Abstrakti
Kaupungistumisen ympäristövaikutukset ovat laajalti tiedossa. Kaupunkirakentaminen lisää vettä läpäisemättömän pinnan suhteellista osuutta, mikä näkyy alueen hydrologiassa pienentyneenä imeytymisenä ja haihduntana sekä lyhentyneenä sadannan ja valunnan välisenä viipeenä. Nämä muutokset johtavat suurempiin valunnan kokonaismääriin ja huippuvirtaamiin sekä kasvaviin ympäristökuormiin. Näiden haitallisten vaikutusten lieventämiseksi on kehitetty rakenneratkaisuja, jotka edistävät luonnollisemman vedenkierron säilyttämistä kaupunkialueilla (Low Impact Development, LID).
Hydrologisia mallilaskelmia voidaan hyödyntää eri rakenneratkaisuvaihtoehtojen vaikuttavuuden arviointiin ennen toteutusta. Mallin tulee kuitenkin kyetä esittämään hulevesien hallintaan käytetyt rakenneratkaisut tarkasti omilla paikoillaan. Lisäksi tarvitaan tarkka kaupunkialueen pintojen ja kuivatusverkon paikkatieto sekä ajallisesti tiheä sadanta- ja valuntatieto mallin kalibroimiseen ja testaamiseen. Tällaista tietoa ei usein ole saatavilla suuremmille kaupunkivaluma-alueille, vaikeuttaen LID-tarkasteluja kokonaisten kaupunginosien mittakaavassa. Tutkimuksessa esitetään suuremmillekin kaupunkivaluma-alueille soveltuvia menetelmiä hydrologisen mallin parametrisointiin erilaisten LID-ratkaisujen toiminnan arvioimiseksi. Useita kaupunkihydrologiseen mallintamiseen liittyviä näkökulmia tarkasteltiin huomioiden rajoitukset datan saatavuudessa sekä tarve LID-ratkaisujen kuvaamiseen tarkasti omilla paikoillaan. Tarkastellut näkökulmat olivat: (i) kaupunkipintojen diskretointitavan vaikutus mallituloksiin, (ii) paikkakuvauksen resoluution vaikutus mallituloksiin, (iii) automaattisen digitaaliseen korkeusaineistoon (Digital Elevation Model, DEM) pohjautuvan osavaluma-alueiden tunnistamisen vaikutukset valuma-alueominaisuuksiin ja mallituloksiin sekä (iv) suuren kaupunkivaluma-alueen, jolta puuttuvat virtaamamittaukset, parametrisointi. Lopuksi parametrisoitiin viherkattojen hydrologista käyttäytymistä kuvaava malli sen liittämiseksi suuren kaupunkivaluma-alueen hydrologisen mallin osaksi.
Sekä paikkakuvauksen resoluution että DEM:iin perustuvan valuma-aluerajauksen todettiin vaikuttavan mallituloksiin. Tulosten perusteella oli mahdollista tunnistaa paikkaresoluutiolle kynnysarvo, jota tiheämmän resoluution käyttö ei merkittävästi parantanut laskettujen kaupunkivaluntojen tarkkuutta. Parametrien keskinäistä vaihtokelpoisuutta koskevat tulokset osoittivat, että pienten tutkimusvaluma-alueiden eri kaupunkipinnoille määritettyjä parametriarvoja voidaan käyttää tuottamaan uskottavia laskennallisia valuntoja läheisille, suuremmille kaupunkialueille, joilta valuntamittaukset puuttuvat.
Julkaisun otsikon käännös | Kaupunkihydrologisen mallin paikkaresoluutio ja parametrisointi : luonnonmukaisuutta edistävien rakenneratkaisujen vaikuttavuuden arvioinnin asettamat tarpeet kaupunkimittakaavassa |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-60-6779-7 |
Sähköinen ISBN | 978-952-60-6780-3 |
Tila | Julkaistu - 2016 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- kaupunkialueet
- hydrologinen mallintaminen
- skaalautuminen
- paikkaresoluutio
- mallitulosten yleistäminen
- viherkatot