Hydraulisk och hydrologisk dagvattenmodellering i tidiga planskeden
Fallstudie med undersökning av framtida förändringar
DagvattenmodelleringDagvattenhanteringKlimatförändringUrbaniseringLedningsnätets konditionStadsplaneringsprocessen
Den senaste tidens utveckling av modelleringsverktygen på marknaden har öppnat upp för VArelaterade tillämpningar i många avseenden. Dagvattenmodellering i stadsplaneringsprocessen bedöms ge betydelsefull information som kan ligga tillgrund för beslutsunderlag i tidiga planskeden.Syftet med föreliggande arbete är att undersöka vilka effekter framtida förändringar har på den hydrauliska kapaciteten i ett urbant dagvattensystem. Framtida förändringar som avses är: (1) Klimatförändring ? som ökad regnintensitet,(2) Urbanisering - som ökning av andelen hårdgjorda ytor och (3) Förändring av ledningsnätets kondition ? som reducerad genomströmning. Målet är att ge förslag på hur denna typ av information/undersökning kan användas tidigt i planeringsprocessen och därmed öka möjligheten att skapa och upprätthålla en hållbar stadsmiljö. Genom en litteraturstudie identifieras fem tillämpningsområden för dagvattenmodellering i stadsplaneringsprocessen. Inom ramen för detta arbete tillämpas två av dessa med fokus på tillämpningar i förtätningsområden. En dagvattenmodell konstrueras i modelleringsprogrammet MIKEFLOOD (1D/2D) för ett avrinningsområde med en total yta på 10 ha och med ett befintligt dagvattensystem med sammanlagt 71 brunnar. Beskrivningen av ledningsnätsmodell baseras på fysiska data där bidragande ytor till ledningsnätet kontrollerats mot högupplöst höjddata. Ytlig avrinning ovan mark beskrivs med en upplösning på 2 x 2 meter. Modellen verifieras mot kontrollmätningar av fysiska data i fält men också genom en okulär kontroll av ledningsnäts kondition och bidragande ytor.En modellbeskrivning av nuvarande avrinningssituation ligger till grund för en scenarioanalys med sammanlagt 8 simuleringar. Påverkan av relativa förändringar i avrinningsområdet, i form av urbanisering, klimatförändring och ledningsnätets kondition, analyseras utifrån enskilda och sammanlagda effekter. Urbanisering beskrivs i två steg, dagens hårdgjorda ytor och etablering av ett fiktivt planområde med urbaniseringsgraden 80 %. Klimatförändringen beskrivs genom att applicera en klimatfaktor på 20 % på en dimensionerande blockregnshändelse. Förutom detta testas även avrinningssituationen vid en mer extrem regnhändelse, genom simulering av ett CDS-regn med återkomsttiden 100 år (enligt dagens klimat). Ledningsnätets kondition beskrivs i tre steg genom att förändra genomströmningen i ledningsnätet. Dels genom att öka råheten utifrån befintliga förhållanden men också genom att förändra genomströmningen i ledningsnätet genom att reducera tvärsnittsarean. Med avseende på enskilda effekter visar resultatet att urbanisering orsakar större hydraulisk påverkan på dagvattensystemet i förhållande till klimatrelaterade effekter och ledningsnätets kondition.Då arbetet fokuserar på stadsplaneringsprocessen och dagvattensystemens framtida funktion riktas studiens slutsatser till två av intressenterna i en stadsplaneringsprocess, planarkitekten och VAingenjören.Ur ett VA-tekniskt perspektiv dras slutsatsen att ett dagvattenledningsnäts kondition i vissa fall kan överskrida effekterna av en klimatförändring. Detta med bakgrund av förutsättningarna i avrinningsområdets och de antagandena som gjorts. Kapacitetsrelaterade åtgärder på ledningsnätet och förnyelse leder till positiva effekter avseende avrinningssituationen i den urbana stadsmiljön. På detta sätt kan marginaler skapas för att höja avledningssäkerheten i takt med att avrinningsområdet utvecklas och klimatet förändras.Ur ett plantekniskt perspektiv dras slutsatsen att urbanisering och klimatförändring försämrar avrinningssituationen i urbana områden oavsett dagvattenledningsnätets kapacitet och kondition. Som ett hjälpmedel i samhällsplaneringen kan dagvattenmodelleringsverktygen beskriva och ge visualiserande resultat av extrema händelser i avrinningsområdet. Dessa kan motivera ställningstaganden i tidiga planskeden för att säkerställa en långsiktigt hållbar dagvattenhantering. Avseende det studerade området i fallstudien, Teknikbyn Aurorum i Luleå, så kan sägas att en utveckling i linje med gällande detaljplan och med en urbaniseringsgrad i paritet med befintlig bebyggelse kräver att dagens dagvattendamm med tillhörande diken bevaras och förstärks. I övrigt bör en genomtänkt dagvattenstrategi eftersträvas med tillämpning av LOD-teknik, öppna avrinningsvägar och höjdsättning av bebyggelse för att långsiktigt säkerställa avvattningen i området.