تعهد نامه

مجله پژوهش در بهداشت محیط

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اخبار و اعلانات

Editorial Policy

Advertising Policy

تعیین پارامترهای مدل کمی- کیفی رواناب شهر شوشتر با استفاده از واسنجی مدل SWMM

نوع مقاله : Research Paper

نویسندگان

1 گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز، اهواز، ایران

2 گروه مهندسی بهداشت محیط، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایران

3 گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

چکیده
زمینه و هدف: افزایش روزافزون جمعیت و تراکم شهرنشینی و در نتیجه افزایش سطوح نفوذ ناپذیر، منجر به افزایش حجم رواناب های شهری شده است. رخداد بارش ها باعث تغییر در کیفیت رواناب و وررد آلاینده ها می گردد. استفاده از مدلهای شبیه سازی راهی مناسب برای آگاهی از میزان پارامترهای کیفی رواناب می باشد. در این مطالعه کیفیت روانابهای شهر شوشتر و تعیین ضرایب هیدرولیکی و هیدرولوژیکی با استفاده از مدل SWMM بررسی گردید.
مواد و روشها: دو واقعه بارش شهر شوشتر در سال 95 برای انجام فرآیند واسنجی و اعتبار سنجی مدل در نظر گرفته شد و پارامتر های مرتبط با واقعه بارش اول در نقطه خروجی سیستم جمع آوری رواناب اندازه گیری شد. واسنجی کمی و کیفی مدل با استفاده از بارش اول و اعتبار سنجی مدل با استفاده از بارش دوم انجام گردید.
یافتهها: در واسنجی بخش هیدرولیکی، مقادیر میانگین نفوذ ناپذیری، شیب، عرض زیرحوضه و ضریب مانینگ به ترتیب 50%، 75%، 25 متر و 013/0 تخمین زده شدند. در بخش کیفی نیز ضرایب معادلات Build-up برای TSS، COD و Zn به ترتیب (95، 25)، (48، 1) و (1 ، 09/0) و ضرایب معادلات Wash-off برای این پارامترها به ترتیب (21/0، 8/0)، (2/0، 8/0) و (19/0، 78/0) تخمین زده شدند.
نتیجه گیری: نتایج نشان داد که واسنجی دقیق مدل، توانایی مدل را در پیش بینی پارامترهای کمی و کیفی در بارش های بعدی برای منطقه مورد مطالعه افزایش می دهد. نتایج نشان می دهد، مدل سازی ابزاری قدرتمند جهت بهبود مدیریت رواناب می باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Determining the parameters of quantitative-qualitative runoff model for Shushtar city using SWMM calibration

نویسندگان [English]

  • Behzad Jamshidi 1
  • Yaser Tahmasebi Birgani 1
  • Mohammad Jafarpour 1
  • NadAli Alavi Bakhtiarvand 2
  • Ali Akbar Babaei 1
  • Ali Haghighi 3
  • Gholamreza Goudarzi 1

1 Department of Environmental Health Engineering, School of Health, Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences, Ahvaz, Iran

2 Department of Environmental Health Engineering, School of Public Health, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran

3 Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran

چکیده [English]

Background and purpose: Increasing population and urbanization density and as a result increasing impermeable levels, led to an increase in the volume of urban runoff. Applying simulation models is a suitable way to know the amount of runoff quality parameters. This study aims at evaluating the quality of urban runoff in Shushtar city using storm water management model (SWMM).
Materials and Methods: Two given rainfall events in 1395 for calibration and validation of the model were considered. The parameters related to the first rainfall event were measured at the outlet of the urban drainage system. Quantitative and qualitative calibration of the model was performed using the first rainfall and model validation was performed using the second rainfall.
Results: In the hydraulic calibration, mean values of impermeability, slope, catchment width and manning coefficient were estimated to be 50%, 75%, 25 m and 0.013, respectively. In the qualitative calibration, the coefficients of the Build-up equations for TSS, COD and Zn were equal to 95-25, 48-1, 1- 0.09, respectively. The coefficients of Wash-off equations for TSS, COD and Zn were estimated 0.21- 0.8, 0.2-0.8 and 0.19-0.78, respectively.
Conclusion: The results showed that the accurate calibration of the model enhances the ability of the model to estimate the quantitative and qualitative parameters in future rainfall events for the study area. According to the results, the modeling is a powerful tool that can be very useful to improve runoff management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Urban runoff
  • Water quality parameters
  • Build-up and Wash-off coefficients
  • SWMM model
مراجع
1.         Birgani YT, Yazdandoost F. A framework for evaluating the persistence of urban drainage risk management systems. Journal of Hydro-environment Research. 2014;8(4):330-42.
2.         Hamel P, Daly E, Fletcher TD. Source-control stormwater management for mitigating the impacts of urbanisation on baseflow: A review. Journal of Hydrology. 2013;485:201-11.
3.         Chen J, Theller L, Gitau MW, Engel BA, Harbor JM. Urbanization impacts on surface runoff of the contiguous United States. Journal of environmental management. 2017(187):470-81.
4.         Pyke C, Warren MP, Johnson T, LaGro Jr J, Scharfenberg J, Groth P, et al. Assessment of low impact development for managing stormwater with changing precipitation due to climate change. Landscape and Urban Planning. 2011;103(2):166-73.
5.         Wijesiri B, Egodawatta P, McGree J, Goonetilleke A. Assessing uncertainty in pollutant build-up and wash-off processes. Environmental Pollution. 2016;212(Supplement C):48-56.
6.         Chiew FH, Mudgway LB, Duncan HP, McMahon TA. Urban stormwater pollution: CRC for Catchment Hydrology; 1997.
7.         Lepper P. Manual on the methodological framework to derive environmental quality standards for priority substances in accordance with Article 16 of the Water Framework Directive (2000/60/EC). 2005.
8.         McLeod SM, Kells JA, Putz GJ. Urban runoff quality characterization and load estimation in Saskatoon, Canada. Journal of environmental engineering. 2006;132(11):1470-81.
9.         Marsalek J, Schroeter H. Annual loadings of toxic contaminants in urban runoff from the Canadian Great Lakes Basin. Water quality research journal of Canada. 1988;23(3):360-78.
10.       Gilbert JK, Clausen JC. Stormwater runoff quality and quantity from asphalt, paver, and crushed stone driveways in Connecticut. Water Research. 2006;40(4):826-32.
11.       White SS, Boswell MR. Planning for water quality: implementation of the NPDES phase II stormwater program in California and Kansas. Journal of environmental planning and management. 2006;49(1):141-60.
12.       Zoppou C. Review of urban storm water models. Environmental Modelling & Software. 2001;16(3):195-231.
13.       Phillips B, Yu S, Thompson G, De Silva N, editors. 1D and 2D Modelling of Urban Drainage Systems using XP-SWMM and TUFLOW. 10th International Conference on Urban Drainage; 2005: Citeseer.
14.       Elliott A, Trowsdale SA. A review of models for low impact urban stormwater drainage. Environmental modelling & software. 2007;22(3):394-405.
15.       Ammon DC. Urban stormwater pollutant buildup and washoff relationships: University of Florida; 1979.
16.       Ovbiebo T, She N, editors. Urban runoff quality modeling in a subbasin of the Duwamish River using XP-SWMM. Proc Watershed Management Symposium; 1995.
17.       Temprano J, Arango Ó, Cagiao J, Suárez J, Tejero I. Stormwater quality calibration by SWMM: A case study in Northern Spain. Water Sa. 2005;32(1):55-63.
18.       Shahbazi A. Urban runoff management to reduce risks using SWMM model: Case study: Mahdasht town: MSc thesis; 2013.
19.       Borris M, Viklander M, Gustafsson AM, Marsalek J. Modelling the effects of changes in rainfall event characteristics on TSS loads in urban runoff. Hydrological processes. 2014;28(4):1787-96.
20.       Borris M, Viklander M, Gustafsson A-M, Marsalek J. Simulating future trends in urban stormwater quality for changing climate, urban land use and environmental controls. Water Science and Technology. 2013;68(9):2082-9.
21.       Hossain I, Imteaz MA, Hossain MI. Application of build-up and wash-off models for an East-Australian catchment. Analysis. 2011;266:3320.
22.       Association APH, Association AWW, Federation WPC, Federation WE. Standard methods for the examination of water and wastewater: American Public Health Association.; 1915.
23.       Avellaneda P, Ballestero TP, Roseen RM, Houle JJ. On parameter estimation of urban storm-water runoff model. Journal of environmental engineering. 2009;135(8):595-608.
24.       Julien PY, Saghafian B, Ogden FL. RASTER‐BASED HYDROLOGIC MODELING OF SPATIALLY‐VARIED SURFACE RUNOFF 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association. 1995;31(3):523-36.
25.       Goonetilleke A, Thomas EC. Water quality impacts of urbanisation: Relating water quality to urban form. 2004.
26.       Goonetilleke A, Yigitcanlar T, Ayoko GA, Egodawatta P. Sustainable urban water environment: Climate, pollution and adaptation: Edward Elgar Cheltenham; 2014.
27.       Sartor JD, Boyd GB. Water pollution aspects of street surface contaminants: US Government Printing Office; 1972.
28.       Santhi C, Arnold JG, Williams JR, Dugas WA, Srinivasan R, Hauck LM. validation of the swat model on a large RWER basin with point and nonpoint sources 1. JAWRA Journal of the American Water Resources Association. 2001;37(5):1169-88.
29.       Sourisseau S, Bassères A, Périé F, Caquet T. Calibration, validation and sensitivity analysis of an ecosystem model applied to artificial streams. Water research. 2008;42(4-5):1167-81.
30.       Di Modugno M, Gioia A, Gorgoglione A, Iacobellis V, la Forgia G, Piccinni A, et al. Build-Up/Wash-Off Monitoring and Assessment for Sustainable Management of First Flush in an Urban Area. Sustainability. 2015;7(5):5050.
31.       Li C, Liu M, Hu Y, Gong J, Xu Y. Modeling the Quality and Quantity of Runoff in a Highly Urbanized Catchment Using Storm Water Management Model. Polish Journal of Environmental Studies. 2016;25(4).
 
مجله پژوهش در بهداشت محیط
دوره 6، شماره 3
آذر 1399
صفحه 239-249
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار