Vil dere gjøre tiltak på riktig sted før eller etter at flommen treffer?

I byer og tettsteder møter man stadig større og oftere problemer knyttet til overvann på avveie. En overvannsanalyse kan gi svar på hvor vannet renner og hvor det samler seg ved store nedbørsmengder. Denne analysen kan vise seg å være svært lønnsom og nyttig – slik at det kan settes inn tiltak på riktig sted for å unngå oversvømmelser.

Gjør overvannstiltak på riktig sted

Overvann er begrepet som beskriver overflateavrenning fra nedbør og smeltevann. Kraftig nedbør gir økt avrenning og dermed mer overvann, noe vi kan forvente å få stadig mer av og oftere som følge av klimaendringene. Store overvannsmengder er spesielt utfordrende i byer og tettsteder, hvor oversvømmelser kan gi store skadevirkninger.

Det er mange hensyn som må ivaretas for å få til en god overvannshåndtering i arealplanleggingen. God kjennskap til tiltak er viktig – slik at man kan motvirke overvannsflommer. Før man skal i gang med tiltak må man vite hvor tiltakene skal gjøres og finne ut hvilke områder man bør prioritere først. Et første skritt på veien vil være å lokalisere hvor vannet renner og hvor det samler seg ved store nedbørsmengder. Dette kan man få svar på ved å gjøre en overvannsanalyse.

Prinsipper for overvannsanalysen

Utgangspunktet for overvannsanalysen er en detaljert terrengmodell med fotavtrykk av bygninger og åpne stikkrenner/broer og kulverter. Man må sørge for å få med både objekt som blokkerer vannstrømmene og objekt som åpner opp for vannstrømmer inn som fotavtrykk i terrengmodellen. Regine nedbørsfelt brukes som avgrensning for analyseområdet. Når man skal kjøre overvannsanalysen for store områder bruker vi FME og terrenganalyseverktøy for hydrologi fra SAGA. Resultatet fra FME-analysen presenteres til slutt i QGIS. Selve overvannsanalysen kan også gjøres i QGIS med samme analyseverktøy. Det er dette vi tar i bruk nå vi har kurs i overvannsanalyse i QGIS, men da på et mindre område.

overvann2

Klinkekulemodellen

Hydrologer bruker flytretningskart til å modellere hvordan vannet renner i terrengmodellen. Hver celle i terrengmodellen har en gitt verdi, og vannet strømmer til cellene med lavere verdi. overvann

I en gitt celle kan vannet renne mot én eller flere av sine åtte naboceller. Helningen er den ultimate faktoren, som avgjør i hvilken retning. Når man bruker denne modellen inn i GIS-analysene brukes ulike modeller avhengig av type terreng. I kupert terreng brukes en modell som heter Deterministic 8 (D8): Her renner vannet i én retning. Dersom man jobber med en terrengmodell i relativt flatt terreng kan det være behov for å heller bruke det som heter Multi-flow direction. I denne modellen renner vannet i flere retninger. SAGA sine analyseverktøy baserer seg på disse modellene.

Fremgangsmåte for å finne vannansamlinger og vannveier

  1. Hente inn og sammenstille terrengmodeller innenfor nedbørsfeltet/nedbørsfeltene (tidkrevende for store områder!)
  2. Brenne inn byggverk samt åpne broer, stikkrenner og kulverter i terrengmodellen
  3. Fylle forsenkninger i terrenget og beregne vannansamlinger
  4. Beregne vannveier
  5. Kartografiarbeid for god visuell fremstilling av resultatet

Datagrunnlag

Regine nedbørsfelt fra NVE brukes til å avgrense analyseområdet. Videre trenger man detaljerte terrengmodeller innenfor nedbørsfeltet/nedbørsfeltene, bygningsbasen fra kommunen og en oversikt over åpne/lukkede stikkrenner/broer og kulverter.

Terrengmodellene lastes ned fra hoydedata.no og sammenstilles til én sammenhengende terrengmodell per nedbørsfelt. Jo høyere oppløsning, jo flere detaljer får man med seg fra terrenget. Bygningsbasen og oversikt over åpne/lukkede stikkrenner, broer og kulverter fås fra kommunen. Bygningsbasen hentes inn slik den er. Når det gjelder stikkrenner/broer/kulverter er det Norkart som finner frem til hvilke det må tas stilling til. Kommunen vurderer dem og gir tilbakemelding, slik at vi får det inn i analysen.

Forutsetninger og minstekrav for terrengmodellen

En av forutsetningene som er gitt med bruk av analyseverktøyene fra SAGA er at vannet ikke trenger igjennom terrenget. Vannet renner på overflaten av modellen. Man må legge inn fotavtrykk av byggverk samt stikkrenner, kulverter og broer som alltid er åpne.

Terrengmodellene bør ha en minimumsoppløsning på 0,5m, for å være egnet til å bruke inn i overvannsanalysen. Dette innebærer at cellene/pikslene i terrengmodellen er minimum 50×50 cm. Dette baserer seg på en 2 pkt. laserskanning av terrenget. En enda bedre modell av terrenget får vi ved 5 pkt. laserskanning, som gir celler på 25×25 cm. Kvaliteten på terrengmodellene innenfor analyseområdet bør være enhetlig. Eksempelvis bruker man 0,5 m oppløsning på hele området dersom det kun er en liten del av nedbørsfeltet som har tilgjengelige terrengmodeller med høyere oppløsning.

Overvannsanalyse for små eller store arealer

En overvannsanalyse kan gjøres for små arealer eller store arealer. Kompleksiteten i analysen avgjøres av hvor store arealene er. De beste resultatene får man når man tar utgangspunkt i nedbørsfeltet som avgrensning. Da får man med seg tilsiget av vann også fra de øvre delene i nedbørsfeltet.

overvann5

overvann6

Eksemplene over viser resultat fra overvannanalyse kjørt for små og store areal. T.V. Analyse kjørt for en flis av et høydeprosjekt. T.H. Analyse kjørt for en kommune med tre nedbørsfelt.

Analyseløype i FME

Når man skal gjøre overvannsanalyse for store arealer, f.eks. for flere nedbørsfelt eller en hel kommune, blir analysen krevende pga. behandling av store datamengder. Norkart har satt sammen en omfattende overvannsanalyse i FME, som er tilpasset til å kunne håndtere dette på en god måte.

overvann7

Worst case scenario

Det er mange som lurer på om resultatet i denne analysen varierer avhengig av nedbørsmengden. Det gjør den ikke. Relativ nedbørsmengde er ikke en faktor inn i analysen. Resultatet fra analysen viser et worst case scenario, av hvordan vannet renner og hvor det samler seg.

Det er imidlertid en annen faktor, som er med på å påvirke resultatet av analysen. Det er hvilke stikkrenner, broer og kulverter, som er satt til å være åpne. Denne faktoren blir kommunen, som er lokalkjent, selv med og stiller på. Eksempelvis vil en stikkrenne under en vei, som er lukket eller har dårlig gjennomstrømning, kunne føre til en vannansamling på den ene siden av veien. Dette viser hvor viktig det er at disse holdes åpne og er dimensjonert for en stor nok vannmengde. Hva gjør man da hvis man ser at virkeligheten ikke samsvarer med analyseresultatet ved en eller flere stikkrenner/kulverter eller broer? Jo, man går inn og justerer hvilke av dem som skal være åpne og kjører så analysen på nytt.

Fra resultat til overvannstiltak

Vannveiene og vannansamlingene kan brukes inn i vurderingene av hvor man bør sette i gang med overvannstiltak. Dersom man ser vannveier og store vannansamlinger i nærheten av kritisk infrastruktur eller bebyggelse bør varsellampene ringe.

Vi kan hjelpe dere i gang!

Det er mye bedre og billigere å gjøre tiltakene før enn etter at ekstremværet og flommen treffer! Ta kontakt med oss dersom du ønsker mer informasjon om hvordan vi kan bistå med overvannsanalyse for din kommune. Du kan også lære å gjøre overvannsanalyse selv – i QGIS. Neste QGIS-kurs blir 5. -6. juni i Sandvika, med overvannanalyse som tema på dag 2.