Modelling residual salt - NordFoU-MORS

Transkript

1 Modelling residual salt - NordFoU-MORS Michel M. Eram (Projektleder) Vejdirektoratet - me5@vd.dk Göran Blomqvist (Forsker) VTI / Trafikverket - goran.blomqvist@vti.se Kai Rune Lysbakken (Forsker) Statens Vegvesen - kai-rune.lysbakken@vegvesen.no Skuli Thordarson (Forsker) Vegsyn / Vegagerdin - skuli@vegsyn.is

2 Formålet med vintertjenesten er at sikre trafikflow og trafiksikkerhed, hvor miljø- og økonomiske forhold tages i betragtning Kan vi optimere vintertjenesten ved at introducere modeller der giver mulighed for bedre beslutningsgrundlag for saltninger?

3 Agenda Hvor meget er det årlige forbrug af vejsalt i de nordiske lande? Hvad er konsekvensen af et stort saltforbrug? Hvad gør de enkelte lande for at reducere mængden? Hvordan bidrager MORS-projektet med reducering af saltforbruget? Hvordan griber vi problemstillingen an? Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?

4 Årlig saltforbrug i de nordiske lande I sæson 2010/11 er der brugt over vejsalt på de nordiske statsveje Tons/sæson Finland Sverige Danmark Norge Færøerne Island 2003/ / / / / / / /

5 Pressebevågenheden Vi skal beskytte miljøet

6 Pressebevågenheden Vi skal også sikre, at vi ikke salter for lidt eller for sent

7 Miljømyndigheders handlinger Store mængder af salt ender i rabatten Op til 30% ender i rabatten Salt i jord beskadiger mest Salt Stop næppe realistisk Planter, mindst 2m fra vejen Planter langs vejene skal beskyttes med salt beskyttelse Korrelationer mellem store trafikmængder og salt skader Vejen tværsnit påvirke saltbelastning 10-50% ender i rabatten (med vej afløb) % ender i rabatten (uden for vej afløb) Vakuum salt er årsag til forøget kloridkoncentrationen i grundvandet

8 Forskellige tiltag for at kontrollere saltforbruget

9

10 Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøg er besparelserne svære at få øje på... Hvordan bidrager MORS-projektet med reducering af saltforbruget? Hvordan griber vi problemstillingen an? Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?

11 Baggrund for MORS-Projektet De nordiske vejmyndigheder går sammen om at finde en restsaltmodel Vej-og trafikmyndighederne i de nordiske lande ønsker at reducere saltforbruget til vintervedligeholdelse, dog under forudsætning af, ikke at forringe trafiksikkerheden og fremkommelighed. En restsaltmodel kan hjælpe vejmyndighederne med at optimere saltforbruget og beslutningsgrundlaget samt reducere antal udkald og dermed aflaste miljøet og reducere omkostningerne. Modelling residual salt MORS er initieret som et fælles nordisk forskningsprojekt bestående af forskere fra VTI, Statens Vegvesen, Vegsyn/Vegagerdin og Vejdirektoratet.

12 Et behov for at minimere saltforbruget Model for bestemmelse af restsaltmængde Der er flere årsager til at vi har behov for at minimere saltforbruget Miljø - Beplantning langs veje - Saltning af grundvandet Korrosion - Køretøjer - Konstruktioner Omkostningseffektivitet - Færre udkald - Mindre saltforbrug - Mindre slidtage af saltspredere mv.

13 Projektgruppen præsentere problemstillingen i pressen Markedsføring

14 Processer og faktorer, der påvirker nedbrydning af saltet fra vejoverfladen bliver undersøgt Udstyrets egenskaber og datakvalitet vurderes 1. Hvordan kan vi måle den mængde salt som endnu ikke er opløst på vejen? 2. Hvad er grænsen for den mængde vand som enkelte sensortyper skal have for at måle valide saltmængder? 3. Hvad er den samlede usikkerhed af vejsensorernes beregnede værdier? 4. Vejoverfladens påvirkning på nedbrydning af restsalt? 5. Hvilken påvirkning har trafikken på nedbrydning af restsalt? 6. Hvilken påvirkning har trafikken på omfordeling af salt (spredebillede)? 7. Meteorologiske faktorer såsom vind og nedbør vil blive gransket med hensyn til deres påvirkning på spredebillede og nedbrydning?

15 Data analyseres Data fra 1. forsøgsperiode i uge

16 Der skal tilstrækkelig vand tilstede for at måle rigtig mængde af restsalt Mængde og registeret tidspunkt varierer afhængig af udstyr

17 Forsøgene besvarer saltes placering og nedbrydning Projektgruppen finder sammenhæng mellem forskellige målemetoder Her udsættes Vaisala sensor 1 og 2 for saltvand (næsten 10%). Mængden sammenlignes ved vejning af begge petriskålene og Wet Dust Sampler. Opfølgning af saltmængde med petriskåle viser den ulige fordeling 17. jan. (grøn kurve), mere jævn mængden af salt, 18. og 19. jan. (blå og orange kurve), og forskellen i spredebredde resulterede i en smallere spredning.

18 Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøge er besparelserne svære at få øje på... Modellen bidrager til optimering af saltforbrug og beslutningsgrundlag ved udkalds. Miljøet kan dermed aflastes og økonomien kan reduceres Seneste viden, teknologi og dedikerede medarbejdere fra norden er taget til brug for at løse problemet Hvilke resultater kan man forvente? Hvad er fremtidsperspektiver for de opnåede resultater?

19 Foreløbige resultater En/flere modeller som beskriver saltets nedbrydning i takt med trafikmængde for forskellige vejklasser Sensorer Sobo 20 Lysbakken- Norge

20 Model for restsaltmængde En model som kan anvendes i de eksisterende systemer Restsalt for en strækning

21 g/m

22 Fremtidige perspektiver Restsaltmodellen Modellen kan give anledning til ændring i nuværende praksis Resultatet fra projektet skal bruges i kombination med nye/eksisterende viden Kemiske egenskaber Trafikkens påvirkning på optøning af is GPS-styret spredning Standardisering af saltspredere Strækningsvejr NaCl Vakuum, hav og stensalt Smelteeffekt (g tømiddel/ mm is) Smelteeffekt (min./ g tømiddel/ mm is) Temperatur C g min C Frysepunktstemperatur Kemiske egenskaber Værdi Eutektisk opløsning % Eutektisk temperatur C Massefylde g/cm3 Viskositet ved 0 C µpa s Overfladespænding J/m 2-10 Opløselighed g/100 ml vand (0 C) Smelteeffekt: for temperatur *, mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is Smelteeffekt: for temperatur *, antallet af minutter for den mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is Frysepunktstemperaturen opnået ved mængde af salt (gram) for at smelte 1 mm is

23 Nordiske lande bruger gennemsnitlig ca tons/sæson Størstedelen af saltet ender i rabatten og skader planterne og grundvand Trods mange forsøge er besparelserne svære at få øje på... Modellen bidrager til optimering af saltforbrug og beslutningsgrundlag ved udkalds. Miljøet kan dermed aflastes og økonomien kan reduceres Seneste viden, teknologi og dedikere medarbejdere fra norden er taget til brug for at løse problemet Modellen tilrettelægges så det kan anvendes på både kommuneveje og statsveje En implementeringsguide udarbejdes mhp. anvendelse af modellen i eksisterende systemer Vi har snart viden til at se udkaldssituationer som en helhedsorienteret proces

24 Tidsplan og økonomi De nordiske lande herunder Sverige, Norge, Island og Danmark har indgået en aftale om at samfinansiere restsaltprojektet over de næste 3 år Quarter: Months from start: WP 1 Projektsamordning Task 1.1 Etablera projektgruppen Task 1.2 Detaljerad projektplan L1.1 Task 1.3 Avstämningsmöte x x x x x x WP 2 Modellformulering Task 2.1 Sammanställa nuvarande modellansatser Task 2.2 Vidareutveckla restsaltmodellen Task 2.3 Testa modellen under semi-operativa förhållanden Leverans 2.1 Operationell restsaltmodell L2.1 WP 3 Utvärdering av sensorer och mätmetoder Task 3.1 Utvärdera sensorer och mätmetoder WP 4 Nya samband Task 4.1 Väglagets inverkan Task 4.2 Trafikens inverkan Task 4.3 Påvirken av ulike spredemetoder Task 4.4 Saltets omfördelning påvägytan Task 4.5 Plogningseffekt Task 4.6 Beläggningsegenskapernas inverkan Task 4.7 Vindens inverkan WP 5 Fältinsamling Task 5.1 Datainsamling i fält från automatiserade sensorer Task 5.2 Datainsamling i fält från manuella mätningar Samlede budget i incl. tillæg til rejser mv WP 1 Projektsamordning WP 2 Modellformulering WP 3 Utvärdering av sensorer och mätmetoder WP 4 Nya samband WP 5 Fältinsamling WP 6 Kunskapsspridning och implementering *Ekstern udgifter (WP5) **Kvartalvis rejseomkostninger ***Øvrige omkostninger Sum/år i : Sum i alt i : *Udgifter i forbindelse med kemiske analyser og feltmålinger **Projektgruppen samles engang pr kvartal for et statusmøde. Rejseomkostninger pr. deltager er estimeret til dkr. svarende til 534 ***Forbrugsmaterialer, leje af feltudstyr og målekøretøjer, publikationsomkostninger, software licenser Samlede budget i fordelt mellem de nordiske lande* Sverige Norge Danmark Sum/år i : Sum i alt i : WP 6 Kunskapsspridning och implementering Task 6.1 Populärvetenskaplig spridning Task 6.2 Vetenskaplig publicering Task 6.3 Work shop Task 6.4 Implementeringsguide och uppföljningsstrategi L6.1