Økologisk byfornyelse og spildevandsrensning, 44 – Lokal afledning af regnvand - effekten af et detaljeret projektforslag på Tingbjerg – 6 Valg af metode ved modellering af projektforslag

Lokal afledning af regnvand - effekten af et detaljeret projektforslag på Tingbjerg

6 Valg af metode ved modellering af projektforslag

Vandbalanceforholdene før og efter etablering af LAR-anlæg er blevet analyseret ved at koble de tre modelværktøjer MIKE SHE, MOUSE og STORM og suppplere med kvalificerede skøn. Den valgte fremgangsmåde ved koblingen af de tre modelværktøjer beskrives i det følgende.

6.1 Vandbalancens elementer

Ved vurdering af vandbalancen for Gavlhusgården – og for den sags skyld også for Gavlhusområdet og for hele Tingbjerg – betragtes principielt et område som skitseret på figur 6.1. De elementer, der indgår i opstillingen af balancen, er:

Nedbøren, der inden for det betragtede område fordeles på,
Fordampning
Overfladeafstrømning via spildevandssystemet
Drænafstrømning via spildevandssystemet
Nedsivning gennem ler til sand
Udsivning nær terræn

Figur 6.1 Ved opstillingen af vandbalancen betragtes et område som skitseret på figuren. En del af den nedbør, der falder over Tingbjerg fordamper, noget løber af på overfladen til spildevandssystemet - vist med sort på figuren - og resten siver ned i jorden. Nede i jorden kan vandet sive videre ned til det dybtliggende sandlag, sive ind i dræn – vist med blåt - eller ud langs randen nær terræn.

Det vurderes, at den del, der siver ud langs randen nær terræn, er meget begrænset. Til trods for det tykke lerlag kan nedsivningen være relativt stor fordi der er et stort drivtryk ned til sandmagasinet, der kan være tørt i toppen.

6.2 Vandbalancen for Gavlhusområdet

Ved analysen af vandbalancen inden for Gavlhusområdet skal der tages hensyn til, at de anvendte modelværktøjer beskriver forskellige dele af vandbalancen og dækker forskellige arealer samt at modelværktøjerne ikke er integrerede.

6.2.1 Statussituationen for Gavlhusområdet uden LAR-anlæg

Beskrivelsen af statussituationen er baseret på en MIKE SHE model opstillet for Gavlhusgården og på en STORM model for befæstede overflader.

MIKE SHE modellens parametre er indledningsvis blevet tilpasset således at den kunne modellere de målte vandspejlsvariationer i boringerne i gården. Hermed blev der samtidig beregnet et skøn for fordampningen, drænafstrømning, udsivning gennem rand og nedsivning til det dybereliggende sandmagasin. Disse værdier er dernæst ekstrapoleret til de øvrige ubefæstede arealer i Gavlhusområdet.

Det eneste led, der mangler til opstilling af vandbalancen er herefter en beskrivelse af udstrømningen af overfladevand fra de befæstede arealer via afløbssystemet. Dette er beregnet på baggrund af simuleringer med STORM modellen, jf. næste afsnit.

6.2.2 Situationen for Gavlhusområdet efter etablering af LAR-anlæg

Figur 6.2 illustrerer, hvordan MIKE-SHE og STORM programmerne er benyttet til at opstille vandbalancen i Gavlhusområdet efter etablering af LAR-anlæg. I princippet er der benyttet to forskellige metoder for den del af området, som projektforslaget er koncentreret omkring (Gavlhusgården og dele af Gavlhusvej) og for den resterende del af området, som ikke er koblet til LAR-systemet i Gavlhusgården.

Klik her for at se Figur 6.2.

Projektforslaget, der simuleres detaljeret
For den del af Gavlhusområdet, der afleder vand til LAR-systemet i Gavlhusgården, er vandbalancen opstillet ved interaktiv simulering med MIKE SHE og STORM modellerne (figur 6.2, venstre). I det foreliggende projekt er der dog pga. praktiske problemer med STORM modellen og med udvekslingen mellem de to modeller kun gennemført én gennemregning med hvert program.

Beregningsrunden er gennemført ved, at STORM modellen indledningsvis har beregnet, hvor meget vand der infiltrerer og løber over ved overløbet til spildevandssystemet i den vestlige del af gården. MIKE SHE modellen er dernæst blevet ændret svarende til den nye topografi og befæstelse; og infiltrationsanlæggene er blevet lagt ind i modellen, således at MIKE SHE modellen i princippet beskriver LAR-anlægget i gården bortset fra interaktionen mellem de forskellige dele af LAR-anlægget.

Ved beregningen af LAR-anlæggets funktion med MIKE SHE modellen er den beregnede infiltrationsmængde fra STORM tilført infiltrationsanlæggene i MIKE SHE. MIKE SHE modellen beregner så, hvor meget grundvandet stiger på grund af infiltrationen og dermed også, hvor meget af infiltrationen, der i perioder vil blive afvist, fordi grundvandet stiger så højt op, at infiltrationen reduceres eller stoppes. Samtidig beregner MIKE SHE modellen, hvor meget grundvandstilstrømningen til drænene omkring bygningernes kældre øges på grund af det højerestående grundvandsniveau, samt hvor meget udstrømningen langs modelranden og nedsivningen til det dybtliggende sandmagasin øges. På grundlag af tidsserierne for de beregnede, afviste infiltrationsmængder fra MIKE SHE modellen øges afstrømningen via overløbet fra LAR systemet til afløbssystemet tilsvarende.

Dele af Gavlhusområdet, der ikke simuleres detaljeret
For området udenfor Gavlhusgården, der ikke er koblet til LAR-anlægget i Gavlhusgården, er der ikke opstillet særlige modeller. I stedet anvendes ekstrapolation af resultaterne fra MIKE SHE beregningen af statussituationen for de ubefæstede overflader i kombination med ekstrapolation af resultater fra STORM beregninger af projektforslaget for de befæstede overflader (figur 6.2, højre).

Den samlede afstrømning via afløbssystemet beregnes således med STORM (direkte afstrømning fra befæstede overflader samt overløb fra LAR-system) og med MIKE-SHE (drænafstrømning og afvist vand ved høj grundvandsstand).

6.3 Vandbalancen for hele Tingbjerg

Resultaterne fra Gavlhusgården er benyttet som grundlag for at simulere effekten af lokal afledning af regnvand, hvis tilsvarende tiltag som projektforslaget etableres i hele Tingbjerg.

I princippet ville det være interessant at opstille komplette STORM, MIKE-SHE og MOUSE modeller for hele Tingbjerg, for dermed at kunne simulere effekterne for alle vandbalancens bidrag. Dette har imidlertid ikke været muligt indenfor rammerne af nærværende projekt. Dog er der opstillet en MOUSE model for hele Tingbjerg både for statussituationen og for ”projektforslaget”. På denne måde er det muligt at vurdere den potentielle effekt for afløbssystemet på Tingbjerg, herunder i hvilket omfang LAR-projekter kan medvirke til at nedbringe overløb til omgivelserne.

6.4 Effekten på det dybtliggende grundvand og grundvandsudvekslingen med Utterslev Mose

Stigningen af vandspejlet i det primære magasin ved etablering af infiltrationsanlæg i hele Tingbjergområdet og den resulterende reduktion af infiltrationen fra Utterslev Mose er blevet vurderet ved simuleringer med en regional grundvandsmodel for området opstillet med programmet MIKE SHE. Modellen er blevet opstillet tidligere i forbindelse med en undersøgelse af vandindvindingsmulighederne i Brønshøj-Husum (Markussen et al., 2002).

Beregningerne er baseret på en stationær simuleringsmodel med gennemsnits ”infiltrationsdata” og indvindingsdata fra 1995; det vil sige uden hensyntagen til årstidsvariationer.