Klimatilpasning i København – Fra hulkort til Skybrudstunnel

Session

Klima I

Abstract

I arbejdet med klimatilpasning opererer man med store mængder af geodata, men på mange forskellige skalaer. Planlægningen af Svanemøllen Skybrudstunnel startede oppe i helikopteren med relativt simple analyser for at skabe overblik over et stort område (hele det nordlige København, Gentofte og Gladsaxe). Herpå startede planlægningen af tunneltracé og udpegning af skaktlokaliteter (i lokale lavtliggende risikoområder).

I takt med, at skalaen bliver mindre, stiger kompleksiteten med behov for brug af mere avancerede analyser og hydrauliske modeller. På allersidste niveau mundede projektet ud i at omfatte ekstremt komplicerede modeller af tunnelsystemet, dvs. med CFD-modellering i 4D (Computational Fluid Dynamics) af de hydrauliske strukturer, der skal konstrueres og bortlede vandet.

Kom og hør om, hvordan man arbejder med store størrelser af data i mange skalaer, og om, hvordan det er blevet brugt i et af Danmarks største klimatilpasningsprojekter.

Målgruppe

Projektet er interessant for alle, som beskæftiger sig med GIS- og geodataanalyser, ledningsdata, regndata, 3D modellering og hydrauliske modeller i relation til hydrologi og hydraulik i urbane områder.

Yderligere uddybning af abstract

Geodata findes i mange forskellige skalaer og detaljegrader og er uundværlige i arbejdet med klimatilpasning af vores byer. Vi har igennem de seneste år arbejdet med at planlægge Svanemøllen Skybrudstunnel, som er en del af skybrudssikringen af København, Gentofte og Gladsaxe og skal afhjælpe oversvømmelser ved kraftig regn eller skybrud. I denne proces er der gjort brug af enorme mængder geodata i projektets forskellige faser.

Terrænanalyse
I starten af planlægningsprocessen kan en simpel tilgang og screening af et større område ske ved at udføre en simpel analyse på en højdemodel - i dette tilfælde Danmarks Højdemodel. Analysen viser, hvor vandet vil stå i tilfælde af en ekstremregn uden hensyntagen til kloaksystemet og jordens nedsivningsevne.

De simple landsdækkende analyser, der er lavet på Danmarks Højdemodel, giver et godt udgangspunkt for en screening af et stort område, som kan bruges som grundlag for at udpege i hvilke områder, at mere avancerede "datatunge / tætte" modeller bør anvendes.

Hydraulisk Modellering
Bevæger vi os op i den højere ende af skalaen, så gør vi brug af fuldt dynamiske hydrauliske modeller. Her introduceres flere datatyper som kloaknetværket og regnens geografiske fordeling, men også tidsfaktoren. Det vil sige, at der i beregningerne tages hensyn til de vandmængder, der løber op eller ned i det rørlagte kloaksystem og vandløb. Det beregnes dels, hvordan vandet vil strømme gennem byen under hele regnskyllet, og dels, hvordan noget af vandet vil forsvinde efter regnens ophør eller "fanges" i lavninger i terrænet. Hydrauliske modeller er mere beregningstunge og modelkørsler kan tage alt fra timer til dage.

CFD (Computational Fluid Dynamics) modellering
Det seneste skud på stammen hos COWI er brugen af CFD-modellering, som bedst kan kaldes "hard-core" modellering. CFD-modellering er blevet anvendt i den sidste planlægningsfase af Svanemøllen Skybrudstunnel (SST). SST får en størrelse på Ø4700 mm indvendig diameter og skal kunne transportere op til imponerende 46.000 liter vand i sekundet.

Vandet, der skal ledes til den underjordiske tunnel, føres via ni skakter med hovedfunktionen at transportere vand fra netværket på overfladen.

Da det er enorme mængder vand og kræfter, der er tale om, er det vigtigt at udforme sådanne skakter perfekt, så der ikke opstår uhensigtsmæssigt slid, luftlommer eller opstuvninger. Derfor laves der detaljeret 3D modellering af skakten, så udformningen kan justeres. Beregningsmodellen består af over 5 millioner celler med en cellestørrelse på 5 - 10 cm, hvor der mellem hver celle i beregningerne løses en række fysiske ligninger. Vi ser et stort potentiale i at anvende CFD-modellering, som kan danne grundlaget for bedre og billigere projekter.