Utvikling og testing av modell-by for overvanns-undervisning

Abstract

Dagens og fremtidens byer står ovenfor flere utfordringer knyttet til overvannshåndtering. Det forventes lengre og mer intense regnskyll, og økt grad av urbanisering som fører til flere tette flater som hindrer vannet å infiltrere gjennom bakken. Underdimensjonerte avløpssystemer klarer ikke å ta unna alt dette vannet som fører til at urenset overvann går i overløp og påvirker omgivelsene og vassdrag på en negativ måte. God overvannshåndtering krever også planlegging og samarbeid på tvers av fagfelt og flere norske kommuner ser behovet for ny kunnskap innenfor fagfeltet.

I dag består opplæring og kompetanseheving i bransjen hovedsakelig av tradisjonelle metoder som f.eks. kursing, seminarer, case-studier og regneøvelser. Et spennende og lite utprøvd alternativ til dette er å oppnå kunnskap og forståelse gjennom en fysisk modell. I denne oppgaven er det derfor designet, bygget og testet en fysisk bymodell. Bymodellen representerer et lite nedbørfelt på 2 m2 og er modulbasert, noe som tillater de som bruker den å utprøve ulike byrom. Videre kan det eksperimenteres med ulike naturbaserte overvannstiltak i form av grønne tak og grøntområder/permeable dekker, samt plasseringen av disse og hvor stor grad av byen som er dekt med tiltak. Systemet kan testes med varierende nedbørintensiteter og varigheter, og det er mulig å måle avrenningen ut fra modellen.

Bymodellen er i stand til å demonstrere og visualisere flere utfordringer knyttet til overvannshåndtering i urbane områder. Resultater fra forsøk gjort med modellen viser at grønne tak kan fordrøye maksimal avrenningsintensitet ved å forsinke og holde tilbake avrenningen i starten av regnhendelsen. De permeable dekkene bidrar videre til å redusere maksimal avrenningsintensitet og det totale avrenningsvolum. Et formål med modellbyen er anvendelse som pedagogisk virkemiddel for å heve kompetanse og formidle konsepter og utfordringer knyttet til urban overvannshåndtering på en mer engasjerende og praktisk måte.

Today's and future cities face several challenges related to stormwater management. Longer and more intense rainfall is expected, and increased urbanization leads to more impervious surfaces that prevent water from infiltrating the ground. Undersized drainage systems are unable to handle all this water, resulting in untreated stormwater overflowing and negatively affecting the surroundings and watercourses. Effective stormwater management also requires planning and collaboration across disciplines, and several Norwegian municipalities recognize the need for new knowledge in this field.

Currently, training and competency development in the industry primarily consist of traditional methods such as training courses, seminars, case studies, and computational exercises. An exciting and little-explored alternative to this is gaining knowledge and understanding through physical modeling. Therefore, in this project, a physical city model has been designed, built, and tested. The city model represents a small catchment area of 2 m2 and is modular, allowing users to experiment with different urban spaces. Additionally, various nature-based stormwater management measures can be tested, such as green roofs and green areas/permeable surfaces, as well as their placement and the extent of the city covered by these measures. The system can be tested with varying rainfall intensities and durations, and runoff can be measured from the model.

The city model is capable of demonstrating and visualizing multiple challenges related to stormwater management in urban areas. Results from experiments conducted with the model show that green roofs can delay the peak runoff intensity by slowing down and retaining runoff at the beginning of rainfall events. Furthermore, permeable surfaces contribute to reducing the maximum runoff intensity and the total runoff volume. One purpose of the model city is to serve as an educational tool to enhance competency and convey concepts and challenges associated with urban stormwater management in a more engaging and practical manner.