska, G. (2023). Simulation of the volume of surface wastewater flow on examples of the city of Kyiv. Problems of water supply, drainage and hydraulics, (45),71–77. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2023.45.71-77
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Микола Ситніченко, Ганна Анацька
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
a) Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 70 років після смерті останнього співавтора з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
b) Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
c) Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
