Klimaets betydning for veje, jernbaner og bygninger Klimaforandringernes effekt på infrastrukturen? v. Morten Riemer, Chef konsulent, Grontmij Carl Bro Horsens 17. september 2009
Prognoser for klimaforandringer Mulige klimaændringer i Danmark frem mod år 2100, jfr. DMI Temperaturstigning: +3-5 C Sommernedbør: -10-25 % Sommer skybrud: +10-20 % Vinternedbør: +20-40 % Vinternedbør som sne: -70-90 % Vandstandsstigning: +1,0-1,5 m Grundvandsstand: -2 til +2,5 m (lokale forhold) Stormaktivitet: Moderat stigning tendensen er, at udviklingen løber hurtigere end forventet
Scenarier: Nedbør Ændret nedbørsmønster i Danmark frem mod år 2100 Årlig nedbørsmængde (antal mm) øges cirka 10%. Vinter: +10 til +40% (okt. mar.) Sommer: -10 til -25% (jul. sept.) Mængden af nedbør der falder ved høj-intens regn (>15mm/dag) øges 20% - 50% årligt Forøgelse af nedbørsintensitet: År 2050: 2009 + 30% År 2100: 2009 + 40% NB! Nedbørsmønstre varierer meget regionalt. Referencer: 1) IPCC (Scenarie A2+B2) 2) Spildevandskomiteen (HIRHAM) 3) DMI (HIRHAM) 4) Dansk Klimacenter
Scenarier: Temperatur Forventning om generel stigning frem mod år 2100 Udviklingen i den globale temperatur fra 1856 til 2006. Nul-linien er gennemsnittet i den gældende internationale normal-periode 1961-1990. Temperaturstigningerne i Danmark inden år 2100 forventes at blive: IPCC: + 0,6-4,7C DMI: + 2,2 3,1C (år 2071 2100) Tendensen går mod varmere vinterperioder og sommernætter
Scenarier: Vandstandsstigning Frem til år 2050 kan havet stige med 0,5-1,0 m Frem til år 2100 kan havet kunne stige med 1,0-1.5 m eller mere ved højvandssituationer Stigning i middelvandstand 600 500 400 300 200 DeltaCommissie (2008) WBGU (2006) OECD (2008) Rahmstorf (2007/08) Niels Bohr Instituttet (2009) Kystdirektoratet/IPCC (2007) Rahmstorf (2007/08) DeltaComissie (2008) WBGU (2006) Kystdirektoratet/IPCC (2007) OECD (2008) 100 0 1950 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 2350 År
Scenarier: Grundvand Forventning om øget grundvandsstand i Danmark Eksempel Esbjerg-området Violette områder angiver, hvor vandspejlet vil komme til at ligge højere end terræn/vejoverflade. Blå områder viser, hvor vandspejlet vil stige til ~20 cm under kørebaneniveau. Forskelle mellem landsdelene Model anslår op til 1 meters stigning i Vestjylland, mens mere moderat på Sjælland, dog op til 0,5 meter på ca. 14% af arealet på Sjælland. Kort 1 Udgangspunkt og referencer til modelberegning: Modelberegningen i Kort 1 viser konsekvenser af en 0,5m stigning i grundvandet. Scenario er baseret på modelberegninger foretaget af GEUS (grundvand) 2006, 22, Sonnenborg et al. Vi har endvidere inddraget IPCC s scenarier A2 og B2, samt HIRHAM. Se også bilag 1, slide 21.
Konsekvens af grundvandsstigning Ved grundvandsspejl øget med 0,5m For området ved Esbjerg 70 km kommuneveje oversvømmede 5 km vej med grundvand 20cm under overflade 70 gennemkørselsstrækninger ikke farbare På landsplan Ca. 2.500 km kommuneveje oversvømmede Ca. 200 km vej med grundvand 20 cm under overfladen Ca. 2.500 gennemkørselsstrækninger ikke længere farbare
Scenario: Stigning i havene på 1 m Baggrundskort - Copyright KMS
Hvad siger vej-ingeniørerne? Vejene kan holde evigt hvis det ikke var for vandet! Noget af problemet med vand er indregnet i beregningsforudsætningerne, f.eks. en våd underbund Vi forventer dog at frostsikringslaget dræner vandet væk til afvandingssystemet Vand i underbund og gruslag leder til svækkelse, dvs. forstærkning nødvendig eller kortere levetid Tung trafik på en gennemvåd vej er katastrofalt!
Konsekvens - af opstigende grundvand for vejes fundament Tør vej holder evigt
Konsekvens - af opstigende grundvand for vejes fundament Våd underbund er OK
Konsekvens - af opstigende grundvand for vejes fundament Katastrofe!
Årsag og virkning for veje Scenariet Højere vandstand i havene Kraftigere og øget nedbør Konsekvens Højere grundvandsspejl Effekt på vejene Risiko for oversvømmelse af kystnære veje Risiko for oversvømmelse af veje inde i landet Nedbrydning af vejbelægning/vejfundament Pres på eksisterende afvandingssystemer Øget risiko for aqua planning Fremkommelighedsrisiko
Økonomisk effekt af øget grundvandstand Ved behov for nyanlæg af 2.500 km vej: DKK 15 21 mia. Ved ekstra vedligehold forudsætning om halvering af levetid af veje (ny belægning til at rette op på kørefurer/huller): DKK 75 mio. p.a. Samfundsøkonomisk effekt ved mindre fremkommelighed
CO 2 effekt Effekt ved ombygning ~ 315.000 t CO 2 * Effekt ved ekstra vedligehold (halvering af levetid ~ 2.720 t CO 2 p.a.) Effekt v/ omvejskørsel ~ 39.000 t CO 2 p.a. (Modsvarer ca. 1.600 husstandes udledning p.a.)
Årsag og virkning for jernbaner Scenariet Højere vandstand i havene Kraftigere og øget nedbør Konsekvens Højere grundvandsspejl Effekt på jernbaner Principielt som for veje, men måske er kvaliteten af banernes opbygning bedre? Pres på eksisterende afvandingssystemer, erosion og underminering Nedbrydning af fundering Fremkommelighedsrisiko
Årsag og virkning for bygninger Scenariet Konsekvens Højere vandstand i havene Kraftigere og øget nedbør Højere grundvandsspejl Effekt på Bygninger Risiko for opstuvning i kældre under regn Fugt i kældre Forringet bæreevne af fundamenter i friktionsjord (p.g.a. opdrift på jordlag)
Vejbygning i Holland Blød bund: 3-5 m sand i 1-2 år før vejbygning Behov for at genetablere veje med mellemrum (sætninger på op til 30 cm) Højere vejprofiler: Diger: Højere vej-dæmninger ved brug af polystyren/leca Hele områder, der flyder anlæg af veje/jernbaner og bebyggelse på/i diger Dige i Zeeland, Holland
Klima-check af veje Spørgsmål Hvordan tilvejebringes en vurdering af det generelle risikobillede for veje i et givent område? Handling Scenarier Screeninger Simulering af risiko-steder Hvilke specifikke risici er der i området? Afdækning af specifikke risici Vejfundering Vejbelægning Afvandingssystemer Broer og tunneler Kantstenshøjde Samspil med kloaksystemers dimensionering Prioritering i risikomatrice
Klima-check af veje (fortsat) Spørgsmål Hvilke afhjælpningstiltag kan gennemføres? Handling Specifikation af afhjælpningstiltag Kvantificering af omkostninger Samtænkning med øvrige investeringer i f.eks. kloaker, byplanlægning Hvordan etableres en beredskabsplan, hvis oversvømmelser opstår før afhjælpning er gennemført? Alternative ruter Skal der være et lager af sandsække?
Værktøj til at forudsige risici Topografisk screening Oversvømmelsesrisiko ved skybrud Oversvømmelsesrisiko langs vandløb og søer Vandstandsstigning i havet Grundvandsspejl GIS søgning mellem temaer BBR og OIS data Kundekartotek Skadeshistorik Bygninger og infrastruktur Jordbundsforhold Kloaksystem Vandløb Mfl.
Terræn-modeller: Hele vandkredsløbet
Risikoanalyse ved modellering Detaljerede modelberegninger Beregning og visualisering af oversvømmelsesrisiko fra kloak, vandløb og hav Værktøj til at fastsætte oversvømmelsesrisiko, at vurdere hændelsesforløb og til at udpege ansvar Kan udpege og vise effekt af simple tiltag som terrænreguleringer, tætte kloakdæksler, højtvandslukke m.fl. Terrænreguleringer: - kontrolleret oversvømmelse - sænkning af dige - forhøjelse af dige i lavninger
Hvad skal kommunerne gøre? Lokal risiko-vurdering (hyppighed og konsekvens) Inter-kommunal koordinering Nødplaner (lukning af veje, omdirigering, afvanding osv.) Fremtidssikring af nye veje Integrering
Hvad kan rådgiverne gøre? Udvikling af værktøjer til risiko-vurdering (sandsynlighed og konsekvens) Screenings-værktøjer til at lokalisere problem-områder Model-beregninger til lokale vurderinger Økonomiske overvejelser Revidere normer Nye principper til nye veje?
Tak for opmærksomheden Bemærk den gule midterstribe det er nok fra Sverige!
Bilag 1: Uddybning 0,5 meter grundvandsstigning Vurderingerne i denne præsentation jf. kort 1, slide 5 er foretaget på baggrund af forudsigelserne fra GEUS modelleringsprojekt, der bl.a. konkluderer: I Vestjylland betyder den lavere nettonedbør om sommeren, at rodzonen bliver mere tør, og at behovet for markvanding stiger markant. Til gengæld resulterer stigningen i middelnettonedbør i, at grundvandsdannelsen og grundvandsstanden stiger. I B2-scenariet, som giver de største stigninger i grundvandsstanden, vil der i vinterhalvåret ske en stigning i grundvandsstanden på mere end 0,25 m i over 50% af området, og i næsten 10% af området vil grundvandsstanden stige med mere end 1 m, GEUS 2006, 22, Sonnenborg et al. Klimaændringerne i præsentationen er baseret på IPCC.s scenarier for emission af drivhusgasser benævnt A2 og B2, som repræsenterer hhv. et middelhøjt og et middellavt emissionsscenarium. Der benyttes resultater fra DMIs regionale klimamodel HIRHAM (Christensen et al., 1996), som i EU-projektet PRUDENCE blev anvendt til at generere klimadata for forskellige emissionsscenarier. Randbetingelserne til den regionale klimamodel stammer fra den britiske globale, atmosfæriske klimamodel HadAM3H, som for det nutidige klima er anvendt med observerede drivhusgaskoncentrationer og Havtemperaturer. For fremtidsscenarier er der, på baggrund af det valgte emissionsscenario, beregnet drivhusgaskoncentrationer, der svarer hertil, mens havtemperaturer er beregnet vha. den britiske atmosfærehavmodel HadCM3. Derefter er HadAM3H anvendt til de globale klimaberegninger, hvorefter nedskaleringen er foretaget vha. HIRHAM.
CBkort Dynamisk web-baseret GIS værktøj Stor udbredelse, fx klimatilpasningsportalen og OIS data Mange funktioner, herunder udskrive lister og rapporter for fx søgninger Risikokortlægning Konsekvenssøgninger http://k259nedemo.cbkort.dk