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Quantifying volume reduction and peak flow mitigation for three bioretention cells in clay soils in northeast Ohio

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作者
Ryan J. Winston,Jay D. Dorsey,William F. Hunt
出处
期刊:Science of The Total Environment [Elsevier BV]
卷期号:553: 83-95 被引量:128
标识
DOI:10.1016/j.scitotenv.2016.02.081
摘要

Green infrastructure aims to restore watershed hydrologic function by more closely mimicking pre-development groundwater recharge and evapotranspiration (ET). Bioretention has become a popular stormwater control due to its ability to reduce runoff volume through these pathways. Three bioretention cells constructed in low permeability soils in northeast Ohio were monitored for non-winter quantification of inflow, drainage, ET, and exfiltration. The inclusion of an internal water storage (IWS) zone allowed the three cells to reduce runoff by 59%, 42%, and 36% over the monitoring period, in spite of the tight underlying soils. The exfiltration rate and the IWS zone thickness were the primary determinants of volume reduction performance. Post-construction measured drawdown rates were higher than pre-construction soil vertical hydraulic conductivity tests in all cases, due to lateral exfiltration from the IWS zones and ET, which are not typically accounted for in pre-construction soil testing. The minimum rainfall depths required to produce outflow for the three cells were 5.5, 7.4, and 13.8mm. During events with 1-year design rainfall intensities, peak flow reduction varied from 24 to 96%, with the best mitigation during events where peak rainfall rate occurred before the centroid of the rainfall volume, when adequate bowl storage was available to limit overflow.
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