Översvämningsanalys) Hur stor blir översvämningen vid extrema regn efter föreslagna åtgärder eller hur jag lättast övertygar boende att översvämningar är bra!
Det 100-åriga högvattnet Vart hundrade år översvämmas Prags centrum av det så kallade 100-åriga högvattnet. Denna unika bild visar Karlsbron efter högvattnet 1890. Den tidigare stenbron - Judithbron - revs ner av översvämningen 1372. Det senaste högvattnet skulle ha kommit för 12 år sedan! Ref: www.praginfo.com/ vardattse/pragflod.htm
100-åriga högvattnet, 13 och 14 augusti 2002 Gator i centrala Prag den 13 augusti 2002 Bild: Lidové Noviny År 2002 var det dags igen - Prag översvämmas av det 100-åriga högvattnet liksom många andra tjeckiska städer. Vattengenomströmni ngen i Prag är 30 gånger det normala. Kulmen förväntas natten mellan 13 och 14 augusti och 50.000 människor evakueras från sina bostäder Premiärminister Špidla utlyser den 13 augusti 2002 på grund av översvämningarna undantagstillsrånd i landet.»100- åriga högvattne t»judithbr on Ref: www.praginfo.com/ vardattse/pragflod.htm
Områden som kommer drabbas av översvämning vid temperaturökning. Källa: Naturvårdsverket
Villaägare
Efter föreläsningen bör du kunna Veta hur en översvämning visar sig i tillrinning och avrinning (hydrografpåverkan) Förstå hydrauliken vid översvämning. Veta vilka ekvationer som kan användas (lösa en differentialekvation numeriskt med finita differensmetoden) Applicera beräkningsmetodiken på projektytan Förklara för en översvämningsrädd villaägare varför man måste ha en översvämning utanför hans källarfönster
Lite översvämning
Uppdämning uppströms Dämme
Dämme = överfall Säkerhetsnivå Minimumnivå Nivåreglering Bäckbotten
Översvämningsförlopp Före Efter Basflöde Basflöde Damm Överfall Högvattennivå Lågvattennivå Damm Högflöde Basflöde
Min och maxnivå Överfall Basflöde Damm Högflöde Högflöde (maxnivå) Basflöde (minnivå)
Area-nivå diagram (A(z)-z funktionen) Överfall Basflöde Damm Högflöde Högflöde (maxnivå) Basflöde (minnivå) Area A(z) x Maxarea (100-årsregnet) x Minarea (basflödet) Nivå (z)
Olika magasinering, olika A(z)- funktion Projektytan i genomskärning Tvärsnitt bäck
Beroende på funktion av projektyta anta A(z)-z funktion z Area A(z) x Maxarea-maxnivå (100-årsregnet) x Minarea-minnivå (basflödet) Nivå (z)
Klara för beräkningar Area A(z) 10000 m 2 100-årsregnet Aj-aj-aj! 5000 0 Tid (min) Area A(z) 7000 m 2 x x Nivå (z)
Ändra utflöde så att mer vatten släpps ut Säkerhetsnivå Minimumnivå Nivåreglering Bäckbotten
Beräkningar 1-, 10- och 100-årsfloden! Anläggningen måste fungera för alla flöden. Ju oftare marken översvämmas ju bättre föroreningsreduktion (även för små regn). Överskrids A max vid 100-årsfloden måste allt överskottsvatten släppas ut. Fungerar inte anläggningen enligt ovan måste kanske A-z kurvan och anläggningens funktion ändras. Dimensionering av överfallet innebär att L och z max bestäms.
Flödesberäkning genom rektangulärt överfall L z max z z min h w Vattennivå Q ut = 1.81 L h 3/2 Åbotten Marknivå Q ut = vattenflöde över kanten (m 3 /s) L är överfallskantens längd (m) h är vattennivå över överfallskant (m) z = h + w (m) h = z w Era beräkningar ska bestämma L och z max (dimensionering av överfallet)
Hydrografpåverkan Projektyta t ex 100-årsavrinning in t ex 100-årsavrinning ut
Hydraulisk analys Vattenbalans: Inflöde-Utflöde=Magasinsändring dvs I O = ds/dt (t ex m 3 /s) eller ds = T * (I O)dt 0 A(z) men också ds = A(z) dz dz
Bestämning av översvämmad yta A(z) I O = ds/dt ger ds = dt(i O) och ds = A(z) dz ger A(z) dz = (I O)dt och dz/dt = (I O)/A(z) = (Q in (t) - Q ut (t))/a(z(t))
Diskretisering (överföring av differentialekvation till finit differensekvation) dz/dt = (Q in (t) - Q ut (t))/a(z(t)) ger z(t) vattennivå z(t+1) x dz z(t) x t t+1 Tid dt = t = t ex 15 min (z(t+1) z(t))/ t = (Q in (t) - Q ut (t))/a(z(t))
Beräkning av vattennivå ett tidssteg framåt i tiden (z(t+1) z(t))/ t = (Q in (t) - Q ut (t))/a(z(t)) z(t+1) = z(t) + t (Q in (t) - Q ut (t))/a(z(t)) Q ut = 1.81 L h 3/2 h = z w z(t+1) = z(t) + t (Q in (t)-1.81 L (z(t)-w) 3/2 )/A(z(t)) A(z) (m 2 ) 3000 m 2 (m) 1000 m 2 (m) 0.4 m 1.5 m z (m)
Iterativ finit differenslösning av inflöde-a-z z(t+1) = z(t) + t (Q in (t)-1.81 L (z(t)-w) 3/2 )/A(z(t)) t = mätsteg/2, dvs 30 min/2 = 15 min = 900 s Q in = t ex 100-årshydrografen L = överfallets längd, t ex 1.5 m som första gissning w = överfallets höjd, t ex 0.3 m som första gissning A(z) (m 2 ) 3000 m 2 (m) 1000 m 2 (m) 0.4 m 1.5 m z (m) Gissa startvärden dvs värden vid tidpunkt 0 z(0) = t ex 0.4 m Q in (0)=basflöde,
t (s) z(t) (m) Q in (m 3 /s) Q ut (m 3 /s) A(z(t)) (m 2 ) z(t+1) (m) 0 0.4 0.100 0.097 1000 0.4 900 0.4 0.200 1800 2700 3600 4500 5400 6300 7200 8100 etc z(t+1) = z(t) + t (Q in (t)-1.81 L (z(t)-w) 3/2 )/A(z(t)) 3000 m 2 (m) A(z) (m 2 ) 1000 m 2 (m) 0.4 m 1.5 m z (m)
Resultat översvämningsberäkningar Relation area-vattendjup (A-z) i era anläggningar Analys över vad som händer vid 1-, 10- och 100- årsregnet, dvs ni vet hur ofta och hur mycket av ytorna som översvämmas. Större kompetens än vad som finns i dom flesta konsultbolag. Lugnande besked till villaägare?