Metoder til vurdering af de hydrauliske forhold i recipienterne

Metoder til vurdering af de hydrauliske forhold i recipienterne EVA-temadag den 24. september 2015 Anja Thrane Hejselbæk Thomsen, anja@orbicon.dk Morten Larsen, mola@orbicon.dk

Indhold Naturlig afstrømning 1 l/s/ha? Problemer i vandløb Kapacitet oversvømmelser Erosion manglende målopfyldelse af vandplaner Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Detaljeret analyse Stationær beregning VASP Dynamisk beregning MU Konklusion

Naturlig afstrømning 1 l/s/ha? Tidligere praksis Man har i gennem en årrække administreret udledningen af regnvand fra befæstede arealer efter at udledningen skulle neddrosles til 1-2 l/s/ha. Det er blevet opfattet som udtryk for den naturlige afstrømning eksempelvis i vejledningen for de gældende vandplaner: Hvor der er risiko for hydrauliske problemer, skal regnbetingede udledninger som udgangspunkt reduceres til 1-2 l/s pr. ha (totalt areal), svarende til naturlig afstrømning. Fra Vandplan 2010-2015 Lillebælt/Jylland, afs. 1.4 Retningslinjer, Spildevand 9), p.57

Oversvømmelsesrisiko - ådalsanalyser Oversvømmelsesberegning og ådalsanalyse VASP model (stationær) med oplandskorrigeret afstrømning Topografiske oplande er beregnet i GIS ved strømningsanalyse på modificeret højdemodel By-oplande stammer fra spildevandsplanen

Erosionsrisiko energiberegninger Erosionsberegninger Beregnes på baggrund af vandets hastighed Er er udtryk for energien i vandløbet

Indhold Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Eksempel på kapacitet mindre end 1,0 l/s/ha oversvømmelse begrænsende Eksempel på kapacitet større end 1,0 l/s/ha erosion begrænsende

Metode - oplandsfordeling

Resultater oversvømmelsesanalyse

Resultater oversvømmelsesanalyse Oversvømmelse ved 0,5, 1, 1,5 og 2 l/s/ha

Resultater erosionsanalyse 1,5 l/s/ha 6 l/s/ha Upåvirket 1 l/s/ha 0,5 l/s/ha 6 l/s/ha

Indhold Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Eksempel på kapacitet mindre end 1,0 l/s/ha oversvømmelse begrænsende Eksempel på kapacitet større end 1,0 l/s/ha erosion begrænsende

Resultater Vellingshøj Bæk

Resultater oversvømmelsesanalyse

Resultater oversvømmelsesanalyse Oversvømmelse ved 8 og 10 l/s/ha

Resultater - erosionsanalyse Upåvirket 1 l/s/ha 4 l/s/ha

Udløbstyper Uforsinkede udledninger Maks. vandføring varierer Kortvarig Bølge Høj grad af dynamik Forsinkede udledninger Fast maks. vandføring Langvarig Lav grad af dynamik

Detaljeret analyse Høj grad af dynamik Dynamiske beregninger: -MIKE Urban -SWMM -MIKE11 Fordele/Ulemper: + Tidslig opløsning + Massebalance -Komplekse - Tidskrævende Lav grad af dynamik Stationære beregninger: -VASP -MIKE Urban -MIKE11 Fordele/Ulemper: + Nemme + Hurtige - Tidslig opløsning - Massebalance (ligevægt)

Indhold Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Detaljeret analyse Stationær beregning VASP Dynamisk beregning MU Simpelt eksempel på forsinkede udledninger Simpelt eksempel på uforsinkede udledninger Komplekst eksempel på forsinkede/uforsinkede udledninger

Stationærberegning - VASP

Stationærberegning - VASP Vandløb EVA 2015 Terræn højre Terræn venstre Opmålt vandspejl Dybeste punkt i tværprofilet Kote i m DVR90 1:50 20 20 SLUT RØRLEDNING L Ø 32 TILLØB FRA VENSTRE BUNDBREDDE 00.40 START RØRLEDNING B Ø 40 19 19 18 18 17 17 16 16 15 15 SLUT RØRLEDNING B Ø 40 14 14 13 13 12 12 11 11 0 31 128 185 267 343 386 427 462 10 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 VASP 16-09-2015 / MOLA ProjektID : 12-22 Station i m 1:3000 578 807

Stationærberegning - VASP Input: 1. Naturligt opland 2. Naturlig afstrømning 3. Manningtal 4. Start vandspejl 5. Udledninger Q_maks Output -Vandstand Vandløb EVA 2015 Sommermiddel Sommermiddel Sommermiddel + udledninger Terræn højre Terræn venstre Dybeste punkt i tværprofilet Sommermiddel + udledninger Kote i m DVR90 1:50 20 20 SLUT RØRLEDNING L Ø 32 TILLØB FRA VENSTRE BUNDBREDDE 00.40 START RØRLEDNING B Ø 40 19 19 18 18 17 17 16 16 15 15 SLUT RØRLEDNING B Ø 40 14 14 13 13 12 12 11 11 0 31 128 185 267 343 386 427 462 10 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 VASP 16-09-2015 / MOLA ProjektID : 12-22 Station i m 1:3000 578 807

Dynamisk beregning MIKE Urban

Dynamisk beregning MIKE Urban Input: 1. Naturligt opland 2. Naturlig afstrømning 3. Manningtal 4. Start vandspejl 5. Opland m. befæstelse 6. Bassiner m. regulering 7. Nedbør (T = 5 år) Output -Vandstand

Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 5 år) vs. Stationær beregning T = 5 år VASP MIKE Urban Maks. vst. + + Maks. Hastighed + + Varighed - + Hyppighed - -(+LTS)

Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 1 år) vs. Stationær beregning T = 1 år VASP MIKE Urban Maks. vst. + + Maks. Hastighed + + Varighed - + Hyppighed - -(+LTS)

Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 0,1 år) vs. Stationær beregning T = 0,1 år VASP MIKE Urban Maks. vst. - + Maks. Hastighed - + Varighed - + Hyppighed - -(+LTS)

Indhold Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Detaljeret analyse Stationær beregning VASP Dynamisk beregning MU Simpelt eksempel på forsinkede udledninger Simpelt eksempel på uforsinkede udledninger Komplekst eksempel forsinkede/uforsinkede udledninger

Stationærberegning - VASP

63.4 63.2 63.0 62.8 62.6 62.4 62.2 62.0 61.8 61.6 61.4 61.2 61.0 60.8 60.6 59.9 59.8 59.7 59.6 59.5 59.4 59.3 59.2 59.1 59.0 58.9 58.8 58.7 Afstand [m] -1.4-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.2-0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 Afstand [m] -0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.1-0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 Stationærberegning - VASP Vandløb EVA 2015 Terræn Højre Terræn venstre Bund Kote i m DVR90 1:75 70.0 70.0 67.5 67.5 65.0 65.0 62.5 62.5 60.0 60.0 57.5 57.5 0 204 280 282 672 673 674 929 936 940 1055 1062 1064 1527 1532 1534 Kote DVR90 [m] Rørindløb Ø 45 cm Rørudløb Ø 60 cm Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm Broindløb Broudløb Kote DVR90 [m] 55.0 55.0 1700 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 Station i m 1:5000 VASP 17-09-2015 / MOLA ProjektID : 13-23

Stationærberegning - VASP Input: 1. Naturligt opland 2. Naturlig afstrømning 3. Manningtal 4. Start vandspejl 5. Udledninger Q_maks Output -Vandstand Vandløb EVA 2015 Eksempel Vandstand T=5 Terræn Højre Terræn venstre Bund Kote i m DVR90 1:75 70.0 70.0 Rørindløb Ø 45 cm Rørudløb Ø 60 cm Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm 67.5 67.5 Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm 65.0 65.0 62.5 62.5 60.0 60.0 57.5 57.5 0 280 282 672 673 674 929 936 940 1055 1062 1064 1527 1532 1534 Broindløb Ø 60 cm Broudløb Ø 60 cm Broindløb Broudløb 55.0 55.0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 VASP 22-09-2015 / MOLA ProjektID : 13-23 Station i m 1:5000

Dynamisk beregning MIKE Urban Input: 1. Naturligt opland 2. Naturlig afstrømning 3. Manningtal 4. Start vandspejl 5. Opland m. befæstelse 6. Nedbør (T = 5 år) Output -Vandstand

Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 5 år) vs. Stationær beregning T = 5 år VASP MIKE Urban Maks. vst. - + Maks. Hastighed - + Varighed - + Hyppighed - -(+LTS)

Indhold Metoder Sårbarhedsanalyse; screeningsniveau Stationær beregning VASP Detaljeret analyse Stationær beregning VASP Dynamisk beregning MU Simpelt eksempel på forsinkede udledninger Simpelt eksempel på uforsinkede udledninger Komplekst eksempel på forsinkede/uforsinkede udledninger

Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 5 år) T = 5 år VASP MIKE Urban Maks. vst. - + Maks. Hastighed - + Varighed - + Hyppighed - -(+LTS)

Konklusion Trin 1: Sårbarhedsscreening af vandløb på kommuneniveau Kortlægning til overordnet vandplanlægning i forhold til vandløbenes fysiske forhold Oversvømmelsesrisiko Erosionsrisiko Udgangspunkt for dialog ml. kommune, forsyning o.a. i forbindelse med ansøgning om udledningstilladelser Trin 2: Trin 3: Detaljeret analyse Simple systemer med faste udledninger Lav grad af dynamik Simple stationære modeller Simple systemer med varierende udledninger Høj grad af dynamik Dynamiske modeller Komplekse systemer Høj grad af dynamik Dynamiske modeller Få brugbar viden om recipienterne ved biologiske undersøgelser v/eva Marcus, Orbicon & Christian Ammitsøe, VandCenter Syd DVFI (Dansk Vandløbs Fauna Index) og fysisk indeks i vandløb