Hydrological modeling of a large urban catchment using a stormwater management model (SWMM)
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2013
Department
Major/Subject
Vesitalous ja vesirakennus
Water and Environmental Engineering
Water and Environmental Engineering
Mcode
Yhd-12
Degree programme
Language
en
Pages
64 + app. 1
Series
Abstract
Stormwater modeling has a major role in preventing issues such as flash floods and urban water-quality problems. However, in-detail modeling of large urban areas is time-consuming as it typically involves model calibration based on highly detailed input data. Stormwater models of a lowered spatial resolution would thus appear valuable if only their ability to provide realistic results could be proved. This study proposes a methodology for rapid catchment delineation and stormwater management model (SWMM) parameterization in a large urban area, without calibration. The effect of spatial resolution on the accuracy of modeling results is also being discussed. A catchment delineation and SWMM parameterization is conducted for an urban area in the city of Lahti in southern Finland. GIS methodology is utilized for simultaneous processing of data representing large areas. Literature values are also of importance where no spatial data is available. To evaluate the parameterization results, the SWMM application is run using an hourly data series of meteorological observations covering a period of four years.Hulevesimallinnus on tärkeä työkalu muun muassa taajamatulvien sekä kaupunkivesien laatuongelmien välttämiseksi. Yksityiskohtainen hulevesimallinnus vaatii kuitenkin paljon aikaa, sillä se edellyttää yleensä mallin kalibrointia tarkkojen lähtötietojen perusteella. Tämän vuoksi olisi hyödyllistä, mikäli myös vähemmän hajautettujen hulevesimallien voitaisiin todistaa tuottavan todenmukaisia tuloksia. Tässä työssä esitetään menetelmiä tehokasta taajamien valuma-alueiden rajaamista ja kalibroimattoman SWMM-hulevesimallin parametrisointia varten. Myös hulevesimallien maantieteellisen resoluution merkitystä tarkastellaan. Lahden kaupungin keskusta-alueelle tehdään valuma-aluejako sekä SWMM-hulevesimallin (stormwater management model) parametrisointi. Laajoja alueita koskevan tiedon käsittelemiseen kerralla käytetään paikkatietomenetelmiä. Myös kirjallisuusarvoja hyödynnetään niiltä osin, kuin paikkatietoja ei ole saatavilla. Parametrisoinnin tarkistamiseksi SWMM-hulevesimallia sovelletaan käyttäen tunneiltaista, neljän vuoden jakson kattavaa säähavaintoaineistoa. Valuma-aluejako ja osavaluma-aluejako voidaan tehdä työssä kehitetyillä menetelmillä nopeasti ja tarkasti, vaikkakaan prosessia ei voida kokonaan automatisoida lähtöaineistojen epätäydellisyyden vuoksi. Toisaalta osavaluma-alueiden parametrisointi on haastavaa ja sisältää suurempia epävarmuuksia kuin valuma-aluejako. Niistäkin huolimatta hulevesimallin sovellus tuottaa järkeviä tuloksia kirjallisuuteen ja muihin samalla alueella tehtyihin tutkimuksiin verrattuna. Tämän perusteella myös kalibroimaton, pienen maantieteellisen resoluution SWMM-malli voi olla riittävä joihinkin hulevesima1linnuksen sovelluksiin. Työssä kehitetyt menetelmät tarjoavat kaiken kaikkiaan toimivan tavan laajaa taajama-aluetta kuvaavan SWMM-hulevesimallin parametrisointiin.Description
Supervisor
Koivusalo, HarriThesis advisor
Krebs, GeraldKeywords
urban hydrology, stormwater, modeling, SWMM, taajamahydrologia, hulevesi, mallinnus, SWMM-hulevesimalli