Flood Management in the Eighth District of Herat City using Low Impact Development and Their Evaluation with EPA-SWMM Model

فصلنامه آب و توسعه پایدار

Article 13, Volume 8, Issue 4 - Serial Number 22, March 2022, Pages 111-118   

Document Type: Applied Article

DOI: 10.22067/jwsd.v8i4.2108.1076

Authors

Samim Samim¹; farhad hajian^{* 2}; D. Moazami³

¹MSc Student, Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran

²Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Neishabour Branch, Islamic Azad University, Neishabour, Iran

³Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Mashhad Branch, Islamic Azad University, Mashhad, Iran

Abstract

One of the main problems in urban development is the increase of impenetrable levels, which leads to an increase in runoff and the occurrence of urban floods. In this study, the current situation of floods in the eighth district of Herat city was investigated using the EPA-SWMM mathematical model  in terms of flooding. Then, six different modes were modeled separately and simultaneously in the form of two methods: low-impact development of rainwater storage barrels (in two different sizes) and biological biomass units. The results of this study showed that by using low-impact development methods, the negative effects of floods with a return period of 10 years can be reduced by at least 40%. After that, simulation has been done using the flood mitigation reservoir method. The results showed that the construction of delayed reservoirs causes a delay in the peak discharge time and reduces the peak flood discharge. Also, the use of flood mitigation reservoir and unit biomass method and rain barrel method with larger diameter reduces flooding by 80% and the use of unit biomass method and the smaller diameter barrel method reduces the volume of urban floods by 75%.

Keywords

Urban Development; Runoff; District 8; Herat City; SWMM

References

اورعی زارع، ص. و ثقفیان، ب. ۱۳۹۰. روش‌های غیرسازه‌ای کنترل سیلاب و ارزیابی خسارت‌‏های مستقیم و غیر مستقیم در حوضه‌های درون شهری. چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران. دانشگاه صنعتی امیرکبیر. تهران.
رضایی، ف.، بهره مند، ع. ر.، شیخ، و.، دستورانی، م. ت. و تاج بخش، س. م. 1397. کالیبراسیون و ارزیابی مدل SWMM در شبیه‌سازی رواناب منطقه 9 شهرداری مشهد. آب و توسعه پایدار، 5(2):91-100. 
سبزی، ع و نصری، م. ۱۳۹۰. کاربرد مدل SWMM در برآورد رواناب در حوضه شهری زواره، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران. دانشگاه صنعتی امیر کبیر. تهران.
سعیدی، ع. ر. و شامی، م. ر. 1394. بررسی روند مدیریت بحران در سیلاب توچال پاکدشت ورامین،هفتمین کنفرانس بین المللی مدیریت جامع بحران. تهران.
سلطانی، ک.، سلیمانی بابرصاد، ح. و رمضانی پوردستجردی، ف. ۱۳۹۳. روش‌های نوین معماری و شهرسازی در توسعه کم اثر(LID). اولین کنفرانس ملی مهندسی عمران و توسعه پایدار ایران. موسسه آموزش عالی مهر اروند. مرکز راهکارهای دستیابی به توسعه پایدار. تهران.
کاویانپور، م. ر.، مقیمی، ا. و شریفی، س. 1389. تعیین اثرات کاربرد روش توسعه کم اثر(Low Impact Development) در کاهش سیلاب‌های شهری و شبکه جمع آوری آب‏‌های سطحی شهر تهران، اولین کنفرانس ملی مدیریت سیلاب‏‌های شهری. تهران.
کاویانپور، م. ر. و بهزادی پور، ا. ۱۳۹۵. نقش کاربردی روش‌های نوین مدیریت سیلاب شهری در کاهش ریسک و خطرپذیری سیلاب، چهارمین کنفرانس ملی پژوهش‌‏های کاربردی در مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری. دانشگاه صنعتی خواجه نصرالدین طوسی تهران.
محمدولی سامانی ج. و شایان نژاد، م. 1379. مقایسه روش‏های موج سینماتیکی و موج تطابق پخشیدگی با موج دینامیکی در روندیابی سیل در رودخانه‏‌ها. نشریه بین المللی مهندسی صنایع و مدیریت تولید (نشریه بین‏المللی علوم مهندسی)، 11(2): 29-43.

Chen J., Hill A. A. and Urbano L. D. 2009. A GIS- based model for urban flood inundation. Journal of Hydrology, 373(1–2):184-192.
Choi K.-S. and Ball J. 2002. Parameter estimation for urban runoff modelling. Urban Water, 4(1):31-41.
Coffmam L., Clar M. and Weinstein N. 2000. Low impact development management strategies for wet weather flow (WWF) control. Conference on Water Resource Engineering and Water Resources Planning and Management. United States. 
Dongquan Z., Jining C., Haozheng W., Qingyuan T., Shangbing C. and Zheng S. 2009. GIS-based urban rainfall-runoff modeling using an automatic catchment-discretization approach, (case study in Macau). Environmental earth sciences, 59:465–472.
Fernandes M. H. 2010. Flood damage estimation beyond stage-damage function: an Australian example. Journal of Flood Risk Management, 3(1):88-96.
Iglesias-Rey P.L, Martínez-Solano F.J. and Ribelles-Aquilar J.V. 2017. Extending EPANET Capabilities with Add-In Tools. Procedia Engineering, 186:626-634.
Marsalek J., EdWatt W., Zeman E. and Sieker F. 2000. Flood Issues in Contemporary Water Management. Dordrecht eBook. Publisher Series Title NATO Science Series.
Mashael Mohammed A. S. 2015. Flood Control Management for the City and Surroundings of Jeddah, Saudi Arabia. Springer Natural Hazards. EBook. Series Title Springer Natural Hazards. Publisher Name Springer, Dordrecht. New York City, United States.
Phillips BC. Yu S., Thompson GR. and Silva N. 2005. 1D and 2D Modelling of urban drainage systems using XP-SWMM and TUFLOW. 10th International Conference on Urban Drainage. Institute of Environment & Resources Technical University of Denmark Bygningstorvet. 
Shammaa Y., Zhu D. Z., Gyurek L. L. and Labatiuk C. W. 2002. Effectiveness of dry ponds for stormwater total suspended solids removal. Canadian Journal of Civil Engineering, 29(2):316-324.
Smith D., Li J. and Bunting D. 2005. A PCSWMM/GIS-based water balance model for the Reesor Creek watershed, Atmospheric Research 77:388 – 406.
Zeng Z., Yuan X., Liang j. and Li Y. 2021. Designing and implementing an SWMM-based web service framework to provide decision support for real-time urban stormwater management, Environmental Modelling & Software, 135: 104887.
Zevenbergen C., Cashman A., Evelpidou N., Pasche E., Garvin S. and Ashley R. 2010 Urban_Flood_Management. Book Number. CRC Press.1st Edition. United States..
Zhiyu Sh., Lei X., Hongxiang Ch., Scott A.Y., ZuoleZheng abZhengsong W. and Qiang He. 2021. Designing and implementing an SWMM-based web service framework to provide decision support for real-time urban stormwater management. Environmental Modelling & Software,. 135: 104887.