Design and Performance of Low Impact Developments Under Changing Climate

Satbir Guram, Rashid Bashir

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: Le changement climatique a entraîné une augmentation à la fois de l'intensité et de la fréquence des événements pluvieux extrêmes, entraînant une probabilité plus élevée d'inondations. Pour contrer les impacts du changement climatique et de l'urbanisation, les ingénieurs ont développé des solutions ingénieuses pour réduire les inondations et capturer les contaminants des eaux pluviales grâce à l'utilisation de développements à faible impact (LID). Comprenant que le changement climatique entraîne une plus grande intensité et une plus grande fréquence des événements de tempêtes extrêmes, il est idéal pour analyser les systèmes LID existants et futurs. Cela aidera à déterminer si les objectifs de conception du système LID peuvent être atteints à l'avenir. Afin de mener cette analyse, une modélisation numérique à l'aide du logiciel HYDRUS a été réalisée. Les propriétés des matériaux ont été précédemment mesurées en laboratoire pour la biorétention et les substrats de toiture végétalisée. Les données climatiques à long terme et les événements de précipitations extrêmes pour Toronto ont été utilisés dans cet examen. Les données climatiques historiques ont été compilées à partir de la station météorologique d'Environnement Canada. Les futures données climatiques à long terme comprennent deux modèles de circulation générale avec quatre voies de concentration représentatives pour la période de 2011 à 2100. Les événements de précipitations extrêmes ont été développés à partir de courbes intensité-durée-fréquence utilisant la tempête de Chicago. Les résultats de cette recherche suggèrent que les performances du LID peuvent diminuer en raison de l'augmentation de la quantité d'eau projetée à l'avenir en raison du changement climatique.

ABSTRACT: Climate change has resulted in an increase in both intensity and frequency of extreme rainfall events leading to a higher probability of flooding. To counter the impacts of climate change and urbanization, engineers have developed ingenious solutions to reduce flooding and capture stormwater contaminants through the use of Low Impact Developments (LIDs). Understanding that climate change results in a greater intensity and frequency of extreme storm events, it is ideal to analyze existing and future LID systems. This will assist in the determination of whether the LID system design objectives can be met in the future. In order to conduct this analysis, numerical modelling using HYDRUS software was completed. Material properties were previously measured in the laboratory for bioretention and green roof substrates. Long-term climate data and extreme precipitation events for Toronto were used in this examination. Historical climate data was compiled from Environment Canada weather station. Future long-term climate data include two general circulation models with four representative concentration pathways for the time period of 2011 to 2100. Extreme precipitation events were developed from intensity-duration-frequency curves using Chicago storm. The results of this research suggest that LID performance may decrease due to the increased quantity of water projected in the future from changing climate.

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