En sammenligning av SCALGO Live og MIKE 21 FM for modellering av overvann

Abstract

Det forventes at menneskeskapte klimaendringer vil føre til hyppigere og mer intense nedbørshendelser. Kartlegging og analyse av flomforløp i urbane områder spiller derfor en stadig større rolle i dagens samfunn. Hensikten med denne masteroppgaven var å sammenligne de digitale overflatemodellene SCALGO Live og MIKE 21 Flow Model FM og undersøke om de er egnede hjelpemidler for å vurdere utfordringer knyttet til overvann. SCALGO Live er et internettbasert verktøy som gjør enkle analyser basert på lavpunkter i terrenget. MIKE 21 er en todimensjonal overflatemodell som inkluderer flere hydrodynamiske parametere i beregningene. Oppgaven er basert på en regnhendelse som oppstod i Vakåsområdet i Asker kommune 6. august 2016, kategorisert som et 200-års regn. Denne regnhendelsen ble simulert i MIKE 21 og SCALGO Live for å se hvilket program som gir mest realistiske resultater. Basert på bilder og observasjoner fra regnhendelsen var det MIKE 21 som ga den beste tilnærmingen. For å undersøke om programmene er egnede verktøy for arealplanlegging ble det testet ut tiltak i begge programmene. Utprøving av tiltak viste seg å være enklere og mindre tidkrevende i SCALGO Live. Det ble også utført en sensitivitetsanalyse i de to programmene ved å gjøre analyser med to terrengmodeller av ulik oppløsning. Terrengmodellen i SCALGO Live er på rasterformat som gjengir terrenget i firkanter av samme størrelse, mens terrengmodellen i MIKE 21 ble bygget i ustrukturerte trekanter av ulik størrelse (flexible mesh). Sensitivitetsanalysen i SCALGO Live viste at en lav oppløsning på terrengmodellen (store celler) gjør terrenget mer uniformt, og gir mindre oversvømt areal enn ved høy oppløsning på terrengmodellen. MIKE 21-modellen i denne oppgaven var mer følsom for oppløsningen på terrengmodellen med hensyn på endringer i vanndybder. Oppgaven viser at programmene vil være gode verktøy for arealplanlegging og at de kan gi en økt forståelse av årsakssammenhenger i forbindelse med urbane flommer.

As an effect of the human induced climate changes, there is an expected increase in the intensity and frequency of precipitation. The importance of analysis of flooding in urban areas will progressively become more important in today’s society. The purpose of this masters’ thesis was to examine whether the digital surface models SCALGO Live and MIKE 21 Flow Model FM are suitable tools to assess challenges related to stormwater. SCALGO Live is a web-based software that runs analysis based on depressions in the terrain. MIKE 21 is a two-dimensional surface model, including several hydrodynamic parameters in its calculations. This thesis is based on a precipitation event that occurred in Vakåsområdet in the municipality of Asker August 6th 2016, amounting to a 200-year event. This precipitation event was simulated in MIKE 21 and SCALGO Live, in order to determine which software provided the most realistic results. Based on images and observations from this event, MIKE 21 provided the most accurate approach. In order to determine if the two types of software are suitable for area planning, they where used to model the effect of flood reducing measures. This revealed to be easier and less time consuming in SCALGO Live. A sensitivity analysis was carried out by doing the same analysis with two terrain models of different resolution. The SCALGO Live terrain model is based on a raster format, which reproduces the terrain in equally sized squares, whilst the terrain model in MIKE 21 was built by unstructured triangles of varying sizes. The sensitivity analysis in SCALGO Live implied that a low terrain model resolution (large grid-cells) will result in a more uniform terrain representation, and consequently a smaller flooded area compared to a high terrain model resolution. The MIKE 21-model in this thesis revealed to be more sensitive towards the terrain model resolution with regard to water depths. The thesis implies that the two types of software are suitable for area planning, and that they can give an increased understanding regarding causation of flooding.