Experimental Scaled-model as a benchmark for validation of Urban Flood models

Abstract

Recent advances in flood modelling of urban areas have lead to the development of more sophisticated urban flood models. These models simulate flooding events by coupling the surface flow and the sewer system with an internal boundary condition (IBC). However, good quality data of flood events are hazardous to obtain. In this work we aim to present quality data (i.e. discharges and water levels at several locations) collected from an experimental scaled-model for enabling a benchmark test for urban flood models. In addition the IBC discharge coefficients provided herein are determined experimentally enabling a consistent validation of drainage models. The scaled model comprises of a rectangular surface-channel with a downstream weir discharge, and with six inlets with identical diameter. The experimental results indicate: (1) consistency between the discharges measured by the ADV/WRP and the volumetric method (2) consistency of the water levels obtained in each WRPs; (2) Good correlation between the inlet discharge coefficients, and the weir discharge coefficient (3) The centre inlets show a higher discharge than the side inlets and the downstream inlets show a higher discharge than the upstream ones.

L’évolution actuelle de la modélisation des inondations urbaines a conduit au développement d´améliorations importantes des modèles d'inondations en milieu urbain. Ces modèles de programmation mathématique simulent des inondations en tenant compte de l'interaction entre l'écoulement de surface et l'écoulement dans le réseau d'assainissement. Toutefois, il est difficile d'obtenir des données de qualité sur ces inondations. Ce travail vise à présenter des données de qualité mesurées à l'échelle expérimentale (déversements et niveaux d’eau en divers points d'un canal), pour être utilisé comme test de référence et donc comme benchmark pour la validation des modèles d’inondations urbaines. De plus, les coefficients de déversement présentés sont calculés expérimentalement, permettant ainsi la validation des modèles d'assainissement. Le modèle à l'échelle est un canal rectangulaire avec renvoi du déversoir en aval et six arrivées de diamètre identique. Les résultats de l'expérience indiquent: (1) la cohérence entre les déversements mesurés par les sondes ADV/WRP et les résultats de la méthode volumétrique; (2) la cohérence des niveaux d'eau obtenus pour chaque sonde WRP; (3) une bonne corrélation entre le coefficient de déversement d’arrivée et le coefficient de déversement du déversoir en aval; (4) les arrivées au centre présentent des coefficients de déversement plus grands, de même que les arrivées en aval.