• Ingen resultater fundet

Hvem er jeg?

N/A
N/A
Info
Hent
Protected

Academic year: 2022

Del "Hvem er jeg?"

Copied!
31
0
0

Indlæser.... (se fuldtekst nu)

Hele teksten

(1)

Flowmålingsmæssige udfordringer i regn- og spildevandssystemer

Temadag om Flowmåling i udvikling

(2)

Hvem er jeg?

• Mads Uggerby - uddannelse og ansættelse:

2009- Teamleder, EnviDan

2007-2009 Teamleder og Viceafdelingschef, Krüger 2004-2007 Projektleder, EnviDan

2001-2004 Projektingeniør og –leder, NIRAS

1999-2001 Spildevandssagsbehandler, Ringkjøbing Amt 1994-1999 Civilingeniør i Miljøteknik, Aalborg Universitet

• EnviDan – rådgivende ingeniør indenfor afløb og spildevand

Planlægning og bygherrerådgivning Modelberegninger og flowmålinger Kloakfornyelsesplanlægning

Bassiner, bygværker og ledningsanlæg

Projektering, udbud og tilsyn med traditionelle samarbejdsformer og partnering.

(3)

Flowmåling i kloakledninger

Delfyldte rør!

(4)

Hvorfor måler vi?

Kommunalt serviceniveau

(5)

Hvad har vi at gøre med?

(6)

Afstrømning under regn modelleres

(7)

Beregning af serviceniveau

Model

Resultat Inddata

Målinger

Sikkerhedstillæg

(8)

Skrift 27 anbefaler ”Bevidst valgt sikkerhedstillæg”

Kalibreret model

Skrift 27

Vi kan reducere

”Bevidst valgt sikkerhedstillæg”

ved kalibrering – UDEN det ændrer på den statistiske

sikkerhed for at

”ramme” rigtigt Ukalibreret

model

(9)

Hydrauliske modeller – simulering af regnafstrømning

• Usikkerheder på inddata:

1. Oplandsbeskrivelse

2. Nedbør (og andre tilstrømninger)

3. Beskrivelse af afløbssystemets fysiske udformning

4. Hydrologiske og hydrauliske forhold/parametre

• Usikkerheder kan reduceres ved:

– Ad 1.: GIS-analyser og besigtigelser

– Ad 2.: lokale målinger, radar og Skrift 28.

– Ad 3.: TV-inspektion, brøndrapportering, opmåling mv.

– Ad 4.: registreringer og målinger i det aktuelle område / kloakopland.

(10)

Hvilke usikkerheder kan vi ’kalibrere’ mindre?

Statistisk usikkerhed:

Estimat:

F.eks. beregnet opstuvning i en specifik brønd.

Konfidensniveau:

Valgt sandsynlighed, der anvendes til beregning af det interval opstuvningen med den valgte

sandsynlighed ligger indenfor.

Konfidensinterval:

Interval som opstuvningen i brønden med den valgte sandsynlighed

(konfidensinterval) ligger indenfor

Skrift 27

Den statistiske usikkerhed (konfidensintervallet)

kan reduceres ved modelkalibrering!

(11)

Øget nedbør

Siden 1873 er nedbøren i DK steget ca. 15 %.

Der forventes stigninger på mellem 20-45 % frem til år 2100.

Flere ekstremer

I fremtiden forventes længere hedebølger, mindre sommernedbør, men flere kraftigere (20-50 %) regnhændelser.

Højere vandstand

Vandspejlsstigninger på 15-75 cm.

Den maksimale vandstand i ekstreme stormflodssituationer øges med 45-105 cm.

Højere grundvandstand

I vinterhalvåret ske en stigning i grundvandsstanden på mere end 0,25 m i over 50% af området, og i næsten 10% af området vil grundvandsstanden stige med mere end 1 m

Mildere og fugtigere vintre

I samme periode er gennemsnitstemperaturen i DK steget ca. 1,5 °C.

Der forventes stigninger i vintertemperaturen på 2-3 °C frem til år 2100.

Varmere somre

Sommertemperaturen forventes at stige yderligere 1-3 °C frem mod år 2100.

Klimaændringer i Danmark

(12)

Hvilke usikkerheder kan vi ’kalibrere’ mindre?

Scenarieusikkerhed:

Tendenslinie:

Vurderet usikkerhed som følge af f.eks. klima-

forandringer, ændring i arealudnyttelsen,

hydrauliske forhold osv. i planlægningshorisonten

Bemærk!

Konfidensintervallet i

planhorisontens sidste fase er ikke nødvendigvis af samme størrelse som i status!

Skrift 27

Tendenslinie

Scenarieusikkerheden kan ikke reduceres ved målinger!

(13)

Reduktion af den statistiske usikkerhed ved kalibrering

Godt kalibreret model

Ikke kalibreret model

”Kvalitative” målinger Erfaringsregistrering Kontinuere niveau- og nedbørsmålinger Kontinuere flow- og nedbørsmålinger

s

s

(14)

Kontinuere målinger

• Måling af opstuvningsniveau:

– Selvstændige niveaumålere – Niveaumåling i pumpestationer – Overløbsregistrering

• Måling af flow

– Pumpeydelser – Flowmålinger

– Overløbsregistreringer

• Målinger af nedbør

– Ovenstående sammenholdes med

samtidige nedbørsmålinger

(15)

Eksempel på udstyr

(16)

Måleprincip

(17)

Installation

(18)

Eksempel på bestemmelse af hydrologiske parametre

Afstrømning

Nedbør

Hældning = afstrømningskoefficient

Skæring = initialtab

Sammenhørende flow- og nedbørsmålinger

Nedbørsmåler

Flowmåler

OBS:

Punktmåling af nedbør er ikke repræsentativ for store områder!

Undersøgelser viser, at

nedbøren kan variere kraftigt på afstande helt ned til 500 m!

(19)

Eksempel på vurdering af afstrømningsbillede

0 10 20 30 40 50 60

03:00 05:24 07:48 10:12 12:36

Kl.

Flow [l/sek]

Målt flow Beregnet flow

Kalibrering af overflademodellen og/eller de hydrauliske parametre

(20)

Men kan målingerne betale sig?

Fælleskloakeret område i Them, Them Kommune:

– Ukalibreret model

– Detaljeret hydrologisk oplandsbeskrivelse (Model A) – Inddata vurderet på baggrund af faglitteraturen

Resultat af (ukalibrerede) modelberegninger:

– Maksimal tilstrømning til overløb (n=1): 272 l/s – 65 årlige overløb

– 2.200 m3 aflastes årligt

Til RA 14,8 ha 24% bef.

Dimensionering af forsinkelsesbassin (n=1):

– Sikkerhedsfaktor valgt til 1,44

– Nødvendigt forsinkelsesbassin: 700 m3

– Overslagspris for etablering af bassin: 3,9 mio. kr.

(21)

Valgt sikkerhedsfaktor – ukalibreret model

• På baggrund af Skrift 27 er valgt:

– 1,2 for at tage højde for den statistiske usikkerhed på inddata

• manningtal

• hydrologisk reduktionsfaktor

• nedbør

– 1,2 for at tage højde for scenarieusikkerheden

• klimaforandringer

• ændret arealanvendelse

• Anvendt sikkerhedsfaktor: 1,44

(22)

Samhørende flow- og nedbørsmålinger

Måleprogram:

– Registrering af nedbør i oplandet

– Måling af flow umiddelbart opstrøms overløbet

Til RA

Flowmåling Nedbørsmåler

y = 0.104x - 0.002 R2 = 0.971 0.00

0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Nedbør (mm)

Afstrømmet regnvolumen (mm)..

(23)

Samhørende flow- og nedbørsmålinger

Resultat:

– God sammenhæng mellem nedbør og afstrømning – Hydrologisk reduktionsfaktor målt til 0,43

Til RA

Flowmåling Resultat af den kalibrerede model:

– Maksimal tilstrømning til overløb (n=1): 272 l/s – 65 årlige overløb

– 2.200 m3 aflastes årligt

Dimensionering af forsinkelsesbassin (n=1):

– Sikkerhedsfaktor reduceret til 1,32

– Nødvendigt forsinkelsesbassin: 700 m3

– Overslagspris for etablering af bassin: 3,9 mio. kr.

127 l/s 29 årlige overløb

450 m3 aflastes årligt

1,4 mio. kr.

260 m3

Nedbørsmåler

(24)

Valgt sikkerhedsfaktor – kalibreret model

• På baggrund af Skrift 27 er valgt:

– 1,1 for at tage højde for den statistiske usikkerhed på inddata – værdi er vurderet, men bør beregnes ved en Monte Carlo analyse

• manningtal

• hydrologisk reduktionsfaktor (lille usikkerhed som følge af målinger!)

• nedbør

– 1,2 for at tage højde for scenarieusikkerheden

• klimaforandringer

• ændret arealanvendelse

• Anvendt sikkerhedsfaktor: 1,32

(25)

Ja, det kan betale sig at kalibrere!

1. at tilnærme modellen til virkeligheden (hyd. red.

faktor på 0,8  0,43), og 2. at sikkerhedsfaktoren (s)

blev reduceret fra 1,44 til 1,32.

s

s

Besparelse som følge af reduceret sikkerhedsfaktor:

ca. 0,3 mio. kr.

Nettobesparelse:

ca. 2,3 mio. kr.!

I eksemplet fra Them

opnåede vi:

(26)

Der er dog en vigtig forudsætning!

• Usikkerheden på målingerne skal være mindre end usikkerheden på den ukalibrerede model!

• Teknik anvendt i Them:

– ISCO vippekarsmåler – NIVUS Flowmåler

KE, Dæmningen Skt. Hans aften 2003

Niveaumåling!

Eks. målestation NIVUS-måler

(27)

OBS: Kalibreret model ≠ virkelighed

• Der er stadig en masse usikkerheder – hvad f.eks. med:

– Inhomogene regnhændelser – vi bør i højere grad bruge vejrradar,

– Ikke-liniær sammenhæng mellem nedbør og afstrømning, – Forudsigelser om maksimal opstuvning ved en 10-års

hændelse forudsætter ca. 40 års nedbørsmålinger – længste observationsperiode på én måler i SVK-regnmålersystemet er ca. 26 år!

Det er den virkelige hændelse der tæller!

(28)

Konklusion: Måling og kalibrering kan varmt anbefales .. men det gør os ikke i stand til at spå om fremtiden!

Tak for opmærksomheden!

(29)

Eksempel – Hedensted Kommune

• Den aktuelle afstrømning måles -> afløbskoefficient beregnes

• Fremtidige ændringer i oplandet (f.eks.) fortætning indregnes.

• Usikkerheder som følge af forventede klimaændringer vurderes

y = 0,24x - 0,29 R2 = 0,93

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Målt nedbør [mm]

lt afstrømning [mm]

Valgt sikkerhed: 15 %

(30)

Eksempel – Hedensted Kommune

• Hydraulisk model kalibreres ud fra:

– målt nedbør og afstrømning – målt opstuvning ved overløb

– registreret pumpedrift og –ydelse

• 25 års regnserie gennemregnes med den kalibrerede model

• Nødvendigt bassinvolumen og aflastede volumener findes

(31)

Eksempel – Hedensted Kommune

• Resultat:

– Bassinvolumen reduceret fra 760 m3 til 590 m3 – Anlægsudgifterne reduceret med ca. kr. 0,8 mio.

– Sikkerhedsfaktorer er bevidst valgt – ingen ”tommelfinger-værdier”

– Bedre råd til ombygning af bassin og overløb …

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Aflastet volumen [m3 ]

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

dvendig bassinudvidelse [m3 ]

Referencer

RELATEREDE DOKUMENTER

Undersøgelsen, som Rådet præsenterer i denne publi- kation, viser, at det som socialt udsat grønlænder kan være svært at bede om og at få den nødvendige hjælp i det

Efter en årrække ændredes anbefalingerne til tidlig afnavling som led i blødningsprofylaksen og efterfølgende blev der i 2010 endnu engang ændret i afnavlingspraksis

I lighed med præciseringen og konsolideringen af de øvrige MedCom meddelelser gennemføres et tilsvarende arbejde med dokumentation af anvendelsen af MEDREQ til rekvirering af klinisk

[r]

Men det maatte tillades os at foreslaae at Finderen gunstigen underrettes om: at det er saa langt fra at man ikke gjerne vil opfylde hans Ønske, at man meget mere, om nogen Tid,

• Krav om individuelle målere til gas, varmt vand og køling i bestående bebyggelse, hvis det er teknisk gennemførligt og omkostningseffektivt.. • Måling af el og varme har

[r]

Da en model, hvor individuel vejledning er det primære tilbud til de studerende, vil omfatte en studieordningsrevision af en ordning, som ikke har haft fuldt gennemløb,