Alustava tulvakartta hulevesitulvariskien arviointiin Mikko Huokuna SYKE 6.10.2017
Pintavaluntamalli (1/4) Lähtötietoina valtakunnallisia aineistoja Topografia Maanmittauslaitoksen (MML) laserkeilauksella tuotetusta KM2-korkeusmallista Rummut puhkottu perustuen Liikenneviraston tie- ja ratarekisterien rumputietoihin sekä uomien ja liikenneverkon leikkauskohtiin Rakennukset lisätty MML:n maastotietokannan rakennustiedoista Sadanta (ajasta riippuva sateen intensiteetti) Sama sadantatapahtuma koko laskenta-alueelle Pilottilaskennoissa on käytetty kahta sadetapahtumaa 1/100 a sadanta Porin sade 2007 Eri sadanta-arvoja voidaan käyttää eri osassa maata 2
Pintavaluntamalli (2/4) Hulevesijärjestelmä Kiinteä häviö hulevesijärjestelmän piirissä olevalle alueelle esimerkkilaskennoissa käytetty taajama-alue-rajausta (SYKE) jatkossa tarkoitus käyttää CORINE 2012 rakennettu ympäristö - aluetta Piloteissa häviö 10 mm/h Imeytyminen Eri arvot taajama-alueelle ja taajaman ulkopuoliselle alueelle Esimerkkilaskennoissa: Sateesta taajama-alueella 70 % valuntaan Sateesta muilla alueilla 25 % valuntaan Virtausvastusta kuvaava karkeuskerroin (Manning n) Perustuu Corine 2012 maanpeiteaineistoon Piloteissa käytetty n = 0.040 3
Pintavaluntamalli (3/4) Laskenta tapahtuu 2 x 2 m ruudukossa (KM2-korkeusmalli) Jokaisella ruudulla on pohjan korkeus ja vedenkorkeus (vesisyvyys) Virtaus voi tapahtua kustakin ruudusta neljään suuntaan Sade nostaa vedenkorkeutta solussa. Sateesta huomioidaan maankäytön mukaan: rakennettu alue 70 % muu alue 25 % sadevesijärjestelmän poisto 10 mm/h 30 % tai 75 % Sadevesiviemäröinti 10 mm/h Vedenkorkeus solussa määrittää mihin suuntaan virtaus tapahtuu
Pintavaluntamalli (4/4) Virtaukseen ruudusta toiseen vaikuttaa: h 1 h S w vesisyvyys h, joka on max(h1,h2) vesi alkaa virrata kun h>h min piloteissa h min = 5 mm h 2 karkeuskerroin vedenpinnan kaltevuus S w b 1 b 2 rummut/putket rajoittavat virtausta suhteessa näiden halkaisijaan dx Tulosten visualisointi/animaatio: Laskentamenetelmä kuvattu kirjoituksessa: Bates et.al. 2010. A simple inertial formulation of the shallow water equations for efficient two dimensional flood inundation modelling.
puskurialue 6 km puskurialue Laskenta tapahtuu UTM10- karttalehdittäin (6 x 6 km). Laskenta ulotetaan karttalehden ulkopuolelle (puskurialue 1 km), joten todellinen laskenta alue on 8 x 8 km (16 milj. laskentapistettä) 6 km
Puskurialueella lopulliset tulokset yhdistetään vierekkäisten ruutujen laskentatuloksista yhtenäinen tulvakartta
Korkeusmallin muokkaaminen laskentaa varten Rakennukset: 30 cm lisäys korkeusmallin ylimpään pisteeseen. tasakatto Rummut: Koverrettu korkeusmalliin Katuverkkoa laskettu 12,5 cm
Rumpujen kovertaminen korkeusmalliin Rummut on koverrettu korkeusmalliin uomien ja liikenneverkon leikkauskohtiin 25 m säteellä käyttäen viivan kohdalla olevaa matalinta korkeuslukemaa. Alkuperäinen korkeusmalli: Rumpukoverrettu korkeusmalli: Halkaisija on poimittu laskentaa varten LIV:in rekistereistä (100 m hakuetäisyydellä), muuten halkaisija määräytyy uoman leveyden mukaisesti: < 2 m: 1000 mm 2-5 m: 2000 mm > 5 m: koverrus alueena 9
Pilottilaskennoissa käytetty sadanta 1/100a Sateen muotoa määritettäessä on käytetty IL:n mitoitussateiden muotokirjastoa https://ilmasto-opas.fi/fi/datat/mitoitussateiden-muotokirjasto Poimittu kaikki 60 min sateet, jotka merkitty harvinaisemmiksi kuin 1/100a ja joiden kertymä pienempi kuin 38 mm Keskitetty huipun mukaan 10
Pilottilaskennoissa käytetty sadanta 1/100a Larissa Rimpiläinen Tutkapohjainen mitoitussateiden muotokirjasto 11
mm/h Tulostuksen ajanhetki 4 h 1 h 31 mm 3 h 49 mm 6 h 58 mm 12
Pilottilaskennoissa käytetty ns. Porin sadanta Kertymä 141 mm 6 tunnin aikana (129 mm 4 h aikana) mm/h Tulostetaan suurin vedensyvyys ja virtausnopeus jokaisessa laskentapisteessä koko laskennan ajalta Tulostuksen ajanhetki 4 h Aika h 13
Pintavaluntamallituksen laskennan demo Demo 14
Tulvavaaravyöhykkeet 15
Virtausnopeudet rasterina 16
Virtausnopeudet nopeusvektoreina 17
Virtausnopeudet nopeusvektoreina 18