Numerical Modeling in Quantitative and Qualitative Analysis of Storm Sewage System Extension

This paper presents the attempt of numerical modeling application to quantitative and qualitative analysis of storm-water sewer system extension in conditions of the selected urbanized catchment in city of Chelm, Poland. The USEPA’s (United States Environmental Protection Agency) software SWMM 5 was applied to our studies. Three different rainfall events of various intensity and duration were studied in our research. Our calculations considered hydraulic operational conditions before and after attachment of new pipelines to the existing system. The presented analysis was based on sewage flow velocity, wastewater level along the pipelines and the load of pollutants leaving the sewer system. The visible changes in flow velocity, discharged loads of selected pollutants and sewage outflow from several join or inspection chambers were observed after development of the existing sewer system. Our studies reveals also the fact that the existing system, designed basing on Blaszczyk’s formula is partially oversized, the velocity of pipes’ self-purification was not assured in the some part of studied network. The quality of our observations may be reduced by the lack of model calibration.

W pracy przedstawiono próbę zastosowania modelowania numerycznego do ilościowej i jakościowej oceny możliwości rozbudowy systemu kanalizacji deszczowej. Model wybranego fragmentu sieci kanalizacyjnej miasta Chełma wykonano w programie SWMM5. W badaniach przeanalizowano trzy warianty charakteryzujące się różną intensywnością oraz czasem trwania opadu. Obliczenia hydrauliczne wykonano dla warunków przed i po rozbudowie sieci. Przedstawiona analiza została oparta na prędkościach przepływu ścieków, napełnieniu kanałów oraz stężeniach i ładunkach transportowanych zanieczyszczeń. Po wykonaniu obliczeń symulacyjnych sieci po jej rozbudowie otrzymano wyniki, w których zaobserwowano zmiany w prędkości przepływu, napełnieniach kanałów, ładunkach badanego zanieczyszczenia. Odnotowano także w wynikach symulacji wypływ ścieków ze studzienek połączeniowych lub rewizyjnych na powierzchnię odwadnianego terenu. Przeprowadzone badania wskazują również, iż istniejący system zaprojektowany na podstawie wzoru Błaszczyka, w obecnych warunkach jest częściowo przewymiarowany. W związku z tym prędkość samooczyszczania przewodów nie została osiągnięta w znacznej części sieci. Ze względu na brak kalibracji modelu otrzymane wyniki należy traktować jako wyniki badań wstępnych.