SWMM - Controle LID

Contém definições dos controles de baixo impacto modelados no SWMM

Este nó permite uma série de ações, tais como:

Os controles LID são práticas de desenvolvimento de baixo impacto projetadas para capturar o escoamento superficial e fornecer alguma combinação de detenção, infiltração e evapotranspiração. Eles são considerados como propriedades de uma determinada sub-bacia, semelhante à forma como os aquíferos e pacotes de neve são tratados.

Células de bio-retenção, valas de infiltração e sistemas de pavimento permeável podem conter sistemas de drenagem opcionais em seus leitos de armazenamento de cascalho para transportar o escoamento excessivo capturado para fora do local e evitar que a unidade alague. Eles também podem ter um piso ou forro impermeável que evita que qualquer infiltração no solo nativo ocorra. Valas de infiltração e sistemas de pavimento permeável também podem estar sujeitos a uma diminuição na condutividade hidráulica ao longo do tempo devido ao entupimento.

Embora algumas práticas de LID também possam fornecer benefícios significativos na redução de poluentes, neste momento o SWMM apenas modela a redução na carga de massa de escoamento resultante da redução no volume do fluxo de escoamento. Para obter mais detalhes sobre o uso de controles LID no SWMM, consulte os seguintes tópicos:

SWMM pode modelar explicitamente os seguintes tipos genéricos de controles LID:

Representação

Os controles LID são representados por uma combinação de camadas verticais cujas propriedades são definidas por unidade de área. Isso permite que LIDs com o mesmo projeto, mas com cobertura de área diferente, sejam facilmente colocados em diferentes sub-bacias em uma área de estudo.

Durante uma simulação, o SWMM realiza um balanço de umidade que controla a quantidade de água que se move e é armazenada dentro de cada camada LID. Como exemplo, as camadas usadas para modelar uma célula de biorretenção e as vias de fluxo entre elas são mostradas abaixo:

A tabela a seguir indica qual combinação de camadas se aplica a cada tipo de LID (x significa obrigatório, o significa opcional):

Tipo de LID Superfície Pavimento Solo Armazenamento Drenagem Material Drenante
Bacia de Filtração x x x o
Jardim x x
Telhado Verde x x x
Vala de Infiltração x x o
Pavimento Permeável x x o x o
Cisterna x x
Desconexão do Telhado x x
Vala com Revestimento Vegetal x

Utilização

A utilização de controles LID em um projeto SWMM é um processo de duas fases que:

  1. cria um conjunto de controles LID independentes de escala que podem ser implantados em toda a área de estudo
  2. atribui qualquer combinação e dimensionamento desejados desses controles às sub-bacias selecionadas

Tenha em mente que quando LIDs são adicionados a uma sub-bacia, a propriedade Área da sub-bacia é a área total da sub-bacia (ambas as partes não LID e LID), enquanto os parâmetros Porcentagem de Impermeabilidade e Largura se aplicam apenas à parte não LID da sub-bacia.

Para implementar a primeira fase, seleciona-se o Hydrology | Categoria Controles LID do Navegador de projeto para adicionar, editar ou excluir objetos de controle LID individuais. O Editor de controle LID é usado para editar as propriedades das várias camadas de componentes que compõem cada objeto de controle LID.

Para a segunda fase, para cada sub-bacia que utilizará LIDs, seleciona-se a propriedade Controles LID no Editor de Propriedades da sub-bacia para iniciar o Editor de Grupo LID. Este editor é usado para adicionar ou excluir controles LID individuais da sub-bacia. Para cada controle adicionado, o Editor de Uso LID é usado para especificar o tamanho do controle e que fração das áreas impermeáveis ??e permeáveis ??da sub-bacia ele captura.

Locação

Existem duas abordagens diferentes para colocar os controles LID em uma sub-bacia:

  1. coloque um ou mais controles em uma sub-bacia existente que irá deslocar uma quantidade igual de área não-LID da sub-bacia
  2. criar uma nova sub-bacia inteiramente dedicada a uma única prática LID.

A primeira abordagem permite que uma mistura de LIDs seja colocada em uma sub-bacia, cada uma tratando uma porção diferente do escoamento gerado a partir da fração não-LID da sub-bacia. Observe que, nesta opção, os LIDs da sub-bacia agem em paralelo - não é possível fazê-los agir em série (ou seja, fazer com que o fluxo de saída de um controle LID se torne o fluxo de entrada para outro LID). Além disso, após a colocação da LID, as propriedades de Porcentagem Impermeável e Largura da sub-bacia podem exigir ajustes para compensar a quantidade de área da sub-bacia original que agora foi substituída por LIDs (veja a figura abaixo).

Por exemplo, suponha que uma sub-bacia que seja 40% impermeável tenha 75% dessa área convertida em pavimento permeável. Depois que o LID é adicionado, o percentual de impermeabilidade da sub-bacia deve ser alterado para o percentual de área impermeável restante dividido pelo percentual de área não-LID restante. Isso resulta em (1 - 0,75) * 40 / (100 - 0,75 * 40) ou 14,3%.

Sob esta primeira abordagem, o escoamento disponível para captura pelos LIDs da sub-bacia é o escoamento gerado de sua área não-LID (após qualquer redirecionamento interno do escoamento (por exemplo, impermeável a permeável) ter sido feito). Observe também que Telhados Verdes e Desconexão de Telhados tratam apenas a precipitação que cai diretamente sobre eles e não capturam o escoamento de outras áreas impermeáveis ??em sua sub-bacia.

A segunda abordagem permite que os controles LID sejam colocados em série e também permite que o escoamento de várias sub-bacias a montante diferentes seja encaminhado para a sub-bacia LID. Se essas sub-bacias de LID única são esculpidas em sub-bacias existentes, então, mais uma vez, alguns ajustes de Porcentagem Impermeável, Largura e também as propriedades de Área destas últimas podem ser necessários. Além disso, sempre que um LID ocupa toda a sub-bacia, os valores atribuídos às propriedades de superfície padrão da sub-bacia (como impermeabilidade, inclinação, rugosidade, etc.) são substituídos por aqueles que pertencem à unidade LID.

Normalmente, as saídas de superfície e de drenagem das unidades LID são direcionadas para o mesmo local de saída atribuído à sub-bacia principal. No entanto, pode-se escolher retornar todo o fluxo de saída do LID para a área permeável da sub-bacia parental e / ou direcionar o fluxo de saída do dreno para uma saída designada separada. (Quando ambas as opções são escolhidas, apenas o fluxo de superfície é retornado para a subárea permeável.)

Resultados

O desempenho dos controles LID colocados em uma sub-bacia é refletido no escoamento geral, infiltração e taxas de evaporação calculadas para a sub-bacia, normalmente relatado pelo SWMM. O relatório resumido do SWMM também contém uma seção intitulada Resumo de desempenho do LID que fornece um balanço hídrico geral para cada controle LID colocado em cada sub-bacia. Os componentes desse balanço hídrico incluem influxo total, infiltração, evaporação, escoamento superficial, fluxo de drenagem e volumes iniciais e finais armazenados, todos expressos em polegadas (ou mm) sobre a área do LID.

Opcionalmente, toda a série temporal de taxas de fluxo e níveis de umidade para um controle LID selecionado em uma determinada sub-bacia pode ser gravada em um arquivo de texto delimitado por tabulação para fácil visualização e representação gráfica em um programa de planilha.