A global modeling approach to the hydraulic performance evaluation of a sewer network

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This paper presents an objective methodology for evaluating hydraulic sewer networks performance. Two methods of computing hydraulic performance index are presented. One method uses the nonlinear reservoir model to generate runoff hydrograph at outlets of each of the drainage basins at street section scale level. Dynamic wave equations are used for routing these hydrographs through the drainage network to obtain flow depth and level within pipes and manholes. The second method computes this index using a generalized rational hydrograph model applied to the entire upstream basin, aggregated as a single node. The hydraulic model uses a simple energy balance equation applied to each evaluated individual sewer. The case study compares these approaches by applying the methodology to small hypothetical and real networks. Slightly better results were obtained with the generalized rational method than with the nonlinear reservoir method. The generalized rational method was able to forecast measured discharges at the outlet of subcatchments with a level of accuracy acceptable to sewer network management and evaluation needs.

Cet article présente une méthode objective d’évaluation du rendement hydraulique des réseaux d’égouts. Deux méthodes de calcul de l’indice de rendement hydraulique sont présentées. Une méthode utilise le modèle de réservoir non linéaire pour générer un hydrogramme d’écoulement aux exutoires de chacun des bassins hydrographiques à l’échelle de la section de rue. Des équations d'ondes dynamiques sont utilisées pour canaliser les résultats générés par ces hydrogrammes dans le réseau de drainage afin d’obtenir la profondeur d’écoulement et le niveau d’eau dans les tuyaux et les regards. La deuxième méthode calcule cet indice en utilisant un modèle d’hydrogramme rationnel généralisé appliqué à tout le bassin amont, agrégé dans un seul nœud. Le modèle hydraulique utilise une simple équation d’équilibre de l’énergie appliquée à chaque égout individuel évalué. L’étude de cas compare ces approches en appliquant la méthode à de petits réseaux hypothétiques et réels. Des résultats légèrement meilleurs ont été obtenus avec la méthode rationnelle généralisée qu’avec la méthode de réservoir non linéaire. La méthode rationnelle généralisée a pu prédire les débits mesurés à l’exutoire des sous-bassins hydrographiques avec un niveau de précision acceptable pour les besoins d’évaluation et de gestion des réseaux d’égouts.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2010

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