Kartläggning av skyfalls påverkan på samhällsviktig verksamhet metodik för utredning på kommunal nivå. Erik Mårtensson

Transkript

1 Kartläggning av skyfalls påverkan på samhällsviktig verksamhet metodik för utredning på kommunal nivå Erik Mårtensson

2 Syfte Identifiera en metod som är lämplig för en första översiktlig kartläggning av skyfalls påverkan på samhällsviktig verksamhet Delmoment 1. Identifiering av metoder 2. Värdering av metoder 3. Utveckling av metodik/känslighetsanalyser 4. Tillämpning av metodik på två tätorter 5. Utvärdering av påverkan på samhällsviktig verksamhet för en tätort

3 Metoder GIS-analys av lågpunkter Beräkna utbredning, volym och djup för respektive fördjupning/lågpunkt i terrängen. Ta fram flödesvägar samt respektive lågpunkts tillrinningsområde. Markavrinningsmodell (2D) MIKE 21 Med en tvådimensionell hydraulisk modell kan flödet på markytan och resulterande vattendjup, flödesvägar och -hastigheter beräknas. Analysen ger en fysikalisk korrekt beskrivning av ytavrinningen. Kombinerad dagvattenmodell (1D) och markavrinningsmodell (2D) MIKE Urban Flood Tvådimensionell analys av hur vattnet rinner på markytan kopplat till kapacitet och uppfyllnad av ledningsnätet. Fångar dynamiken i översvämningsförloppet.

4 Värdering av metoder GIS-analys jämfört med markavrinningsmodell (MIKE 21) Likheter Arbetsinsats Tar enbart hänsyn till det som händer ovan mark alla ytor impermeabla Fördelar markavrinningsmodell Fysikaliskt korrekt beskrivning av markavrinningen. Hastigheter kan beräknas och flöden kvantifieras. Intermediära vattendjup Upprättad modell kan i ett senare skede kopplas till MIKE Urban

5 Värdering av metoder Markavrinningsmodell (MIKE 21) jämfört kombinerad dagvattenmodell (MIKE Urban Flood) Fördelar markavrinningsmodell Mindre mängd indata Snabbare (billigare) analys Fördelar kombinerad dagvattenmodell Hänsyn till ledningsnätets specifika kapacitet Hänsyn till dynamiken i förloppet

6 Extrema regn idag 77 år 100 år Definition av skyfall: >50 mm/h (>1 mm/min) 100-årsregn ungefär dubbelt så stor volym som ett 10-årsregn 10 år Ledningssystemets kapacitet begränsad i förhållande till regnvolymen

7 Avrinning vid vanliga intensiva regn

8 Avrinning vid skyfall

9 Utveckling av 2D-analys Hänsyn till ledningssystem Avdrag från regnvolym motsvarande bedömd kapacitet ledningssystem Avdrag från alla hårdgjorda ytor Differentiera avdraget mellan områden med olika kapacitet 100-årsregn Kapacitet ledningsnät

10 Regnvolym och ledningsnätskapacitet ett överslag Ledningsnätskap. 2-årsregn 5-årsregn 10-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Ledningsnät 12 mm 17 mm 21 mm Avrinning, 100% hårdgjort 32 mm 27 mm 23 mm Djup på 5% av ytan 64 cm 54 cm 46 cm

11 Regnvolym och ledningsnätskapacitet ett överslag Ledningsnätskap. 2-årsregn 5-årsregn 10-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Ledningsnät 12 mm 17 mm 21 mm Avrinning, 100% hårdgjort 32 mm 27 mm 23 mm Djup på 5% av ytan 64 cm 54 cm 46 cm

12 Utveckling av 2D-analys Hänsyn till markens infiltrationsförmåga Alternativ 1 På motsvarande sätt som för ledningssystemet, dvs avdrag motsvarande infiltrationskapaciteten på hårdgjorda ytor. Alternativ 2 Dynamisk beskrivning av infiltrationen med infiltrationsmodul i MIKE 21. Infiltrationshastighet och magasinskapacitet beskrivs. Vid ett skyfall är regnintensiteten/flödeshastighet >> infiltrationskapaciteten Vattnet hinner inte infiltrera. Majoriteten av infiltration sker i områden där vatten blir stående marken blir snabbt vattenmättad

13 Regnvolym och infiltrationskapacitet ett överslag Jordtyp Lerig morän Matjord Sand Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Infiltration (max) 2 mm 18 mm 90 mm Ledningsnät (kap. 10 år) 21 mm 21 mm 21 mm Avrinning, 100% gröna ytor (50% hårdgjort) 42 mm (23 42) 26 mm (23 26) 0 mm (0 23) Djup på 5% av ytan 84 cm 52 cm 0 cm

14 Regnvolym och infiltrationskapacitet ett överslag Jordtyp Lerig morän Matjord Sand Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Infiltration (max) 2 mm 18 mm 90 mm Ledningsnät (kap. 10 år) 21 mm 21 mm 21 mm Avrinning, 100% gröna ytor (50% hårdgjort) 42 mm (21 42) 26 mm (23 26) 0 mm (0 23) Djup på 5% av ytan 84 cm 52 cm 0 cm

15 m/s (180 mm/h) m/s (36 mm/h)

16 2D-analys markavrinningsmodell Högupplöst höjddata Byggnader höjs upp i höjddata Höjder vid viadukter etc. korrigeras Manning s tal baserat på markanvändning Infiltration och markmagasinering Reducera regn på hårdgjorda ytor m.h.t. ledningsnätets kapacitet

17 Användningsområden 4 November, 2014 #18

18 Kartläggning av riskområden 4 November, 2014 #19

19 Planeringsunderlag för exploatering 4 November, 2014 #20

20 Beredskapsplanering

21 Risk- och sårbarhetsanalys - Energiförsörjning - Kommunalteknisk försörjning - Transporter - Sjukvård

22 4 November, 2014 #23

23 Frågor?