Advanced modelling of surface drainage systems in reducing pluvial flood risk in urban areas

Among all disasters, flooding is the most dangerous and ordinary natural hazard. In last years the increment of impermeable surfaces led to an increase in volume runoff, peak discharge and a decrease of the time of concentration. Permeable pavement is a SuDS strategy, that encourage infiltration of storm water into the various layers of the soil. This strategy can considerably decrease volumes of storm water and discharge rates and improves the quality of water. These pavements cannot support high traffic loads, and are used as car parks, pedestrian paths, and bike paths. Storm water passes through the pavement and infiltrates into the underlying soil. Many mathematical equations as Richards’ equation, Horton’s equation, Philip’s equation, try to define the process of infiltration. To simulate infiltration into a permeable pavements of three layers, a one-dimensional code is been made, based on the Green & Ampt model. To assess this code, it was tested on experiments data taken from literature. In a second phase the code was implemented in a two-dimensional hydrodynamic model (FLURB), to verify the effectiveness of permeable pavements in urban areas.

Tra tutte le catastrofi, l’inondazione è il pericolo naturale più pericoloso e comune. Negli ultimi decenni, l’incremento delle superfici impermeabili ha comportato un aumento del volume di deflusso, del picco di portata e una diminuzione del tempo di corrivazione. La che permette l’infiltrazione di acqua piovana nei vari strati del suolo. Questa strategia può ridurre significativamente i volumi di acqua piovana, i picchi di portata, e migliorare la qualità dell’acqua. Le pavimentazioni non hanno una grande resistenza per elevati carichi di traffico e sono utilizzati come parcheggi, percorsi pedonali e piste ciclabili. L’acqua piovana attraversa la pavimentazione e si infiltra nel sottosuolo. Molte equazioni matematiche come l’equazione di Richards, l’equazione di Horton, l’equazione di Philip cercano di definire il processo di infiltrazione. Per simulare l’infiltrazione in una pavimentazione permeabile di tre strati, è stato realizzato un codice mono-dimensionale, basato sul modello Green & Ampt. Il codice è stato testato tramite dati sperimentali tratti dalla letteratura. In una seconda fase il codice è stato implementato in un modello idrodinamico bi-dimensionale (FLURB), per verificare l'efficacia su grande scala delle pavimentazioni permeabili nelle aree urbane.