KLIMATILPASNING PÅ SILKEBORGMOTORVEJEN

Transkript

1 KLIMATILPASNING PÅ SILKEBORGMOTORVEJEN KLIMASIKRING AF KOMMENDE MOTORVEJ VED SILKEBORG VIA GRUNDVANDSMODEL OG VEJRRADAR I SAMARBEJDE GEUS DEN 5. DECEMBER 2012 NYBORG AF MICHAEL QUIST VEJDIREKTORAT

2 FUNDER-HÅRUP 2

3 LANDSKABET VED SILKEBORG 3

4 Nedgravet motorvej med støttevægge 4 Trug med ballasteret tæt bund under grundvand

5 Eksempel: Nedgravet Citytunnel i Malmø 5

6 6 Motorvejen ved Silkeborg Højskole

7 HVILKEN INDFLYDELSE HAR EN LILLE SMULE VAND PÅ VEJENE...?

8 Urban oversvømmelse Beredskab Photo: Nikolaj Svennevig Katestroffe Photo: Bente Schou Photo: Nikolaj Svennevig 8

9 OVERSVØMMELSE I ENGLAND SOMMER 2007 Highway M5 A40 Highway M50

10 MODELOMRÅDE

11 GEOLOGISK MODEL Tre magasiner Kvartært primært i de høje områder Terrasse sand i områder tæt på vandløb Prækvartært i vest Problemstillinger Usikre overgange mellem magasiner Magasin heterogenitet Udbredelse af prækvartær lerenhed Tykkelsen af de enkelte magasiner

12 RANDBETINGELSER Grid/submodel metodik DK-model 500m Silkeborg model 100m Motorvejs model 20m Cowi model <10m Fastholdt tryk = vandstand simuleret med overordnet model DK-model med lokal geologi og sub model beregnings lag Centrale spørgsmål Strømninger på tværs af modelrande Påvirkning fra Langsøen og vandløb robusthed

13 RANDBETINGELSER Grid/submodel metodik DK-model 500m Silkeborg model 100m Motorvejs model 20m Cowi model <10m Fastholdt tryk = vandstand simuleret med overordnet model DK-model med lokal geologi og sub model beregnings lag Centrale spørgsmål Strømninger på tværs af modelrande Påvirkning fra Langsøen og vandløb robusthed

14 SCENARIE ANALYSE

15 Meter over nuværende vandspejl EKSTREMHÆNDELSER OG VEJPLACERING 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 50 år øvre95% 100 år øvre 95% motorvej bundkasse 100 år centralt 50 år centralt -1,00-2,00 Zone

16 Meter over nuværende vandspejl GENTAGELSES PERIODE 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 50 år øvre95% 100 år øvre 95% motorvej bundkasse -1,00-2,00 Zone

17 Meter over nuværende vandspejl ESTIMAT USIKKERHED 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, år øvre 95% motorvej bundkasse 100 år centralt -1,00-2,00 Zone

18 MODEL REVIDERING OG GENKALIBRERING AF VANDBLANCE Ændret beskrivelse af vandafledning fra befæstede arealer Sikre ens beregningsgrundlag mellem Mike Urban opsætning og grundvandsmodel (typiske værdier på 40-80% pr. delopland) Vand fra befæstede arealer infiltreres ikke, men routes direkte til vandløb (mindre regnvands ledninger, søer og forsinkelses anlæg er ikke medtaget i beregningerne Små justeringer af geologisk model og randbetingelser Genkalibrering af mod data fra Primær fokus på projektpejlinger (midlet til en pr dag) og vandafstrømnings målinger (4 stationer, sæson vandbalancer) Kalibrering af hydrauliske ledningsevner, frie og spændte magasintal, samt et fåtal af overflade afstrømningsparametre

19 VANDBALANCE Anselig tilstrømning via Prækvartæret ift nedbør Lille grundvandstilstrømning til vandløb Stor afstrømning fra befæstede arealer Lille del af samlet vandbalance i vandløb

20 VANDBALANCE Anselig tilstrømning via Prækvartæret ift nedbør Lille grundvandstilstrømning til og stor afledning fra befæstet areal til vandløb Lille del af samlet vandbalance i vandløb

21 INTEGRERET GRUNDVANDS- OVERFLADEVANDSMODEL + KALIBRERING AF MIKE URBAN GEUS har opstillet en grundvandsmodel, baseret på MIKE SHE modelsystemet, for området omkring motorvejen, herunder hele Silkeborg nord for Silkeborg Langsø. Via et samarbejde med Orbicon (og Silkeborg Forsyning) har GEUS fået adgang til Silkeborg Forsynings MIKE URBAN model via Orbicon. Den model bliver koblet med grundvandsmodellen og kalibreret mod nye vandføringsdata indsamlet til VD. Setup for den integrerede model vil blive overdraget til Orbison og Silkeborg Forsyning kan gøre brug, til eget arbejde i oplandet omkring Motorvejen gennem Silkeborg.

22 LOKAL AFLEDNING AF REGNVAND (LAR) I forbindelse med arbejdet med grundvandsmodellen og koblingen med Silkeborg Forsynings MIKE URBAN model er det blevet tydeligt, at der er en klar sammenhæng mellem befæstelsesgraden i oplandet og grundvandsforholdene i oplandet. Silkeborg Kommunes har en strategi, som satser på Lokal Afledning af Regnvand (LAR). Formålet med den strategi er at reducere de vandmængder der skal afledes i grøfter/rørsystemer. Strategien vil potentielt have nogle uønskede virkninger for grundvandsforholdene i området omkring motorvejsanlægget og oplandets øvrige anlæg mm. Foreløbige modelberegninger tyder på, at effekten af LAR vil give forøget grundvandsstand og dynamik, og at denne effekt kan være betydelig større end effekten af klimaændringer, i området.

23 FORSKNINGSPROJEKTET HYDROCAST HydroCast Hydrological Forecasting and Data Assimilation Støttet af Det Strategiske Forskningsråd (DSF), Bæredygtig Energi og Miljø Projektperiode: Budget: 24,5 mio. kr. (heraf 14,9 mio. kr. fra DSF) Projektdeltagere: DHI (koordinator) GEUS Institut for Geografi og Geologi, KU Institut for Byggeri og Anlæg, AAU Danmarks Meteorologiske Institut European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Technical University Delft Vejdirektoratet Naturstyrelsen Videnscenter for Landbrug

24 FORMÅL - HYDROCAST Udvikling og testning af værktøjer for hydrologiske prognoser og data assimilering som integrerer forskellige datakilder med meteorologiske og hydrologiske modeller. Integration af on-line målinger, radar nedbør prognoser, vejrmodel prognoser og hydrologisk modellering for udvikling af hydrologiske prognoser Kombination af meteorologiske ensemble prognoser med hydrologisk modellering for udvikling af probabilistiske hydrologiske prognoser, fra korttids (få timer) til sæson prognoser. Assimilering af in-situ og satellit remote sensing data til opdatering af hydrologiske prognosemodeller i real tid.

25 HYDROLOGISKE PROGNOSER OG DATA ASSIMILERING Seasonal forecast Medium-range forecast Short-range forecast Weather radar nowcast Hydrological data assimilation Time of forecast Hydrological ensemble forecast

26 Test cases Test case 1: Silkeborg motorvej Real-tids varsling af grundvandsstand og vandføringer Kvantificere usikkerheder på prognoser Test case 2: Markvanding Skjern Å oplandet Sæsonprognoser af minimumsvandføringer hvor meget vanding er der plads til Kvantificere usikkerheder på prognoser Test case 3: Overvågning af vandmiljøet Skjern Å oplandet Integration af data og modeller Kvantificere usikkerheder på naturens tilstand i alle punkter i et opland

27 HYDROCAST og VD-GEUS samarbejdet Bidrag fra VD-GEUS samarbejde Grundvandsmodellen med MIKE SHE MIKE Urban kobling og data fra projektet (pejlinger, vandføringsdata) vil blive anvendt i HYDROCAST til testkørsler med prognosemodeller HYDROCAST bidrag Nedbørsdata fra DMI og AAU Ekstra tests af grundvandsmodel Erfaringer med håndtering og kvalitetskontrol af on-line data og vejrprognoser ved vejanlæg Erfaringer med real-tidsprognoser ved vejanlæg Undersøge hvorvidt real-tids prognoser kan have interesse for VD og hele vejområdet

28 Hydrologiske prognoser og data assimilering ved HydroCast C-Band weather radar Weather model (HIRLAM) X-Band weather radar

29 Registration af blue spot Topografisk identifikation af dybde punkter med risiko for "blå søer" på vejnettet

30 WEATHER INFORMATICS FOR TRANSPORTATION INFRASTRUCTURES (WITI) VD Aalborg University ( ) Advance prognose værktøj for ekstrem nedbør langs veje, motorveje og jernbaner Kombination med risikovurderingsværktøjer (f.eks Blå Spot analyse) Forløber for hydrologiske og hydrauliske modeller for oversvømmelser og erosion 31

31

32 TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN