Tijdens een typische Canadese winter, sneeuwophoping en smelten - in combinatie met plotselinge regenval - kan leiden tot knelpunten in stormafvoeren die overstromingen kunnen veroorzaken.

Met dat in gedachten, onderzoekers van UBC's Okanagan-campus hebben stedelijke regenwaterafvoersystemen onderzocht, en ook zij maken zich zorgen over de veerkracht van veel stedelijke afwateringssystemen.

Een recent gepubliceerd artikel van de School of Engineering zegt dat bestaande ontwerpmethoden voor stedelijke drainagesystemen niet ver genoeg gaan om mogelijke catastrofale stormen of zelfs onvoorspelbare storingen tijdens een matige storm te weerstaan.

"Als ingenieurs, we voeren simulaties uit van mogelijke catastrofale gebeurtenissen, en de huidige systemen doen het vaak niet goed, ", zegt promovendus Saeed Mohammadiun. "We zien bronnen van overbelasting zoals structurele storingen, hevige regenval of abrupte sneeuwsmelt die deze systemen benadrukt."

Voeg elke extreme situatie toe, inclusief snelle sneeuwsmelt of een zware en plotselinge regenval, en Mohammadiun zegt dat veel systemen niet zijn gebouwd om deze worstcasescenario's aan te kunnen. Mohammadiun heeft verschillende casestudies uitgevoerd van drainagesystemen in grote stedelijke gebieden over de hele wereld. Hij heeft vastgesteld dat veel huidige stedelijke normen die zijn ontworpen voor een stormscenario van 10 tot 50 of zelfs 100 jaar niet voldoen aan de toenemende eisen van klimaatverandering en ook niet aan het intrinsieke faalrisico van netwerkelementen.

"Gebruikelijke, op betrouwbaarheid gebaseerde ontwerpmethoden bieden alleen acceptabele prestaties onder verwachte belastingsomstandigheden, "zegt hij. "Afhankelijk van het systeem, als er iets kapot gaat of er een blokkade is, het kan resulteren in een storing en mogelijke overstromingen."

Volgens Mohammed, de veerkracht van een systeem is niet alleen afhankelijk van de belasting die het aankan, maar ook op het ontwerp en de bouw. Velen houden geen rekening met de effecten van klimaatverandering of onverwachte weersomstandigheden.

Om een ​​efficiënt veerkrachtig systeem op te zetten, Mohammadiun zegt dat het belangrijk is om rekening te houden met verschillende bronnen van onzekerheid, zoals regenvalkenmerken, zware sneeuwval gevolgd door een snelle smelt en verschillende mogelijke storingsscenario's samen met budgetbeperkingen, hij zegt.

"Het bouwen of verbeteren van de veerkracht van stedelijke regenwaterafvoersystemen is cruciaal om ervoor te zorgen dat deze systemen zoveel mogelijk tegen falen worden beschermd, of ze kunnen snel herstellen van een mogelijke storing, " voegt hij eraan toe. "Deze veerkrachtige capaciteit zal stedelijke drainagesystemen het gewenste aanpassingsvermogen geven aan een breed scala aan onverwachte storingen tijdens hun levensduur."

Het onderzoek wijst op verschillende maatregelen die gemeenten proactief kunnen aanpakken. Gemeenten zouden omleidingslijnen kunnen aanleggen en een passende combinatie van ontlasttunnels kunnen toepassen, opslagruimten, en andere verspreide hydraulische constructies om de capaciteit van het drainagesysteem op een veerkrachtige manier te vergroten.

Met de recente zware sneeuwval in heel Canada, Mohammadiun zegt dat de zilveren rand als het op drainage aankomt, is dat het sneeuwen tijd nodig heeft om te smelten, terwijl hevige regenval deze systemen onmiddellijk onder druk zet. Maar vanuit technisch oogpunt, het is noodzakelijk om zowel acute als chronische aandoeningen te overwegen.

Niet verrassend, het onderzoek toont aan dat stedelijke drainage- en regenwatersystemen die zijn gebouwd of aangepast om veerkrachtiger te zijn, kan extreme weersomstandigheden effectiever en efficiënter aan dan conventionele ontwerpen.