Investigating effects of low impact development on surface runoff and TSS with a calibrated hydrodynamic model

Étude des effets d'un développement à faible impact sur le ruissellement de surface et le total des solides en suspension avec un modèle hydrodynamique étalonné

¹ Department of Civil Engineering, Istanbul University
sezarg@istanbul.edu.tr, sezargulbaz@gmail.com
² Department of Civil Engineering, Istanbul University
meleka@istanbul.edu.tr, melek.alhan@hotmail.com

Abstract

The land development and increase in urbanization in a watershed affect water quantity and water quality. Especially, uncontrolled urbanization causes flood and poor water quality which results in an increase in peak flow rate and in Total Suspended Solid (TSS) concentration. Low Impact Development (LID) is a Best Management Practice (BMP) and land planning method which may be used to manage storm water runoff in order to reduce flooding as well as simultaneously improve water quality. In this study, the impact of "LID-BMP" on surface runoff and TSS is investigated by employing a calibrated hydrodynamic model for Sazlıdere Watershed which is located in Istanbul, Turkey. For this purpose, a calibrated hydrodynamic model was developed by using Environmental Protection Agency Storm Water Management Model (EPA SWMM). For model calibration and validation, a rain gauge and a flow meter are set into the field and rainfall and flow rate data are obtained. And then, several LID types are selected such as retention basins, vegetative swales and permeable pavement and their influence on peak flow rate and pollutant buildup and washoff for TSS are obtained. Consequently, the possible effects of LID on surface runoff and TSS in Sazlıdere Watershed are observed.

Résumé

L'aménagement du territoire et l'augmentation de l'urbanisation dans un bassin affectent la ressource en eau en quantité et en qualité. En particulier, l'urbanisation incontrôlée produit des inondations et une eau de mauvaise qualité, ce qui conduit à une augmentation du débit de pointe et de la concentration du Total des Solides en Suspension (TSS). Le Développement à Faible Impact (DFI) est une pratique de gestion et d'aménagement du territoire (BMP) souvent utilisée pour gérer les eaux pluviales afin de réduire les risques d''inondation et d'améliorer la qualité de l'eau. Dans cette étude, l'impact de « DFI-BMP » sur le ruissellement de surface et le TSS a été examiné en utilisant un modèle hydrodynamique étalonné pour le bassin de Sazlıdere situé à Istanbul en Turquie. A cet effet, un modèle hydrodynamique étalonné a été développé en utilisant le Modèle de Gestion des Eaux Pluviales de l'Agence de Protection de l'Environnement (EPA SWMM). Pour étalonner et valider le modèle, un pluviomètre et un débitmètre sont installés sur le terrain et produisent les données utilisées. Ensuite, plusieurs types de DFI ont été sélectionnés tels que les bassins de rétention, les baissières végétatives et les pavés perméables, pour étudier leur influence sur le débit de pointe et l'accumulation et le lessivage de polluants par le TSS.