A semi-distributed hydrological model for CSO mitigation through stormwater disconnection strategies
Un modèle hydrologique semi-distribué pour la réduction des déversements par des stratégies de déconnexion des eaux pluviales.
Résumé
Sustainable Urban Drainage Systems (SUDs) are increasingly used to alleviate the sewer system and thus contribute to reduce combined sewer overflows (CSO). However, this approach raises several questions about the minimal number of SUDs, their types, and optimal locations to achieve a significant decrease of CSO at the catchment scale. Those questions are often appraised through modelling approaches and scenario analyses. To facilitate the formulation of disconnection scenarios that directly achieve the objectives of spill reduction a semi-distribute model is proposed in this study. The model simulates the different components of the catchment (wastewater, runoff and rain infiltration and inflow water) and the CSO volume discharges. The results of the simulations can then be used to identify the components to be disconnected and the priority location of the structures at the source dedicated to this disconnection. The model was applied to the Ecully catchment to one simulation year. To illustrate the methodology, a typical rainfall event has been analyzed. Results show that in order to respect the regulatory limit of 5% in annual volume discharged, it is necessary to disconnect 3% of the runoff produced in the identified sub-watershed. A long-term analysis of the discharges will then be carried out to determine potential disconnection scenarios in order to achieve the regulatory self-monitoring objectives, particularly with regard to the number of discharges and the volume discharged over a year.
La gestion à la source des eaux pluviales est de plus en plus utilisée pour soulager le réseau unitaire et contribuer à réduire les déversements vers les milieux naturels. Cependant, cette approche soulève plusieurs questions sur le nombre minimal d’infrastructures, leurs types et leurs emplacements optimaux pour obtenir une réduction significative des déversements à l'échelle du bassin versant. Ces questions sont souvent évaluées par des approches de modélisation et des analyses de scénarios. Pour faciliter la formulation de scénarios de déconnexion qui atteignent directement les objectifs de réduction des volumes déversés, un modèle semi-distribué est proposé dans cette étude. Le modèle permet de simuler les différentes composantes de débit du bassin versant (débits des eaux usées, eaux de ruissellement et eaux claires parasites) et les déversements. L’exploitation des résultats des simulations permet ensuite d’identifier les composantes à déconnecter et l’emplacement prioritaire des ouvrages à la source dédiés à cette déconnexion. Le modèle a été appliqué au bassin versant d'Ecully sur une année de simulation. Pour illustrer la méthodologie, un événement pluvieux typique a été analysé. Les résultats obtenus montrent que pour respecter la limite règlementaire de 5% en volume annuel déversé, il est nécessaire de déconnecter de 3% les eaux de ruissellement produites dans le sous-bassin versant identifié. Par la suite une analyse à long terme des déversements sera effectuée pour déterminer les scénarios de déconnexion potentiels afin d'atteindre les objectifs d’autosurveillance règlementaire notamment concernant le nombre de déversements et le volume déversé sur une année.
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