Utprøving av metodikker for modellering av overvann i et urbant område ved bruk av ArcGIS, MIKE21 og MIKE FLOOD

I de siste århundrene har det blitt registrert forandringer i klimasystemet. Det er sannsynlig at dette er en konsekvens av menneskers forbruk av fossilt brennstoff. Klimaendringene vises i en høynet middeltemperatur for store deler av jordkloden. I Norge blir klimaendringene synlige i form av at det har blitt mer nedbør og at nedbørshendelsene har blitt mer intense. Denne tendensen blir av de fleste forskere framskrevet til å vedvare. Samtidig med klimautviklingen har samfunnet blitt forandret ved at urbaniseringen har økt. Det blir stadig flere mennesker som bosetter seg i byområder, noe som fører til at andelen tette flater øker. Kombinasjonen av mer intense regnhendelser og fortetting har ført til at det stadig er problemer knyttet til oversvømmelser i urbane miljøer. Årlig utbetales det millioner av kroner i forsikringspremier på grunn av vannrelaterte skader, noe som er svært kostnadskrevende for samfunnet. Dette har ført til at problemer knyttet til overvann har fått større oppmerksomhet i de senere år. Det har blitt et større fokus på å forminske overvannsskadene ved hjelp av ulike tiltak. For å vite hvilke urbane områder som er sårbare og hvilke tiltak som er samfunnsøkonomiske må det derfor undersøkes hvor vannet vil renne og skader vil oppstå. Det blir dermed forsket på utvikling av forskjellige metoder for å simulere urbane flomveier og oversvømmelser. I denne masteroppgaven har tre ulike modelleringsmetoder blitt tatt i bruk etter at den digitale terrengmodellen ble opprettet. Den digitale terrengmodellen ble produsert i ArcGIS ved hjelp av LiDAR- og FKB data og ble benyttet i alle de tre metodene. Det var krevende å lage en god terrengmodell ved hjelp av de geografiske dataene da små forandringer kunne gi betydelig utslag i modellen. I den første metoden ble det en ren terrenganalyse i ArcGIS benyttet. Denne metoden var relativt enkel og ta i bruk, samt at det ikke krever altfor mye av brukeren. Analysen ga resultater i form av hvor det var forsenkninger i terrenget. Analysen viste også hvilke veier som vannet antagelig ville ta, i form av drenslinjer. Drenslinjene ble klassifisert etter hvor stort området som vannet antagelig vil drenere fra. Programmet tar kun hensyn til høydedifferanser slik at hydrauliske parametere som hastighet og trykkhøyde ikke blir tatt hensyn til. I den andre metoden ble dataprogrammet MIKE21 tatt i bruk. Programmet benytter hydrauliske ligninger for å bestemme vannets strømning. Det kom tydelig frem at dette ga andre resultater enn ved bruk av ArcGIS. I den tredje metoden ble det simulert oversvømmelser ved hjelp av MIKE FLOOD. Programmet kobler MIKE21 sammen med programmet MIKE Urban. MIKE Urban var da brukergrensesnittet i modelleringen. MIKE Urban er mest kjent for å beregne rørnettverk og hydraulikk knyttet til ledningsnett. Dette førte til en enda mer realistisk modell, da både strømninger på terrengoverflaten og i ledningsnettet ble simulert. På grunn av mangelfullt datagrunnlag knyttet til ledningene i Drammen var dette en svært krevende modell å bygge. Metodikkene ble sammenlignet utfra bruksområder, tidsbruk og kompleksitet. Konklusjonen ble at de ulike programmene har forskjellige sterke og svake sider. ArcGIS er det minst tidkrevende programmet, men tar kun med høydedifferansen i beregningene. I ArcGIS kan det simuleres med svært lav oppløsning på terrengmodellen uten vanskeligheter. MIKE21 er et godt program til å beregne urbane oversvømmelser. Resultatene er antagelig mer realistiske enn ved bruk av ArcGIS. Ulempen er at simuleringene tar lang tid, spesielt hvis oppløsningen på terrengmodellen er høy. MIKE21 tar ikke direkte hensyn til ledningsnettet, men et fratrekk fra regnet kan gjøres. MIKE FLOOD er det mest spennende programmet med tanke på muligheter. Programmet kan blant annet benyttes til å se effekten av hvordan regnhendelser virker inn på utvalgte rørstrekninger og ved simulering av ledningsbrudd. Sårbare ledningsstrekk kan også identifiseres ved hjelp av programmet. Det kreves et godt datasett av ledningsnettet for at simuleringen skal fungere optimalt og være realistisk. Siden både strømninger på terrengoverflaten og i ledningsnettet blir simulert dynamisk er det svært tidkrevende å kjøre simuleringer med MIKE FLOOD