MODELLER AF VAND I BYER IDA seminar 28. sept 2016 MODELLERING AF HARRESTRUP Å Grønne løsninger i København Jørn Torp Pedersen jtpe@orbicon.dk Anne Steensen Blicher, Heidi Taylor, Michael Juul Lønborg, Sidsel Hansen, Morten Larsen, Sara Birkmose Andersen, Hauge Larsen, Mette Fjendbo Petersen, Helena Åström, Jan Højby. Finansieret af Det tværkommunale Harrestrup Å Kapacitetsprojekt FOTO: Peter Raaschou-Nielsen 10. oktober 2016 1
Disposition Modelkoncept Forudsætninger for hydrauliske beregninger Kalibrering af model Designgrundlag for stort opland Løsningsprincipper 10. oktober 2016 2
Baggrund 10. oktober 2016 3
Baggrund 10. oktober 2016 4
Baggrund 10. oktober 2016 5
Baggrund: Harrestrup Å Kapacitetsplan FASE3 Harrestrup Å systemet skal kunne afvande hele oplandet ved en 100 års hændelse om 100 år. 10. oktober 2016 6
Harrestrup Å systemet skal kunne afvande hele oplandet ved en 100 års hændelse om 100 år. CDS regn, T=100 12 timer, Klimafaktor 1,4, modelusikkerhed 1,2 = Sikkerhedsfaktor 1,68 10. oktober 2016 7
Baggrund: Harrestrup Å systemet skal kunne afvande hele oplandet ved en 100 års hændelse om 100 år. CDS regn, T=100 12 timer, Klimafaktor 1,4, modelusikkerhed 1,2 = Sikkerhedsfaktor 1,68 FASE 1 Traditionel MIKE FLOOD model, vandløb i MU FASE 2 MIKE URBAN samt MIKE11-MIKE21 FASE 3 Opdateret beskrivelse af vandløb og afstrømning fra grønne/ubefæstede arealer 10. oktober 2016 8
53.15 10. oktober 2016 9
Målte data 3/1-95: 53.15 (53.08) 5/7-07: 53.10, 53.24 2/7-11: 53.08 (53.24)
Tidligere beregninger Vandstand ved Landlystvej Tidligere beregninger - 100 års hændelse om 100 år: 3,45 m DVR90 målt 2 juli 2011 3,35 m DVR90 10. oktober 2016 11
Nedbør Baseret på målt nedbør 2 juli 2011 ved 11 SVK stationer Opland inddelt i Thiessen polygoner Nedbørssum fra 96mm til 34mm (snit = 55mm) 10. oktober 2016 12
Tidligere beregninger Vandstand ved Landlystvej 140 mm nedbør, tidligere beregninger 55 mm nedbør, målt 2 juli 2011 10. oktober 2016 13
Afstrømning fra befæstede & ubefæstede flader T100*1,68 =T1600 DHI: Modelling of Storm Water runoff from green urban areas. Byer i Vandbalance, Dec 2014 10. oktober 2016 14
Baggrund: Harrestrup Å systemet skal kunne afvande hele oplandet ved en 100 års hændelse om 100 år. CDS regn, T=100 12 timer, Klimafaktor 1,4, modelusikkerhed 1,2 = Sikkerhedsfaktor 1,68 Fase 1 Traditionel MIKE FLOOD model, vandløb i MU Fase 2 MIKE URBAN samt MIKE11-MIKE21 Fase 3 KOBLET MIKE URBAN, MIKE21, MIKE11 10. oktober 2016 15
Modelkoncept: 10. oktober 2016 16
Ubefæstelsesgrad: 100% - MU befæstelse Befæstet = 30% Ubefæstet = 70% 10. oktober 2016 17
Thiessenpolygoner 10. oktober 2016 18
MIKE URBAN Catchment KBH_V_233d: Dette opland har en befæstelsesgrad på 32,4%, og ligger i den Thiessen polygon der er tilknyttet SVK regnmåleren ved Rødovre Vandværk. I alt 12.221 MU Catchment der får hver sin unikke tidsserie baseret på Befæstelsesgrad og SVK måler 10. oktober 2016 19
Manningtal KALIBRERING! Manningtal er 40 på befæstede flader og 5 på ubefæstede Mannigtal i oplandet vægtes pba. Ubefæstelsesgraden 10. oktober 2016 20
Initialtab & Nedsivning KALIBRERING! Initialtab 40 mm Nedsivning = 1*10-6 m/s (86,4 mm/døgn) Nedsivningen beregnes pba ubef.graden som: Ubef% * 86,4 mm/døgn 10. oktober 2016 21
Resultater 2011 model 2. Juli 2011 10. oktober 2016 22
Landlystvej Målt VS simuleret 55 mm nedbør, målt 2 juli 2011 55 mm nedbør, simuleret 2 juli 2011 10. oktober 2016 23
Tilbagemelding fra Kommuner: Validering af 2. juli 2011 model 2 juli 2011 Vand på terræn 10. oktober 2016 24
Tilbagemelding fra Kommuner: Validering af 2. juli 2011 model 2 juli 2011 Vand på terræn Hvidovre: Helt overordnet svarer kort og animation imponerende godt til det billede vi har af, hvad der skete omkring Harrestrup Å den 2. juli 2011: De resulterende oversvømmelser nedstrøms krydsningen af Landlystvej og på strækningen fra Sønderkær til Gl. Køge Landevej svarer meget præcist til de beretninger, vi har modtaget. Rødovre: Modellen viser en oversvømmelse i Damhusdalen, hvilket passer fint med, at vi efter 2. juli regnen fik et stort antal anmeldelser om oversvømmelser i det område. Brøndby (ved HOFOR):..viser god overensstemmelse mellem beredskabsområderne og de beregnede oversvømmelser 2. juli 2011. København (ved HOFOR): Oversvømmelserne passer meget godt overens med det forventede med især store oversvømmelser i Vigerslevparken, Krogebjergparken og på Damhusengen. 10. oktober 2016 25
Modelberegninger af skybrud bør om muligt foretages på en model der kan eftervise en historisk skybrudshændelse 10. oktober 2016 26
Vandbalance, 2. juli 2011 10. oktober 2016 27
Landlystvej Målt VS simuleret 55 mm nedbør, simuleret uden regn på ubefæstede flader 10. oktober 2016 28
Koncept FASE 3 med regn på ubefæstede flader 10. oktober 2016 29
Traditionel MIKE FLOOD uden regn på ubefæstede flader 10. oktober 2016 30
Modelberegninger af skybrud bør om muligt foretages på en model der kan eftervise en historisk skybrudshændelse Når vi regner på skybrud underestimerer vi oversvømmelserne betragteligt, hvis vi ignorerer afstrømning fra ubefæstede flader 10. oktober 2016 31
CDS REGN PÅ STORT OPLAND CDS regn beregnes på baggrund af en punktmåling 10. oktober 2016 32
Nedbør Baseret på målt nedbør 2 juli 2011 ved 11 SVK stationer Opland inddelt i Thiessen polygoner Nedbørssum fra 96mm til 34mm (snit = 55mm) 10. oktober 2016 33
Nedbør Baseret på målt nedbør 2 juli 2011 ved 11 SVK stationer Opland inddelt i Thiessen polygoner Nedbørssum fra 96mm til 34mm (snit = 55mm) Forhold mellem maksimal nedbør og arealnedbør: 55mm/96 mm= 57% 10. oktober 2016 34
Areal korrektion 5 største nedbørshændelser 1994-2011 10. oktober 2016 35
Areal korrektion 5 største nedbørshændelser 1994-2011 10. oktober 2016 36
DESIGNGRUNDLAG Vi stoler på at modellen beskriver virkeligheden fint. Vi ved fra målestationer ca hvad en 100 årshændelse er i dag 10. oktober 2016 37
DESIGNGRUNDLAG Vi kalibrerer på inddata, for at finde den nedbør der giver en 100 års hændelse i vandløbet
DESIGNGRUNDLAG Vi fastlægger designgrundlag, for at finde den nedbør der giver en 100 års hændelse i vandløbet i dag 100 års CDS regn PT (12h)
Designgrundlag: 100% på 2 fokus-oplande, 20 % på 2 omegnsoplande
Designgrundlag: 100% på 2 fokus-oplande, 20 % på 2 omegnsoplande
Designgrundlag: 100% på 2 fokus-oplande, 20 % på 2 omegnsoplande
DESIGNGRUNDLAG Vi kan med designgrundlaget nogenlunde ramme en 100 års hændelse i dag - Vi fremskriver designgrundlaget med klimafaktor og modelusikkerhed for at simulere en 100 års hændelse om 100 år 10. oktober 2016 43
Modelberegninger af skybrud bør om muligt foretages på en model der kan eftervise en historisk skybrudshændelse Når vi regner på skybrud underestimerer vi oversvømmelserne betragteligt, hvis vi ignorerer afstrømning fra ubefæstede flader Når vi regner på skybrud overestimerer vi magasineringsbehovet betragteligt, hvis vi tilfører et stort opland en fuld CDS regn. 10. oktober 2016 44
Hvad kom der så ud af det.? Kapacitetsplanen er under politisk behandling 10. oktober 2016 45
Løsnings principper 10. oktober 2016 46
Løsningskatalog 10. oktober 2016 47
Oversvømmelsesområder: Udnytter grønne kiler langs vandløb Dynamisk styring af drosling fra oversvømmelsesområder afhængig af rumlig fordeling af nedbør 10. oktober 2016 48
Tiltagene sikrer, at vandstanden i Harrestrup Å (og sideløb) ikke overstiger den kritiske kote ved en 100 års hændelse om 100 år 10. oktober 2016 49
MANGE TAK UDFORDRINGER Vandbalancefejl Tidskrævende Stort data input Virkelig kompliceret mange (MIKE) fagligheder Svært at overskue hvad der sker i modellen Numerisk instabilitet Fejlfinding tidskrævende og besværlig 10. oktober 2016 50