Nutrient processes and modeling in urban stormwater ponds and constructed wetlands

Abstract

Stormwater ponds, such as wet ponds and constructed wetlands, are widely used to manage stormwater runoff volume and water quality. Controlling nutrient levels in flows through stormwater ponds is of increasing concern, with many regions implementing loading limits for receiving waters. Nitrogen and phosphorus loading to stormwater ponds and wider catch basin sources are established. Dominant stormwater pond internal processes and prevalent nutrient forms are discussed. Relative impact of removal vectors and key factors such as temperature, dissolved oxygen, and seasonal impacts are reviewed. The direct and secondary impacts of design considerations such as macrophytes and floating treatment wetlands are discussed. Established design guideline performance standards and actual pond performance are compared. Modern approaches to modelling water quality changes within stormwater ponds are reviewed, within the context of improved pond design moving forward. This review paper intends to provide a broad overview of the nutrient processes in stormwater ponds and potential avenues for designers to improve future performance.

RÉSUME

Les bassins de retenue des eaux pluviales, comme des bassins de sédimentations et des marais artificiels, sont couramment utilisés pour diriger le volume d'écoulement des eaux de ruissellement et qualité d'eau. C'est une inquiétude montant de contrôller les niveaux d'éléments nutrifis dans les flux traversant les étangs d'eaux pluviales; plusiers régions mettre en pratique les limits de charge pour des eaux réceptrices. La charge de azote et phosphore aux bassins de retenue et sources de bassins collecteurs est établiée. Les procédures internes dominantes à bassins des eaux pluviales et les nutriments répandus sont discutés. L'impact de facteurs clés tels que température, oxygène dissous et les effets saisonniers sont analysés. Les impacts directs et secondaires de aspets de conception tels que les macrophytes et marécages de traitement flottant sont traités. Les normes de rendements établiées pour les directives de conception et la performance réelle des étangs sont comparées. Les approches modèrnes de la modélisation des changes du qualité d'eau dans les bassins de retenue sont éxaminés, dans le cadre du contexte de conception des bassins à l'avenir. Cet article de synthèse donnera un aperuçu général des processus nutriments dans les bassins de retenue et les avenues possibles pour les concepteurs à améliorer la performance future.

Keywords:

• Nutrients
• nitrogen
• phosphorus
• stormwater pond
• constructed wetland