Mouse-systemet

Siden midten av 80-tallet har MOUSE (i dag MIKE URBAN CS) vært det dominerende modellverktøyet for å analysere og utrede funksjonen til avløpssystem i Norge. Bruken har først og fremst vært rettet mot vannføring i spillvannsførende system, men også rene overvannsanalyser har vært vanlige.

MIKE URBAN omfatter blant annet:

• MM (Model Manager), DHIs nye GIS-baserte grensesnitt for import og grafisk redigering av data, oversiktlig presentasjon av inndata og beregningsresultater, med mer.
• CS Pipeflow med hydrodynamisk beregning av trykk og vannføring i ledningssystemet, basert på ledningssystemets geometri og tilrenningshydrografer.
• CS RR hvor avrenning og innlekking påvirket av omgivelsenes hydrologi, inklusive snøsmelting beskrives.
• CS PT som inneholder forurensingstransport av løst og partikulært materiale samt sedimentering og erosjon av sedimenter.

Et effektivt verktøy for kontroll av funksjonskrav

Det stilles krav til avløpsnettenes funksjon fra myndigheter og abonnenter. Også driftsansvarlige ved renseanlegg begynner å bli bevisste på at endrede forhold på ledningsnettet kan være gunstig ut fra et renseteknisk synspunkt. Dårlig eller mangelfull funksjon gir seg uttrykk i oversvømmelser eller overløpsutslipp av ubehandlet avløpsvann, ukontrollert transport av avløpsvann eller dårlig utnyttelse av eksisterende ledningsnett.

Med en kalibrert modell, basert på pålitelige målinger i viktige punkt, er MIKE URBAN et bra verktøy for å formulere funksjonskrav og for å dimensjonere viktige anleggsdeler. Rimelige krav kan settes opp og tiltak for å oppnå disse testes enkelt.

Langtidssimuleringer eller statistiske regntilfeller gir grunnlag for dimensjonering.

Alternative tiltak kan fastsettes for å oppnå et tilfredsstillende risikonivå basert på rådende praksis og gjeldende retningslinjer.

Enkle og avanserte bruksområder

Både små og store problemer kan løses. En stor mengde bruksområder finnes både for enkelte ledningsstrekk eller små områder, og for det samlede avløpssystemet i større tettsteder og byer.

Overløp

I de siste årene har overløpsproblematikk blitt mer og mer aktuell og MIKE URBAN har i mange tilfeller blitt brukt for å kartlegge situasjonen og utrede muligheter for forbedringer. Slik kan man oppfylle miljøvernmyndighetenes krav til overløpsutslipp fra ledningsnettet.

Flere kommuner gjennomfører årlig overløpsberegninger med MIKE URBAN og resultatene rapporteres til miljøvernmyndighetene i den årlige miljørapporteringen. Beregningsresultatene kontrolleres effektivt mot målinger i noen utvalgte, viktige punkt.

Kjelleroversvømmelser

Kjelleroversvømmelser ved kraftig regn kan forårsakes av lokale kapasitetsproblemer ellervære et resultat av hovedavløpssystemets nedstrøms funksjon. Eller det kan være resultat av en komplisert sammenheng mellom for eksempel overvannssystem eller omkringliggende, naturlige vassdrag.

Modellering med MIKE URBAN har i lang tid spilt en viktig rolle som et etablert verktøy for utredning av de ofte kompliserte oppstuvningsforholdene som kan forårsake problemer med kjelleroversvømmelser ved ekstreme regntilfeller.

Detaljstudier ved hjelp av en nettmodell kan gi viktig informasjon om hvordan nettet fungerer under ulike belastningssituasjoner. Effekter av trange seksjoner, for eksempel dimensjonsreduksjon på grunn av relining kan kontrolleres. Det blir mulig å få en oversikt over ledningsnettets funksjon og flaskehalser.

Et komplekst problembilde kan kreve at flere alternative muligheter for tiltak undersøkes. Modellsimuleringer er da et uunnværlig verktøy for å finne den teknisk og økonomisk beste løsningen.

Planleggingsverktøy

Den oversikten som en modellstudie gir over avløpssystemets funksjon i ulike deler og under ulike nedbørshendelser gjør at selv komplekse analyser kan gjennomføres. Eksempelvis kan effekter av tiltak som styrer overløpsutslipp til følsomme resipientavsnitt analyseres og vurderes. Hvordan ledningssystemets kapasitet kan utnyttes bedre, for eksempel ved styring av flommen mot avsnitt med ledig kapasitet er et annet typisk bruksområde. Viktige spørsmål er hva som hender ved ekstremsituasjoner og hvilke områder som er følsomme for oppstuvninger i forhold til kritiske nivåer, for eksempel kjellere.

Et modellbasert beslutningsstøttesystem har i mange tilfeller vist seg å være uunnværlig når man søker etter hensiktsmessige løsninger i den sammensatte situasjonen som karakteriserer et urbant avløpssystem. Omfattende problemer krever en helhetlig analyse av de mange delene i systemet og sammenhengen mellom disse.

Styring og regulering

En måte å utnytte eksisterende ledningssystem mer effektivt på i større deler av året, og ikke bare ved kraftige regnskyll, kan være å innføre lokal regulering eller global styring.

Et slikt system styres av informasjon fra ulike punkt i ledningssystemet og i omverden, for eksempel vannføring, nivåer og nedbørsprognose.

Ulike driftsstrategier kan testes med MIKE URBAN-beregninger. I den virkelige driftssituasjonen er imidlertid tilgang til pålitelige og troverdige vannførings- og nivådata en forutsetning for å oppnå et tilfredsstillende sikkerhetsnivå.

Forurensingstransport

Med MIKE URBAN PT kan også variasjoner i konsentrasjon av forurensinger i ledningssystemet studeres.

Et sporingsforsøk kan gi en ekstra kontroll av nivå, vannføring og transportdynamikk i ledningssystemet. Bildene viser beregnet og målt stoffkonsentrasjon etter transport i ledningsnettet. Forurensingstransporten til renseanlegg, samt påvirkning av døgnutjevning og fordrøyning ved regntilfeller kan studeres. Beregning av forurensingsutslipp via overløp kan gjennomføres.

Transport og fortynning ved punktvis tilførsel av for eksempel giftutslipp i ledningssystemet – høy fortynningsgrad er ønskelig når utslippet når renseverket. Optimalisering av transport av ønskede komponenter fra utslippspunkt i ledningsnettet til renseanlegget – så lav fortynningsgrad som mulig er ønskelig.

Sedimentproblem

Med MIKE URBAN PT kan transport av sedimenter og partikulært materiale i avløpsvannet studeres.

Sedimenttransporten avhenger i høy grad av lokale forhold, spesielt vannhastigheten. For sedimenttransportberegninger trenger man data om partikkelstørrelsesfordeling og densiteten til avsatte sedimenter. Basert på resultatet fra beregningene kan kritiske avsnitt i ledningssystemet identifiseres.

Disse simuleringene kan peke ut steder der sedimenter eksisterer varig uten at de har noe særlig innflytelse på oppstuvningsforholdene i ledningssystemet. Dette gjelder for eksempel ledningsavsnitt med motfall der lokale avsetninger kan forekomme, men disse når bare opp til et likevektsnivå der de ikke hindrer vannføringen. For å analysere dette kan en så kalt morfologisk modellberegning utføres, det vil si ikke bare beregning av den lokale risikoen for avsetning og erosjon, men det tas også hensyn til sedimentets transportmuligheter til og fra det aktuelle punktet.