Integreret modellering, forecasting og styring af afløbssystemer og renseanlæg. Drainage from private property and streets. Rainfall-runoff process

Relaterede dokumenter
DTU Miljø, 2 Aalborg University, 3 DHI 4. Krüger, 5 Udviklingssamarbejdet, 6. Københavns Energi, 7 DTU Informatics

Hvad er SWI? Peter Steen Mikkelsen DTU Miljø Lektor, overordnet ansvarlig for SWI-projektet

Miljøeffektiv teknologi

Byens kredsløb - fortid, nutid og fremtid

Anvendelse af vejrradar -Plan A. Lektor Michael R. Rasmussen Institut for Byggeri og Anlæg

OMOVAST - Udvikling af ny teknologi Margit Lund Christensen, HOFOR

Byens kredsløb - fortid, nutid og fremtid

URBANWATER / BYENSVAND Research Group for Urban Drainage

Modellering 'State of the future'

Intelligente kloakker: Prognose- og model-baseret styring af renseanlæg, overløb, mv.

Recipient og Sundhed. -Kvantitativ evaluering af vandkvaliteten og sundhedsrisiko ved overvømmelser i Danmark

KLIMATILPASNING PÅ SILKEBORGMOTORVEJEN

Perspektiver i anvendelse af hydrologisk data assimilation (HydroCast)

brug af in-situ sensorer i afløbssystemet

Agenda. Dansk Vand konference Erfaringer fra samstyringsprojektet i Aarhus. v. Lene Bassø, Aarhus Vand

Integreret modellering i Odense. En ny tilgang til udvikling af langsigtede og integrerede spildevands- og regnvandsløsninger

REGNINPUT HVAD KAN VI REGNE MED?

Beregning af model sikkerhedsfaktorer i afløbsmodellering ved hjælp af usikkerhedskalibrering

MÅLING AF OVERLØBSMÆNGDE I ET HYDRAULISK KOMPLICERET OVERLØBSBYGVÆRK VED BRUG AF SIMPLE NIVEAUMÅLINGER

Miljøfremmede stoffer i regnvand monitering og modellering

Omkring sampling af vejvand, hvad er repræsentativt. Regn med kvalitet Nødebo, 3-4/ Anitha K. Sharma+Peter S. Mikkelsen

VTUF-pulje 2012 Måling af indhold i overløbsvand. EVA-temadag den v. Anitha Kumari Sharma, DTU Miljø og Lene Bassø, Aarhus Vand

Anitha K. Sharma Postdoc DTU Environment. Medforfattere: (fhv. Udviklingsingeniør på Spildenvandscenter Avedøre og

Klimatilpasning på afløbsområdet

3D MODELLERING AF OVERLØBSBYGVÆRKER M A L T E A H M, A A L B O R G U N I V E R S I T E T

DANSK VAND KONFERENCE DEN NOV. ENERGIEFFEKTIVISERING PÅ RENSEANLÆG INDLÆG V/ ELHAM RAMIN. Energi. Arkitektur. Infrastruktur Byggeri

EVA. Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken. Nr årgang April 2013 SPILDEVANDSKOMITEEN

EVA MØDE 4.feb Anders Breinholt

Regn. - Måling af nedbør, styring under regn og samspil med kloakanlæg. Lisbeth Pedersen

Metoder til vurdering af de vandkvalitetsmæssige forhold i recipienten, belyst ved cases

EVA. Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken. Nr årgang August 2013 SPILDEVANDSKOMITEEN

Etablering af fælles visualiseringssystem for SCADA data for forsyninger og renseanlæg i BIOFOS opland

Målinger på overløb hvor svært kan det være?

Varsling af oversvømmelser. Morten Rungø

AMOK er det bare sund fornuft? Avanceret online Måling af OverløbsKvalitet

Miljøingeniørdag på Aalborg Universitet

A.K. Sharma 1, L. Vezzaro 1, H. Birch 1, E. Eriksson 1, Lützhøft, H.- C.H 1, Høg, H.H, P.S. Mikkelsen 1. DTUMiljø

Vurdering af indeklimaet i hidtidigt lavenergibyggeri

GRØNNE TAGES HYDROLOGI MEKANISMER OG BEGREBER.

Byudvikling, klimaændringer og oversvømmelsesrisiko

CIVILINGENIØR, CAND. POLYT. I MILJØTEKNOLOGI

Prognose og karakterisering af bygningers energiforbrug

Forurening fra overløbsbygværker. Recipienter som badevand muliggjort med styring og varsling i Aarhus. v. Lene Bassø, Aarhus Vand

Innovative LAR-metoder til håndtering af mere regnvand og grundvand ved fremtidige klimaændringer. Indlæg på Dansk Vand Konference 2013

Etablering af fælles visualiseringssystem for SCADA data for forsyninger og renseanlæg i BIOFOS opland

CIVILINGENIØR, CAND. POLYT. I MILJØTEKNOLOGI Master of Science in Environmental Engineering

A multimodel data assimilation framework for hydrology

HVORFOR BRUGER EU S HORIZON 2020PROGRAM 37 MIO KRONER PÅ FORSKNING OM INDVENDIG EFTERISOLERING? ERNST JAN DE PLACE HANSEN SENIORFORSKER, SBI

Håndtering af oversvømmelser opdateret klimakogebog Dansk Vandkonference 2010

Håndtering af regnvand i Nye

Metoder til at udnytte energifleksibilitet i spildevandssystemer

Vand i Byer stormøde

GENTÆNK GRUNDVANDSMODELLERING - NYE METODER TIL EFFEKTIV MODELUDVIKLING

Kobling af to modelkoder: Integrerede HIRHAM og MIKE SHE simuleringer på et dansk opland

What s Our Current Position? Uddannelsesstruktur i AUE. What Can You Choose After DE5? Uddannelsesstruktur i AUE

Fremtidens regn. IDA Miljø møde 28/ Ida Bülow Gregersen

overløbsvand FRODO Afrapportering for projekt støttet af VTU- Fonden

Modellering af interaktion mellem landoverflade atmosfæren

Danish Centre for Composite Structures and Materials for Wind Turbines (DCCSM)

Luftskifte Hvad ved vi og hvad kan vi?

Lars Gregersen Technical Product Manager COMSOL A/S Fremtidens Matematik

Styrket jernbane- og transportforskning på DTU

Kunde-orienterede digitale forretningsprocesser

DANVA Temadag 21. juni 2012 Procesoptimering på renseanlæg. Ændret drift på Viby renseanlæg. Flemming B. Møller, Aarhusvand

METSAM. MiljøEffektiv Teknologi til intelligent SAMstyring af spildevandssystemer. Krüger A/S, juni 2012

Information Meeting for DE5 and DE3 Further Study Possibilities

Energiproduktion Det energiproducerne anlæg ikke bare et fremtidsscenarie. VandCenter Syd ønsker at være CO2 neutral gerne i 2014

Samstyring af afløbssystem og renseanlæg Planlægning og design. Lene Bassø, Aarhus Vand A/S

Værktøjer, der kan regne på LAR-elementer

Lina Nybo Jensen Kathøjvej Tikøb Telefonnummer: Lina@LNHwater.dk CURRICULUM VITAE

EVA. Erfaringsudveksling i Vandmiljøteknikken. Nr årgang Februar 2013 SPILDEVANDSKOMITEEN

Rapport om Vejrradarbaseret styring af spildevandsanlæg

Valg af Automationsplatform

KLIMAFREMSKRIVNING AF HISTORISKE REGNSERIER

Regn under fremtidens klima. Afrapportering for projekt støttet af VTU- Fonden

Climate change and climate adaption in urban areas

Hydraulisk optimering af overløbsbygværker

Samstyring af afløbssystem og renseanlæg Planlægning og design. Lene Bassø, Aarhus Vand A/S

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

BALANCERING AF FJERNVARME FOR ØGET OPTAG AF LAVTEMPERATUR OVERSKUDSVARME

Mange klimatilpasningsplaner i et lille ensartet land hvad kan vi lære af hinanden (og udlandet!) før og under implementering?

Revision af Spildevandskomiteens skrift 28 og 29

Hvorfor ingeniørerne elsker modeller? En ultrakort introduktion til modelverden. Berislav Tomicic, Urban Water, DHI

Forskningsområdet: Informatik. Lektor Pernille Kræmmergaard, cand.merc., Ph.d. AFL, Handelshøjskolen i Aarhus

Næste generation solvarme / 4. Generation Fjernvarme

Giv de studerende ejerskab over deres cases design af et praksisnært kandidatkursus Lene Fjerbæk Søtoft, adjunkt Henrik Grüttner, ekstern konsulent

osv. Et blog community, hvor man som medlem af brugergruppen

Måling af tryktab i taghætte med lyddæmper

Lossepladser og vandressourcer

HVORDAN SER DONG ENERGY FLEKSIBILITET PÅ TVÆRS AF SEKTORER

Bilag J - Beregning af forventet uheldstæthed på det tosporede vejnet i åbent land Andersen, Camilla Sloth

STYRKELSE AF BØRNS TIDLIGE PROBLEMLØSNINGSKOMPETENCER I FREMTIDENS DAGTILBUD

Danish Technology Center Denmark

Måling af tryktab i taghætter med lyddæmper

Orientering om opgørelse af medfinansiering under Building Stronger Universities in Developing Countries (BSU) projektet

KLIMAFREMSKRIVNING AF HISTORISKE REGNSERIER

November Navn: JACOB GUDBJERG. Nationalitet: Fødselsår: 1974

Referat af Spildevandskomiteens ordinære plenarmøde. Onsdag den 8. maj 2019 kl i Ingeniørhuset, IDA, Kalvebod Brygge 33-35, København V

CIVILINGENIØR, CAND. POLYT. I MILJØTEKNOLOGI Master of Science in Environmental Engineering

Supply Chain Netværk Design

Transkript:

Ground water Receiving water Drinking water treatment Treatment plant Drinking water distribution Sewer system Developed area Mikkelsen, P.S.: Integrated Urban Drainage Optimisation Improving the System of Dansk Vand konference, arrangeret af DANVA Århus, d. 1.-2. november 2011 Integreret modellering, forecasting og styring af afløbssystemer og renseanlæg P.S. Mikkelsen 1, M. Rasmussen 2, J.D. Nielsen 3, M. Grum 4, T.N. Gadegaard 4, D. Thornberg 5, K. Juel-Berg 6, H. Madsen 7, B. Plósz 1, H.J. Albrechtsen 1, A. Sharma 1 1 DTU Miljø, 2 Aalborg University, 3 DHI 4 Krüger, 5 Udviklingssamarbejdet, 6 Københavns Energi, 7 DTU Informatics + DMI, Aarhus Vand, Lynettefællsesskabet, Spildevandscenter Avedøre Detention Sewage storage tank Drainage from private property and streets Rainfall-runoff process Det integrerede Reservoir Percolation Clean water inflow Detention Storage tank Sedimentation Purification Overflow structure Combined sewer overflow Urbane vandsystem Afløbssystem og renseanlæg Waste disposal In-/Exfiltration Adapted from: Krebs, P. (1996): Interdependencies and dynamics within the urban water management. EAWAG News, 41E, November 1996, pp. 14-16. 1

Renoverings udfordringen! Klima og fortætnings udfordringen 2

Forurenings udfordringen Afløbssystemer og renseanlæg Ude af øje Ude af sind Ude af kontrol? Er det situationen i dag? Skal det være situationen fremover? 3

http://swi.env.dtu.dk Strategisk forskningsprojekt, 2008-2013 Finansieret af Det Strategiske Forskningsråd (DSF, ENMI) samt deltagerne (~50%) I alt ca. 30 M DKK 12 partnere 6 ph.d. studerende (+3) 4 postdocs Forskning, med tæt tilknytning til teknologiudvikling og forsyningsselskabers behov Universiteter Danmarks Tekniske Universitet DTU Miljø DTU Kemiteknik DTU Informatik Aalborg Universitet Institut for Byggeri og Anlæg Forskningsinstitutioner/virksomheder Danmarks Meteorologiske Institut DHI Krüger PH-Consult Forsyningsselskaber Spildevandscenter Avedøre Københavns Energi Lynette Fællesskabet Aarhus Vand 4

Historik ~1970: Afløbssystemer ~ Bygningsingeniører Renseanlæg ~ Kemiingeniører Recipienter ~ Biologer ~1980: Forskning starter om interaktioner mellem afløbssystemer, renseanlæg og recipienter ~1990: Første INTERURBA konference (interaktioner erkendt som vigtige) Første version af integrations e-learning kursus (TRITON) uden www. Avanceret kursus for PhD studerende og forskere,med med prof. software Miljøingeniøruddannelsen på DTU starter ~2000: Anden INTERURBA konference (interaktioner mainstream i forskning, men ikke endnu meget i praksis) Fuldstændig revision af integreret e-learning kursus, dedikeret simuleringsmodel (UWREM2000) + www. Inkluderet som normalt DTU kursus på MSc/PhD niveau ~2010: Emnet er (igen) blevet hot, flere studerende er interesseret Forsyningsselskaber, bedre sensorer/modeller, vejrradar, tiden moden nu? Change from natural stream to canal Basin K Dæmning Fisketorvet WWTP Øresund Summer University 2003-12801: Urban Water 5

Case område for DTU e-learning kursus Simplificering af virkeligt opland i København Mange års arbejde bag forenklingerne (af data OG modeller) Dedikated simulerings tool med særligt bruger-interface (afløbssystem, renseanlæg, recipient) Øvelser baseret på at køre ~10 års simuleringer, undersøge forskellige fænomener, og foreslå ingeniørmæssige løsninger Nuværende DTU kursus: 7 moduler (ca. hver anden uge) Modul Evaluering 1. Indledende systemanalyse Nej 2. Næringsstof belastning (10%) Rapport, grupper 3. Iltsvind i vandløb ifm. overløb (10%) Rapport, grupper 4. Interaktion mellem bassiner og RA (10%) Rapport, grupper 5. Nye systemkomponenter (10%) Quiz, individuel 6. Regel baseret styring (15%) Rapport, grupper 7. Optimerings konkurrence (35%) Rapport, grupper Deltagelse i diskussions forum (10%), individuel/gruppe evaluering Moduler om nye emner som klimaforandringer og miljøfremmede stoffer under udarbejdelse Tilbydes også som efteruddannelseskursus 6

København Lyngbyvej 16 aug. 2010 Photo: Bente Schou Min havefest to aftener før 7

Signe T. Andersen Ph.d. Studerende, DTU Miljø Kvantitativ mikrobiel risikovurdering Påvirking af renseanlæg, regnstyring (data fra Lynetten i Kbanhavn, med ATS) Qin Bypass Qbio,max ATS SS i udløbet fra efterklaringstank Kan dette undgås, hvis vi kan forecaste Qin? 8

Realtids styring af afløbssystemer Bassin filling Area Cost Sensitivity of recipients Qbio,max Vi har brug for information om Qbio,max nu og i fremtiden Wanted state State Qbio,max Integreret realtids styring af afløbssystem og renseanlæg Potentialet for at reducere miljøpåvirkningen ved integreret styring af afløbssystemer og renseanlæg er demonstrered ved modelstudier gennem de seneste tre årtier. Erfaringerne fra den praktiske verden er imidlertid begrænset, og model prædiktiv styring er stadig kun en teori. Praktiske eksempler dokumenteres ofte ikke i den videnskabelige literatur. Vi forsger at gøre noget ved dette nu! Renseanlæg Afløbssystem Flow og kvalitet Maksimal hydrauisk kapacitet 9

Elham Ramin, PhD student, DTU Environment Secondary clarifiers: experimental assessments & modelling 1. Demonstrating the significance of clarifier models and their parameters as sources of uncertainties in WWTP modelling SRT 2. Developing settling sub-models doing laboratoryscale experiments 3. Identifying and calibrating 1-D hydraulic submodels using CFD simulations r H r_h F TSS, COD F_TSS_COD V_0 V 0 r_p r P f f_xi XI Y Y_H H Scenarios Convectiondispersion SST First-order v V_Con_F WAS F,DC Scenario 1 RAS (Recycle Scenario 2 of activated Scenario Scenario1 3 Scenario 3 V_Dis_Ov sludge) Scenario 4 v Ov,D Hydraulic (Last aerobic Scenario 2 Scenario 4 f NS f_ns reactor) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Sensitivity measure ( i), - 4. Confirming CFD simulation using full-scale quasi-steady-state and dynamic measurements 5. Promoting good clarifier modelling practice and relevant knowledge transfer between academia and engineering Data assimilering Forbedre startbetingelserne for en forecast model ved at inddrage målinger frem til TOF (model opdatering) Reducere modellens prædiktionsfejl indenfor forecast perioden Measured Variables Input Variables Numerical Model state parameters variables Forecast or Output Variables Data assimilation procedure 1 2 3 4 10

Morten Borup, ph.d. studerende, DTU Miljø Lisbet Hansen, studerende, DTU Miljø (nu Krüger) Opdatering af tilstande i afløbsmodeller Beregnet korrektion! Målt til t 1 =t 0 +dt Beregnet til t 1 =t 0 +dt Beregnet til t 0 Evaluering af eksisterende MOUSE Update værktøj, nogen forecast skill Tilsvarende værktøj udviklet til MOUSE RDII, bedre forecast skill Næste skridt: Stokastisk opdatering H. Madsen, DTU Informatics Stochastic modelling P.S. Mikkelsen, DTU environment Environmental engineering 11

Grey Box (stokastisk) modellering Drift term (deterministisk) Observations støj Diffusions term (stochastisk) System ligning Observationsligning Notation: Anders Breinholt, ph.d. studerende, DTU Miljø Fannar Thordarsson, ph.d. studerende, DTU Informatik Probabilistisk forecasting 15 min og 4 timer frem med 12

direct runoff indirect runoff precipitation slow runoff saturation storage diurnal variation Radar Flow Forecast Concept Forecast Rainfall forecast as mean intensity for sub-catchment flow model daily temperature snow storage normal potential evaporation auto- calibration Forecast flow measurement flow radar data rain gauge data flow measurements forecast 25 Slagelse Forecast Flow [m3/s] 2 hours forecast measured 13

Hvidovre 15th June 2010 Flow [m3/s] measured 30 minute forecast 60 minute forecast Flow [m3/s] measured 90 minute forecast 120 minute forecast Hvidovre 15 th June 2010 14

URBANWATER Weather Radar Applications Radar måling af regn Hændelse 1, Stratiform event Nov 18, 2009 09:10 Hændelse1I, Cyclonisk rotation Nov 18, 2009 16:10 Hændelse 3, Konvektiv hændelse May 28, 2010 14:00 Kilde: Michael Rasmussen og Søren Thorndahl 29 of 2 URBANWATER Weather Radar Applications Sammenkobling af C-bånds og X-bånds vejrradar til nedbørsmåling over urbane områder Jesper Ellerbæk Nielsen Ph.d. studerende Jen@civil.aau.dk X-bånds radar observationer i atmosfæren C-bånds radar observationer i atmosfæren Observationer ved jorden Regn målere/disdrometere + netop startet ph.d. studerende ved AAU: Malthe Ahm 30 of 2 15

Roland Löwe, ph.d. Studerende, DTU Informatik Data driven forecasts for optimal control Behovet -modellering af usikkerhed i data og modeller -forecast usikkerhed af -Regn -Flow -Renseanlægs kapacitet Værktøjerne -Kalman filtering -Grey Box modeller -Probabilistisk optimering Wikipedia + netop startet erhvervsforsker om styring ved Københavns Energi og DTU Kemiteknik: Ane Mollerup Status og fremtid http://swi.env.dtu.dk Der er fuldt blus på forskningen, mange metoder er ved at blive dokumenteret og publiceret videnskabeligt (radar, data assimilering, usikkerhed, forecasting, styring) Alle ph.d.- og postdoc stillinger er nu besat, flere søges igangsat i tilknytning til SWI for at sikre kontinuitet 2 ph.d. forsvar forventes i 2012, de sidste i 2013-14 Det næste år: Øget fokus på afprøvning af forskningsresultater hos forsyningsselskaberne ifm. deres implementeringsaktiviteter (f.eks. METSAM i København og PREPARED i Aarhus) Vi begynder nu også at formidle på dansk I dag var en snak om SWI projektet som helhed, andre gange kan det blive indlæg med flere detaljer, vi er mange der kan spørges! 16