Under en typisk kanadensisk vinter, snöansamling och smältning - i kombination med plötsliga nederbörd - kan leda till flaskhalsar i stormavlopp som kan orsaka översvämningar.

Med det i åtanke, forskare vid UBC:s campus Okanagan har undersökt urbana system för dagvattenavlopp, och de har också oro över motståndskraften hos många urbana dräneringssystem.

En nyligen publicerad uppsats från Engineering School säger att befintliga konstruktionsmetoder för urbana dräneringssystem inte går tillräckligt långt för att klara eventuella katastrofala stormar eller till och med oförutsägbara misslyckanden under en måttlig storm.

"Som ingenjörer, vi kör simuleringar av möjliga katastrofala händelser, och nuvarande system går ofta inte bra, "säger doktoranden Saeed Mohammadiun." Vi ser källor till överbelastning som strukturella misslyckanden, kraftiga nederbörd eller abrupt snösmältning som stressar dessa system. "

Lägg till någon extrem situation inklusive snabb snösmältning eller kraftig och plötslig nederbörd, och Mohammadiun säger att många system inte är byggda för att hantera dessa värsta scenarier. Mohammadiun har genomfört flera fallstudier av dräneringssystem i stora tätorter runt om i världen. Han har bestämt att många nuvarande urbana standarder som är utformade för ett 10 till 50 eller till och med 100-årigt stormscenario inte uppfyller de ökande kraven på klimatförändringar såväl som inneboende misslyckande risk för nätverkselement.

"Konventionell, tillförlitlighetsbaserade konstruktionsmetoder ger endast acceptabel prestanda under förväntade belastningsförhållanden, "säger han." Beroende på system, om något går sönder eller det finns en blockering, det kan resultera i ett misslyckande och eventuell översvämning. "

Enligt Mohammadiun, systemets motståndskraft beror inte bara på den belastning det kan hantera, men också på dess design och konstruktion. Många tar inte hänsyn till effekterna av klimatförändringar eller oväntade väderförhållanden.

För att upprätta ett effektivt fjädrande system, Mohammadiun säger att det är viktigt att överväga olika källor till osäkerhet, såsom regnegenskaper, tunga snöfall följt av en snabb smältning och olika möjliga funktionsfel tillsammans med budgetbegränsningar, han säger.

"Att bygga eller förbättra motståndskraften i avloppssystem för urbana dagvatten är avgörande för att säkerställa att dessa system skyddas mot fel så mycket som möjligt, eller de kan snabbt återhämta sig från ett potentiellt fel, "tillägger han." Denna fjädrande kapacitet kommer att ge urbana dräneringssystem önskad anpassningsbarhet till ett brett spektrum av oväntade fel under deras livslängd. "

Forskningen pekar på flera åtgärder som kommunerna proaktivt kan ta itu med. Kommuner kan bygga förbikopplingslinjer och tillämpa en lämplig kombination av avlastningstunnlar, lagringsenheter, och andra distribuerade hydrauliska strukturer för att öka dräneringssystemets kapacitet på ett fjädrande sätt.

Med de senaste kraftiga snöfallet i Kanada, Mohammadiun säger att silverfodret när det gäller dränering är att det tar snö tid att smälta medan kraftig nederbörd sätter en omedelbar stress på dessa system. Men ur ingenjörssynpunkt, det är nödvändigt att överväga både akuta och kroniska tillstånd.

Inte förvånandsvärt, forskningen visar att urbana dränerings- och dagvattensystem som är byggda eller modifierade för att vara mer motståndskraftiga, kommer att hantera extrema väderhändelser mer effektivt och effektivt än konventionella konstruktioner.