As research has expanded on the environmental impact of stormwater on receiving ecosystems more focus is now being put on the quality issues of stormwater. Biofilters are one of many nature-based solutions that have been developed for that purpose and are also the subject of this study. In order to plan and implement biofilters, predictive models can be useful tools to forecast their performance on a given site. The aim of this study was to investigate the possibilities and limitations of modelling the treatment of stormwater in a biofilter using MIKE+. This was done by first trying to model the hydrological conditions of a biofilter from a study site in Sundsvall and thereafter coupling a water treatment model created in ECO Lab. The results showed that there were some notable differences between the parameters affecting the hydrological flow in reality and what is currently possible to model in MIKE+. It was seen that the Soakaway node used to model biofilters needs to be complexified in order to properly model the hydrological conditions of biofilters. The main improvements required are that the flow attenuation should occur within the Soakaway node rather than before or after and that it should be based on soil properties. The retention volume also needs to be integrated in the node and a varying exfiltration rate is believed to be required to fit the varying nature of evapotranspiration. The hydrological model was seen to have a great impact on the water treatment model and some limitations with the program and the used model were identified. Regarding ECO Lab, the program is currently unable to consider interevent processes when the biofilter is empty. These processes can however be of great importance for some contaminants. The program also assumes a time dependency whereas it has been seen that a short retention time may be sufficient to achieve good reduction efficiency. The model used is a highly lumped conceptual model with few parameters so further research aiming at the creation of correction factors for the main affecting parameters is believed to be required in order to avoid design specific calibration. Calibration should also occur over a longer time period in order to consider the variability of stormwater. / I takt med att forskningen kring dagvattens miljöpåverkan på mottagande ekosystem avancerats har hanteringen av dagvatten gått från att enbart fokusera på dess kvantitet till att även fokusera på dess kvalitet. Biofilter är en av flera naturbaserade lösningar som utvecklats för detta ändamål. För att kunna planera och implementera biofilter kan prediktiva modeller vara användbara verktyg för att förutse deras prestanda i ett tilltänkt område. Syftet med denna studie var att undersöka möjligheterna att modellera dagvattenreningen i ett biofilter med hjälp av MIKE+. Detta gjordes genom att först försöka modellera de hydrologiska förhållandena i ett biofilter från ett studieområde i Sundsvall och därefter koppla en vattenreningsmodell skapad i ECO Lab. Resultatet visade att det finns några märkbara skillnader mellan de parametrar som påverkar det hydrologiska flödet i biofilter i verkligheten och vad som för närvarande är möjligt att modellera i MIKE+. Det visades att Soakaway-noden som används för att modellera biofilter behöver utvecklas för att kunna modellera de hydrologiska förhållandena på ett korrekt sätt. De främsta förbättringar som krävs är att flödesdämpningen bör ske inom Soakaway-noden snarare än innan eller efter och att denna flödesdämpning bör baseras på filtrets markegenskaper. Retentionsvolymen behöver dessutom integreras i noden och en varierande exfiltrationshastighet tros krävas för att kunna ta hänsyn till hur evapotranspiration varierar över tid. Den hydrologiska modellen sågs ha stor inverkan på vattenreningsmodellen och vissa begränsningar kunde visas hos programmet och den använda modellen. När det gäller ECO Lab kan programmet för närvarande inte ta hänsyn till processer mellan event när biofiltret är tomt. Dessa processer kan dock ha stor betydelse för vissa föroreningar. Programmet förutsätter också ett tidsberoende trots att forskning visat att en kort uppehållstid kan vara tillräcklig för att uppnå god reningseffekt. Modellen som används är en mycket enkel konceptuell modell med få parametrar så vidare forskning rekommenderas med syfte att skapa korrektionsfaktorer för att bättre ta hänsyn till de viktigaste reningsfaktorer och undvika platsspecifik kalibrering. Kalibreringen bör även ske under en längre tidsperiod för att ta hänsyn till variationerna i dagvatten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-303905 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Bouju, Cecile |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 21547 |
Page generated in 0.0029 seconds