Hvorfor ingeniørerne elsker modeller? En ultrakort introduktion til modelverden Berislav Tomicic, Urban Water, DHI
Model (numerisk, matematisk, computer..): Definition Model er en digital prototype af et fysisk system, anvendt for at forudsige systemets funktion i det virkelige verden under forskellige eksterne forhold.
Struktur af en Typisk Simuleringsmodel: Et flodsystem Fysisk System Flodkanalen Flood Plains Bygværker
Fysisk system: Flodsystem Bygværk Flod Flood plain
Struktur af en Typisk Simuleringsmodel: Et flodsystem Fysisk System Flodkanalen Flood Plains Bygværker SKEMATISERING Simplificeret repræsentation af det rigtige system
Flodsystem - skematisering Bygværk Flod Flood plain
Struktur af en Typisk Simuleringsmodel: Et flodsystem Fysisk System Flodkanalen Flood Plains Bygværker Fysiske love Massebevarelse Bevarelse af momentum SKEMATISERING Simplificeret repræsentation af det rigtige system
Flod system: Fysiske love Masse bevarelse Momentum bevarelse
Struktur af en Typisk Simuleringsmodel: Et flodsystem Fysisk System Flodkanalen Flood Plains Bygværker Fysiske love Massebevarelse Bevarelse af momentum SKEMATISERING Simplificeret repræsentation af det rigtige system Løsning: Oversættelse til computersproget Fx. Finite Difference metoden
Løsning: Finite difference metoden
Struktur af en Typisk Simuleringsmodel: Et flodsystem Fysisk System Flodkanalen Flood Plains Bygværker Fysiske love Massebevarelse Bevarelse af momentum SKEMATISERING Simplificeret repræsentation af det rigtige system Løsning: Oversættelse til computersproget Fx. Finite Difference metoden Randbetingelserne NUMERISK MODEL RESULTATERNE
Ransbetingelserne og resultater Randbetingelserne MODEL RESULTATERNE
Hvad kan modellerne bruges til i klimatilpasning? Reproducere systemets funktionalitet under enkelte hændelser Kvantificere systemets funktionalitet (fx miljøbelastning) for lange historiske perioder Forudse funktionalitet (og mangler) af de eksisterende systemer under design- og ekstrembelastninger, nu og i fremtiden Dokumentere effektivitet af forskellige forbedringer (udviklingsscenarios) under hverdags- og designbelastninger (nu og i fremtiden)
Typiske modeller i urban klimatilpasning Overflade afstrømning ved skybrud & oversvømmelse Afløbssystemet og urbane vandløb Stormflod LAR Grundvand
Eksempel: Modellering af LAR (Faskine) Faskine (definition): Et hulrum i jorden, hvor tagvandet siver ud gennem faskinens bund og sider med eller uden overløbsfunktionen, med eller uden kobling til kloaksystem
Model type 1: Regneark Input: geometriske data, jordkarakteristika. Regnstatistik indbygget i regnearket Output: Faskine størrelse (længde)
Model type 2: MIKE URBAN LID (runoff) Faskine og tilhørende befæstet areal som en del af bredere opland
Model type 2: MIKE URBAN LID (runoff) Belastning: 5-års, 4 timer regnhændelse Input: geometriske data, regn tidserie, jordkarakteristika, dræn
Model type 2: MIKE URBAN LID (runoff) Input: antal faskiner, faskinearealet (B x L), befæstet areal (per faskine), vand indhold ved simulering start
Model type 2: MIKE URBAN LID (runoff) Output: Afstrømning hydrograf for oplandet: med og uden faskine
Model type 2: MIKE URBAN LID (runoff) Output: Detaljerne
Model type 3: MIKE URBAN Soakaway (HD + WQ) Faskine (eller andet LAR element) som en del af hydraulisk netværk Belastning med afstrømning fra forskellige typer overflader (forurening - fosfor) tagflader, veje, haver
Model type 3: MIKE URBAN Soakaway (HD + WQ) Input: geometriske data, jord karakteristika, hydrauliske data, effektivitet i forureningsfjernelse ECO Lab beregning af WQ
Model type 3: MIKE URBAN Soakaway (HD + WQ) Output: hydrauliske tidsserie: flow i kloaken uden og med bioretention
Model type 3: MIKE URBAN Soakaway (HD + WQ) Output: WQ tidsserie: akkumuleret fosfor transport i kloaken uden og med bioretention