Klimasikring af Hjørring midtby

Klimasikring af Hjørring midtby AFGANGSPROJEKT EMIL PANDURO CRAMER BYGGERI & ANLÆG - VAND & MILJØ AALBORG UNIVERSITET 8. MARTS 2017

Emil Cramer https://nordjyske.dk/nyheder/metropol-har-styrket-handlen-i-hjoerring/4afc6484-982b-46a2- b586-7a07ba1fc7bd/112/1513 ii

7. semester v/ Det Teknisk- Naturvidenskabelige Fakultet Institut for Byggeri og Anlæg Thomas Manns Vej 23 9220 Aalborg Øst http://www.byggeri.aau.dk/ Titel: Klimasikring af Hjørringmidtby Projekt: Afgangsprojekt Projektperiode: November 2016 - Januar 2017 Deltagere: Emil Cramer Vejleder: Søren Thorndahl Oplagstal:3 Sidetal:33 Appendiks:1 Afsluttet: 18. Januar 2017 Synopsis: Rapporten omfatter en undersøgelse af funktionen for det nuværende afløbssystem i Hjørring midtby, der er her undersøgt om det overholder opstuvnings kravet for fællessystem. Der er endvidere lavet en oversvømmelses model, der undersøger hvordan vandet der ender på overfladen løber af til. For området er der implementeret en løsning fra Arkitema, til håndtering af regnvand ved hjælp af et kanal system på terræn. Samt en række forsinkelsesbassiner til at bremse vandmængden. Efterfølgende er løsningsforslagets funktion undersøgt, ved opstuvning til kritisk kote for et separatsystemer. Der er ligeledes undersøgt om forholdene ved en oversvømmelses situation er blevet forværret.

7. semester v/ Det Teknisk- Naturvidenskabelige Fakultet Institut for Byggeri og Anlæg Thomas Manns Vej 23 9220 Aalborg Øst http://www.byggeri.aau.dk/ Titel: Klimasikring af Hjørringmidtby Projekt: Afgangsprojekt Projektperiode: November 2016 - Januar 2017 Deltagere: Emil Cramer Vejleder: Søren Thorndahl Oplagstal:3 Sidetal:33 Appendiks:1 Afsluttet: 18. Januar 2017 Synopsis: This project evaluates the functionality of the sewer system in the town center of Hjørring. The system is analysed for overflow level in nodes, according to the requirements stated by the danish wastewater committee. There are furthermore made a flood model, to analyse the flow of the overflow water. For the project area architecture firm Arkitema, made a koncept solution. This solution tries to implement the stormwater, in the urban environment by leading the water en channels on the surface. The implemented solution is undergåes an analysis of how often there will be overflow and if this aligns with the requirements for separate sewer systems. The solution is also analysed for how the overflow water flows on the surface, in a flood model.

Forord Denne Rapport er udarbejdet af Emil Cramer fra Diplomingeniøruddannelsen Byggeri og Anlæg med speciale i Vand og miljø under Aalborg Universitet, som afslutning på uddannelsen. Projektarbejdet har til formål at vise til egnede egenskaber til lært gennem uddannelsen. Rapporten beskriver arbejdsmetoden, og den fremlægger projektets konklusioner omkring implementeringen af løsningsforslag. Der rettes en stor tak til Hjørring Vandselskab A/S for projektoplæg, samt model og løsningsforslag. Ligeledes rettes en stor tak til Søren Thorndahl for vejledning gennem projektet. Læsevejledning Der vil i løbet af rapporten optræde kildehenvisninger efter Harvard-metoden. Kilder vil fremgå som [Efternavn, År] i tekst. Bagerst i rapporten findes litteraturlisten, hvor kilderne er listet i en alfabetisk orden. Her vil der være flere oplysninger, om den enkelte kilde er eksempelvis en bog, hjemmeside eller lignende. Den har til formål at afspejle den kildekritiske tilgang, kilderne har undergået i projektforløbet. Figurer og tabeller nummereres efter kapitel og figurnummer i kapitlet, så første figur er navngivet figur 4.1, mens den næste vil hedde figur 4.2 og så fremdeles. Alle figurer og tabeller er tilført forklarende tekst. Valgte resultater i tabeller med flere resultater er markeret med fed. Af benyttede programmer nævnes Arcmap og Mike Urban. Emil Panduro Cramer vii

Indholdsfortegnelse Kapitel 1 Indledning 1 1.1 Projekt og løsnings forslag............................ 2 1.1.1 Områdebeskrivelse............................ 2 1.2 Løsning...................................... 5 1.2.1 Arkitema løsning............................. 5 1.2.2 Serviceniveauer og Krav......................... 9 1.3 Problemformulering............................... 9 I Opsætning af model 10 Kapitel 2 Metoder og fremgangsmåde 11 2.1 Fremgangsmåden................................. 11 2.1.1 MOUSE-modellen............................ 11 2.1.2 Tilpasning af modellen.......................... 12 2.1.3 Tilslutningsjusteringer.......................... 12 2.1.4 Status-model............................... 12 2.1.5 Løsningsforslag og Dimensionering................... 13 II Status situation 14 Kapitel 3 Statussituation 15 3.1 Forudsætninger.................................. 15 3.2 Gentagelsesperioder for opstuvning til terræn................. 15 3.3 Oversvømmelses model.............................. 17 3.3.1 Forudsætninger.............................. 17 3.3.2 Oversvømmelse af Hjørring midtby................... 18 3.4 Opsummering................................... 18 III Analyse af løsningsforslag 20 Kapitel 4 Løsnings forslag 21 4.1 Antagelser og sikkerhed............................. 21 4.2 Kanal....................................... 22 4.3 Bassiner...................................... 24 4.4 Regnbede..................................... 26 4.5 Opsætning af løsningsmodel i Mike....................... 28 4.5.1 Bassiner.................................. 28 4.5.2 Kanal................................... 28 ix

Emil Cramer Indholdsfortegnelse 4.5.3 Regnbede................................. 28 4.5.4 Omkoblinger............................... 28 4.5.5 Forudsætninger.............................. 29 Kapitel 5 Analyse af løsning 30 5.1 Funktionsanalyse................................. 30 5.2 Klimatilpasning.................................. 33 5.3 Oversvømmelsesanalyse............................. 35 5.4 opsummering................................... 36 Kapitel 6 Diskussion 37 6.1 Model....................................... 37 6.2 Statussituation.................................. 37 6.3 Løsning...................................... 38 Kapitel 7 Konklusion 39 Litteratur 40 x

1 Indledning Klimaforandringer ændrer vejret i hele verden. I Danmark kommer klimaforandringerne til udtryk ved højere temperaturer, mere nedbør og flere ekstreme vejrhændelser. Denne tendens har været tydelig siden 1872, hvor DMI (Dansk Meteorologisk Institut) begyndte at foretage målinger, hvor den gennemsnitlige årsnedbør er vokset støt, samtidig med, at de enkelte hændelser er vokset i intensitet.[olesen et al., 2014] Denne stigning i mængden af årsnedbør er vist på figur 1.1 som en tendenslinje for den målte årsnedbør på landsplan. Figur 1.1. Graf over målt årsnedbør i Danmark fra 1874-2015.[Olesen et al., 2014] Den voksende mængde regn og regnintensitet giver udfordringer for boligejere og butikker i byområdet, da den høje befæstelsesgrad gør, at alt nedbøren skal løbe af til afløbssystemet, som risikerer at blive fyldt og dermed ikke kunne håndtere vandet. For Hjørring Kommune er der udarbejdet en klima tilpasningsplan [Kommune, 2014], hvor der heri er opstillet en række handlinger for at sikre byer og veje i kommunen. Handlingerne er opdelt i fem temaer: Indsatsområder Byudvikling Anlægsprojekter 1

Emil Cramer 1. Indledning Information og vejledning Undersøgelsesprojekter I dette projekt vil midtbyen blive undersøgt for implementeringen af et byudviklings projekt, der stemmer overens med Hjørring kommunes visioner. Dette indbefatter, at håndteringen af overfladevand bruges til at skabe nye byrum. Samt at indarbejde tiltag til lokal afledning af regnvand, som kan være med til at aflaste afløbssystemet. 1.1 Projekt og løsnings forslag 1.1.1 Områdebeskrivelse Projektområdet er beliggende i centrum af Hjørring og er vist på figur 1.2. Projektet er et projekt givet af Hjørring Vandselskab A/S, men bygger ligeledes på et kommunalt ønske om at gøre midtbyen mere attraktiv. Figur 1.2. Projektområdet i Hjørring midtby. I midtbyen spænder området sig over pladserne Sct Olai plads, Springvandspladsen, Mammutpladsen og Amtmandshaven, samt gaderne imellem disse. Vist på figur 1.3 er afløbssystemets beliggenhed mellem disse punkter, hvor man kan se, at det nuværende system er et fællessystem. 2

1.1. Projekt og løsnings forslag Aalborg Universitet Figur 1.3. Projektområdet i Hjørring midtby, med omkringliggende aøbssystem. Fra Sct Olai Plads og ned til Amtmandshaven er der et naturligt terrænfald, hvor dette fald ønskes udnyttet til at lede vandet således, at brugen af pumper kan undgås. Terrænet er vist på figur 1.4. 3

Emil Cramer 1. Indledning Figur 1.4. Kort over højdekurvende i Hjørring midtby. Sct Olai Plads - Sct Olai Plads er en plads i den nordlige ende af byen tæt ved Sct Olai kirke. Her er en større parkeringsplads beliggende, hvilket betyder, at befæstelsesgraden er høj. Pladsen ender ud i Strømgade, som også er den vej vandet løber. Springvandspladsen - Hvor gågade systemet deles mellem shopping af Søndergade og natteliv i Jernbanegade, deler springvandspladsen midtbyen. Her opstår også et vandskel, hvor vandet løber ned af Jernbanegade, mens Søndergade tilhører sit eget system. 4

1.2. Løsning Aalborg Universitet Mammutpladsen - Parallelt med Jernbanegade er Mammutpladsen beliggende, hvor der her også er anlagt parkeringsplads med dertilhørende høj befæstningsgrad. I den sydlige ende af Mammutpladsen er der anlagt Hjørrings nye Musikhus, hvilket betyder, at vandet skal krydse Brinck Seiderlins Gade. Amtmandshaven - Den gamle amtmandshave i Hjørring er anlagt i 1820 [Hjoerring, 2017]. Haven støder på til Metropol og ligger tæt ved Parallelvej, hvor vandet herfra kan løbe over til Svanelunden og videre hen til udløbet. Det nuværende afløbssystem i området er et fællessystem, hvilket betyder, at renseanlægget skal håndtere en masse regnvand, der ikke behøver at blive renset. Der er ikke nogle kendte funktionsproblemer i området. 1.2 Løsning Det første skridt mod sikring af Hjørring midtby er separatkloakering af oplandet såvel som midtbyen. Dette vil mindske vandmængden, sikre at der ikke sker overløb med spildevand og spare ressourcer på renseanlægget. 1.2.1 Arkitema løsning I forbindelse med projektet om at klimasikre Hjørring midtby har landskabsarkitektfirmaet Arkitema vundet opgaven med at lave et rekreativt projekt, der kan hjælpe til at sikre midtbyen. Løsningen lader derfor vandet løbe i åbne kanaler, som kan være med til at skabe et nyt miljø i midtbyen. Tanken er at benytte en kombination af regnbede og forsinkelsesbassiner til at styre vandet ned gennem byen i kanaler. Dette er vist på fig 1.5. Hele skitseplanen kan ses i vedlagt skitseprojekt. 5

Emil Cramer 1. Indledning Figur 1.5. Projektområdet i Hjørring midtby med løsningselementer. [Arkitema, 2016] Der foreligger en plan for udbygningen af hvert enkelt bassin område, og der vil blive taget udgangspunkt i dennes placeringer, mens volumener vil blive dimensioneret senere i rapporten. Områderne er beskrevet i afsnit1.1.1 Sct Olai Plads Ved Sct Olai Plads er planen at lave et mindre forsinkelsesbassin, samt at lave en delvis LAR løsning i form af regnbede. Dette skal hjælpe til at håndtere vandet fra parkeringspladsen, samtidig med at forsinke vandet så der ikke sker en overbelastning af kanalen længere nede i systemet. 6

1.2. Løsning Aalborg Universitet Figur 1.6. Bassin og regnbede ved Sct Olai Plads. Springvandspladsen Rundt om det nuværende springvand udbygges der med et forsinkelsesbassin, hvor dette gøres for at styre vandets flow gennem systemet. Figur 1.7. Bassin på springvandspladsen. Mammutpladsen Ved Mammutpladsen anlægges to bassiner; et forsinkelses bassin i den nordlige ende og et oversvømmelsesbasin i den sydlige ende, der anlægges endvidere 7

Emil Cramer 1. Indledning regnbede på pladsen. Figur 1.8. Bassiner og regnbede på Mammutpladsen. Amtmandshaven Ved Amtmandshaven anlægges der et oversvømmelsesbassin, som skal agere sikring mod kapacitetsproblemer når vandet skal kobles på det eksisterende system. 8

1.3. Problemformulering Aalborg Universitet Figur 1.9. Bassin syd for Amtmandshaven 1.2.2 Serviceniveauer og Krav Der kan, som tidligere nævnt, være udfordringer for butikker og beboer i højt befæstede områder, hvis vandet ikke ledes væk på en hensigtsmæssig måde. Formålet med projektet er, at der ikke i fremtiden skal opstå problemer for butikker og beboer i Hjørring midtby. Det skal ske ved, at det nye afløbssystem overholder kravene fra Spildevandskomiteens skrift 27 "Funktionspraksis for afløbssystemer under regn", hvor det er forskrevet, at opstuvning til kritisk niveau kun sker ved en fem års hændelse. I klimasikrings øjemed er kravet, at der ikke opstår væsentlig oversvømmelse ved en 20 års hændelse. Dette er en regn, der efter Hjørring Vandselskabs overbevisning ikke bør give anledning til problemer. 1.3 Problemformulering De grundlæggende krav og problemer er opstillet for afledningssituationen i Hjørring midtby, og projektet vil efterfølgende tage udgangspunkt i følgende problemstilling: Hvordan sikres butikker og andet byliv mod regnskyl af høj intensitet på en byrums-skabende og rekreativ måde? 9

Del I Opsætning af model 10

2 Metoder og fremgangsmåde 2.1 Fremgangsmåden I projektet benyttes en MOUSE model, i programmet Mike Urban, som det grundlæggende simuleringsværktøj. MOUSE modellen er udleveret af Hjørring Vandselskab A/S og denne er udarbejdet af Orbicon og indeholder alle de nødvendige informationer om afløbssystemet. Anden nødvendig information og simulering vil blive beskrevet under de fremgangstrin projektet deles i. Modelarbejdet kan opdeles i tre trin: Trin 1 - Opsætning af modellen Tilpasning af modelstørrelsen i forhold til original model. Tilpasning af afstrømningspunkter. Trin 2 - Statussituation Analyse af afløbssystemets serviceniveau. Oversvømmelsesanalyse. Trin 3 - Plansituation Implementering og dimensionering af Arkitema løsningselementer. Analyse af afløbssystemets serviceniveau. Klima analyse med fremskrevet regn. Oversvømmelsesanalyse. 2.1.1 MOUSE-modellen Modelling Of Urban Sewers, eller bare MOUSE er en måde at opsætte en hydraulisk model på, der kan anvendes til at analysere afløbssystemet. MOUSE modellen fra Hjørring Vandselskab indeholder data om ledningernes dimensioner og materialer, brøndenes top- og bundkoter, samt oplandesarealer, tilløbspunkter og befæstelsesgrader. Disse oplande er autogeneret ud fra FOT (Fælles Objekt Typer) systemets matrikelkort, hvilket også indholder bygninger og andre konstruktioner, og dette benyttes til at bestemme befæstelsesgraden sammen med vej og parkeringszone data, der også er at finde heri. En MOUSE simulering fungerer ved først at lave en overflademodel, som skal kobles til en rørmodel, der så kan fortælle om eksempelvis delfyldningsgrader og vandstande 11

"! "! "! "C\ "C\ Emil Cramer 2. Metoder og fremgangsmåde i brønde. Overflademodellen køre efter Mike Urbans A-model, denne tager udgangspunkt i Tid/areal metoden. En ulempe ved dette er, at ikke-befæstede arealer ikke kan bidrage til afstrømning. I enkelte tilfælde vil disse i virkeligheden kunne bidrage i situationer med meget permeable overflader eller overflader med stor hældning. Selve rørmodellen regnes med fuld dynamisk bølgeteori, dette gøres da denne tager højde for både tilbagestuvning, fuldtløbende rør og strygende bevægelser. 2.1.2 Tilpasning af modellen Modellen fra Orbicon indeholder hele Hjørring by for at have regnekraft nok til at håndtere modellen bliver denne gjort mindre. Således den benyttede model indeholder projektområdet og dette områdes opland. Det sikres, at der ikke fjernes områder fra modellen, der har forbindelse til projektområdet. "! "! "!. "! "! "C\ "C\ "! "! "! 0 650 1,300 2,600 Meters 1:30,000 0 180 360 720 Meters Scale: 1:7,500 Figur 2.1. Hele modellen udleveret af HjørringFigur 2.2. Overbliks billede af den benyttede Vandselskab A/S model. Dette betyder, at hele projektområdets opland er med i arbejdsmodellen, mens at tilstødende områder kan have oplande uden for modellen. Denne beskæring er vist på figur 2.1 og 2.2. 2.1.3 Tilslutningsjusteringer Da oplandene er autogeneret, kan der være nogle fejl i formen og udstrækningen af disse, dette kan resultere i, at tilkoblingen til nodes kan ændres i forhold til virkeligheden, da koblingsfunktionen i Mike Urban tilslutter til nærmeste node. Her er nodes og catchments koblinger gennemgået og sammenlignes med stikledninger fra Hjørring Vandselskabs ledningsdata. 2.1.4 Status-model Når modellen ligner den virkelighed, som den skal vise, ønskes det at simulere den nuværende situation i afløbssystemet. Der lægges stor vægt på serviceniveauet i systemet, og hvor eventuelle problemområder kan opstå. Her benyttes en historisk regnserie fra Sulsted på 35 år. 12

2.1. Fremgangsmåden Aalborg Universitet For at give en ide om afløbssystemets nuværende evne til at håndtere ekstrem nedbør, kigges der også på disse i form af en oversvømmelsesanalyse. Her lægges der vægt på at udarbejde en floodmodel således, at overfladevandets afstrømning kan fastlægges. Dette gøres ikke ved hjælp af den historiske regnserie men ved at benytte en 20 års CDS regn. 2.1.5 Løsningsforslag og Dimensionering Der er gennem Hjørring Vandselskab udleveret en plan for klimasikring samt byfornyelse af midtbyen, disse løsningselementer dimensioneres ved håndberegning og implementeres i modellen. Løsningen testes efter samme fremgangsmåde som i statussituationen. Når løsningen er tilpasset således, at resultatet er tilfredsstillende, vil en langtidssimulering af løsningen blive lavet for at undersøge løsningsforslaget under den samme historisk regn. Da der er tale om et klimasikringstiltag, undersøges modellen også ved en langtidssimulering af en fremskrevet version af den benyttede historiske regn. Der laves ligeså en oversvømmelsesanalyse af løsningsforslaget for at sikre, at løsningen ikke giver anledning til nye problemer. 13

Del II Status situation 14

3 Statussituation Det nuværende afløbssystems serviceniveau undersøges ved hjælp af en MOUSE simulering. Der undersøges også, hvilken oversvømmelse der vil komme ved en 20 års CDS regn, dette simuleres i en Mike flood analyse. 3.1 Forudsætninger For at undersøge om funktionskravene i forhold til opstuvning til kritisk kote er overholdet, opstilles der en række forudsætninger og antagelser: Gentagelsesperiode for opstuvning til kritisk kote. Seperatsystem 5 års gentagelsesperiode. Fællessystem 10 års gentagelsesperiode. Kritisk kote er lige med terræn koten. Der benyttes en regnserie fra Sulsted, hvor der er målt over 35 år. Kravene til fælles og separatsystemer er forskellige i forhold til kravet for opstuvningshyppigheden, disse krav er fra spildevandskomiteens skrift 27. Forskellen på de to systemer skyldes, at separatsystemer, som udgangspunkt, kun risikerer at lede regnvand ud på terrænet modsat fællessystemer, der også risikerer at lede spildevand ud. Det sænkede krav til separatsystemer kan have et økonomisk incitament, da dette kan give mindre rør og føre til at flere oplande bliver separeret, da der ikke skal benyttes ressourcer på at rense regnvand på renseanlæg. Ved at sætte den kritiske kote lig med terrænkoten skal systemet blot overholde minimumskravene fra SVK skrift 27. Den kritiske kote kan sættes til mere specifike krav, som for eksempel kælderkote eller anden lokal kote under terræn. Disse tilfælde vil være skærpede krav, hvilket der ses bort fra i projektet. For at undersøge gentagelsesperioderne for opstuvning til terræn laves en langtidssimulering af en historisk regnserie fra Sulsted, denne måler er den tætteste beliggende regnmåler, beliggende 36 kilometer syd for Hjørring og det antages derfor, at denne regn er repræsentativ for Hjørring. Regnen indeholder en række ekstrem regnhændelser som potentielt kan give opstuvningsproblemer. 3.2 Gentagelsesperioder for opstuvning til terræn For at kunne tjekke funktionens kravene for opstuvning til kritisk kote skal systemets opbygning redegøres for. Hjørring midtby er som tidligere nævnt et fællessystem, dette kan ses på figuren 1.3 i afsnit 1.1.1. Ved at lave en langtidssimulering kan der laves en analyse 15

Emil Cramer 3. Statussituation over, hvor ofte vandet opstuver til terræn i de forskellige brønde. Opstuvningshyppigheden til terræn er vist på figur 3.2 Figur 3.1. Opstuvningshyppighed for aøbssystemet i Hjørring midtby, udregnet ved LTS over Sulsted regnserien, angivet i år Der er nogle få nodes i afløbssystemet, som ikke overholder funktionskravet på opstuvning til terræn på 10 år. Nogle af disse er fra vejafvanding og bliver derfor lagt døde ved implementering af løsningsplanen. For at få et et bedre indblik i hvordan opstuvningen i hovedledningen ned gennem midtbyen ser ud, er opstuvningen for en 1, 5, 10 og 20 års hændelse vist på længdeprofil på fig 3.2 16

3.3. Oversvømmelses model Aalborg Universitet Link Water Level - 23-3-1979 09:08:59 LTS_NETBase.PRF Discharge 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 40.0 39.0 38.0 37.0 36.0 35.0 34.0 33.0 32.0 31.0 30.0 29.0 [m] V040223 V040230 V040240 V040250 A05737 V040260 V040270 V040280 V040290 V04R295 1 years 5 years 10 years 20 years 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0 450.0 500.0 550.0 600.0 650.0 1:0 [m] V040690 V040700 V040350 V040360 V040370 V040380 m3/s V040390 V040400 Ground Lev. 40.66 40.09 39.66 39.13 38.74 38.26 38.23 38.00 37.19 36.95 36.70 34.18 34.23 34.98 [m] Invert lev. Length Diameter Slope o/oo 37.82 37.62 37.04 36.77 36.60 36.26 35.91 35.00 34.54 34.27 34.14 30.78 29.97 29.14 35.88 42.38 54.38 80.81 80.81 31.22 144.78 40.71 0.80 0.70 0.70 0.77 1.00 1.00 0.98 0.98 0.98 6.97 8.02 6.44 10.52 5.69 8.65 23.21 20.39 [m] [m] [m] Figur 3.2. Længdeprol af ledningen gennem Hjørring midtby og vandstanden ved gentagelsesperioder på henholdsvis 1, 5, 10 og 20 år. Som vist, er der ikke nogle umiddelbare funktionsproblemer i projektområdet. Da der dog er tale om et byfornyende projekt vurderes det, at ændringerne kan blive foretaget, så længe situation ikke bliver forringet. 3.3 Oversvømmelses model For at vurdere om den opstuvning der dog kommer ved en 20 års hændelse har nogle indvirkning på de omkringliggende bygninger, laves der en oversvømmelsesanalyse af området. 3.3.1 Forudsætninger Oversvømmelsesmodellen fungerer ved at koble modellens brønde(nodes) til et højdekort. Dette gør, at rørmodellen ved opstuvning over kritisk kote sender vand op på terræn, som løber ud på overfladen og strømmer i forhold til terrænets hældning. Til at lave oversvømmelsesmodellen af Hjørring midtby er der benyttet et DHM kort fra Kortforsyningen under Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering. Dette kort er konverteret til en cellestørrelse på 1, 2 meter for at sikre regnekraft nok til datamængden. En mindre cellestørrelse vil give et mere nøjagtigt resultat, men det vurderes, at tendensen kan ses ud fra et 1.2 meter cellenet. Til at simulere hvordan oversvømmelsen udbreder sig, er der benyttet en 20 års CDS regn, som nævnt i afsnit 1.2.2. 17

Emil Cramer 3. Statussituation 3.3.2 Oversvømmelse af Hjørring midtby For at undersøge udfordringerne og kunne vurdere resultatet af kommunes plan for klimasikring af midtbyen, tjekkes hvordan oversvømmelser vil påvirke området. Dette er vist på figur 3.3. Figur 3.3. Oversvømmelse kort for Hjørring midtby. oversvømmelsen er angivet i meter. Det kan her ses, at den oversvømmelse, der forekomme ved en 20 års hændelse ikke er af kritisk størrelse. Denne størrelse oversvømmelse burde ikke have indflydelse på bygninger, der støder op til projektområdet. 3.4 Opsummering For den nuværende situation er der ikke nogle aktuelle funktionsproblemer, der er derfor ikke nogle umiddelbare grunde til at haste med ændringer. Dette giver god mulighed 18

3.4. Opsummering Aalborg Universitet til at få separatkloakeret oplandet således, at løsningen fra Arkitema kan implementeres direkte. Der forekommer en mindre mængde vand på terræn, som skyldes de brønde, der løber over. Da der ikke ses nogen opstuvning til terræn på længdeprofilet figur 3.2, må oversvømmelsen ske fra vejafvandingssystemet. Oversvømmelsesdybden er ikke større end, at en kantsten eller lignende afværgermekanisme vil kunne holde vandet væk fra bygninger ol. Da der ikke forekommer funktionsproblemer, lægger det op til at projektet er af en by fornyene størrelse, der derfor ikke bunder i et sanerings behov. 19

Del III Analyse af løsningsforslag 20

4 Løsnings forslag 4.1 Antagelser og sikkerhed Ved dimensioneringen af løsningsforslaget laves følgende antagelser: 60% af arealet i bymiljøet er befæstet [Leif Winther, 2011] Gentagelsesperioden for bassiner regnes som T = 5år Gentagelsesperioden for kanaler regnes som T = 5år Der tages ikke højde for initialtab Disse antagelser benyttes til, at dimensionerer bassiner og kanalen. Ved at antage at befæstelsesgraden er 60%, opbygges systemet til at kunne håndtere denne procentdel af alt regnvand, der lander på oplandet. Da kanalens kant er i terræn højde vil kanalen være fuldtløbende samtidig med, at der sker opstuvning til terræn. Denne designes derfor efter, at der ikke bør ske opstuvning til kanalkanten i gentagelsesperioden. Der tages ikke forbehold for, at der vil forekomme et tab af vand i starten af en regn til fugtning og fordampning. Bestemmelse af nedbørskonstanter For at kunne dimensionere bassinerne i løsningen skal nedbørskonstanterne for gentagelsesperioden først bestemmes. Da gentagelsesperioden for forsinkelsesbassiner er T = 5år, kan de to nedbørskonstanter findes via landsregnerækken. Nedbørskonstanter, der bruges i dette projekt for T=5 år, er vist i tabel 4.1. Tabel 4.1. Nedbørskonstanternes værdier for gentagelsesperiode T =5år [Leif Winther, 2011]. Nedbørskonstant T =5år c 28070 α 0, 76 Statistisk usikkerhed For at sikre systemet ikke bliver underdimensioneret grundet usikkerheder, medregnes der en række sikkerhedsfaktorer i håndberegningerne. Følgende tre usikkerheder tages hensyn til i bassin dimensioneringen: Den statistiske usikkerhed; medregnes da der kan forekomme usikkerhed ved en regns gentagelsesperiode. 21

Emil Cramer 4. Løsnings forslag Usikkerhed ved de klimatiske forhold; medregnes som en fremskrivning af klimaet. Usikkerheden ved ændret arealanvendelse af oplande. Tabel 4.2 viser værdier for de enkelte sikkerhedsfaktorer. Til beregning benyttes en multiplicerede fælles sikkerhedsfaktor defineret ved f, de enkelte faktores værdi er vist i tabel 4.2. f = 1, 58 (4.1) Tabel 4.2. Sikkerhedsfaktorer og disses værdier [Leif Winther, 2011]. Parameter Sikkerhedsfaktor Statistisk usikkerhed 1, 2 Forøget regnintensitet 1, 2 Ændret arealanvendelse 1, 1 4.2 Kanal Vandet er i Arkitema løsningen, foreslået at løbe i en kanal ned igennem by midten, som vist på figur 1.5. Kanalen antages at være et smalt trapezformet tværsnit vist på figur 4.1. Karakteristika for kanalen kan ses i tabel 4.3. Vandmængden, som kanalen forventes at skulle lede, kan fastsættes og styres ved hjælp af bassinerne, som er foreslået i løsningen. Det er valgt, at bassinerne udleder 300l/s til kanalen, ved en iterativ proces er der fundet, at den maksimale vandføring i kanalen bliver 1m 3 /s. Der benyttes samme tværsnit i hele kanalen. Tabel 4.3. Karakteristika for den åbne kanal. Ruhed k [m] 0, 1 Længde [m] 640 Fald [ ] 8 a 0, 03 Bredde [m] 0, 8 Figur 4.1. Principskitse af det trapezformede tværsnit af den åbne kanal. b: bredde af bunden af bassinet, y: naturlig dybde, a: anlægget. Størrelsen af kanalen skal være stor nok til at kunne håndtere den dimensionsgivende vandføring. Ved en iterativ proces er der givet et kvalificeret gæt på den krævede kanal dybde. Gennem denne proces er det fundet, at den naturlige dybde i kanalen er y = 0, 75m. Kanalens gennemstrømmede areal bestemmes, når kanalen er fuldtløbende. Det gennemstrømmede areal bestemmes ved: A = y b + a y 2 (4.2) 22

4.2. Kanal Aalborg Universitet hvor forklaringen kan ses på figur 4.1 og værdierne i tabel 4.3. Dette giver: A = 0, 66m 2 Middelhastigheden i kanalen findes for at kunne finde Q for kanalen, dette gøres ved: 2 g I R V = (4.3) f hvor f er friktionstallet R er den hydrauliske radius g er tyngdeaccelerationen I er bundhældningen Disse beregningsparametre skal fastlægges, dette gøres ved først at bestemme den hydrauliske radius. y b + a y 2 R = b + 2 y 1 (4.4) + a 2 R = 0, 28m Ved hjælp af den hydrauliske radius kan friktionstallet bestemmes. 2 f = ) (4.5) 6, 4 2, 45 ln( k R hvor k er ruheden. Kanalen anlægges i beton, ruheden antages derfor at være k = 0, 03m [Leif Winther, 2011]. Friktionstallet bestemmes til: f = 0, 01 Middelhastigheden i kanalen beregnes ved formel 4.3 til: V = 1.77 m s Ved hjælp af middelhastigheden og det gennemstrømmende areal kan vandføringen i kanalen bestemmes: Q fuld = 1.77 m s 0, 66m2 = 1.17 m3 s Delfyldningsgraden af kanalen findes for at undgå, at der sker en over eller under dimensionering. Q/Q fuld = 0, 85 Da kanalen har en delfyldningsgrad på under 1, er tværsnittet brugbart. Ved at holde delfydningsgraden så tæt på 1 som muligt overdimensioneres kanalen ikke. Da kanalen er udformet i beton, bør der ikke ske væsentlig erosion i kanalen. Dette betyder at kanalens udformning ikke vil ændre sig og den derved vil kunne anvendes i en årrække, og forhåbentlig holde tilsvarende til en nedgravede ledning. 23

Emil Cramer 4. Løsnings forslag 4.3 Bassiner Der er som en del af løsningsforslaget anlagt fem bassiner. Af disse fem skal tre af dem virke som forsinkelsesbassiner og vil blive dimensioneret i dette følgende afsnit. Der tages udgangspunkt i bassinet placeret ved Sct Olai Plads. Formlerne benyttet i dette afsnit er taget fra Afløbsteknik bogen [Leif Winther, 2011]. Oplandsarealet er målt efter figurs 1.3 oplands afgrænsning. Det reducerede opland er bestemt ved formel 4.6, hvor det antages at den hydrologiskereduktionsfaktor[α] og tilslutningsgraden[γ] er 1 og befæstelsesgraden [β] til 0.6: F red = β 2.8ha γ (4.6) F red = 1.68ha Bassin volumen bestemmes ved formel 4.7, som er en udledning af Kontinuitetsligningen: hvor V = F red (f c t r 1 α t r a t r ) (4.7) c er en nedbørskonstant α er en nedbørskonstant t r er regnvarigheden [s] a er afløbstallet [l/(s ha)] f er den samlede sikkerhedsfaktor V er bassinets volumen [m 2 ] Afløbskonstanterne c og α er bestemt ved en fem-årig gentagelsesperiode for bassiner og vist i tabel 4.2, afsnit 4.1. Den samlede sikkerhedsfaktor er jævnfør afsnit 4.1 bestemt til f = 1.58. Der skal til dimensioneringen bruges et afløbstal, hvilket findes ved afledningstallet delt med oplands arealet. Afløbstallet bliver derved a = 178.5 Forholdet mellem bassinvolumen og regnintensiteten findes ved 4.7, dette forhold er vist på grafen nedenfor. Volumenet af bassinet findes i grafens toppunkt og angivet ved den maksimale regnvarighed t r,maks. 24

4.3. Bassiner Aalborg Universitet Figur 4.2. Volumen af bassinet i forhold til regnvarigheden. For at finde den maksimale volumen skal t r i toppunktet findes. Denne benævnes t r,maks. ( f c (1 α) t r,maks = a ) 1 α (4.8) hvor t r,maks er den maksimale [ ] regnvarighed [s] a er afløbstallet l (s ha) f er den samlede sikkerhedsfaktor c og α er afløbskonstanterne t r,maks = 3.5min Da der opstår en statistisk usikkerhed ved regnvarigheder under 10 min, regnes der ikke med disse. Bassinet dimensioneres derfor efter en varighed på 10 min. V maks.10min = F red (f c t r.10 1 α t r.10 a t r.10 ) V maks.10min = 165m 3 Da alt vandet fra oplandet ikke løber i bassinet samtidigt, kan volumen af bassinet mindskes. Dette gøres ved at tage højde for den koncentrationstid der er fra oplandets toppunkt og til bassinet. hvor V = α a t c F red (4.9) 25

Emil Cramer 4. Løsnings forslag V er ændringen i volumen α er en afløbskonstant a er afløbstallet F red er det reducerede areal t c er koncentrationstiden Koncentrationstiden t c findes ved afstanden vandet rejser og vandets middelhastighed, koncentrationstiden er beregnet til værende t c = 282sek hvor det er antaget at middelhastigheden af regnvandet er V = 1.5m/s. Ændringen i bassinvolumen bestemmes derved til: V = 64m 3 Det maksimale bassinvolumen, der findes i bassinet medregnet koncentrationstid, bestemmes ved V max V. Bassinets frie volumen bliver derved 102m 3. Da der ikke er tale om forsinkelse af vandet før en recipient er det ikke muligt at anlægge et nød overløb og ved manglende volumen vil overløb ende på terræn. Resultater for bassinerne er vist i tabel 4.4. Oplandsarealerne for de efterfølgende bassiner bliver opjusteret således, at vandet udledt fra det opstrøms bassin kan håndteres. Tabel 4.4. Resultatoversigt for forsinkelsesbassiner. F tot [ha] F red [ha] Aøbstal [l/(s ha)] Volumen [m 3 ] Sct Olai Plads 2.8 1.68 178.5 102 Springvandspladsen 5 3 100 395 Mammutpladsen 2.2 1.32 227.3 65 4.4 Regnbede Der anlægges i forhold til løsningen regnbede på pladserne; Sct Olai plads og Mammutpladsen. Begge steder findes der parkeringsarealer, og der er derfor en høj befæstelsesgrad. Dette gør, at regnbedene skal kunne håndtere vand fra hele pladsen. Sct Olai plads er opmålt til ca. 6000m 2 for at regnbedene kan håndtere vandet herfra, dimensioneres de ud fra den samlede regnmængde, der rammer pladsen over en regnvarighed på 10 min ved en 20 års gentagelsesperiode. Dimensioneringen af regnbedene tager udgangspunkt i kataloget "Regnbede"[Rambøll, 2011]. Først findes tilføringen til regnbedene fra arealet: Q til = 252.4l/s/ha 1 6000m 2 (4.10) Q til = 151.4l/s (4.11) For at finde den dimensionsgivende volumen benyttes en regnvarigheden på 10 min. 26

4.4. Regnbede Aalborg Universitet V tot = Q til 10min (4.12) V tot = 98.6m 3 (4.13) (4.14) Der regnes med, at det er denne volumen regnbedene på Sct Olai Plads skal have. Det antages at der må være en vanddybde på 15-20 cm i bedet, hvilket betyder størrelsen skal ligge i mellem 450 m 2 og 600 m 2, der anlægges derfor en række bede på pladsen med et samlet areal på 525 m 2. Det antages dog at kunne regnes som et stort bed. Bedet opbygges af et lag sandjord øverst, og med et stenlag med filtdug over nederst. Filtdugen skal hjælpe til at sandjorden ikke fylder hulrummene mellem stenene. Der anvendes sten af størrelsen 32/64 mm, hvilket giver en hulrumsprocent på 25 %, men hulrumsprocenten for sandjorden antages at være 10 %. For at få plads til de 90.9 m 3 benyttes følgende lag tykkelser. Sandjord : 0.1 0.25m 525m 2 = 13.1m 3 Stenlag : 0.25 0.6m 525m 2 = 78.8m 3 Det giver en samlede volumen på 91.1m 3 Da vandet skal infiltrere væk fra bassinet, bestemmes hastigheden med hvilket dette sker. Q ud = K A I (4.15) hvor Q ud er ændringen i volumen A er arealet I er energigradienten K er hydraulisk ledningsevne Jorden under det anlagte bassin består af en blanding af ler, sand og silt, hvor ler er den begrænsende faktor for nedsivning fra bedet [Geus, 1978]. For den sandede ler og silt antages den hydrauiske ledningsevne at være 10 5 [Sørensen, 2014]. Da vandet skal sive med tyngdekraften sættes energigradienten til 1. Herved fås en nedsivning fra bedet på: Q ud = 0, 005m 3 /s (4.16) Tabel 4.5. My caption V til [m 3 ] Sandvolumen[m 3 ] Stenvolumen[m 3 ] V tot [m 3 ] Sct Olai Plads 90.9 13.1 78.8 91.1 Mammutpladsen 106.2 15.5 92.8 108.3 27

Emil Cramer 4. Løsnings forslag 4.5 Opsætning af løsningsmodel i Mike For at kunne opstille løsningen fra Arkitema skal der implementeres nogle nye elementer i Mike. Disse elementer skal beskrive de dimensionerede bassiner og den kanal, der skal transportere vandet ned i systemet. Elementerne placeres efter planen vist på figur 1.5. 4.5.1 Bassiner Bassinerne indsættes i Mike på to måder; forsinkelsesbassinerne sættes i serieforbindelse med afløbssystemt, mens overløbsbassinerne sættes i en parallelforbindelse. Bassinerne ved Sct Olai plads, Springvandspladsen og det ene på Mamamutpladsen, indsættes som seriebassiner. Disse bassiners volumen beskrives ud fra volumenerne i afsnit 4.3 og udløbet styres ved hjælp af en "regulation", der begrænser mængden af vand der kan løbe i ledningen ud af bassinet. De to sidste bassiner er indsat som parallelbassiner. Det betyder, at vandet kun bliver ledt her ud hvis kanalen løber over. Disse er dimensioneret efter størrelsen på henholdsvis en boldbane (40m 30m)[DBU, 2014], med hævet kant på 40 cm og en skatebowl. Da størrelsen på en skatebowl er en ikke defineret størrelse, er der foretaget et gæt på størrelsen, der ender ud på 1200m 3. 4.5.2 Kanal Den dimensionerede størrelse på kanalen beskrives i Mike som en højde-bredde opsætning. Her efter tildeles formen til de links der skal forme kanalen. Kanalens opsætning kan ses i tabellen neden for. Tabel 4.6. Kanal formen i Mike H[m] W[m] 0 0.8 Kanal 0.75 1 4.5.3 Regnbede Regnbedene er indsat i Mike som bassiner, her er de opstillet som et bassin ved Sct Olai Plads og et ved Mamamutpladsen. Bassinerne er tilsluttet til de omkringliggende oplande, så vandet herfra ender i bassinet. Hertil er Bassinerne tilsluttet et udløb, som skal simulere infiltration fra bassinet og et overløb, der sender overløbsvand ud i kanalen. 4.5.4 Omkoblinger Ved Jernbanegade, hvor vandet fra et opland vest for projektområdet, kobler til det nuværende system, laves der en omkobling. Denne omkobling laves, da den øgede vandmængde kan give problemer i kanalen, der risikerer at skulle udvides ved sammenslutningen, samt at der er nogle højde forskelle, der dikterer at en pumpe muligvis er nødvendigt for at lede vandet op i kanalen. Omkoblingen er vist på figur 4.3. Der skal 28

"C\ 4.5. Opsætning af løsningsmodel i Mike Aalborg Universitet lægges en ny ledning i jernbanegade, for at kunne klare de nye vandmængder der kommer, disse forhold undersøges ikke nærmere... 0 37.5 75 150 0 5 10 20 Meters Scale: 1:2,081 Scale: 1:358 Meters 5 0 10 20 Meters Scale: 1:400 Figur 4.3. Omkoblingen af ledningen ved Jernbanegade. 1: Område placering. 2: Før situation. 3: Efter omkobling. 4.5.5 Forudsætninger Der er nogle begrænsninger i måden Mike Urban køre MOUSE modeller på, hvilket betyder, at der skal laves nogle model ændringer således at modellen ligner virkeligheden bedre. En af disse begrænsninger forekommer, når der anlægges åbne ledninger. Her er det ikke muligt for modellen at lave udveksling af vand til overfladen gennem ledningerne(links), dette kan kun ske i brønde(nodes). For at komme omkring denne begrænsning og stadig få modellen til at vise et brugbart resultat laves nogle antagelser omkring modelopbygningen. Der laves tre ændringer i modellen som skal afhjælpe problemet mellem nodes og links, de er listet som følger: Kanalen laves som et lukket tværsnit Der indsættes ekstra nodes, som beregningspunkter på ledningsstrækningen. Enkel tabet i nodes fjernes. Ved at lave kanalen som et lukket tværsnit, forhindres opstuvning til over kanal kanten. Herved undgås det, at vandet forsøger at komme op på terræn gennem linket. For at få en tilnærmelse til en åben kanal, indsættes der nodes for hver ca. 10. meter. Dette gør, at vandet har mulighed for at lave overløb så ofte som muligt. Da dette overløb i virkeligheden ikke vil være begrænset af at skulle opstuve gennem en brønd fjernes enkelttabet i disse ekstra nodes. Derved bør modellen vise en tilnærmede virkelighed, der giver et resultat af hvordan en åben kanal vil på virke midtbyen. 29

5 Analyse af løsning Løsningen tjekkes ved at undersøge funktionskravene og udbredelsen i en oversvømmelsessituation, mens der også kigges på, hvordan en fremtidig regnhændelse vil påvirke systemet. 5.1 Funktionsanalyse For at tjekke om den nye løsning overholder funktionskravene til fællessystemer, med opstuvning til kritisk kote ved en fem års hændelse, laves en ny MOUSE simulering. Der bruges samme regnserie som ved statussituationen og laves en langtidssimulering, som benyttes til at analysere, hvor ofte der sker opstuvning til kritisk kote i de forskellige nodes. 30

5.1. Funktionsanalyse Aalborg Universitet Figur 5.1. Opstuvningshyppigheden for løsningsforslaget, givet i år På figur 5.1 er vist hyppigheden for opstuvning til kritisk kote, her kan det ses, at der er problemer med bassinerne beliggende ved springvandspladsen, hvilket kunne tyde på at bassinernes form ellers størrelse bør ændres. En form får terræn regulering kan også være en løsning, da terrænet her flader ud. 31

Emil Cramer 5. Analyse af løsning Link Water Level - 24-5-1979 22:06:59 lts_netbase.prf Discharge 0.000 [m] 40.5 40.0 39.5 39.0 38.5 38.0 37.5 37.0 36.5 36.0 35.5 35.0 34.5 34.0 33.5 Node_104 V040230 V040240 V040250 Node_105 A05737 Node_106 V040260 Node_107 Node_108 V040270 Node_109 Node_110 V040280 V040290 V04R295 Node_111 Node_112 V040690 Node_113 V040700 V040350 Node_114 Node_98 Node_115 Node_116 Node_101 V040360 V040370 V040380 Node_117 V040390 1 years 5 years 10 years 20 years m3/s 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 1:0 [m] Ground Lev. 40.66 39.66 39.13 38.54 38.25 38.23 38.00 37.46 37.19 36.95 36.18 35.72 34.86 34.38 34.23 [m] Invert lev. 39.61 38.91 38.38 37.79 37.50 37.48 37.25 36.71 36.44 36.20 35.43 34.97 34.11 33.63 33.48 [m] Length 80.81 [m] Diameter 0.75 [m] Slope o/oo 0.62 Figur 5.2. Længdeprol af kanalen gennem Hjørring midtby og vandstanden ved gentagelsesperioder på henholdsvis 1, 5, 10 og 20 år. Længdeprofilen af kanalen gennem Hjørring midtby viser også, at kanalen kan håndtere vandet på en fornuftig måde, og at det er grundet manglende kapacitet i bassinet på 32

5.2. Klimatilpasning Aalborg Universitet Springvandspladsen. 5.2 Klimatilpasning For at se om de andre elemeter i løsningen også i fremtiden kan håndtere de regnmængder, der forventes at komme med klimaændringer, er der ved hjælp af en fremskrevet version af Sulsted regnen, efter [Thorndahl et al., 2016] lavet en MOUSE langtidssimulering. Regnen er næsten 30 år lang og indholder flere hændelser med over 10 mm om dagen. Dette betyder, at den gennemsnitlige regn mængde også er større og derfor vil denne belaste systemet yderligere. Figur 5.3. Opstuvningshyppighed for aføbssystemet i Hjørring midtby, udregnet ved LTS over den fremskrevne Sulsted regnserien, angivet i år 33

Emil Cramer 5. Analyse af løsning På figur 5.3, er der vist opstuvningshyppigheden for nodesne i projektområdet, som det kan ses sker der generelt opstuvning til kritisk kote oftere. Det er dog stadig kun ved Springvandspladsen, at kravende ikke bliver overholdt. Link Water Level - 25-5-2100 20:29:14 LTS_frem_netBase.PRF Discharge 0.000 m3/s [m] 40.5 40.0 39.5 39.0 38.5 38.0 37.5 37.0 36.5 36.0 35.5 35.0 34.5 34.0 33.5 Node_104 V040230 V040240 V040250 Node_105 A05737 Node_106 V040260 Node_107 Node_108 V040270 Node_109 Node_110 V040280 V040290 V04R295 Node_111 Node_112 V040690 Node_113 V040700 V040350 Node_114 Node_98 Node_115 Node_116 Node_101 V040360 V040370 V040380 Node_117 V040390 1 years 5 years 10 years 20 years 0.0 100.0 200.0 300.0 400.0 500.0 600.0 X 1:0, Y 1:559223 [m] Ground Lev. 40.66 39.66 39.13 38.54 38.25 38.23 38.00 37.46 37.19 36.95 36.18 35.72 34.86 34.38 34.23 [m] Invert lev. 39.61 38.91 38.38 37.79 37.50 37.48 37.25 36.71 36.44 36.20 35.43 34.97 34.11 33.63 33.48 [m] Length 80.81 [m] Diameter 0.75 [m] Slope o/oo 0.62 Figur 5.4. Længdeprol af kanalen gennem Hjørring midtby og vandstanden ved gentagelsesperioderpå henholdsvis 1, 5, 10 og 20 år for den fremskrevne Sulsted regn. 34

5.3. Oversvømmelsesanalyse Aalborg Universitet Hvis der kigges på længdeprofilet figur 5.4, viser dette også, at der sker flere overløb ved en 20 års hændelse, mens der generelt set er overholdt kravet til at der ikke må ske stuvning til kritisk kote på under en fem års hændelse. 5.3 Oversvømmelsesanalyse Der er ligesom for statussituation lavet en oversvømmelseanalyse af løsningsforslaget, denne er lavet ved en 20 års hændelse i form af en CDS regn. Denne oversvømmelsesmodel er vist på figur 5.5 Figur 5.5. Oversvømmelse kort over Hjørring midtby ved en 20 års CDS egn for løsningen. Der er her mere vand på terræn end i statussituation, hvilket kan skyldes, at vandet har 35

Emil Cramer 5. Analyse af løsning nemmere adgang til overfladen, da der ikke er noget tab i modellens nodes, og fordi bassinet på Springvandspladsen virker som flaskehals for systemet. 5.4 opsummering Efter at løsningsforslaget er blevet undersøgt har det vist sig, at løsningen ikke er langt fra at kunne benyttes til at håndtere regnvandet i Hjørring midtby. Der er dog nogle få ting der skal ændres via en iterativ proces for, at den kan fungere bedre end statussituation. En af grundene til, at systemet giver en hyppigere end stuvning til terræn end i statussituation er den lavere gentagelsesperiode, som er brugt i dimensionering. Med hensyn til den øgede mængde vand på terrænet forekommer der hovedsageligt vand i en dybde under 10 cm, denne mængde vand kan holdes ude af bygninger ved hjælp af kantsten eller ændre afværgemekanismer. 36

6 Diskussion 6.1 Model Afstrømningen fra overfladen til afløbssystemet i MIKE er beskrevet ved overflademodel A, denne tager udgangspunkt i tid/areal metoden. Overflademodel A tager kun udgangspunkt i afstrømning fra impermeable flader, hvilket kan give et misvisende billede, da vand fra permeable og semi-permeable overflade i nogle tilfælde vil kunne afstrømme til systemet. Disse områder kan medregnes ved at benytte overflademodel B, som tager længere tid at implementere. Dette kan resultere i en overestimering af lav intensivitets regnhændelser og underestimering af høj intensivitets hændelser, når overflademodel A benyttes. Da afløbssystemet dimensioners efter høj intensitets renghændelser, vil der muligvis ske opstuvning til kritisk kote oftere, end ved brug af overflademodel B. Dette kunne muligvis have givet et mere præcis billede på, hvor ofte der vil ske opstuvning til kritisk kote og oversvømmelse af midtbyen. MOUSE-modellen er ikke kalibreret i forhold til de aktuelle forhold for det eksisterende afløbssystem, dette skyldes, at der ikke kendes nogle tal på vandmængderne i systemet. Dette giver en fejlkilde, da modellen kan have mere eller mindre vand, end der ville være i virkeligheden. Da det er en relativ sammenligning, der forekommer mellem de to løsninger er fejlene der i mellem dog minimal og uden betydning. 6.2 Statussituation Der er for statussituation undersøgt opstuvning til kritisk kote, samt undersøgt området i en oversvømmelses situation. Analysen af opstuvningshyppigheden er foretaget ved benyttelse af en historisk regnserie fra Sulsted på 35 år, mens oversvømmelseanalysen er foretaget med en CDS regn med en 20 års gentagelsesperiode. Det at Sulsted serien kun er 35 år gør, at der for funktionskravet til et fællessystem på 10 år kun vil forekomme tre hændelser, hvilket giver en statistisk usikkerhed i størrelsen på en 10-års hændelse. Sulsted regnen, der benyttes, er målt mere end 30 km fra Hjørring, og da de dimensionsgivende regnhændelser typisk vil være de korte intensive regnhændelser, og den type hændelser som udgangspunkt er karakteriseret ved stor geografisk variation, kan der være noget usikkerhed ved regnseriens gyldighed, der findes dog ikke en regnserie med en kortere geografisk distancer til Hjørring. 37

Emil Cramer 6. Diskussion 6.3 Løsning Løsningen er opbygget af nogle løsningselementer givet af et landskabsarkitekt firma, dette bettyder at placeringer og udformninger af elementerne ikke er valgt ud fra et hydraulisk perspektiv. Da Mike Urban ikke kan regne på ledninger under 10 m, vil der være en begrænsning på hvor mange beregningspunkter, der kan benyttes til at simulere kanalens udveksling med overfladen. Der kunne have været benyttet en anden gentagelsesperiode til dimensionering af bassiner, da de så ville kunne aflaste kanalen i regnhændelserne op mod den valgte gentagelsesperiode. 38

7 Konklusion Der er i projektet benyttet en MOUSE-model til at analysere det nuværende afløbssystem i Hjørring midtby samt at lave en analyse af Arkitemas projekt forslag til en løsning. For det nuværende afløbssystem er der blevet undersøgt systemets overholdelse af funktionskrav for opstuvning til terræn, og undersøgt, hvordan projektområdet ser ud ved en oversvømmelsesanalyse Der er benyttet en langtidssimulering af afløbssystemet til at fastlægge om funktionskravene er overholdt, her er der brugt en regnserie fra Sulsted på 36 år. Analysen viste, at der ikke er nogle problemer for opstuvning til kritisk kote i projektområdet. Det kan dog ved større regnhændelser ende med vand på terræn, og derfor er afløbssystemet analyseret med en oversvømmelsesmodel, for at se på udbredelsen af det vand, der opstuver til terræn. Selv om der var vand på terræn i projektområdet ved en 20 års hændelse, var det ikke af en mængde, der ville have nogle konsekvenser for omkringliggende bygninger. I løsningsmodellen er løsningselementerne planlagt i Arkitema løsningen dimensioneret. Det har dog vist sig, at der på trods af dimensionering ud fra gældende skrifter, forekommer problemer i løsningen. Bassinet placeret på Springvandspladsen bliver flaskehals for kanalen, og forårsager tilbagestuvning og derved opstuvning til terræn hyppigere end 5 år. Der forekommer også en støre mængde vand på terræn, hvilket skyldes, at den dimensionsgivende gentagelsesperiode er mindre end i statussituation. Det er svært at implementere løsningen uden, at der forekommer mere vand på terræn på grund af denne mindskede gentagelsesperiode samt, at vandet ikke skal overvinde den tryk forskel, der kan komme op gennem en almindelig brønd. Hvis ikke planen bag projektet var at skabe et nyt bymiljø, ville en almindelig separatkloakering muligvis give et bedre resultat. 39

Litteratur Arkitema, 2016. Arkitema. Hjoerring bymidtplan klimatilpasning. PDF, 2016. DBU, 2014. DBU. Baneregler. 2014. URL https://www.dbu.dk/~/media/files/dbu_ fyn/turneringer/nye_banest%c3%b8rrelser_m%c3%a5l.pdf. Geus, April 1978. Geus. DGU arkivnr.: 5. 1737, 1978. URL http://data.geus.dk/jupiterwww/borerapport.jsp?borid=402581. Hjoerring, 2017. Visit Hjoerring. Amtmandshaven. Webside, 2017. URL http://visithjoerring.dk/amtmandshaven-gdk886530. Kommune, 2014. Hjoerring Kommune. Klimatilpasningsplan, 2014. URL https://hjoerring.dk/media/2305/klimatilpasningsplan.pdf. Leif Winther, 2011. H. Thorkild Jensen Leo Lund Mathiasen Niel Bent Johansen Leif Winther, Jens Jørgen Linde. Afløbsteknik. 2011. Olesen et al., Oktober 2014. Martin Olesen, Kristine Skovgaard Madsen, Carsten Ankjær Ludwigsen, Fredrik Boberg, John Cappelen Tina Christensen, Ole Bøssing Christensen, Katrine Krogh Andersen og Jens Hesselbjerg Christensen. Fremtidige klimaforandringer i Danmark, 2014. URL https://www.dmi.dk/fileadmin/ user_upload/rapporter/dkc/2014/klimaforandringer_dmi.pdf. Rambøll, 2011. Rambøll. Regnbede - LAR metodekatalog. 2011. URL https: //www.aarhus.dk/~/media/dokumenter/teknik-og-miljoe/natur-og-miljoe/vand/ Spildevand/LAR/Afledning-af-regnvand/Andet/LAR-05-Regnbede-03.pdf. Sørensen, 2014. Inga Sørensen. Vandforsyning kap. 2. 2014. Thorndahl et al., 2016. Søren Thorndahl, Aske Korup Andersen og Anders Badsberg Larsen. An event-based stochastic point rainfall series resampler for statistical 3 replication and climate projection of historical rainfall series. 2016. 40