Appendix 1: Langtidssimulering i Mike Urban

Transkript

1 En introduktion til LTS-beregninger Udarbejdet i forbindelse med afgangsprojektet Regnvandshåndtering i Kjellerup Anne Mikkelsen, Rikke Svenningsen, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet

2 Titelblad Titel: Kursus: Projektperiode: Deltagere: Vejleder: Regnvandshåndtering i Kjellerup BT7BAC F15 Kristian Vestergaard Sideantal: 67 Bilag: 13 Appendix: 1 Digitale filer: 1 USB-stik Dato: Afleveringssted: Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet Anne Mikkelsen, Rikke Svenningsen, 11255

3 FORORD Nærværende Appendix er en del af afgangsprojektet Regnvandshåndtering i Kjellerup, og behandler den bagvedliggende teori for langtidssimuleringer. Appendixet er tiltænkt at være en generel introduktion til LTS-beregninger. Oplysninger i dette appendix bygger på Mike Urban manualen Collection Systems, grundigt arbejde og talrige afprøvninger i programmet samt vejledning fra ansatte ved Envi- Dan A/S og Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet.

4 Regnvandshåndtering i Kjellerup Indholdsfortegnelse 1 Introduktion til langtidssimulering Opsætningsparametre Initial Conditions Job List Criteria Sammensætning af start- og stopkriterier Run Time Stop Criteria Run Time Stop Criteria Matrix Statistical Result Files Statistics Specification Global Statistics Specification Links Statistics Specification Nodes Simuleringshastighed og filstørrelser Simuleringsperiode Filstørrelser Forslag til parameterudvælgelse bassiner Bassinoverløb Udledning- og overløbsvoluminer Gennemgang af simuleringsopsætning Side 1 af 29

5 Regnvandshåndtering i Kjellerup 1 INTRODUKTION TIL LANGTIDSSIMULERING Med en langtidssimulering herefter benævnt LTS er det muligt at besvare statistiske spørgsmål såsom hvor ofte en oversvømmelse finder sted, hvor ofte et overløbsbygværk er i funktion og hvor stor en årlig vandmængde, der udledes gennem udløb og overløb. LTS-beregningen foretages på baggrund af en historisk regnserie indeholdende alle regndata for en lang årrække. Før LTS-beregningen igangsættes, opsættes en såkaldt jobliste, hvor de regnhændelser, der skal medtages i beregningerne, udvælges. Det er således vigtigt at udvælge de rigtige regne med henblik på at finde svar på de spørgsmål, der ønskes undersøgt. Udvælgelsen af regnhændelser sker også på grund af det faktum, at perioder med højt flow i afløbssystemet normalt forekommer under perioder med regn. Således er det kun interessant at foretage hydrauliske beregninger i perioder med regn og umiddelbart derefter. På den måde kan langt størstedelen af perioden med historiske regne udelades, da der i disse perioder slet ikke falder regn. Dermed undersøges en serie af usammenhængende hændelser, som er udvalgt af den sammenhængende totale periode, som den historiske regnserie dækker over. Side 2 af 29

6 Regnvandshåndtering i Kjellerup 2 OPSÆTNINGSPARAMETRE Nærværende afsnit forklarer betydningen af de parametre, der anvendes til at opsætte LTS-simuleringen. 2.1 INITIAL CONDITIONS Startforudsætningen for systemets indhold af vand defineres som initial conditions. Det er muligt at vælge empty system, hvor systemet tømmes for vand, hver gang simuleringen afbrydes. Alternativt kan systemet indeholde en forudbestemt vandmængde, inden simuleringen af et nyt job igangsættes, ved hjælp af en såkaldt hotstart. Figur 2.1: Initial Conditions dialog boks Vælges simuleringen foretaget på baggrund af et tomt system, hver gang et nyt job simuleres, skal yderligere valg ikke foretages. Vælges simuleringen foretaget på baggrund af et system indeholdende en hvis vandmængde, skal en såkaldt hotstart-fil tilknyttes. Hotstart-filen er en PRF-fil dannet udfra en netværks-simulering med en CDS-regn på den pågældende model. Til hotstart-filen skal angives en dato, hvor værdierne i systemet svarer til de ønskede startværdier under langtidssimuleringen. Der skal ikke angives et specifikt tidspunkt på den angivne dato, da simuleringen vil tage højde for daglige variationer dette er relevant, hvis der er tale om et fællessystem. Startværdierne i systemet vil således svare til de værdier, der er gældende den angivne dato i det tidsrum, hvor regnhændelsen forekommer. Den anvendte hotstart-fil skal derfor være dannet på baggrund af en netværkssimulering varende mindst 24 timer. Derudover skal der defineres et tilstrømnings-interval i m 3 /s, hvori vandniveauet i hotstartfilen i det angivne tidsrum er gældende. Det vil altså sige, at vandniveauet i hotstartfilen kan udelades fra beregningen, hvis tilstrømningen er enten lavere eller højere end det angivne interval. Er vandniveauet gældende under alle tilstrømningsstørrelser, kan intervallet angives som værende fra henholdsvis den laveste til den højeste intensitet i den anvendte regnserie. Side 3 af 29

7 Regnvandshåndtering i Kjellerup Hot-start kan eksempelvis anvendes til at sikre, at eventuelle lunker i systemet er fyldt med vand, inden simuleringen startes, således at der opnås et mere retvisende billede af den reelle kapacitet i systemet. 2.2 JOB LIST CRITERIA Joblisten består af en række jobs, hvor ét job dækker en periode indeholdende én eller flere regnhændelser. På baggrund af joblisten foretages den egentlige langtidssimulering. Joblisten genereres på baggrund af start time og stop time kriterier. Det er muligt at definere flere jobliste-kriterier baseret på forskellige kriterier til regnudvælgelsen. Både start- og stop kriteriet angives som sammenhængende værdier af tilstrømningsmængder (m 3 /s) til systemet og varigheden (minutter) af disse. Figur 2.2: Job list criteria dialog boks Tilstrømningsmængden til systemet indeholder både vandmængden forårsaget af den påsatte regn samt eventuelle yderligere tilstrømninger tilknyttet oplande i form af naturlige afstrømninger eller PE-belastninger. Start kriteriet beskriver, hvilken sammenhæng tilstrømningsmængde og varighed skal have, for at pågældende tilstrømning medtages i joblisten. Er flere forskellige startkriterier opsat, skal tilstrømningen blot opfylde ét af kriterierne for at blive medtaget i joblisten. Jo lavere tilstrømning, der sættes sammen med en lav varighed, jo flere regnhændelser vil blive medtaget. Stop kriteriet beskriver, hvornår tilstrømningen til systemet er så lav i en angivet varighed, at hændelsen kan antages stoppet. Jo kortere varighed tilknyttet stopkriteriet, jo kortere vil de generede jobs blive. Det skal bemærkes, at der altid kun opsættes ét stopkriterium uafhængig af antallet af startkriterier. Joblisten kan som udgangspunkt opsættes ud fra to principper. Enten kan joblisten opsættes således, at denne indeholder mange korte jobs, hvor hvert job kun indeholder én Side 4 af 29

8 Regnvandshåndtering i Kjellerup eller få regne, eller også kan joblisten opsættes med færre længerevarende jobs, hvor hvert job indeholder flere regnhændelser. Det, der adskiller de to principper, er varigheden af stopkriteriet. I sidstnævnte princip vil der allerede i joblisten være taget højde for koblede hændelser, mens det i førstnævnte princip er nødvendigt at anvende et såkaldt run-time stop kriterium til at koble regnhændelser. Dette er nærmere beskrevet i nedenstående Afsnit 2.3. Det skal bemærkes, at systemet tømmes for vand, inden et nyt job igangsættes, med mindre der er opsat et run-time stop kriterium, der forlænger simuleringen helt frem til næste job påbegyndes. Med start- og stopkriterierne er det således muligt specifikt at udvælge de regne, der skal medtages i joblisten og fravælge regne, der ikke er interessante. Det bør derfor nøje overvejes, hvilke kriterier regnudvælgelsen skal baseres på for at tilpasse joblisten til den pågældende opgavetype. På baggrund af ovenstående generes altså en jobliste, hvor regnhændelser, der opfylder kriterierne, udvælges, og der dannes en MJL-fil, som anvendes i simuleringen. Såfremt run-time stop kriterier ikke defineres som beskrevet i Afsnit 2.3 vil simuleringen blot foretages for de tidsrum, jobsene i joblisten dækker. Betydningen af sammensætning af start- og stopkriterier er eksemplificeret i nedenstående Afsnit SAMMENSÆTNING AF START- OG STOPKRITERIER Fastlæggelse af tilstrømning til systemet Som beskrevet i nedenstående Afsnit 4 er det nødvendigt at tilknytte en CRF-fil (run-off), inden jobliste genereringen kan igangsættes. Dette skyldes, at joblisten baseres på tilstrømningsmængden til systemet på et givent tidspunkt og ikke på den målte nedbør på samme tidspunkt. CRF-filen bygger naturligvis på den målte nedbør, men tager derudover også højde for parametre som oplandsstørrelse, befæstelsesgrader, initialtab hydrologisk reduktionsfaktor, overflademodel, afstrømningstid og eventuelle ekstra tilstrømninger indsat i modellen. Der vil således være en hvis forskydning i nedbørsdata og den tilstrømning, der sker til systemet forårsaget af ovenstående oplandsparametre. Dette er illustreret på nedenstående Figur 2.3. Side 5 af 29

9 Regnvandshåndtering i Kjellerup Tilstrømning [m3/s] 0,25 0,2 Regnintensitet [μm/s] Tilstrømning (run-off) 25 Regnintensitet 20 0, ,1 10 0, Minutter Figur 2.3: Forskydning mellem tilstrømning og regndata Da modellens opbygning og den anvendte regnserie således definerer CRF-filen, er det ikke muligt at fastlægge en universel sammensætning af start- og stopkriterier. Det er i det følgende forsøgt at give en forståelse for sammensætningen af start- og stopkriterier med udgangspunkt i nedbørsdata fra år 2011 i Silkeborg Regnserien samt en simpel Mike-model indeholdende ét opland på 1 hektar, tre rør, ét bassin på 568 m 3 og ét udløb med en regulering på 5 l/s. Systemet er vist på nedenstående Figur Figur 2.4: Model anvendt i eksempler Joblistegenerering afhængig af start- og stopkriterier I det følgende er betydningen af sammensætningen af start- og stopkriterier og tilstrømningsværdierne fra CRF-filen for jobliste-genereringen beskrevet. Alle viste eksempler er data fra i tidsrummet til Der er i alt fem regnhændelser i tidsrummet, som herefter er benævnt A, B, C, D og E. Den mindste afstrømningsværdi den er 0,00022 m 3 /s, mens den højeste er 0,8731 m 3 /s. Såfremt alle regnhændelser i en periode ønskes medtaget i joblisten i hver sit job med en længde svarende til den reelle længde af afstrømningen, skal der opsættes et startkriterium svarende til den laveste afstrømningsværdi i ét minut, mens stopkriteriet som minimum skal sættes lige under den laveste afstrømningsværdi ligeledes med en varig- Side 6 af 29

10 Regnvandshåndtering i Kjellerup hed på ét minut. Alle regnhændelser vil således medtages, hvis startkriteriet i dette eksempel sættes til 0,00022 m 3 og stopkriteriet 0,00021 m 3 /s begge med en varighed på 1 minut. Dette er illustreret på Figur 2.5 på efterfølgende side. Side 7 af 29

11 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 8 af 29

12 Regnvandshåndtering i Kjellerup Det er rig mulighed for at variere sammensætningen af start- og stopkriterier afhængig af hvilke hændelser, der ønskes indbefattet af joblisten. Figur 2.6 på efterfølgende side illustrerer en situation, hvor start- og stopkriterierne er opsat således, at regnhændelse E ikke medtages i joblisten. Dette er gjort ved at sætte startkriteriet til 0,00023 m 3 /s, hvilket er højere end den højeste intensitet i regnhændelsen. Dermed udvælges regnen ikke. Det er ikke muligt at splitte en samlet regnhændelse i to jobs, da startkriteriet udvælger hele regnen også selvom en periode i løbet af regnhændelsen ikke opfylder startkriteriet. Dette er illustreret på Figur 2.7 på side 11, hvor det ses, at hele regnhændelsen indgår i samme job på trods af, at den midterste del ligger under stopkriteriet på 0,0020 m 3 /s, hvormed jobbet burde være afbrudt. Dette sker dog ikke, da der efterfølgende igen er en intensitet, der opfylder startkriteriet, og dermed medtages hele regnhændelsen bagudrettet. Det er dog muligt at afkorte en regnhændelse ved hjælp af stopkriteriet såfremt sidste del af hændelsen ligger under det opsatte stopkriterium. Dette ses på Figur 2.8 på side 12. En regn kan således afkortes, hvis den er intens i starten, men hvis regnen først er intens til sidst i hændelsen, vil hele regnen komme med, og regnen kan dermed ikke afkortes. Opfylder en regn ikke startkriteriet gennem hele regnhændelsen, udtages denne hændelse ikke til joblisten. Dette ses på Figur 2.9 på side 13. Side 9 af 29

13 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 10 af 29

14 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 11 af 29

15 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 12 af 29

16 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 13 af 29

17 Regnvandshåndtering i Kjellerup Det er også muligt at variere joblisten afhængig af regnhændelsernes varighed. Regn B har en afstrømningsperiode på 8 minutter, hvoraf 6 sammenhængende minutter overstiger en afstrømningsværdi på 0,01 m 3 /s. Regn C har en total afstrømningsperiode på 40 minutter, hvoraf 9 sammenhængende minutter overstiger en afstrømningsværdi på 0,01 m 3 /s. Opsættes et startkriteriet med en afstrømningsværdi på 0,01 m 3 /s og en varighed på eksempelvis 7 minutter altså over varigheden af regn B vil kun regn C blive medtaget i joblisten. Dette er vist på Figur 2.10 på side 15. Det bemærkes i øvrigt, at også regn A overholder de opsatte startkriterier og er derfor medtaget. Stopkriteriet kan anvendes til at koble hændelser, således at flere regne samles i samme job. Dette er vist på Figur 2.11 på side 16, hvor stopkriteriet er sat til 0,00021 m 3 /s i 100 minutter. Startkriteriet er sat svarende til den laveste afstrømning i perioden. Af figuren ses det, at regn A og B er koblet og indgår i samme job, da der kun er 61 minutter mellem disse to regne. Dermed er stopkriteriet ikke opfyldt, og hændelsen er ikke blevet afbrudt, inden næste regn er startet. Regn C og D er også koblet, da der mellem disse hændelser er 54 minutter. Der er hverken sket en kobling mellem Regn B og C eller Regn D og E, da der her er henholdsvis 111 minutter og 177 minutter mellem disse regne. Jobbet indeholdende regn A og B afsluttes 100 minutter efter regn B afsluttes. Det samme er gældende for jobbet indeholdende regn C og D. Start- og stopkriterierne kan således varieres og sammensættes på mange måder, og det er derfor nødvendig at overveje opsætningen af kriterierne nøje for at få den mest optimale jobliste til opgavens art. Side 14 af 29

18 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 15 af 29

19 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 16 af 29

20 Regnvandshåndtering i Kjellerup 2.3 RUN TIME STOP CRITERIA Run time stop kriteriet beskriver, hvor længe beregningerne skal foretages under simuleringen baseret på mængden af vand til stede i systemet. Der er altså ikke tale om en tilstrømning til systemet, som er tilfældet ved start- og stopkriterierne beskrevet i foregående Afsnit 2.2. Run-time stop kriteriet kan trumfe joblængden bestemt af stop-kriteriet og kan derfor som udgangspunkt anvendes på to forskellige måder; enten kan kriteriet anvendes til at afkorte simuleringsperioden, eller også kan kriteriet anvendes til at forlænge simuleringsperioden. Brugen af run-time stop kriteriet hænger i høj grad sammen med, hvordan joblisten er opsat. Hvis joblisten er opsat med lange jobs indeholdende mange regnhændelser, anvendes run-time stop kriteriet til at afbryde en beregning, såfremt jobbet grundet stop-kriteriet fortsætter længere, end hvad der er interessant. Dette er eksempelvis anvendeligt, hvis stop-kriteriet er opsat til at koble hændelser, da simuleringen af de jobs i den samlede jobliste, der ikke indeholder koblede hændelser, vil være væsentligt længere end nødvendigt. Run-time stop kriteriet vil således kunne afbryde simuleringen, når dette er ønskeligt. Hvis joblisten derimod er opsat med mange, korte jobs, anvendes run time stop kriteriet til at forlænge simuleringsperioden, således at stop-kriteriet ikke afbryder regnen, hvis der stadig er en vandmængde i systemet, som bør medtages i beregningen. I tilfælde, hvor run-time stop kriteriet forlænger simuleringen helt frem til næste job, vil systemet således ikke blive tømt for vand, når næste job starter, og det er dermed muligt at videreføre den tilbageværende vandmængde til næste job. Run-time stop kriteriet kan således anvendes til at tage højde for koblede regnhændelser, idet run-time stop kriteriet holder simuleringen kørende frem til næste job i tilfælde af, at der stadig er en hvis vandmængde i systemet, der kan få betydning for systemets kapacitet ved det efterfølgende job. Flere run time stop kriterier kan opsættes, og disse kan defineres som forskellige typer; udløb, forskellen mellem indløb og udløb, total mængde magasineret i systemet, og systemets fyldningsgrad. Run time stop kriteriet skal defineres forskelligt afhængigt af hvilken kriterium type, der vælges. De forskellige typer af stopkriterier kan alle knyttes til modellen generelt eller blot til et enkelt punkt i systemet. Typisk vælges det at knytte et run-time stop kriterium til de enkelte bassinudløb, da dette kan sikre en tilpas lav fyldningsgrad i de pågældende bassiner, når simuleringen stoppes. Dialogboksen for opsætning af run-time stop kriterier er vist på Figur Side 17 af 29

21 Regnvandshåndtering i Kjellerup Figur 2.12: Run time stop criteria dialog boks Run time stop kriterierne indskrives i dialog boksen Run Time Stop Criteria Matrix som beskrevet i efterfølgende Afsnit 2.4, hvor flere uafhængige run time stop kriterier kan arrangeres i forhold til hinanden. 2.4 RUN TIME STOP CRITERIA MATRIX Run time stop kriterier skal indskrives i en run time stop matrix for at sikre, at run time stop kriterierne anvendes i beregningerne under simuleringen. Selv hvis der blot er opsat ét run time stop kriterium, skal dette indskrives i matrixen ellers vil run time stop kriteriet ikke blive anvendt. Er flere run time stop kriterier opsat er det muligt at kombinere disse i forskellige sammensætninger. Er der opsat flere kriteriesammensætninger skal blot én af disse sammensætninger være gældende, for at beregningen stoppes. Figur 2.5: Run time stop criteria matrix dialog boks Side 18 af 29

22 Regnvandshåndtering i Kjellerup 2.5 STATISTICAL RESULT FILES En LTS beregning kan give diverse statiske resultater. Resultaterne bygger på brugerspecifikationer, hvorfor det er nødvendigt at definere hvilke resultater, beregningen skal give, inden simuleringen startes. De statistiske resultater gemmes i en ERF-fil under simuleringen STATISTICS SPECIFICATION GLOBAL De såkaldte Event Specifikationer angivet i Statistics Specification Global definerer, hvor mange resultater hver hændelse kan bidrage med i den endelige statistik. Dette sker ved angivelse af en tidsperiode dt, som beskriver det mindste tidsinterval to statiske resultater skal være adskilt af, for at kunne anses som uafhængige af hinanden. dt skal defineres både for maksimale værdier og for akkumulerede værdier. De maksimale værdier, der kan udtrækkes, er den maksimale vandstand (Max(H)) og den maksimale vandføring og hastighed (Max(Q,V)). De akkumulerede værdier, der kan udtrækkes, er udløbsmængde, varighed og antal for flowhændelser gennem pumper, overløb og udløb (Discharge(Q,T,n)). Figur 2.6: Statistics specifications global dialog boks I de endelige statistiske resultater for såvel maksimale værdier som akkumulerede værdier, anses alle regnhændelser, som er adskilt enten i joblisten eller af run time stop kriteriet som forskellige hændelser. For maksimal værdier angiver dt den tidsperiode, to maksimalhændelser skal være adskilt af for at indgå to gange i de statistiske resultater. Hvis de to hændelser sker indenfor en kortere tidsperiode end dt, vil kun den største af de to indgå i de statistiske resultater. For akkumulerede værdier (Discharge) angiver dt den minimale tidslængde, hvor der ikke må være flow gennem eksempelvis et overløb, for at overløbet kan betragtes som to adskilte hændelser, og dermed indgå to gange i statistikken over overløbshyppigheden. Side 19 af 29

23 Regnvandshåndtering i Kjellerup Default værdien i Mike Urban er 120 minutter. Dog vil Forsyningsvirksomheder ofte have en aftale med recipientmyndighederne, der afgør, hvor højt dt skal sættes. Hvis der ikke foreligger retningslinjer fra Forsyningsvirksomhedens side, vil der oftest opnås et mere retvisende billede af overløbshyppigheden, hvis dt sættes højere end 120 minutter, således at overløb, der følger hinanden og kun er adskilte af korte tidsperioder, ikke registreres som hver sin overløbshændelse. Endelige skal der angives, om resultaterne ønskes opgivet på månedlig eller årlig basis. Her vælges typisk årlig basis STATISTICS SPECIFICATION LINKS Resultatfilen vil kun indeholde præcis de resultater for ledninger, der angives i denne dialog boks, og det er derfor nødvendigt på forhånd at gøre sig klart, hvilke resultater der ønskes. For hver enkel ledning i systemet er det muligt at få maksimal værdier i form af maksimale vandspejl, maksimale vandføringer og maksimale hastigheder samt en akkumuleret værdi i form af årlig eller månedlig flow gennem ledningen. Det skal således specificeres, hvilke resultattyper, der ønskes, og disse skal indsættes i dialog boksen. Figur 2.7: Dialog boks for Statistics Specification Links For hver resultattype skal der vælges location dette bruges til at angive, hvilke ledninger resultaterne skal beregnes for. Hvis der vælges generel fås den pågældende resultattype for alle ledninger i systemet, mens det ved valg af liste eller individuel kan vælges mere specifikt, hvilke ledninger, der ønskes resultater for. Desuden skal det under save type angives i hvilket punkt af ledningen, resultatet skal angives for. Endelig skal det i limit angives, hvor mange hændelser, der skal gemmes. Dette er især relevant, når der ses på maksimal værdier, da det ofte kun er de højeste hændelser, der er interessante i denne sammenhæng. Der kan vælges mellem 1 til 5000 hændelser. Side 20 af 29

24 Regnvandshåndtering i Kjellerup STATISTICS SPECIFICATION NODES For hver enkelt knude skal det ligeledes angives, hvilke resultater, resultatfilen skal indeholde. Alt efter om der er tale om brønde, overløb, pumper eller udløb er det muligt at få forskellige resultattyper. For brønde kan det maksimale vandspejl beregnes, mens det for overløb, pumper og udløb er muligt at få total vandføring under forskellige hændelser, akkumulerede årlige og månedlige vandføringer samt varighed af udløb. Figur 2.8: Dialog boks for Statistics Specification Nodes Desuden skal location angives, hvor det specificeres om den pågældende resultattype skal beregnes for alle knuder (generel) eller kun få udvalgte knuder (liste eller individuel). Desuden kan det vælges at få resultattypen for alle overløb, alle pumper eller alle udløb. Endelig angives antallet af ønskede resultater under limit. Det bemærkes, at det for Event Discharge er meget relevant at vælge Limit så højt som muligt (5000), da gentagelsesperioden for aflastningsvoluminer kun kan beregnes korrekt, hvis størrelsen på alle overløbshændelser er registreret. Side 21 af 29

25 Tilstrømning Tilstrømning TIlstrømning Regnvandshåndtering i Kjellerup 3 SIMULERINGSHASTIGHED OG FILSTØRRELSER Da LTS-beregninger dækker store data-mængder kan selv beregningsstærke computere være meget lang tid om at færdiggøre en langtidssimulering. Simuleringshastigheden afhænger især af simuleringsperioden. 3.1 SIMULERINGSPERIODE Simuleringsperioden er bestemt af den genererede jobliste og de opsatte run time stop kriterier. Run-time stop kriteriet trumfer til enhver tid stop-kriteriet i joblisten, og det er således run-time stop kriteriet, der er afgørende for simuleringsperioden. Sammensættes joblisten således, at denne indeholder mange korte jobs, der afsluttes umiddelbart efter de pågældende regnhændelsers afslutning, vil simuleringensperioden kunne forlænges med run-time stop kriteriet således, at simuleringen fortsætter ud over jobbets længde. Hvor længe simuleringen fortsætter, vil afhænge af det opsatte run-time stop kriterium. Dette er vist øverst på Figur 3.1 nedenfor. Hvis start- og stopkriterierne sammensættes således, at joblisten indeholder færre men længere jobs, vil run time stop kriteriet afbryde simuleringen, når dette er opfyldt. Denne situation er vist i midten på nedenstående Figur 3.1, hvor simuleringsperioden er kortere end jobperioden. Hvis der ikke er opsat et run-time stop kriterium vil simuleringen starte og stoppe sammen med hvert job. Dette er vist nederst på Figur 3.1 nedenfor, hvor det ses, at jobperioden og simuleringsperioden er identiske Tid Tid Tid Figur 3.1: Blå = tilstrømning, rød = jobperiode, grøn = simuleringsperiode Side 22 af 29

26 Regnvandshåndtering i Kjellerup Typisk opsættes joblisten med færre længerevarende jobs, da dette ofte giver en kortere beregningstid, og samtidig giver et bedre overblik over, hvilke regnhændelser der kobles, da dette kan aflæses direkte i joblisten (MJL-filen). 3.2 FILSTØRRELSER Da simuleringen som nævnt dækker en meget stor data-mængde, kan resultatfilerne ligeledes blive store. Som nævnt i Afsnit 2.5 gemmes statistikresultaterne i en ERF-fil. For at minimere størrelsen på denne fil, bør det overvejes nøje, hvilke statistiske resultater, det er nødvendigt at udtrække. Det er ikke nødvendigt at danne en PRF-fil for LTS-simuleringen, da denne ikke er nødvendig for at indlæse resultaterne og blot vil blive uhensigtsmæssig stor. Side 23 af 29

27 Regnvandshåndtering i Kjellerup 4 FORSLAG TIL PARAMETERUDVÆLGELSE BASSINER I forhold til regnvandsbassiner kan LTS-beregninger bruges til dimensionering, til at vurdere gentagelsesperioder for høje overløbsudledninger og til at vurdere årlige recipientbelastninger i form af overløbshyppigheder og totale årlige overløbsvoluminer samt årlige udledningsvoluminer. Afhængig af formålet med LTS-beregningen bør joblisten indeholde forskellige hændelser. Der tages udgangspunkt i den sammensætning af jobliste og run time stop kriterier, hvor regnhændelser kobles i joblisten, og run time stop kriteriet bruges til at afbryde jobbet. 4.1 BASSINOVERLØB Den kritiske situation for bassinoverløb er langvarige, lavintense regne. I tilfælde af at der udelukkende ses på overløbshyppigheder fra bassiner, er det meget vigtigt, at der tages højde for koblede regne, mens alenestående kortvarige, lavtintense regne ikke er væsentlige. Det kan diskuteres, hvorvidt højintense, kortvarige regne er relevante for overløbshyppigheden for bassiner, hvilket afhænger af det pågældende system. Selv en mindre regn kan forårsage overløb, hvis et bassin har en høj fyldningsgrad ved regnhændelsens start og dermed ikke har kapacitet til at rumme yderligere vandmængder. Tømningstiden i bassiner er derfor bestemmende for, hvor lang en periode to regnhændelser skal være adskilt af for at blive anset som koblede hændelser. Vigtigheden af at inddrage koblede regnhændelser er illustreret på Figur 4.1 på den efterfølgende side. Figuren viser sammenhængen mellem regnhændelser og et bassins fyldningsgrad. Der er tre regnhændelser, hvoraf regnhændelse to er særlig langvarig. Regnhændelsen er dog så lavintens i starten, at bassinets fyldningsgrad på et tidspunkt når 0 %, da udløbet fra bassinet er større end tilstrømningen. Senere forøges tilstrømningen betydeligt, og bassinet fyldes. Det ses desuden, at bassinet ikke er tomt, når regnhændelse tre starter. Figuren indeholder to situationer, der kan være problematiske, hvis ikke start- og stopkriterierne samt run time stop kriteriet anvendes korrekt. Først og fremmest ses det, at det er nødvendigt at koble regnhændelse to og tre i joblisten ved hjælp af stopkriteriet for at sikre, at regnhændelse tre ikke simuleres over et tomt system. Det nødvendige stopkriterium kan fastsættes på baggrund af det fulde bassins tømmetid, da det dermed sikres, at jobbet ikke afbrydes, mens bassinet er under tømning. Dermed fås effekten af alle mindre regne med. Desuden bemærkes det, at bassinet er tomt i en periode under jobbets samlede periode. Her er det vigtigt, at run time stop kriteriet tilknyttet bassinets udløb ikke afbryder simuleringen, da resten af jobbet i så fald vil kastes bort. Derfor skal varigheden af run time stop kriteriet ligeledes sættes svarende til bassinets tømningstid, mens udløbsmængden kan sættes svarende til lige under udløbsreguleringen. Side 24 af 29

28 Regnvandshåndtering i Kjellerup Side 25 af 29

29 Regnvandshåndtering i Kjellerup Hvis der udelukkende ses på overløbshyppigheder foreslås det, at startkriteriet sættes således, at de lavintense kortvarige regne ikke medtages. Dette kan for eksempel gøres ved at angive en lav tilstrømning sammenhængende med en hvis varighed. Det skal dog bemærkes, at dette kan blive problematisk, hvis kortvarige, lavintense regne ligger så tæt, at den samlede vandmængde vil resultere i en relativ høj fyldningsgrad af bassinet, men at regnene ikke er udvalgt, da hver enkelt ikke opfylder startkriteriet. Ydermere kan der opsættes et startkriterium nummer to, der sammensætter en højere tilstrømning med lav varighed, således at mere ekstreme hændelser også medtages. Stopkriteriet bør sættes med en varighed svarende til bassinets tømningstid og en tilstrømningsværdi lavere end det mindste startkriterium. 4.2 UDLEDNING- OG OVERLØBSVOLUMINER Hvis LTS-analysen anvendes til bestemmelse af udledte vandmængder, bør langt flere regnhændelser medtages, idet alle hændelserne i princippet vil resultere i udledte vandmængder. Det er som i ovenstående beskrivelse af overløbshyppigheder relevant at sikre, at koblede hændelser samles i jobs i joblisten, da udledningsmængden gennem overløb også bør undersøges. Startkriteriet bør sættes med en lav varighed og en lav tilstrømningsmængde. Dermed vil langt de fleste regne udvælges. Stopkriteriet skal også her afstemmes med bassinernes tømningstid for at samle koblede hændelser. Ovenstående sammensætning betyder, at der generes mange jobs, da alle hændelser i princippet skal udtages. Længden af de korteste job vil nogenlunde svare til stopkriteriets varighed. Side 26 af 29

30 Regnvandshåndtering i Kjellerup 5 GENNEMGANG AF SIMULERINGSOPSÆTNING Følgende giver en trinvis guide til at foretage en LTS-beregning i Mike Urban. Som det første skal der under Mouse Boundary Conditions Catchment Loads indsættes en historisk regnserie. Dette gøres på helt tilsvarende måde, som hvis en CDS-regn indsættes. Stien til regnserien angives under Items, som vist på nedenstående Figur 5.1. Figur 5.1: Dialog boks for items under catchment loads Herefter skal alle parametre nævnt i ovenstående Afsnit 2 opsættes. Dette gøres under Mouse Long Term Statistics. Her vælges hver enkelt menupunkt og parametre opsættes som ønsket. Derefter skal der køres en run-off på modellen. Dette gøres præcis som ved en CDS-regn under Simulation Run Mouse. Side 27 af 29

31 Regnvandshåndtering i Kjellerup Figur 5.2: Generering af runoff-fil Næste punkt er at genere joblisten. Dette gøres på baggrund af runoff-filen, hvorfor det er nødvendigt at have generet denne fil først. Joblisten generes ligeledes under Simulation Run Mouse, hvor der oprettes en ny netværkssimulering. Under Network Parameters afkrydses LTS under Simulation Mode og den netop genererede runoff-fil for modellen tilknyttes under Network load inputs. Herefter vendes der tilbage til fanen General og der trykkes på Set max. Time denne varighed vil svare til længden på regnserien. Derefter vælges fanen Network Parameters igen og der trykkes på Generate under LTS job list. Mike vil nu genere joblisten baseret på de opsatte parametre samt run-off fil. Det bemærkes, at denne generering kan tage lang tid afhængig af modellen størrelse og kompleksitet. Figur 5.3: Generering af jobliste Side 28 af 29

32 Regnvandshåndtering i Kjellerup En dialogboks fortæller, når joblisten er generet, og den netop generede MJL-fil kan herefter tilknyttes under LTS job list. Under Results i fanen Network Parameters skal LTS-statistics være vinget af. Det er ikke nødvendigt at afkrydse Standard, da dette blot vil danne en PRF-fil, der kan være meget stor. PRF-filen er ligeledes ikke nødvendig for at læse LTS-resultaterne. Herefter vendes der tilbage til fanen General, og der trykkes på Start Simulation, hvorefter LTS-beregningen igangsættes. Figur 5.4: Tilknytning af jobliste samt resultatangivelse Når simuleringen er afsluttet vil der være dannet en ERF-fil, der kan loades i Mike View. Selve ERF-filen kan ikke åbnes direkte i Mike View, men skal i stedet loades oveni en PRF-fil. PRF-filen skal blot være kørt på det samme system. ERF-filen loades ved at vælge File Load MOUSE LTS results. Når ERF-filen er indlæst skal observationsperioden som det første korrigeres, således at de beregnede gentagelsesperioder udelukkende bygger på den periode, der er data til rådighed for. Perioder med kendte nedbrud på regnmåleren skal således fratrækkes den samlede observationsperiode. Dette gøres ved at vælge Plot MOUSE LTS Observation Period. Herefter angives den reelle observationsperiode i nedenstående dialogboks. Figur 5.5: Korrigering af observationn period Når dette er gjort kan resultatbehandlingen påbegyndes. Under Plot Mouse LTS kan de forskellige resultattyper ses, hvor også rapporter kan genereres. Side 29 af 29