Kvantitativ analyse av urbane og naturlige nedbørfelt

Abstract

Norsk offentlig utredning (NOU 2015:16) kartlegger flere kunnskapsbehov om overvann og nevner at kunnskap om avrenning i nedbørfelt og konsekvenser av fortetting vil være nyttig for beslutningstakere. I tillegg krever SPR for klima- og energiplanlegging og klimatilpasning at planer skal ta hensyn til behovet for åpne vannveier og forsvarlig overvannshåndtering. Denne masteroppgaven er skrevet for å øke kunnskapsnivået om overvann ved å undersøke hvordan fortetting har påvirket terrengoverflaten og avrenningslinjer. For å besvare oppgavens problemstilling er kvantitativ analyse av nedbørfelt og modellering i arcGIS Pro lagt til grunn som metode, og en modell i applikasjonen ModelBuilder har blitt utviklet for automatisk statistikkinnhenting.

Ved å sammenligne urbane og naturlige nedbørfelt er det tallfestet hvordan urbane felt ligger mye lavere i terrenget, preges av flatere helningsforhold og har høyere konsentrasjon av de største avrenningslinjene. Resultater fra regresjonsanalysene viser hvordan gjennomsnittshelning har stor betydning for parametere tilknyttet forsenkninger, feltlengder og avrenningslinjer. Til slutt er flate urbane og flate naturlige nedbørfelt sammenlignet, og det er sannsynliggjort at fortetting kan medvirke til kortere feltlengder og avrenningslinjer per areal, men har liten betydning for avrenningslinjenes antall. Det tilsier at fortetting har minimal betydning for nettverksstrukturens kompleksitet, men større påvirkning på avrenningslengder og kan relateres til kortere konsentrasjonstid og økt maksimal vannføring.

Resultatene beskriver hvordan urbane nedbørfelt har helt andre forutsetninger for vannbalanse og vanntransport. Urbane nedbørfelt har lavere innsjøandeler, kortere feltlengder og høyere konsentrasjon av de største avrenningslinjene, samtidig som store deler av de naturlige vannveiene kan være lagt i rør. Dette understreker viktigheten av å unngå elvelukking og i tidlig planleggingsfase vurdere mulighetene til å utnytte veinettet som midlertidige flomveier og forflytte dyre tiltak i trinn 2 (fordrøyning) til 3 (trygge flomveier) i tretrinnsstrategien. Når parameterne som påvirkes mest av helningsforhold og fortetting er identifisert, kan dette utnyttes i planer av beslutningstakere og utbyggere for å minske negative virkninger av fortetting. Samtidig legger resultatene et viktig kunnskapsgrunnlag for videre arbeid om hvordan man i urbane områder kan hente inspirasjon fra naturen for å sikre åpne vannveier og forsvarlig overvannshåndtering.

Norwegian Official Report (NOU 2015:16) identifies several knowledge needs regarding stormwater and mentions that knowledge about runoff in watersheds and the consequences of urbanization will be useful for decision makers. In addition, the central government planning guidelines for climate and energy planning and climate adaptation requires that plans consider the need for open waterways and proper stormwater management. This master thesis is written to raise the level of knowledge about stormwater by examining how urbanization affects the terrain surface and stream networks. Quantitative analysis of watersheds and modeling in arcGIS Pro has been used as a method to answer the thesis's problem statement, and a model in the application ModelBuilder has been developed to collect statistical data automatically.