DAGVATTENKVALITETSMODELLER VILKA FINNS OCH HUR VÄLJER MAN?

Transkript

1 DAGVATTENKVALITETSMODELLER VILKA FINNS OCH HUR VÄLJER MAN? Matthias Borris RISE Research Institutes of Sweden Urban Water Management

2 Modeller kan beskriva ett fenomen i verkligheten. lösa specifika problem som inte skulle vara möjliga eller för dyra att utföra i verkligheten. vara tids och kostnadseffektiv. Dagvattenkvalitetsmodeller kan uppskatta dagvattnets innehåll simulera olika alternativ för hantering och rening ge beslutsstöd användas i forskningssammanhang säkert mycket mer 2

3 Vilka finns och hur väljer man? Enkla och tydliga svar! Vilka finns? Säkert flera 100 stycken! Hur väljer man? Beroende på frågeställningen ska man välja en modell som kan ge rätt svar! Tumregel: Den minst komplexa modellen, som pålitlig ger rätt svar, är idealt! 3

4 Men hur ser fenomenet (dagvattenkvalitet) i verkligheten ut? Ackumulation av föroreningar under torrperioder Avrinning och transport med regn 4

5 Mängd föroreningar Build-up och Wash-off Tid Torrt väder (Build-up) Våt väder (Wash-off)

6 Faktorer som påverkar detta 6 Vädret Föroreningskällor

7 Avrinningsområdets egenskaper Infiltration Lutning Area 7 Rinnsträcka Råhet (mannings tal) Hårdgjorda ytor (direkt anslutna)

8 Lagstiftning, förordning, regler 8

9 Hur simulera man dagvattenkvalitet? Man måste kunna simulera dagvattenflöden på en tillförlitlig sätt, annars är simulation av kvalitén omöjligt. Eller utan flöde, ingen föroreningstransport 9

10 Två olika sätt att koppla ihop kvantitet med kvalitet Fysikaliska modeller (processbaserade) Fysikaliska processer (beskrivs så noggrann som möjligt med matematiska formler) Dynamisk simulation för build-up, wash-off och transport av föroreningar Mest avancerade State of the art Två angreppssätt Schablonhalter för föroreningar (markanvändningsbaserade modeller) Schablonhalter framtagna på andra platser genom provtagning Konstanta schablonhalter för specifika markanvändningar multipliceras med förväntad dagvattenavrinning Andra gör/gjorde jobbet 10

11 Fysikaliska modeller Fördelar Fysikaliska processer beskrivs så noggrann som möjligt Parameter i modellen har fysikalisk betydelse Dynamisk modell (tidsserier) Stor flexibilitet Möjlighet till omfattande analys. Nackdelar Stora mängder indata behövs Oftast inte användarvänliga Tidskrävande Risk för (för) mycket komplexitet i jämförelse med tillgängliga information. 11

12 Schablonhalter för föroreningar Fördelar Relativ lite inputdata behövs Enkel att få resultat Lätt att tolka resultat Användbart vid översiktliga analyser Nackdelar Schablonhalter kan vara ogiltiga för utredningsområde (pga. andra förutsättningar). Risk för missledande resultat Svårt att tolka resultat 12

13 Exempel Fysikaliska modeller SWMM Mouse Hydroworks QSIM Music Schablonhalter WinSLAMM StormTac 13

14 Ett exempel: Hur blir framtidens dagvattenkvalitet? Liknande saker görs i dagvattenutredningar för detaljplaner 14

15 Resultat ifrån WinSLAMM Klimat Modell Avrinningsområde 15 Källa: Borris, Matthias (et al.), Source- Based Modeling Of Urban Stormwater Quality Response to the Selected Scenarios Combining Future Changes in Climate and Socio-Economic Factors. Environmental Management, (2), s

16 Oavsett vilken modell man väljer så ska man tänka på Mycket av verkligheten förstår vi fortfarande inte Modeller beskriver bara en liten del Modeller har stor potential, men också begränsningar Osäkerheter finns och bör uppskattas Modeller bör kalibreras och valideras med lokala data Detta blir mer komplex för komplexa modeller Kostnader kontra nyttan Lämpliga/hanterbara metoder för kalibrering och osäkerhetsanalys behövs Utförs i dagsläge oftast utesluten i forskningssammanhang En fråga till ska man fundera på: Behöver vi alltid en modell??? 16

17 Matthias Borris RISE Research Institutes of Sweden Urban Water Management