Application of SWMM to the Flooding Problem in Truro, Nova Scotia

Abstract

The town of Truro, Nova Scotia, has a long history of flooding problems, partly due to its proximity to the Bay of Fundy and the extreme tidal variations that occur in the Bay. The nature and extent of the unsteadiness of the flow in the downstream reaches of the Salmon River, which flows through Truro, are lesser known. These aspects of the hydraulics are complicated by the fact that many of the complaints about water damage appear to be related to the storm sewer system, much of which is old, and none of which could be considered to actually manage stormwater. Yet, management of stormwater is indicated because the Salmon River is dyked along much of its lower reaches, with aboiteau present in some of these dykes. In this study, the nature of the unsteadiness in the dynamic waves moving through the river system and the relative importance of tidal effects were examined. The ability to model the river and the storm sewer system in a unified manner was considered very important, partly because of the aboiteau. The well-known U.S. EPA hydrologic/hydraulic model ’SWMM’ v.4.31 was selected for this purpose. It was of interest to see how difficult it would be to adapt SWMM to the hydraulic problems of Truro, even though SWMM is primarily used for designing/evaluating networks of closed circular conduits. A representative part of the town’s storm sewer system was incorporated into the model to provide an indication of the severity of flooding. Results were both interesting and favourable. It was found that the dynamic wave caused by a 20-year flood event and a 100-year tide reached upstream as far the Walker St. Bridge. This indicates that flood events result in a situation whereby a one-way aboiteau, designed to permit the exit of Truro’s stormwater, cannot do so during the passage of large translatory waves. In addition, preliminary outcomes of modelling Truro’s stormwater system suggest that some of the flooding is often caused not by an excess of water overtopping the dykes along the Salmon River, but by the inadequacy of the storm sewers and the lack of any real management of stormwater. Any future stormwater management plan should take into consideration the need for the translatory wave to first pass through the lower reaches of the Salmon River, and should incorporate a flood warning system. It is recommended that a flood-warning system be implemented for Truro and that SWMM be seriously considered as the platform for operating such a system. SWMM would likely be the best choice of operational model for such a warning system because it can handle the natural and artificial systems under one platform.

La ville de Truro, en Nouvelle-Écosse, connaît depuis fort longtemps des problèmes d’inondation, en partie à cause de sa proximité à la baie de Fundy et des variations de la marée extrêmes qui se produisent dans la baie. La nature et l’ampleur de l’instabilité des débits dans les passages en aval de la Rivière Saumon, qui traversent Truro, sont moins connues. Ces aspects de l’hydraulique sont compliqués par le fait que bon nombre des plaintes formulées à propos des dégâts causés par l’eau semblent se rapporter au réseau d’égouts pluvial, en grande partie très vieux, et dont on ne pourrait pas considérer qu’il gère vraiment les eaux pluviales. Pourtant, la gestion des eaux pluviales est indiquée car la Rivière Saumon comporte des digues le long de la majeure partie de ses biefs inférieurs, avec un aboiteau dans certaines de ces digues. Dans la présente étude, on s’est penché sur la nature de cette instabilité dans les vagues dynamiques qui se déplacent à travers ce réseau fluvial et sur l’importance relative des effets des marées. La capacité de modéliser la rivière et le réseau d’égouts pluvial d’une manière unifiée a été jugée très importante, en partie à cause de l’aboiteau. Le très fameux modèle de simulation hydrologique et hydraulique US EPA - OESWMM1 v. 4.31 a été retenu pour les besoins de l’étude. Il était intéressant d’observer combien il serait difficile d’adapter le modèle de gestion des eaux pluviales (SWMM) aux problèmes hydrauliques de Truro, même si le "SWMM" sert principalement à concevoir ou à évaluer les réseaux de conduits circulaires fermés. Une partie représentative du réseau d’égouts pluvial de la ville a été intégrée au modèle pour fournir une indication de l’ampleur de l’inondation. Les résultats ont été à la fois intéressants et favorables. On a constaté que la vague dynamique causée par une crue à récurrence de 20 ans et une marée à récurrence de 100 ans atteignait aussi loin en amont que le Walker St. Bridge. Cela indique que les inondations entraînent une situation où un aboiteau unidirectionnel, conçu pour laisser s’échapper les eaux pluviales de Truro, n’arrive pas à le faire au moment du passage de grandes vagues de translation. De plus, les résultats préliminaires de la modélisation du réseau d’égouts pluvial de Truro indiquent qu’une certaine partie de l’inondation est souvent causée non pas par l’excès d’eau qui déborde des digues le long de la Rivière Saumon, mais par l’inefficacité des égouts pluviaux et le manque de véritable gestion des eaux pluviales. Tout plan futur de gestion des eaux pluviales doit tenir compte du fait que la vague de translation doit d’abord traverser les biefs inférieurs de la Rivière Saumon, et doit également comprendre un système d’avertissement de crue. Il est recommandé que le système d’avertissement soit adopté à Truro et que le modèle SWMM soit envisagé sérieusement à la plate-forme pour le fonctionnement d’un tel système. Le modèle SWMM serait probablement le meilleur choix de modèle d’exploitation pour un tel système d’avertissement car il peut gérer les systèmes naturels et artificiels sous une même plate-forme.