Woda w mieście - Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Rok
akademicki:
2016/17
Grupa przedmiotów:
Numer katalogowy:
Nazwa przedmiotu:
Woda w mieście – zrównoważona gospodarka wodami deszczowymi
i zarządzanie ryzykiem powodziowym
Tłumaczenie nazwy na jęz.
angielski:
Water in city – sustainable rainwater management and flood risk management
Kierunek studiów:
Ochrona Środowiska
Koordynator przedmiotu:
dr inż. Mariusz Barszcz
Prowadzący zajęcia:
dr inż. Mariusz Barszcz
Jednostka realizująca:
Katedra Inżynierii Wodnej
ECTS
2
Wydział, dla którego przedmiot
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
jest realizowany:
Status przedmiotu:
a) fakultet
b) stopień I, rok 2
Cykl dydaktyczny:
semestr zimowy
Jęz. wykładowy: polski
Założenia i cele przedmiotu:
Celem przedmiotu jest uzyskanie przez studentów wiedzy i umiejętności w zakresie wybranych
aspektów gospodarowania wodami deszczowymi w obszarach miejskich oraz zarządzania ryzykiem
powodziowym wywołanym przez nawalne deszcze, jak również w zakresie hydrologii i modelowania zlewni
zurbanizowanych. Ponadto zdobycie umiejętności w zakresie stosowania modelu hydrodynamicznego
SWMM - Storm Water Managament Model (opracowanego przez United States Environmental Protection
Agency) do obliczeń w zlewni miejskiej o dowolnej charakterystyce oraz interpretacji wyników uzyskanych
z modelu. Podczas zajęć studenci uzyskają również umiejętność projektowania wybranych obiektów
inżynierii i gospodarki wodnej, takich jak: komory drenażowe, kanalizacja deszczowa, zbiorniki retencyjne,
przepusty, rowy infiltracyjne, zielone dachy, wały przeciwpowodziowe, studnie chłonne. Zakres tematyczny
przedmiotu i stosowane metody dydaktyczne mają na celu przekazanie przede wszystkim umiejętności
praktycznych. Przedmiotowe zagadnienia omawiane są w odniesieniu do ochrony środowiska,
funkcjonalnego kształtowania krajobrazu miejskiego i gospodarki przestrzennej, która uwzględnia potrzeby
gospodarki wodnej i ochrony przed powodzią na obszarze miasta.
Formy dydaktyczne, liczba
godzin:
a)
b)
c)
c) studia stacjonarne
Wykład; liczba godzin: 6
ćwiczenia laboratoryjne (komputerowe); liczba godzin: 10
ćwiczenia projektowe (koncepcyjne); liczba godzin: 14
Metody dydaktyczne:
Wykład, ćwiczenia komputerowe z wykorzystaniem modeli, ćwiczenia koncepcyjne, dyskusja na temat
realizowanego zagadnienia, konsultacje.
Pełny opis przedmiotu:
Tematyka wykładów:
1) Woda jako podstawa jakości życia w miastach. Woda w przestrzeni miejskiej a zintegrowane
zarządzanie. Dobre praktyk zarządzania wodą deszczową w miastach.
2) Zjawiska i procesy obiegu wody w obszarach miejskich. Wpływ urbanizacji i zmian klimatycznych na
obieg wody i wzrost zagrożenia powodziowego.
3) „Tradycyjne” i „Nowe” metody gospodarowania wodami deszczowymi i zarządzania ryzykiem
powodziowym w mieście. Omówienie obiektów do retencjonowania i infiltracji wód deszczowych –
obiektów LID (Low Impact Development), takich jak: zielony dach, zbiornik retencyjno-infiltracyjny, rów
chłonny, studnia chłonna, ogrody deszczowe, beczki deszczowe, przepuszczalna nawierzchnia
utwardzona, komory drenażowe. Przykłady realizacji tych obiektów w Kanadzie i USA.
Tematyka ćwiczeń:
1) Opracowanie koncepcji gospodarowania wodami opadowymi dla wybranego obszaru w Warszawie, w
tym projektowanie wybranych obiektów do odprowadzania nadmiaru wody oraz retencji i infiltracji wód
deszczowych (obiektów LID).
2) Modelowanie procesów obiegu wody w mieście przy wykorzystaniu modelu SWMM, adaptowanego
dla zlewni cząstkowej Potoku Służewieckiego w Warszawie:
- wyznaczenie hydrogramów przepływów o określonym prawdopodobieństwie występowania;
- analiza wpływu zmian użytkowania zlewni/wzrostu urbanizacji zlewni na odpływ, retencję i infiltrację;
- ocena zagrożenia powodziowego w zlewni – analiza przepustowości kanałów;
- analiza możliwości redukcji przepływów/zagrożenia powodziowego w zlewni za pomocą zabiegów
technicznych (np. za pomocą zbiorników) i nietechnicznych (zastosowanie pow. przepuszczalnych).
3) Projektowanie obiektów inżynierii i gospodarki wodnej przy wykorzystaniu modelu SWMM:
- zbiorników retencyjnych, kanałów deszczowych, wałów przeciwpowodziowych, itd.;
- wybranych obiektów LID (np. zielonych dachów, studni chłonnych), jak również analiza
ich efektywności w redukcji odpływu lub zwiększeniu infiltracji i retencji w skali działki i zlewni;
Wymagania formalne
(przedmioty wprowadzające):
Hydrologia i gospodarowanie wodą
Założenia wstępne:
Student ma wiedzę w zakresie podstaw hydrologii, posiada umiejętność korzystania z danych
projektowych i programów komputerowych.
Efekty kształcenia:
01 - Posiada wiedzę o procesach hydrologicznych i hydraulicznych w obszarach miejskich, konieczną
do formułowania i rozwiązywania zadań w zakresie gospodarki wodami opadowymi w miastach.
02 - Posiada wiedzę w zakresie poszczególnych etapów opracowania modelu zlewni miejskiej, jak również
w zakresie możliwości stosowania modelu do symulacji procesów hydrologicznych i hydraulicznych.
03 - Posiada wiedzę pozwalającą rozumieć zasady funkcjonowania obiektów do retencjonowania, infiltracji
i odprowadzania wód opadowych oraz wiedzę i umiejętności konieczne do projektowania wybranych
obiektów technicznych.
04 - Umie ocenić zagrożenie powodziowe w zlewniach miejskich i zna metody ograniczania tego
zagrożenia.
05 - Potrafi projektować wybrane obiekty/urządzenia służące do retencji, infiltracji i odprowadzania wód
opadowych, jak również do sterowania przepływem w kanałach otwartych i sieci kanalizacyjnej.
06 - Potrafi posługiwać się modelem komputerowym SWMM (Storm Water Management Model) do analiz
hydrologicznych i hydraulicznych. Potrafi analizować wyniki symulacji.
07 - Potrafi pracować samodzielnie, jak również współpracować w zespole nad wyznaczonym zadaniem.
Umie formułować wnioski i opisywać wyniki prac własnych.
Sposób weryfikacji efektów
kształcenia:
Efekt 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07 – ocena wykonanych ćwiczeń na podstawie raportu i odpowiedzi ustnej;
bieżąca weryfikacja poprawności wykonania zadań w trakcie zajęć
Forma dokumentacji
osiągniętych efektów
kształcenia:
Przechowywanie opracowań projektowych w formie pisemnej (raportów)
Elementy i wagi mające wpływ
na ocenę końcową:
Wykonanie ćwiczeń i przygotowanie raportu zaliczeniowego – 50%
Zaliczenie ustne sprawdzające wiedzę, umiejętność opisywania wyników analiz i wnioskowania – 40 %
Aktywność w dyskusji podczas zajęć – 10%
Miejsce realizacji zajęć:
Sala komputerowa i dydaktyczna
Literatura podstawowa:
1. Słyś D., 2014. Zrównoważone systemy odwodnienia miast. Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław.
2. Geiger W., Dreiseitl H., 1999. Nowe sposoby odprowadzania wód deszczowych. Poradnik. Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO
3. Edel R., 2002. Odwodnienie dróg. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa.
4. Słyś D., 2008. Retencja i infiltracja wód deszczowych. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej.
5. Ciupa T., Suligowski R., 2014. (red.) Woda w mieście. Monografie Komisji Hydrologicznej PTG, Instytut Geografii Uniwersytetu Jana
Kochanowskiego, t. 2, Kielce.
6. Bergier T., Kronenberg J., Wagner I., 2014. (red.) Zrównoważony rozwój - Zastosowania. Woda w mieście. Fundacja Sendzimira.
7. Łomotowski J. (red.), 2011. Wody opadowe a zjawiska ekstremalne. Wydawnictwo Seidel-Przywecki.
8. Królikowska J., Królikowski A., 2012. Wody opadowe. Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa.
9. Łomotowski J. (red.), 2008. Problemy zagospodarowania wód opadowych. Wydawnictwo Seidel-Przywecki.
Literatura uzupełniająca:
1. Ciepielowski A., Dąbkowski L.Sz., 2006. Metody obliczeń przepływów maksymalnych w małych zlewniach rzecznych (z przykładami).
Oficyna Wydawnicza Projprzem-EKO.
2. Ozga-Zielińska M., Brzeziński J., 1997. Hydrologia stosowana. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
3. Maksimović Ć., Radojković M., 1986. Urban drainage modelling. Pergamon Press, Exeter.
4. Szymkiewicz R., Gąsiorowski D., 2010. Podstawy hydrologii dynamicznej. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
5. Hall M.J., 1984. Urban hydrology. Elsevier Applied Science Publisher, London and New York.
6. Maksimović Ć., Radojković M., 1986. Urban drainage modelling. Pergamon Press, Exeter.
Publikacje naukowe:
1. Barszcz M., 2016. Analysis of probable flows based on the rainfall-runoff model for flood scenarios: a case study of the Losse river
catchment (Germany). PJES 25, 4(2016), s. 1-11.
2. Barszcz M., 2015. Influence of applying infiltration and retention objects on the runoff of rainwater on a plot and catchment scale - case
study of the Służewiecki Stream subcatchment in Warsaw. PJES, Vol. 24, No. 1 (2015), s. 57-65.
3. Barszcz M., Bartosik Z., Rukść S., Batory J., 2015. Obliczenie przepływów maksymalnych i ich redukcji w zlewni zurbanizowanej.
JCEEA 63(1/16), s. 167-183.
4. Barszcz M., 2015. Zastosowanie modelu SWMM do prognozy przepływów prawdopodobnych w zlewni miejskiej. Przegląd Naukowy
Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 2015, Vol. 24 (3), nr 69, s. 209-223.
5. Barszcz M., 2014. Adaptacja modelu Santa Barbara Unit Hydrograph do obliczania hydrogramu przepływów w zurbanizowanej zlewni
Potoku Służewieckiego. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury/ Journal of Civil Engineering, Environment and
Architecture, JCEEA, t. XXXI, z. 61 (4/2014), październik-grudzień, s. 21-34.
6. Barszcz M., 2013. Innowacyjne metody zarządzania wodami deszczowymi w zlewniach zurbanizowanych. Gaz Woda i Technika
Sanitarna, Nr 1., s. 12-17.
UWAGI: ----------
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot:
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych
efektów kształcenia:
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli
akademickich:
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia
laboratoryjne, projektowe, itp.:
60 h
1 ECTS
1 ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia z efektami przedmiotu:
Nr
/symbol
efektu
Wymienione w wierszu efekty kształcenia:
Odniesienie do efektów dla
programu kształcenia na kierunku
01
Posiada wiedzę o procesach hydrologicznych i hydraulicznych w obszarach miejskich,
konieczną do formułowania i rozwiązywania zadań w zakresie gospodarki wodami
opadowymi w miastach.
K_W01, K_W07, K_W12
02
Posiada wiedzę w zakresie poszczególnych etapów opracowania modelu zlewni miejskiej,
jak również w zakresie możliwości stosowania modelu do symulacji procesów
hydrologicznych i hydraulicznych.
K_W03, K_W07
03
Posiada
wiedzę
pozwalającą
rozumieć
zasady
funkcjonowania
obiektów
do retencjonowania, infiltracji i odprowadzania wód opadowych oraz wiedzę i umiejętności
konieczne do projektowania wybranych obiektów technicznych.
K_W18
04
Umie ocenić zagrożenie powodziowe w zlewniach miejskich i zna metody ograniczania
tego zagrożenia.
K_U02, K_U04
05
Potrafi projektować wybrane obiekty/urządzenia służące do retencji, infiltracji
i odprowadzania wód opadowych, jak również do sterowania przepływem w kanałach
otwartych i sieci kanalizacyjnej.
K_U02
06
Potrafi posługiwać się modelem komputerowym SWMM (Storm Water Management
Model) do analiz hydrologicznych i hydraulicznych. Potrafi analizować wyniki symulacji.
K_U02, K_U04
07
Potrafi pracować samodzielnie, jak również współpracować w zespole nad wyznaczonym
zadaniem. Umie formułować wnioski i opisywać wyniki prac własnych.
K_S07, K_S09