The Wet Weather Partnership Louisville, KY May 18, 2016

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Noëlle Pinard
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1 The Wet Weather Partnership Louisville, KY May 18, 2016 Innovative Solution for Urban Flood Mitigation: Planning, Monitoring, Control and Forecasting Diana Tao, Eng. M.Eng., Tetra Tech

2 Outline Background Lorette River Basin Stormwater Drainage Plan Real Time Control Solution Decision Support Tool Conclusion

3 Background Lorette River Basin Downstream Urban sector Flooring occurrence

4 Impact of Climate Change Increase in the frequencies of extreme events Hurricanes France, Katrina, Rita Increase in flash floods Increase in winter flood runoff Ice dynamics Rainfall Poor drainage

5 Rainfall Statistics DATE Total Rainfall (mm) Duration Intensity (mm / h) Comments Dec 11-12, ,4 mm 24 h 1,9 Winter flood runoff Oct 9-10, ,5 mm 24 h 3,1 Hurricane France Aug 30-31, ,4 mm 24 h 3,9 Hurricane Katrina Sept 25-26, ,1 mm 24 h 4,9 Hurricane Rita Oct 15, mm 24 h 3,0 Hurricane Vince Hurricane Rita More 100 yr return rainfall New IDF curve developed in 2007

urbanized sector less than 5 years Identification

6 Lorette River Basin Stormwater Drainage Plan Diagnostic of level of service of downstream urbanized sector less than 5 years Identification of hydraulic limitations and control opportunities Bridges Jams

7 Drainage Plan Solutions New Level of Service 100 yrs (85 m 3 /s) Construction of 2 permanent retention basins Friches: m 3 (26MG), operational 2012 Mont-Châtel: m 3 (26MG), operational 2015 Des Friches Mont- Châtel

8 Removal of Accumulated Sediments

9 Removal of Hydraulic Restrictions and Bank Stabilization

10 Demolition of Méandres Bridge

11 Shoring Enhancement

12 Real Time Control Solution Installation of monitoring instrumentations along the Lorette River and tributaries (water level and flow meters) Retention basins and dam regulation control Real time decision support system Real time system monitoring and visulization Precipitation and flow forecasting

13 Real Time Control Solution

14 Real Time Control Solution

15 Real Time Control Solution

Des Friches Basin Control Vanne VM-041 H = 1 510 mm L = 1 800 mm Radier = 72 899mm Vanne VM-042 H = 1 800 mm L = 2

interception Ruisseau Des Friches Trop-plein d urgence Vers rivière Lorette Chambre de sortie Vanne VM-044 H = 917 mm

16 Des Friches Basin Control Vanne VM-041 H = mm L = mm Radier = mm Vanne VM-042 H = mm L = mm Radier = mm Vanne VM-043 H = mm L = mm Radier = mm Ruisseau Ste-Geneviève Barrage d interception Ruisseau Des Friches Trop-plein d urgence Vers rivière Lorette Chambre de sortie Vanne VM-044 H = 917 mm L = 900 mm Radier = mm Déversoir d entrée Ruisseau Des Friches Bassin de rétention Des Friches (SP10) ( m 3 )

Mont-Châtel Basin Control Digue de retenue des eaux : 70 000 mm

géo. Trop-pleins au-dessus des vannes : 69 100 mm Vanne VM042 /

Vanne VM043 / FV430 H = 1000 mm L = 600 mm Radier = 63 800mm

Barrage de rétention Digue de retenue des eaux : 70 000 mm

17 Mont-Châtel Basin Control Digue de retenue des eaux : mm Vanne VM041 / FV410 H = 1500 mm L = 1800 mm Radier = mm géo. Trop-pleins au-dessus des vannes : mm Vanne VM042 / FV420 H = 1800 mm L = 1800 mm Radier = mm géo. Vanne VM043 / FV430 H = 1000 mm L = 600 mm Radier = mm géo. Ruisseau Mont-Châtel Déversoir d entrée : mm Barrage de rétention Digue de retenue des eaux : mm Bassin de Rétention Mont-Châtel (SP20) Déversoir d urgence: mm Ruisseau Mont-Châtel

Regulation of Peak Flows 80 Débit en amont du pont Michel Fragasso,

Avec les bassins de rétention des Friches et Mont-Châtel Des Friches

12:00 2006-01-01 00:00 2006-01-01 12:00 2006-01-02 00:00 2006-01-02

18 Regulation of Peak Flows 80 Débit en amont du pont Michel Fragasso, SCS10ans24h-Climat Futur 70 Mont-Châtel Sans bassin de rétention Avec les bassins de rétention des Friches et Mont-Châtel Des Friches Débit (m³/s) Important to capture peak flow : : : : : : :00 Date Travel time 2 hrs Total: 3-5 hrs

19 Débit modéli sé Hauteur modélisée Extended local control based on real time monitoring H&H model provides 12H flow tendency Control Rules: Extended Local Control Environnement Canada Csoft Assainissement OUEST/EST Hydroweb - Serveur Csoft Rivière Lorette Activation of monitoring/supervision for downstream flow > 10 m 3 /s Control based on downstream flow between 20 and 25 m 3 /s Pilote Oracle Prévisions météo grille 625 km² Système de supervision (automation) 1 Serveur IHM Cimplicity (pluvio.gef) Automate (PLC) central GE RX7i redondant UTEDB Base de données archive pluviométrique (Oracle) Radar Env Can HW-ImportDonnées Pluie prév. Débit opt. Prév. 2 serveurs IHM Cimplicity (cuq_ctr) Prévisions météo calibrées grille 625 km² Données des stations pluviales (bassins, sites en rivière, 33 pluviomètres, consignes) Données prévisionnelles long terme (Météocode) - 10 heures de données WEB Répertoire Archives Sortie Serveur OPC pour automate P luie Volume rétention Volume hauteur mesurées Prévision Hauteur Débit réel Prévision débit Prévision pluie HW- ImportDonnées Image Radar HW-ImportDonnées Débit/Hauteur(réel/ prév.) Pluie prév. JMS Listener Base de données d archive (PostgreSQL PostG IS) 5 min. Pilote Csoft Csoft 4 - Acquisition et validation des données des capteurs - Module des stratégies (veille ou inondation) - Calcul des courbes de tarage (débit/hauteur) - Calcul et émission des consignes (local étendu) - Fusion des prévisions météo (météocodes et prévisions RADAR) - Actualisation des conditions de sols - Mode d opération - Actualisation des états des vannes - Module de détermination de l état du système Client OPC pour ODBC Débit, hauteur, Pluie Oracle Hydroweb PluvioWeb (Désuetsera remplacé) Gestionnaire d alarmes Hydroweb - Simulation «Runoff» - Simulation hydraulique - Résultats tendanciel Oracle Pilotage temps réel du modèle externe GIS REST GIS REST Courriel Environnements technologiques - Rivière Lorette Prévisions météo horizon 12 heures InfoWorks Hydroweb Client (Portail de l eau) Portail web GIS Utilisateur Instanciation des graphiques à la demande Graphiques Caméra web URL

20 Robust Control Rules Détermination du mode d opération Bris régulateur? oui non Local? non non Alarmes critiques? non Risque inondation? oui non Commande auto-débit? oui oui oui Consignes disponibles? non oui Variables valides? non oui Normal Niveau 1 Normal Niveau 2 Normal Niveau 3 Normal Niveau 4 Dégradé Niveau 7 Dégradé Niveau 8 Dégradé Niveau 9 Dégradé Niveau 10 Locale étendue veille Locale étendue régulation Auto-débit Manuel Consignes station centrale non disponibles Variables de régulation Invalides Alarmes critiques Bris du régulateur Fin

21 RT-DSS Dashboards SCADA HMI remote auto/manual override

22 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Environment Canada Weather Forecast

23 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Quebec City Calibration with rain gauges

24 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Real time update and viewing of monitoring data and camera AÉROPORT INTERNATIONAL

25 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Real time follow up of flood level with prediction Measured Forecast

26 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Automated alarm SMS/ notification Schematic view

27 RT-DSS Dashboards - HydroWeb Archived data, automated analysis and reporting

28 Real time control solution and decision support provides coordinated management at different levels: Civil Security Office Operation of Public Works Conclusion Service of Engineering and Environmental Departments Continue improvement of tools, post-event analysis provides better system knowledge, improvement of models and hydraulic conditions

29 QUESTIONS? Diana Tao, Tetra Tech

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