Traditionelt har man kun målt vandstanden i danske åer og heraf beregnet vandføringen med en formel. Men det er ikke længere nok, mener Ole Smith. Der er behov for nye målemetoder til at forudsige oversvømmelser — blandt andet hjulpet på vej af dronebåde, som den han står med her.
Traditionelt har man kun målt vandstanden i danske åer og heraf beregnet vandføringen med en formel. Men det er ikke længere nok, mener Ole Smith. Der er behov for nye målemetoder til at forudsige oversvømmelser — blandt andet hjulpet på vej af dronebåde, som den han står med her.

Foto : Jeppe Carlsen

Oversvømmelse indefra: Ny måleteknik skal redde danske byer fra overset klimafælde

Doppler-flowmålere og droner er sat ind i kampen om at forhindre, at danske åer oversvømmer byer som Vejle, Aarhus og København i fremtiden. Samtidig er det på tide at sende vores gamle måleteknikker på pension, mener hydrolog fra Orbicon.

https://pro.ing.dk/2519

5. apr 2019 11:49

Det ser ganske fredfyldt ud, når wadersklædte Ole Smith sætter den akustisk profilerende drone på mission i det spejlblanke vandløb.

Men bag idyllen gemmer alvoren sig. Han ved, at det kun er et spørgsmål om tid, før de danske åer og vandløb igen rører på sig. Derfor monterer han og hans kolleger nyt måleudstyr som doppler-flowmålere i åerne i denne tid — der vil nemlig blive hårdt brug for deres målinger i fremtiden.

Ekstreme regnperioder bliver i takt med den globale opvarmning hyppigere. Og med dem vil vandløbene i stigende grad også blive skyld i, at huse, veje og biler står under vand.

Mange vil ellers forbinde klimaforandringer med især stigende vandstand i havene. Men overfyldte vandløb er en lige så stor og ikke mindst overset trussel, mener Ole Smith, der er hydrolog og markedschef for hydrometri hos ingeniørrådgiverne Orbicon. Den vil især ramme byer som Vejle, Aarhus og Kolding, der er flankeret af vandløb på den anden side.

»Kystnære byer har et klimamæssigt problem, fordi de både kæmper med en høj vandstand fra havet kombineret med vand, der kommer ind fra baglandet,« siger Ole Smith.

»Typisk går det galt, når man rammer en uheldig sammenhæng med intense regnperioder og høj vandstand i havet. Så kan man ikke komme af med vandet og ender med at få oversvømmelser,« uddyber han.

Forældede måleteknikker bremser indsats

Flere byer har som Vejle og Aarhus allerede bygget sluser og pumper og skabt bufferzoner i form af enge og søer. De kan lede lede vandet væk fra byen og på den måde forebygge oversvømmelser i intense regnperioder.

Udfordringen med disse tiltag er dog ifølge Ole Smith, at de afhænger af en overvågning af vandløbene med måleteknikker, som i mange tilfælde er forældede.

»Problemet er, at det nationale netværk af målestationer historisk er lavet til nogle andre formål end at skaffe data i realtid. Det er først for nylig, at der er kommet fokus på klima og oversvømmelser i forbindelse med vandløb,« siger han.

Målestationerne blev oprettet for over 100 år siden. De bestod typisk af en skalapæl, som blandt andet buschaufføren eller det lokale postbud med jævne mellemrum skulle aflæse for at indrapportere vandstanden. Siden blev de udvidet til også at sikre vandmiljøet og holde styr på, hvor mange næringsstoffer landmændene udledte.

Men selvom klimaforandringer og ekstrem nedbør nu er blevet en del af ligningen, så er måleteknikkerne ikke fulgt helt med, vurderer Ole Smith.

»Hidtil har man rapporteret døgnmiddelværdier, men når det regner kraftigt, kan vandstanden ændre sig på få timer. Derfor er det nødvendigt at skifte til mere avancerede målemetoder,« siger han.

Upålidelige vandføringsberegninger kræver nyt måleudstyr

Udfordringen består ifølge Ole Smith i at kende den præcise vandføring — altså hvor meget vand der løber gennem vandløbene på et givent tidspunkt.

Med denne viden kan man nemlig forberede pumper og sluser i god tid og udvikle hydrauliske beregningsmodeller, der kan forudsige vandmængderne i åerne på baggrund af vejrudsigten.

Problemet er, at de beregningsmodeller, man hidtil har brugt, bygger på en forudsætning, der forsvinder i blandt andet ekstreme vejrsituationer, tilføjer Ole Smith.

Forudsætningen er, at der er en konstant sammenhæng mellem vandstand og vandføring i et vandløb. Målestationerne måler nemlig kun selve vandstanden og udregner vandføringen som en funktion, den såkaldte QH-relation, heraf. Med andre ord: Jo højere vandstanden er, desto flere kubikmeter vand regner man også med, at der strømmer igennem vandløbet pr. sekund.

»Dette princip træder eksempelvis ud af funktion, når der på kort tid ophober sig store mængder vand, som ikke kan komme væk. Så følger vandføringen ikke med vandstanden, og du har ikke mulighed for at styre vandet, når det kommer,« siger han.

Sensorteknologi og droner er på vej

Orbican vandløb
Flere sensorer og droner er på vej ud i danske vandløb. De kan indsamle data, der er nødvendige for at forebygge oversvømmelser i ekstreme regnperioder.
Illustration: Filippo Bandini, DTU

Skal man kende den præcise vandføring, kræver det en hastighedsmåler i vandet.

»Så kan du gange arealet med hastigheden og komme frem til vandføringen,« siger Ole Smith.

Det er netop derfor, Orbicons feltfolk jævnligt står ude i danske vandløb iklædt waders for at montere bl.a. doppler-flowmålere på bunden. Flowmålerne beregner vandets hastighed ved at sende ultralyd op mod overfladen og opfange de bølger, der bliver reflekteret fra småpartikler i vandet. Det er denne doppler-effekt, eller frekvensskifte, der beskriver hastigheden — ligesom lyden af en ambulance ændrer sig, når den passerer.

Men selvom doppler-flowmålere er en ældre teknologi, er det først for nylig, at Miljøstyrelsen begyndte at opgradere målestationerne med dem.

»For 20 år siden kunne man ikke se behovet for dem. Men nu er teknologien blevet billigere, og man er ved at indse nødvendigheden af de data, målerne kan indsamle,« siger Ole Smith.

Flowmålerne er dog kun en forsmag på nogle af de teknologier, der kan komme i spil i de kommende år.

Det er blandt andet lykkedes gennem projektet Riverscapes, hvor Orbicon i samarbejde med bl.a. DTU har udviklet droner til at måle vandstanden i åer med en nøjagtighed på to til tre centimeter. Og med IoT samt nye teknologier som Sigfox, der kan overføre data fra mange sensorer over lange afstande med lavt energiforbrug, ser Ole Smith flere muligheder for at forhindre fremtidige oversvømmelser.

»Det er realistisk at bruge teknologierne nu, og det er vi nødt til for at få styr på de her ekstreme hændelser,« afslutter han.

Vandløbssiden

Vandløbssiden er en hjemmeside, der viser en oversigt over vandløbsmålestationer i Danmark, og den viser stationernes placering på et kort.

For hver målestation kan der findes administrative oplysninger om bl.a. ejerforhold, og det er muligt at se, hvor høj vandstanden er lige nu.

Man skal dog være opmærksom på, at de øjeblikkelige vandstande er genereret automatisk, og registreringerne er ikke kontrolleret for eventuelle målerfejl.

www.hydrometri.dk/hyd/

Orbiccon
Illustration: Screenshot af hydrometri.dk
Orbicon - ingeniørrådgivere i bæredygtige løsninger

Orbicon er en af Danmarks mest erfarne rådgivere i bæredygtige løsninger inden for bl.a. klima og miljø og især på vandområdet.

Firmaet var blandt de første til at opsætte målestationer i danske vandløb for over 100 år siden. I dag agerer Orbicon rådgiver på miljøprojekter over hele verden — fra Grønland til Australien. Og de driver blandt andet den hydrologiske database HYMER, som benyttes af størstedelen af kommunerne som led i deres klimatilpasning.

Dine karrieremuligheder i Orbicon
Orbicon
Illustration: Jeppe Carlsen

MENINGSFYLDT ARBEJDE

Hvis du trives med et højt fagligt niveau, god sparring og innovative løsninger på aktuelle udfordringer indenfor blandt andet miljø og bæredygtighed, så er Orbicon det rette sted.

Her er højt til loftet og stor mulighed for at sætte dit præg på løsningerne. Samtidig er vi orienteret mod det samfund, som vi er en del af, og dets aktuelle udfordringer.

I Orbicon møder du meningsfulde projekter og 550 dygtige fagfolk, der - i tæt samspil med vores kunder og samarbejdspartnere - løser nogle af nutidens udfordringer indenfor klima, miljø og byggeri.

 

Se karrieremulighederne hos Orbicon

Orbicon logo
Illustration: Orbicon