Modellering av effekten av flomforebyggende tiltak i et urbant område

Abstract

Som følge av klimaendringer og urbanisering forventes urbane flommer å forekomme hyppigere og øke i størrelse. Urbane flommer forårsaker skader på infrastruktur og bygninger, og er en stor samfunnskostnad. For å kunne predikere størrelsen og strømningsbevegelser ved en gitt flom i et område, kan avrenningsmodeller benyttes.

Avrenningsmodeller kan gi informasjon om problemområder, eventuelle flaskehalser og forventede skader. Denne informasjonen kan blant annet benyttes til planlegging av flomforebyggende tiltak. Formålet med denne oppgaven var hovedsakelig å utarbeide en metodikk for å modellere effekten av flomforebyggende tiltak i en todimensjonal hydraulisk avrenningsmodell ved hjelp av programvarene ArcGIS Desktop og MIKE 21 Flow Model levert av DHI. Ved å gjøre dette kan man opparbeide kunnskap til å planlegge så effektive og samfunnsøkonomiske tiltak som mulig. Metodikken skulle utarbeides ved å ta utgangspunkt i en 100-årsflom i et område på 10,5 km2 i Drammen kommune. Det er ikke tatt hensyn til infiltrasjon eller ledningsnett.

Det ble utarbeidet en metodikk for å modellere effekten av tiltak, men denne er svært tidskrevende og komplisert å utføre nøyaktig. ArcGIS Desktop og MIKE 21 Flow Model bør kombineres med et avansert konstruksjonsprogram, for eksempel BIM, for å kunne modellere effekten av tiltak. For å besvare problemstillingen i oppgaven er det blant annet utarbeidet en metodikk for å beregne volum av oversvømmelser i utvalgte områder basert på modelleringsresultater. Dette er et funksjonelt verktøy for å måle effekt av tiltak eller validere en avrenningsmodell. Utarbeidelsen av oppgaven avdekket også at store høydeforskjeller, over 2-5 meter, mellom naboruter i rasteret som benyttes, kan føre til betydelige overdrivelser av oversvømmelser i resultatene. Størrelsen på overdrivelsene kan måles i MIKE 21. I modellen som denne oppgaven tok utgangspunkt i, utgjorde overdrivelsen 19% av totalt nedbørsvolum.

Increased urbanization and climate change causes urban floods to occur more frequent and increase in size. Urban floods cause damage to infrastructure and buildings, and constitute a major cost to society. Drainage models can be used to predict the size and the flow movement for a given flood in an area. Drainage models can provide information on problem areas, possible bottlenecks and expected damages. Further, this information can be used to plan flood-reducing measures. The main objective of this thesis was to prepare a methodology to model the effect of flood reducing measures in a two-dimensional hydraulic drainage model using the software of ArcGIS Desktop and MIKE 21 Flow Model provided by DHI. Based on this, necessary knowledge, to plan as effective and socio-economic measures as possible, was obtained. The methodology was compiled based on a 100-year flood in an area of 10.5 km2 in Drammen municipality. Infiltration was not taken into account.