Brug og misbrug af CDS-regn til analyse og dimensionering. Karsten Arnbjerg-Nielsen Professor, Urban Water Systems

Transkript

1 Brug og misbrug af CDS-regn til analyse og dimensionering Karsten Arnbjerg-Nielsen Professor, Urban Water Systems

2 Agenda Hvilke typer regn findes? Spildevandskomiteens anbefalinger gennem tiden Generelt er CDS-regn gode i forbløffende mange situationer Hvor skal man passe på og hvad kan man gøre? 2 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

3 Typer af regndata Tidsserier med høj opløsning Dimensioneringsregn Lokale data Historiske regnserier Syntetiske regnserier Regionale data Repræsentative hist. regnserier Syntetiske regnserier Kasseregn CDS-regn Kasseregn CDS-regn 3 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

4 Hvordan er det nu man laver dimensioneringsregn? 1. Regnrække T=5 4 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

5 Hvordan er det nu man laver dimensioneringsregn? 2. Kasseregn og CDS-regn 5 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

6 Hvordan er det nu man laver dimensioneringsregn? 2. Kasseregn og CDS-regn 6 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

7 Hvordan er det nu man laver dimensioneringsregn? 2. Kasseregn og CDS-regn 7 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

8 Indtil 1984: KUN dimensioneringsregn Skrift 2, 4, 6,..., 16 8 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

9 1984: Skrift 18 KUN historiske regn 9 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

10 Skrift 18: Brug af historiske regn 10 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

11 2000/2006/2014: Skrift 26/28/30 Historiske regn OG dimensioneringsregn 11 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

12 Typer af regndata Tidsserier med høj opløsning Dimensioneringsregn Lokale data Historiske regnserier +/ % Kasseregn Syntetiske regnserier Hjalte/Ida CDS-regn Regionale data Repræsentative hist. regnserier Syntetiske regnserier Kasseregn CDS-regn 12 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

13 13 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

14 Skrift 27 Tre sammenhængende beregningsniveauer 1: Rationelle metode, dimensionering af små systemer 2: Dynamisk model med CDS-regn. Analyse af forholdsvist ukomplicerede systemer 3: Dynamisk model med historiske regn. Analyse af komplicerede systemer Så brug Regn af regndata hører med Metode i Kriterium 1 Regnrække Rationelle metode Fuldtløbende rør 2 CDS-regn Dynamisk model Niveau 3 Historisk serie (punktregn) Dynamisk model Niveau / andet 14 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

15 Sifalda, 1973 Design storms Keifer & Chu 1957 SVK 2000, 2006, 2015 Institution of Engineers, Australia (1987) 15 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet Terstriep & Stall, 1974 Brugt i ILLUDAS

16 Dimensionsgivende proces er ikke den samme i typiske oplande 16 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

17 Surface runoff Rain (µm/s, l/s/ha) i t o v Runoff coefficient (fraction of connected paved area) Reduced (connected impermeable) areal A r = A Concentration time t c = t o + L/v Max runoff Q = A r i (if t r > t c ) Q (l/s) 17 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

18 Runoff from box rain (3) t r = t c Rain intensity (µm s -1 ) i t r =t c Flow (m 3 s -1 ) Q max Q max = i A r 18 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet t c 2 t c

19 Med dimensioneringsregn slipper vi for at holde styr på koncentrationstiden t o v t o v t o v 19 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

20 Så det virker fint i simple systemer. Hvad er ikke simpelt? Effekten skal være defineret ved en koncentrationstid. Hvad er ikke det? Styring Når afstrømningsprocessen ikke er entydig 20 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

21 Oversvømmelse MIKE Urban model V rør ca 1 m/s V terræn ca 0,1-0,3 m/s Koncentrationstid: Terræn: 0,5-1,5 time Rør: < 15 min Spidserne er ikke samtidige! MIKE 21 model 21 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

22 Stuvning fra både vandløb og kloak Oplandsprocesser er væsentlige 22 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

23 Når forhistorien i hydrologiske processer har betydning 23 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

24 Anbefaling fra Skrift 28 Hvilke regndata bruges hvornår? Regional model Historiske regnserier + korrektion via RainAnalyst (+ statistisk model) Forurening Gentagelseperiode, T (år) Styring Stuvning 24 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

25 Resultatet af analysen Problem Type af effekt Gentagelsesperiode Metode T>t obs CDS-regn Stuvning Akut 0.25 t obs <T< t obs CDS-regn Historiske regn + model T<0.25<T< t obs CDS-regn Historiske regn Afløbsteknik Analyse af styring Akkumulerende Alle Historiske regn Akkumulerende Alle Historiske regn Forurening T>0.25 t obs Historiske regn + model CDS-regn Akut T<0.25 t obs Historiske regn 25 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet

26 CDS-regn, brug og misbrug, (min) anbefaling Brug regionale CDS-regn til stuvningsanalyser, men pas på: Hvis både strømning på overflade og i kloak er vigtig ( år) Hvis forhistorien i hydrologien er vigtig Hvis strømningsvejen deles og der er volumen i systemet har betydning Hvis (...) Hvis gentagelsesperioden for kriteriet er under 25% af observationsperioden er historiske regnserier incl. regional korrektion som udgangspunkt mere præcist (men dyrere). Giver mere præcis info mere værdi? Dimensionering til en 100 års hændelse er under alle omstændigheder svært ud fra ca 30 års måleperiode. 26 DTU Miljø, Danmarks Tekniske Universitet