Base de données sur la qualité des rejets urbains de temps de pluie : distribution de la pollution rejetée, dimensions des ouvrages d'interception - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1994

Base de données sur la qualité des rejets urbains de temps de pluie : distribution de la pollution rejetée, dimensions des ouvrages d'interception

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Agnès Saget
  • Function : Author

Abstract

The urban discharges during wet weather often lead to acute damages in receiving waters where they are discharged without treatment. Among French measurement campaigns, carried out since 1970 at the outlet of storm or combined sewers, 17 have been selected to be integrated into the database produced at CERGRENE with the financial support of the Water Agency "Seine-Normandy". The objectives of its exploitation are to characterize the pollution discharged during wet weather (evaluation of annual load, identification of the rainfall event characteristics which are best linked with event mean concentrations and mass loads per event, description of the most polluted events, load distribution during the events) and to provide information about the size of treatment works. First, we had to reconstruct the missing rainfall event characteristics (volumes, mean concentrations or mass load). For that, regression equations have been set up. The fitted results are not always of good quality, because of die small number of available data or because of the kind of events which are used. When they are not representatives of all the events of the campaign, the equation reliability is not ensured and their application is not possible for every kind of event. The annual loads could have been evaluated with the help of the previous reconstructions. The use of regression equations allowed confidence intervals to be set up around the values. These intervals are often very large, and the number of catchments is quite limited. Therefore, the only relationship which has a strong correlation is that between annual mass loads and catchment areas. Concerning the distribution of mass load during the events, the shape of the distribution varies greatly from one event to another, for a given catchment. On average, the pollution load in the first part of die flow is higher than that in the second part. Nevertheless, there is a large number of events during which the main fraction of pollution is discharged at the end of the flow. When catchments are compared, the pollution in the first flush (in 20% of the total volume) varies for combined sewers in some intervals which are the same as those for storm sewers. To treat the urban discharges during wet weather, décantation works (by storage or by on-stream treatment) proved to be efficient tools We have calculated the mass load intercepted by simulated works according to their sizes (respectively storage volume or treatment flow). The reconstructions used, lead to very large confidence intervals. The results depend on the return periods of the available rainfall events. As a first approximation, to intercept 80% of the mass load discharged during about one year, we need volumes about 100 mVactive ha and flows of about 101/s/active ha. To specify these figures, we should have lists of events over several years. Then, it would be possible according to the objective (for example to intercept the event whose return period is given or to intercept the pollution of a year of average rainfall) to recommend which size is the most efficient.
Les rejets urbains par temps de pluie entraînent des dégradations importantes dans les milieux récepteurs où ils sont rejetés sans traitement préalable. Parmi les campagnes de mesure françaises, effectuées depuis les années 70 à l'exutoire de bassins séparatifs ou unitaires, 17 d'entre elles ont été sélectionnées pour être intégrées dans la base de données constituée au CERGRENE avec l'aide financière de l'Agence de l'Eau Seine-Normandie. Son exploitation a pour objectifs de caractériser la pollution rejetée par temps de pluie (évaluation de masses annuellement rejetées, identification des caractéristiques des événements pluvieux les mieux reliées aux concentrations et aux masses par événement, description des événements les plus pollués, répartition de la masse en cours d'écoulement) et de fournir des éléments sur les dimensions des ouvrages de traitement. Il a fallu tout d'abord reconstituer les caractéristiques des événements pluvieux qui manquaient (volume écoulé, concentration moyenne ou masse produite). Pour cela, des équations de régression ont été établies site par site. Les ajustements obtenus ne sont pas tous de bonne qualité, à cause du nombre réduit de mesures disponibles ou du type des événements utilisés. Quand ils ne sont pas représentatifs de l'ensemble des événements de la campagne, la fiabilité des équations n'est pas assurée et leur domaine d'application ne contient pas tous les événements. Les masses annuelles ont pu être évaluées pour chaque site grâce aux reconstitutions précédentes. L'emploi des équations de régression a permis d'établir des intervalles de confiance autour des valeurs. Ces intervalles sont souvent très larges, et le nombre de sites est assez restreint. Par conséquent, la seule relation qui apparaît est celle qui est la plus évidente et qui existe entre les masses annuelles et les surfaces des sites. Concernant la répartition des masses de pollution en cours d'écoulement, leur forme est très variable d'un événement à un autre, sur un site donné. En moyenne, la pollution contenue dans la première partie de l'écoulement est légèrement supérieure à celle de la deuxième partie. Il y a néanmoins un nombre non négligeable d'événements pour lesquels la majeure partie de la masse de pollution est rejetée en fin d'écoulement. Lorsqu'on compare les sites, la pollution contenue dans les premiers flots (dans 20% de l'écoulement) varie sur les sites unitaires dans des intervalles qui sont les mêmes que sur les sites séparatifs. Pour traiter les rejets urbains de temps de pluie, des ouvrages de décantation (par stockage ou par traitement au fil de l'eau) sont reconnus être des outils efficaces. Nous avons calculé la masse interceptée par des ouvrages fictifs en faisant varier leurs dimensions (respectivement volume de stockage ou débit de traitement suivant le type d'ouvrage). Les reconstitutions utilisées conduisent à des intervalles de confiance très larges. Les résultats dépendent de la période de retour des événements pluvieux qui ont été utilisés. En première approximation, pour intercepter 80% de la masse produite sur une durée d'environ un an, il faut des volumes de l'ordre de 100 m3/ha act ou des débits de l'ordre de 10 1/s/ha act. Pour préciser ces chiffres, il faudrait disposer de longues séries d'événement de plusieurs années. Il serait alors possible en fonction de l'objectif (par exemple intercepter l'événement dont la période de retour est fixée ou intercepter la pollution rejetée pendant une année de pluviométrie moyenne) d'indiquer quelle dimension est la plus efficace.
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Dates and versions

pastel-00574026 , version 1 (07-03-2011)

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  • HAL Id : pastel-00574026 , version 1

Cite

Agnès Saget. Base de données sur la qualité des rejets urbains de temps de pluie : distribution de la pollution rejetée, dimensions des ouvrages d'interception. Hydrologie. Ecole nationale des ponts et chaussées - ENPC PARIS / MARNE LA VALLEE, 1994. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00574026⟩
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