MIKE URBAN – LAR modellering Morten Just Kjølby, DHI

MIKE URBAN – LAR modellering Berislav Tomicic, DHI

© DHI

1. Nye metoder til modellering af grønne løsninger i MIKE

URBAN

2. MIKE URBAN – “Soakaway” – modellering af

demonstrationsanlæg

Agenda

01.

Morten Just Kjølby

Nye metoder til modellering af grønne

løsninger i MIKE URBAN

© DHI

Formål

© DHI

• Udvikle nye metoder til modellering af grønne løsninger i MIKE

URBAN herunder

• modellering af de forskellige LAR teknologier i en forholdsvis

enkelt bruger grænseflade

• LAR teknologier skal kunne forbindes til eksisterende

afløbssystem

• understøttelse af forskellige LAR renseteknologier

MIKE URBAN - Modellering af LAR teknologier – 2 niveauer

© DHI

• Screeningsmetode (Oplandsbaseret)

− Metode til overordnet vurdering af kapaciteten/effekten på

implementering af forskellige grønne løsninger (LAR teknologier) i

et opland. Løsninger koblet på MIKE 1D oplandsmodellerne (A, B,

C, UHM)

• Detaljeret hydraulisk metode (Netværksbaseret)

− Detaljeret hydraulisk modellering af LAR løsninger – koblet til

eksisterende afløbssystem. Mulighed for vurdering af renseeffekt.

MIKE URBAN – LAR teknologier

© DHI

• Oplandsbaseret – “Soakaway” Modellering

− Gennemtrængelige overflader

− Regnvandsbede

− Grønne tage

− Regnvandstønder

− Infiltrationsgrøfter

− Lavninger / wadis

MIKE URBAN – Oplandsbaseret LAR modellering

© DHI

• Allerede findes i MIKE URBAN SWMM – bredt anvendt i USA

• Implementering i MIKE 1D med overflade modellerne A, B, C og

UHM

• Definitionen (”Control”)

− Typen af LAR løsning

− Parametrene iht. LAR typen: overflade, jord, kapacitet.

• Implementering (”Deployment”)

− Kobling til oplandet

− Arealet

− Initiale betingelser

MIKE URBAN – Oplandsbaseret LAR modellering

© DHI

• Den oprindelige bidragende areal i oplandet reduceres tilsvarende

med arealet der er medtaget i den specificerede LAR løsning

• LAR løsninger kan betragtes som avancerede metoder for beregning

af effektiv nedbør (opmagasinering, udsivning)

• Afstrømningen fra LAR løsningen mod tilslutningspunktet routes med

den samme routing metode&parametre som anvendt for oplandet

• Resultatet er en komposit hydrograf bestående af:

− (a) afstrømning fra oplandet som er reduceret for LAR arealet

− (b) afstrømning fra LAR løsningen

MIKE URBAN – Oplandsbaseret LAR modellering - Eksempel

© DHI

• Opland: 100 ha, 25% befæstet (tagarealerne)

• LAR løsning: regntønder 10 L/m2 tagflade, for 10 ha tagflader (1000

m3 total volumen)

MIKE URBAN – LAR teknologi - “Soakaway”

© DHI

• Netværksbaseret – “Soakway” Modellering

MIKE URBAN – ”Soakway”

© DHI

• Ny knude type (ID, point)

• Bruger defineret bassin geometri

• En gennemsnitlig porøsitet

• Randbetingelse

• Initial vandstand

• Infiltration

• Ingen infiltration,

• Konstant infiltration,

• Infiltration som funktion af vandstand – side og mulighed for bund

MIKE URBAN ”Soakway” Dialog

© DHI

MIKE URBAN – ”Soakway” - Hydraulik

© DHI

• Kan forbindes til netværk med ledning(er), overløb, pumpe,

vandbremser mm

• Kan kobles sammen til at repræsentere f.eks. konstruerede

infiltrationsgrøfter

Generisk Infiltrationsformel

© DHI

Tabelværdier for den hydrauliske ledningsevne, K. Værdierne rækker

over et stort spænd og K skal måles aktuelt på stedet.

Grus 1e-3 til 0,1 m/s 3.600 - 360.000 mm/ time

Sand 1e-5 til 1e-2 m/s 36 - 36.000 mm/ time

Silt 1e-9 til 1e-5 m/s 0,0036 - 36 mm/ time

Ren ler under 1,0e-9 m/s under 0,0036 mm/ time

Moræneler 1e-10 til 1e-6 m/s 0,00036 - 3,6 mm/ time

h

Qin

Qof

Qf

Qof

Qin

l

w

𝑄𝑓 = 𝐾𝑏𝑜𝑡𝑡𝑜𝑚 ∗ 𝐴𝑠, ℎ=0 + 𝐾𝑠𝑖𝑑𝑒 ∗ (2 ∗ 𝐴𝑐 + 2 ∗𝑉𝑜𝑙

𝐴𝑐

Infiltration resultater – Test med MIKE 1D

© DHI

• Infiltration fra bund

• Infiltration gennem bund og side

• Fyldning og tømning (infiltration)

Modellering af vandkvalitet - ECOLAB

© DHI

• Udvalgte stofparametre

− SS

− Opløst COD

− Ammonium

− Total-N

− Opløst P

− Total-P

− Tungmetaller

− E. Coli ?

• Generiske renseprocesser

− Sedimentation

− Sandfiltrering

− Adsorption

− Infiltration

− Biologisk omsætning

Indledende vandkvalitetsmodellering af LAR teknologier

© DHI

• Regnvandsbassin

• Sandfilter

• Adsorptionsfilter

• Vejbede

• …

Eksempel på renseteknologi – fjernelse af fosfor i filter laget:

C_ud = C_ind * ek*t , t = opholdstid

Modellering af vandkvalitet i MIKE URBAN - ECOLAB

© DHI

• ECOLAB

− Template baseret og bruger

konfigurerbart !

− Template(s) installeres med

software

• LAR-Template med simple

renseformler for f.eks.

fosfor fjernelse

02.

Morten Just Kjølby

MIKE URBAN – Soakaway

Demonstrationsanlæg

© DHI

Vejbede – Lindevangen, Brøndby

© DHI

• 7 vejbede anlagt - ikke koblet til eksisterende afløbssystem

Vejbede – Lindevangen - Brøndby

© DHI

Vejbede – Lindevangen - Brøndby

© DHI

Vejbede – Lindevangen - Brøndby

© DHI

Vejbede – Lindevangen – Brøndby (TEST af Kfs)

© DHI

Bio-Retention Cell Kfs – infiltration rate [m/s] Klassificering

Vejbed_1 0.0001000 Sand

Vejbed_2 0.0000500 Sand

Vejbed_3 0.0000100 Sand

Vejbed_4 0.0000050 Moræneler

Vejbed_5 0.0000010 Moræneler

Vejbed_6 0.0000005 Moræneler

Vejbed_7 0.0000001 Moræneler

Vejbede – Lindevangen – Brøndby (Vandstand i vejbede)

© DHI

Vejbede – Møllebakken, Brønshøj

© DHI

• 4 vejbede anlagt og er koblet til eksisterende afløbssystem

MIKE URBAN Vejbede – Møllebakken, Brønshøj

© DHI

”Soakaway” – Vejbed

© DHI

• Bassin geometri

• Infiltrationsmetoder

”Soakway” - udløbskontrol

© DHI

• Overløb i udløbsbrønd

• Regulering af flow i

udløb vha. Mosbæk

vandbremse

Grøft - Vejle

© DHI

• Grøfter kan modelleres ved sammenkobling af ”Soakaways” med

overløb

03.

Morten Just Kjølby

Konklusion

© DHI

Konklusion

© DHI

• MIKE URBAN 2016 - modellering af LAR teknologier i MIKE 1D og

ECOLAB

• 2 niveauer - oplandsbaserede og netværksbaserede modellering af LAR

teknologier

• Fremtidig mulig udvikling

− Hydraulisk understøttelse af lagdeling i faskine/vejbede med

forskellige fyldningsmaterialer

− Videreudvikling af ECOLAB templates til modellering af andre

renseteknologier