Potentialet for LAR i Vinkælderrendens opland, Odense ATV-møde 2012 26. april 2012 Ph.d. Jan Jeppesen
Hvem er jeg Urbane vandkredsløb Urban hydrolog LAR specialist LAR-elementer Vandbalance Modellering 2007-2010: Ph.d. (www.2bg.dk, DSF, ALECTIA): Udviklede metoder og modeller til kvantificering af den urbane vandbalance med og uden LAR på byskala 2010- : Rådgivning og videreudvikling af metoder til kortlægning af LAR-potentialet
LAR-udviklingsprojekt: VandCenter Syd - ALECTIA Spor 1 Spor 2 Udvikling, test og vidensopsamling fra konkrete LAR-elementer Modellering af effekten af LAR-elementer på bydelsskala Der benyttes værktøjer udviklet i et ph.d.-projekt (under 2BG): -Modeller for faskine, wadi, regnbed, grønt tag, regnvandstank -Faskine-/regnbed-model integreret i MODFLOW (grundvandsmodel) -LAR-modeller kan generere input til MOUSE (modelkæde) -Modellerne udvikles løbende
Spor 1: Grønt tag Transient reservoir Vækstmedie reservoir WC max WC ini WC min K: Tidskonstant for afdræning 8,3e-6 s -1 RC: WCmax-WCmin (tilgængeligt vand) 22 mm ID Størrelse Start dato 29/06/2011 Slut dato 21/08/2011 Antal observationer 7633 Nash-Sutcliffe coefficient 0,9 Index of agreement 0,89 Målt relativ tilbageholdelse 0,53 Sim. relativ tilbageholdelse 0,51
Spor 1: Grønt tag
Spor 1: Faskine Kjord=5e-6 m/s
Spor 1: Fremtid 1 2 Mangler 3 4 Mangler Tag WCmax-WCmin Tidskonstant Mangler 1?? 2?? 3?? 4 22 mm 8,3E-6 / s Skitse, der illustrerer princippet i at indsamle måledata fra forskellige typer af grønne tage og estimere de styrende parametre.
Spor 2: Opskalering Start Formål Evaluering af delscenarium rettet mod definition af optimalt kombinationss cenarium Opsætning af LAR-delscenarium og optimalt kombinationsscenarium Hydrologisk modellering hvis LAR-scenariet omfatter nedsivning At belyse potentialet for hvert LAR-element og definere det optimale kombinationsscenarium At belyse: 1. Konsekvenserne for det hydrologiske vandkredsløb og 2. Niveauet af bæredygtig nedsivning Hvis delscenarium Hydraulisk modellering ved MIKE-URBAN At belyse konsekvensen af LAR på opstuvningshændelser i afløbssystemet Hvis optimalt scenarium Slut-evaluering Slut At belyse det maksimale LAR-potentiale under hensyn til hydrologisk og hydraulisk effekt
Spor 2: Vinkælderrendens opland Vinkælderrenden kapacitetsproblemer! Oversigtskort over modelområde (6 km 2 ) og fokusområde (kloakopland F2).
Opstilling af urban-hydrologisk model Hydrogeologisk model: - Leret dækmoræne, spredte sekundære sandlag, dybereliggende lerlag, dybtliggende sandlag - 10 10 meter
Opstilling af urban-hydrologisk model Kloakker og omfangsdræn Kloakker Omfangsdræn Ingen konkrete oplysninger fra byggesagsarkiv Placeres i 1.2 mut. ved bygninger med kælder (oplyst i BBR) Q=-TC*A* H TC=f(Kjord.tilstand)
Opstilling af urban-hydrologisk model Overfladisk afstrømning og umættet zone Klimadata for perioden 1990-2011: Nedbør (SVK-stationer) Potentiel fordampning Temperatur Jordtype Arealanvendelse Delkomponenter Simuleringsprincip Imp. arealer Overflade processer Opfugtningstab Evaporation Horton infiltraton Regnafstrømning Horton overland-flow Mættet overland-flow Overflade magasinering Rodzone processer Nedsivning Evapotranspiration Magasinering Modul svarende til MOUSE runoff-model B, udviddet med mættet overland-flow. Simpelt beregningsprincip. hvor fordampning og nedsivning afhænger af vandindholdet i rodzonen.
Kalibrering
Afstrømningssimulering Kalibrering: Komponenter af simuleret afstrømning
Nedsivningsscenarium Bæredygtig nedsivning
Foreløbige resultater: bæredygtig nedsivning (afkobling) Objekt Overløb Nedsivning Modelkørsel
Foreløbige resultater: bæredygtig nedsivning (afkobling)
Konklusion 1 Vi har værktøjerne til at regne på LAR (integreret med grundvand) vi kan kvantificere og optimere den hydrauliske og hydrologiske effekt (bl.a. bæredygtig nedsivning) Der er generelt betydelig usikkerhed pga. manglende data på Geologi og grundvandsstand (udfør korte boringer, opret loggere) Omfangsdræn (få det ind i BBR) (Effektiv) impermeabelt areal (indsaml flere flow-målinger) Mangler data omkring LAR-elementers virkemåde (forskellige typer tage, regnbede, faskiner m.m.)
PERSPEKTIVERING
Københavns Kommune LAR-screening for tagvand (GIS-værktøj)
Københavns Kommune LAR hydrologisk-modellering (KK-NØ)
Perspektivering Vandkredsløbet giver begrænset mulighed for lokal nedsivning Fremtiden byder på en forhøjet grundvandsstand -> ringere mulighed for lokal nedsivning/afkobling -> et øget behov for (lokal) dræning af grundvand omkring huse for at undgår fugtskader på fundamenter, kældre, m.m. -> et behov for massive investeringer i lokale afdræningsløsninger (hos lodsejere) INNOVATION: LAR AFKOBLING Integreret lokal afvanding af både: regnvand (forsinket) grundvand koblet med eksisterende kloakker = fremtidigt service-niveau?
Ingen LAR, fremtid Øget vinternedbør = fugtige kældre/fundamenter!
LAR innovation Afledning af grundvand om vinteren Afledning af regnvand om sommeren
Perspektivering Ldesign = ca. 9 m
Perspektivering Ldesign_d = ca. 4 m = ½ Ldesign_ud
Konklusion 2 Potentialet ved at anvende eksisterende kloak + lokal dræning/afledning/forsinkelse af grundvand/regnvand bør belyses: Kan vi på den måde sikre grønne/rekreative/klimarobuste afvandingsløsninger (?) Hvad koster det (at lade være)? Disse overvejelser bød også inddrages i valget af klimatilpasningsstrategi
Masterminding Sustainable Progress