| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Katalog over tiltag til reduktion af effekten fra klimaændringer på afløbssystemer - Tillægsrapport

3 Problemidentifikation

• 3.1 Opstilling af metoder til at identificere og beregne lokale oversvømmelser
• 3.2 Analyse af usikkerheder

Traditionel dansk praksis inden for design og drift af kloakker betyder at  afløbssystemerne mange steder har en større kapacitet end mindstekravet i  dag. Dette betyder at en del afløbssystemer muligvis fortsat vil leve op til  funktionskravene under fremtidige klimaændringer. Derfor vil en kommune  typisk være interesseret i en analyse af om designkriterierne, –  designkapaciteten og funktionskravene overskrides som følge af  klimaændringer. En sådan analyse kræver ikke nødvendigvis avancerede  metoder eller modeller. Metode og model kan vælges ud fra de lokale forhold  og kompleksiteten af afløbssystemet. I meget simple tilfælde kan systemet  måske overskues alene ved håndregning, men i de fleste tilfælde bør benyttes  en MOUSE-analyse med CDS-regn. I mere sjældne tilfælde, hvor systemet er  hydraulisk kompliceret, kan det være nødvendigt med mere avancerede  beregninger, som MOUSE-LTS eventuelt kombineret med en model, der  regner på udbredelse af oversvømmelse på overfladen. Det vil senere blive  omtalt, hvordan en kommune kan vurdere om klimaændringer vil medføre  overskridelse af funktionskrav eller medføre oversvømmelser.

3.1 Opstilling af metoder til at identificere og beregne lokale  oversvømmelser

I de tilfælde hvor klimaændringer medfører vand på terræn eller  oversvømmelser skal kommunen have et overblik over hvilke analysemetoder,  som i dag eksisterer til analyse og beregning af konsekvenserne af  oversvømmelser i byer. Traditionelt bruges computerprogrammer af mange  danske kommuner og rådgivere til at designe nye kloaksystemer og til at  analysere problemer med opstuvning og oversvømmelser. Modelsystemet  MOUSE bliver meget ofte brugt til disse analyser. MOUSE kan også  anvendes til at beskrive udbredelsen af lokale oversvømmelser f.eks. på gader  og veje – dette er dog ikke så ofte gjort i Danmark – da oversvømmelserne i  Danmark hidtil oftest har været af mindre omfang. At anvende MOUSE til  beregning af lokale oversvømmelser kræver en metodik, som tidligere anvendt  i f.eks. Sverige, Spanien, Thailand, Argentina og USA (Mark et al., 2004).  Figur 3 viser principperne bag en modelformulering, som både beregner  strømningsforholdene i afløbssystemet og strømningen og vandstanden på  vejen simultant.

Figur 3. Principskitse af en modelformulering som simultant beregner  forholdene i afløbssystemet og på vejen.

Figur 4. Et eksempel på en digital terrænmodel for oplandet Egebjerg i  Ballerup. Data til terrænmodellen tilhører COWI.

Figur 5. Konstruktion af den digitale overflademodel baseret på viden om  beliggenhed af huse og veje.

Viser en beregning at der kommer vand på terræn, så kan oversvømmelsen  estimeres på flere måder afhængigt af oversvømmelsens dynamik og terrænets  udformning. Er der tale om en oversvømmelse som optræder i en lokal  lavning, som vandet ikke kan løbe væk fra, så kan udbredelsen af  oversvømmelsen og dybden af oversvømmelsen på terræn findes ud fra en  geometrisk analyse af volumen af vand på terræn samt terrænets  geometri/højdekurver.  Under oversvømmelser hvor vandstanden er højere end fortovskanten, og  vandet strømmer fra det oversvømmelse område og hen i et andet område og  ned i afløbssystemet igen i en bane som IKKE følger ledningsføringen, kan  man med fordel anvende MOUSE i kombination med en model, som  beskriver hvordan vand strømmer på jordoverflader, mellem huse, på  parkeringspladser, mm. Dette er bl.a. gjort i Odense – se eksemplet i afsnit 12  i ”Afløbssystemer under påvirkning af klimaændringer” og se figur 6.

Figur 6. Et eksempel på en beregnet oversvømmelse i et opland i Odense.  Beregningen er gennemført for en regn med en gentagelsesperiode på 10 år  uden hensyntagen til klimaeffekter.

En beregnet oversvømmelse kan i GIS præsenteres sammen med et kort, som  viser byanvendelse og huse. På den måde kan antal berørte huse estimeres og  et første estimat af potentielle skader, som følge af oversvømmelsen kan  findes. Et oversvømmelseskort kan også bruge i en dialog med borgerne om  service-niveauer. Et eksempel på en beregnet oversvømmelse kombineret med  et digitalt kort over byanvendelse er vist i figur 7.

Figur 7. Oversvømmelsesberegninger kombineret med et digitalt bykort, til et  første estimat af potentielle skader fra oversvømmelserne.

3.2 Analyse af usikkerheder

Usikkerhed ved simulering af afløbssystemers funktion kan med fordel  analyseres ved hjælp af den metode, som er beskrevet i Spildevandskomiteens  skrift nr. 27. I skriftet er usikkerhedsanalysen koncentreret omkring statistisk  usikkerhed i forbindelse med inddata og parametre, samt omkring  scenarieusikkerhed i forbindelse med den fremtidige klimaudvikling og  udviklingen i befæstet areal.

Sensitivitetsanalyser for konventionelle rørmodeller uden detaljeret simulering  af vand på terræn har vist, at den væsentligste statistiske usikkerhed relaterer  sig til:

1. Regnintensiteten.
2. Den hydrologiske reduktionsfaktor for de tilsluttede arealer.
3. Manningtallet for ledningssystemet.

Usikkerheden på Manningtallet betyder mindre end de to andre bidrag.  Endvidere er det vist, at en enkel men velfungerende metode til at vurdere  betydningen af usikkerheder på beregningsresultater er at fastsætte en  sikkerhedsfaktor, som ganges på tilstrømningen og altså tager højde for alle de  betydende usikkerheder (både statistisk usikkerhed og scenarieusikkerhed).

Tabel 1 viser vandniveauer for to udvalgte lokaliteter beregnet med en koblet  model (MOUSE og MIKE 21) for afløbssystemet og byens overflader.  Beregningerne er foretaget for et opland i Odense, som er vist i figur 6 og som  er detaljeret beskrevet i dokumentet ”Afløbssystemer under klimaændring”,  afsnit 12. Beregningerne er foretaget for en gentagelsesperiode på 10 år i tre  situationer, hhv.:

1) En statussimulering, hvor der ikke er taget højde for usikkerhed.
2) En simulering hvor der er taget højde for statistisk usikkerhed på  regnintensiteten, den hydrologiske reduktionsfaktor og Manningtallet  (svarende til en sikkerhedsfaktor på tilstrømningen på 1,2).
3) Klimaforandringer/scenarieusikkerhed svarede til, at regnintensiten  forøges med 20% (den samlede sikkerhedsfaktor bliver da 1,2 x  1,2=1,44).

Tabel 1. Vurdering af betydningen af statistisk usikkerhed og klimaforandringer  (scenarieusikkerhed) samt sammenligning af betydningen af statistisk  usikkerhed på Manningtallet i rør- og overflademodel.

Resultaterne viser en kraftig effekt på vandniveauet, der f.eks. i børnehaven  øges med 13 cm på grund af statistisk usikkerhed og med yderligere 13 cm på  grund af det viste scenarium for klimaforandringer.

Usikkerheden på modelberegningen af vandniveauet på overfladen er ikke  væsentlig. Dette er vist ved en simpel sensitivitetsanalyse i de to sidste rækker i  tabel 1, der viser at Maningtallet i rørmodellen (som er den mindst betydende  statistiske usikkerhed) har en vis effekt, ved at vandniveauet i børnehaven øges  med 3 cm, hvis Manningtallet sættes kraftigt ned.

Manningtallet i overflademodellen (MIKE21) har ingen væsentlig betydning.  Det ses af at vandniveauet kun sænkes med 1 cm, ved en 20% reduktion af  Manningtallet. Dette bekræfter, at modelberegninger med fastsatte  sikkerhedsfaktorer, som angivet i Spildevandskomiteens skrift nr. 27,  udmærket kan anvendes, selvom beregningerne udvides med en model for  byens overflader.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Oktober 2006, © Miljøstyrelsen.