| dc.description.abstract | For å imøtekomme en framtid med mer nedbør og intense regnbyger, høyere avrenningstopper og andre utfordringer knyttet til overvann, er det planlagt å bygge en ny kulvert under Sandnes sentrum. Denne skal erstatte den eksisterende kulverten som frakter Stangelandsåna fra Rv. 44 til fjorden. Dimensjoneringsgrunnlaget for kulverten baserer seg på en 200-års regnhendelse og vannføringen regnskyllet medfører. Målet med prosjektet er å finne nevnte vannføring. En kalibrert og distribuert hydrologisk-hydraulisk modell i SWMM er anvendt for å beregne en estimert vannføring for Stangelandsåna vassdrag. Måledata fra en nedbør- og avløpsmåler, begge montert innenfor nedslagsfeltets vannskille, ble brukt i simulerings- og kalibreringsprosessen. I tillegg ble det utført infiltrasjonsforsøk for å evaluere områdets infiltrasjonsevne.
Prosjektområdet, som utgjør 9,51 km2, er lokalisert i Sandnes, og strekker seg fra sentrumsområdet innerst i fjorden og sørvest til Julebygda. Øverste del av vassdraget (SC1) blir brukt som jordbruksareal og utgjør om lag 60% av vassdragets areal. Nederste del av vassdraget (SC2, SC3 og SC4) består imidlertid av rekkehus- og eneboligbebyggelse, samt sentrumsområde, med høyere andel impermeable flater.
Ved bruk av metoden Modified Philip-Dunne (MPD) infiltrometer ble det utført infiltrasjonsmålinger på to lokasjoner i Sandnes. På hver testlokasjon ble det utført seks MPD infiltrasjonstester for å gjøre dataen så representativ som mulig, tatt tilgjengelig tid i betraktning. Det ble funnet at den vannmettede hydrauliske konduktiviteten kunne bli klassifisert som moderat høy, og målt til 2,99 cm/time og 1,40 cm/time i henholdsvis SC2 og SC3. Det anses derfor som gunstig å tilrettelegge for infiltrasjonsbaserte LOD-tiltak i vassdraget på bakgrunn av feltforsøkene. Resultatene er imidlertid basert på et begrenset antall forsøk, og viser stor spredning. Det kan dermed være anbefalt å gjøre separate forsøk for å vurdere infiltrasjonsevnen til området av interesse.
Et geografisk informasjonssystem (GIS) ble brukt for å bygge opp og endre den romlige geometrien til ledningssystemet. I tillegg ble GIS benyttet til å bygge opp en digital terrengmodell (DTM) som tok hensyn til topografi, bygninger, vegnettverk, åpne kanaler og andre vannflater. DTM ble videre brukt til å identifisere inntakspunkt og automatisere inndelingen av SC2, SC3 og SC4 inn i 462 mindre del-nedslagsfelt. Den romlige geometrien til ledningssystemet og måledata ble senere importert til en SWMM-kompatibel input-fil.
Fire optimale parametersett ble funnet ved kalibrering som inkluderte fire enkelthendelser og benyttet Shuffle Complex Evolution (SCE) som optimaliseringsmetode og Nash-Sutcliffe-effektivitet (NSE) som objektiv funksjon. Ved å bruke samme objektiv funksjon ble internoverførbarheten til andre kjente nedbørhendelser vurdert og brukt videre til å finne vekttall for hvert kalibreringssett. Hydrogrammene for 200-års nedbørhendelsen for de fire optimale parametersettene ble senere kombinert med vekttallene for å finne en forventet vannføring.
Resultatet fra valideringen viste at parametersettenes evne til å reprodusere andre kjente enkelthendelser kunne anses for å være særdeles god. For de reproduserte hydrogrammene lå NSE mellom 0,430 og 0,844, der NSE-verdi lik 1 impliserte en perfekt tilpasning mellom simulert og observert vannføring. Resultatet for simulering med 200-års nedbørhendelse og klimafaktor 1,2, viste at estimert vannføring ut fra Stangelandsåna vassdrag til Gandsfjorden lå innenfor intervallet 8,7 og 26,9 m3/s. En forventet vannføring innenfor intervallet ble imidlertid beregnet til 19 m3/s. Ved samme scenario ble forventet vannføring 1,2 og 9,4 m3/s, henholdsvis for lokasjonen ved vannmåleren og kryssingen under brua ved Rv. 44. Den hydrologiske modellen vil imidlertid være gjenstand for usikkerhet på grunn av inngangsdata og modellering. Derfor må vannføringsverdiene anses som en forventet verdi eller et anslag, fremfor en endelig vannføring. Til tross for usikkerheten, anses modellen som tilfredsstillende med tanke på formålet med prosjektet. | |
