Modelování odtoku ze segmentů zelených střech

Abstract

Jednou z možností ochrany urbanizovaných území před nepříznivými antropogenními vlivy je plošné budování zelených střech. Mezi jejich hlavní funkce patří transformace odtoku dešťové vody. Řada studií se zabývala průběhem transformace odtoku v zelených střechách a možností její předpovědi. Sestavené prediktivní modely lze následně využít při dimenzování odtokových systémů nebo jako vstup modelů urbánního mikroklimatu. Pro výpočet odtoku ze zelených střech během srážko-odtokových epizod byly vybrány dva jednoduché deterministické modely. Oba byly kalibrovány s různými počátečními sadami parametrů a verifikovány pomocí dat ze dvou testovacích segmentů zelených střech, sestavených na střeše budovy UCEEB v Buštěhradu. Použitá data představují nepřerušenou řadu měření srážkové a odtokové výšky z let 2014 až 2017. Analyzována byla závislost výsledku modelování na volbě počátečního odhadu a časové změny modelových parametrů. Alternativně byly nalezeny efektivní parametry pro zkoumané sezóny. Dvouparametrický model na bázi nelineárního rezervoáru prokázal schopnost úspěšně počítat odtok během epizod s odtokovým koeficientem větším než 0,35. Model na principu okamžitého jednotkového hydrogramu vykazoval obecně horší výsledky a nelze ho bez dalšího zkoumání k predikci odtoku ze zelených střech doporučit.

The new attractive alternative of protecting urbanized areas from unfavorable anthropogenic impacts is the constructing of green roofs. Their main functions include the transformation of rainwater outflow. A number of studies have dealt with the outflow transformation of the green roof and the possibility of its prediction. Subsequently, calibrated hydrological models can be used to design drainage systems or contribute as an input of urban microclimate models. Two simple deterministic models were selected to calculate the outflow from green roofs during rainfall-runoff episodes. Both models were calibrated with different initial parameter sets and verified using data from two green roof test beds established on the roof of the UCEEB in Buštěhrad. The data used cover continuous series of rainfall and runoff measurements from 2014 to 2017. The influence of the initial estimate of parameters and the temporal change of the model parameters on the modeling result was analyzed. Alternatively, effective parameters were found for the vegetation seasons under study. A two-parameter non-linear reservoir model has demonstrated the ability to reliably predict runoff during episodes with a runoff coefficient greater than 0.35. Instantaneous unit hydrograph model has shown generally worse results and cannot be recommended for predicting outflow from the green roofs without further investigation.