As a result of the global climate change, extreme precipitation is occurring more frequently which increases the risk of flooding, especially in urban areas. Urbanisation is widely discussed regarding urban flooding where an increase of impervious surfaces limits the infiltration and increases the surface runoff. Flooding events in urban areas are increasing around the world and can cause large damages on infrastructure and buildings, which makes the cities vulnerable. Urban flood models are an important tool for analysing the capacity of the drainage systems, to predict the extent of the events and to find optimal locations to implement measures to prevent damages from flooding. In this project, a sensitivity analysis in MIKE FLOOD, a coupled 1D-2D flood model developed by DHI is presented, where sewer- and surface systems are integrated. The aim with this project is to investigate how the result of a coupled flood model vary in relation to changes in input parameters. The sensitivity analysis is performed to evaluate how different parameters impact the model output in terms of water depth and variations in cost of flooded buildings, roads, rail- and tramways. The analysis is applied in a case study in Lundby-Lindholmen, Gothenburg city, Sweden. The results show that modelling without infiltration influenced the model output the most, with the largest increase both in terms of cost and water depth over the investigated area. Here the correlation between the initial water saturation and location of the applied pre-rain was highlighted. The model outputs were less sensitive to changes in surface roughness (expressed as Manning value) than without infiltration but did lead to measurable changes in surface water depth and distribution while the flood damage cost didn’t show any major changes. Additionally, the coupled flood model was evaluated in terms of handling changes in magnitudes of rain-events. Data indicates the shorter the return period, the smaller the flood propagation, as well as the flood damage cost decreases with shorter return periods. The data evaluated supports the use of this coupled model approach for shorter return periods in terms of flood propagation.

No description available.

Designing stormwater systems and reservoirs correctly is important to prevent floods, pollution emissions, and unnecessary costs. This work has investigated different types of rainfall based on their impact on stormwater reservoirs, aiming to recommend which rainfall data should be used for designing reservoirs. The work was conducted using the MIKE+ modelling tool, where models of stormwater systems were run with various rainfall data. Five models were used, including three existing models from Gustavsberg, Lund, and Malmö. The compared design rains were CDS rains and constant-intensity rains with a return period of ten years and varying durations. The models were also run with historical rainfall series from eight locations in Sweden. The focus was on the water levels of the reservoirs, flooding events, and critical durations. The CDS rain with a duration of six hours gave the highest water levels in the reservoirs. The number of floods exceeded expectations, and rains that caused flooding in different reservoirs had different durations. Critical rainfall durations were identified for each reservoir, which represented the durations leading to the highest water levels in the reservoirs. A suggested key indicator was developed for each reservoir in an attempt to explain the variations in critical durations. The suggested key indicator was based on the reservoirs' reduced area and outflow. A certain correlation between the reservoir's critical durations and a suggested key indicator was observed and described by a trend curve, where higher values of the key indicator were associated with higher critical durations. The recommended design rain was the CDS rain with a duration of six hours if the critical duration for the reservoir was shorter than six hours. The trend curve presented in the study can be used to estimate the critical rainfall duration for a reservoir during the dimensioning process. Knowledge of the critical duration can then simplify the selection of the duration for the design storm, and it can also enhance the validation step in designing stormwater reservoirs. / Korrekt dimensionering av dagvattensystem och magasin är avgörande för att förhindraöversvämningar, föroreningsutsläpp och onödiga kostnader. I detta arbete har olika typer avregn undersökts utifrån deras påverkan på dagvattenmagasin, med syfte att kunnarekommendera vilken regndata som bör användas vid dimensionering av dessa anläggningar.Arbetet har genomförts med modelleringsverktyget MIKE+ där modeller av dagvattensystemhar belastats med olika regndata. Fem modeller har använts, varav tre var befintliga modellerfrån Gustavsberg, Lund och Malmö. Typregnen som jämfördes var CDS-regn och blockregnmed en återkomsttid på tio år och varierande varaktigheter. Modellerna belastades även medhistoriska regnserier från åtta mätstationer i Sverige. Fokus låg på magasinens vattennivåer,överbelastningar och kritiska regnvaraktigheter.Resultaten visade att CDS-regn med sex timmars varaktighet gav de högsta vattennivåerna imagasinen. Antalet överbelastningar översteg förväntningarna, och regn som översvämmadeolika magasin hade olika varaktigheter. Kritiska regnvaraktigheter identifierades för varjemagasin vilket motsvarade den varaktighet som bidrog till högst vattennivåer i magasinen. Iarbetet togs även ett föreslaget nyckeltal fram för varje magasin i ett försök till att förklaravariationerna i kritiska varaktigheter. Nyckeltalet baserades på magasinens reducerade area ochstrypflöde. En viss korrelation mellan magasinens kritiska varaktigheter och det föreslagnanyckeltalet konstaterades och beskrevs med en trendkurva. Förhållandet visade att höganyckeltal för magasin gav högre kritiska varaktigheter. Det typregn som tillslutrekommenderades var CDS-regn med sex timmars varaktighet, under förutsättning att denkritiska varaktigheten för magasinen är kortare än sex timmar. Med hjälp av trendkurvan sompresenterades i arbetet kan den kritiska regnvaraktighet uppskattas för ett magasin som skadimensioneras. Vetskap om den kritiska varaktigheten kan därefter underlätta valet avvaraktighet för det typregn som är dimensionerande och det kan även underlättavalideringsteget vid dimensionering av dagvattenmagasin.

Gävle kommun har planer på att exploatera Gävle stad söderut. Planerna finns enligt översiktsplanen Gävle Stad 2025 för bland annat områdena Järvsta och Ersbo. Dessa områden avvattnas mot Järvstabäcken. Detta examensarbete är en utredning av Järvstabäckens avrinningsområde med hänsyn till avrinningsområdets beskaffenhet, klimatförändringar och planerad exploatering. Utifrån dessa faktorer analyseras riskpunkter för översvämning inom avrinningsområdet. Utredningen av avrinningsområdet har genomförts via fältbesök, litteraturstudier och modellering i MIKE FLOOD.   Problematiken kring avrinningsområdet ligger i att Järvstabäcken redan är högt belastad. Med utökade exploateringsområden för bostäder och handelsområden i Hemlingby och Järvsta förväntas Järvstabäcken belastas ytterligare. Ersbo industriområde förväntas även påverka dagvattenflödena då mer andel hårdgjorda ytor tas i anspråk vid utökat handelsområde i kombination med planerad snötipp på industriområdet. Snötippen förväntas påverka flödet under smältperioden.   Riskpunkter för översvämningar återfinns i lågpunkter och passager under E4, Södra Kungsvägen, Upplandsleden och Bomhusvägen. I dessa punkter bör fördröjning av dagvattnet anläggas för att öka kontrollen över flödena och minska risken och kostnaderna för återställande av byggnader och infrastruktur vid översvämning. Riskpunkter i anslutning till befintlig bebyggelse och planerade bostadsområden bör prioriteras för utredning. / Gävle municipality's plans to exploit the city to the south are under the general plan for the areas Järvsta and Ersbo, these areas are dewatered to Järvsta stream. This thesis is an investigation of the Järvsta stream regarding flood risk areas within the basin with consideration to the planned development areas. Investigation of the catchment area has been carried out through field visits, literature studies and modeling with MIKE FLOOD. The problem with Järvsta stream is that it is already heavily loaded. With increased development areas for housing and commercial areas in Hemlingby and Järvsta expected Järvsta stream to be even more loaded in case of extreme rainfall. Ersbo industrial area is also expected to affect surface water flows, hence higher proportion paved surface in combination with the planned landfill for snow in the industrial area expect to impact the flow frequencies. The landfill for snow in Ersbo affects the flow frequencies during the melt period. Risk Points of flooding is found in low points and passages under E4, Södra Kungsvägen, Upplandsleden and Bomhusvägen. These points should delay stormwater to increase control over flows and reduce the risk of flooding and cost of restoration of the buildings and infrastructure. Risk points adjacent to the existing residential areas and planned residential areas should be prioritized for investigation.

<p>Sveriges avloppsledningsnät förnyas och utvidgas kontinuerligt. Idag finns ett flertal datorprogram för hydraulisk modellering av flöden och uppdämningsnivåer i spill- och dagvattennät. Modellerna kan även användas som planeringsverktyg för att bedöma effekter av planerade åtgärder samt för uppföljning av utförda åtgärder. Vid uppbyggnaden av en modell krävs beräkningsresultat från en hydrologisk avrinningsmodell som indata. Det största arbetet vid modelluppbyggandet ligger just i beskrivningen av hydrologin. För att kunna simulera avrinningsförlopp i samband med nederbörd på ett verklighetsliknande sätt är kännedom om storleken på och fördelningen av anslutna hårdgjorda ytor till ledningsnätet med snabb nederbördsavrinning väsentligt. </p><p> </p><p>Till kalibreringen och valideringen av avloppsmodellen krävs mätdata. Flödesmätningar är dyra att genomföra vilket har skapat ett intresse att hitta metoder som säkert beräknar de anslutna hårdgjorda ytorna redan från de uppgifter som finns på kartor och i databaser. Svenska riktlinjer för beräkning av hårdgjorda ytor tillhandahålls av branschorganisationen Svenskt Vatten som företräder VA-verken och VA-bolagen i Sverige. Beräkningar med dessa riktlinjer ger dock inte alltid den korrekta storleken på de hårdgjorda ytorna. Syftet med examensarbetet har varit att undersöka olika metoder att beräkna anslutna hårdgjorda ytor till spillvattennätet samt att undersöka huruvida det finns ett samband mellan de avrinningsområden där beräkningarna av de hårdgjorda ytorna inte stämmer. Nio befintliga modeller framtagna i modelleringsverktyget MIKE URBAN användes vid undersökningen. Sex av dessa modeller användes till kalibrering och tre modeller användes till validering.</p><p> </p><p>Undersökningen visade inget samband mellan ytavrinning (reduktionsfaktor) och lutning. Fördelningen av mätpunkter mellan olika jordartskategorier var väldigt ojämn vilket gjorde det svårt att studera huruvida det finns ett samband mellan avrinning och jordart. Resultatet från undersökningen visar att avrinningskoefficienter bör delas upp efter typ av ledningsnät i avrinningsområdet. Metoden med olika avrinningskoefficienter för olika typer av ytor visar på bra resultat för tätbebyggda områden. Metoden med sammanvägda avrinningskoefficienter för olika bebyggelsetyper visar relativt bra resultat med tanke på att det är en överslagsberäkningsmetod.</p><p> </p><p>För tätbebyggda områden bedöms metoden med avrinningskoefficienter för olika typer av ytor fungera bra. Vid mindre tätbebyggda områden ökar osäkerheten. Metoden med sammanvägda avrinningskoefficienter för olika bebyggelsetyper bedöms fungera väl för överslagsberäkningar då den är mindre tidskrävande än den andra metoden. Ingen av de undersökta metoderna bedöms kunna ersätta flödesmätningar. </p> / <p>Sweden’s sewage systems are continuously being maintained and expanded. Several computer programs are today available for hydraulic modeling in sewage and storm water systems. The models can also be used as a planning tool to evaluate effects of planned interventions and to follow up performed interventions. Input data from a runoff model is required at the model build-up. Most of the work in model build-up lies at the description of the hydrology. In order to simulate runoff processes in connection with precipitation, understanding of the size and distribution of impervious surfaces with fast response runoff are essential.</p><p> </p><p>Measurements are required for the calibration and validity check of the model. Unfortunately, flow measurements are expensive to perform. This has created an interest to find methods that safely calculate the connected impervious surfaces already from the information that can be found in maps and in databases. The Swedish guidelines for calculation of impervious surfaces are provided by the Swedish Water and Wastewater Association. Calculations with these guidelines do not always give the true size of the impervious surfaces. The aim of this master thesis was to examine various methods to calculate impervious surfaces connected to the sewage system and whether there is a correlation between drainage areas where the calculations do not agree. Nine existing models developed in the computer program MIKE URBAN were used in this study. Six of these models were used in the calibration and three models were used in the validity check of the methods.</p><p> </p><p>The study did not show any correlation between runoff (reduction factor) and slope. The distribution of datum points between different soil types varied so much that it made it difficult to study whether there was correlation between runoff and soil type. The result from the study showed that the runoff coefficients should be divided after type of sewage system in the drainage area. The method with runoff coefficients for different types of surfaces showed fairly good results for highly urbanized areas. The method with weighted runoff coefficients for different types of habitations showed relatively good results considering that it is a method for rough calculations.</p><p> </p><p>The method with runoff coefficients for different types of surfaces is considered well-functioning for highly urbanized areas. In less urbanized areas, this method showed shorter results. The method with weighted runoff coefficients for different types of habitations is considered well for rough calculations when it is less time consuming than the other method. None of the examined methods are considered able to replace flow measurements.</p>

I Sverige finns idag en vedertagen metod för att bestämma dimensionerande flöde för dammanläggningar. De teoretiska beräkningarna av dimensionerande flöde för dammanläggningar tillhörande flödesdimensioneringsklass I baseras på HBV-modellen, en begreppsmässig hydrologisk beräkningsmodell som beskriver samspelet mellan de meteorologiska och hydrologiska förhållanden som råder inom ett avrinningsområde. Begreppsmässiga hydrologiska modeller baseras på vattenbalansen och används för att bestämma tillrinning till vattendrag, sjöar eller andra vattenförekomster. Vid hydrologisk modellering med begreppsmässiga modeller tas ingen explicit hänsyn till vattendragets geometri. Trånga sektioner i naturliga vattendrag kan hindra vattnets framfart och orsaka dämning uppströms den trånga sektionen. Till följd av det kan en del av flödestoppen kvarhållas i terrängen och därmed dämpas och fördröjas. Hydrauliska modeller beskriver vattnets flöde genom vattendraget. Högupplöst höjddata utgör grunden i en hydraulisk modell och vid hydraulisk modellering tas således hänsyn till avrinningsområdets topografi såväl som vattendragets batymetri. Syftet med detta examensarbete var att analysera tillförlitligheten i beräknade dimensionerande flöden framtagna enligt Flödeskommitténs Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden för dammanläggningar. Genom att upprätta hydrauliska modeller över två specifika vattendragssträckor som berörs av trånga sektioner kunde det undersökas huruvida de trånga sektionerna orsakar någon flödesdämpning samt om flödesdämpningen beror av storleken på vattenflödet. De områden som var föremål för denna studie var en delsträcka av Övre Lagan samt en del av Bolmån som är Lagans största tillflöde. Resultaten visade att flödestopparna dämpades och att det var de trånga sektionerna som orsakade den huvudsakliga flödesdämpningen. Vidare visade resultaten att den relativa dämpningen beror av storleken på inflödet i de hydrauliska modellerna. Den relativa dämpningen av det dimensionerandet flödet vid Övre Lagan var marginell, 1,2 % respektive 2,0 %, medan den vid Bolmån uppgick till 6,7 %. Det faktum att de dimensionerande flödena emellertid dämpades i de båda fallen bör vara skäl nog att se över metoden för bestämmandet av dimensionerande flöden för dammanläggningar tillhörande flödesdimensioneringsklass I och undersöka huruvida det är möjligt att innefatta hydraulisk modellering i den idag vedertagna beräkningsmetodiken. / In Sweden there is currently an accepted method for determining the design floods for dams which is described in The Swedish Design Flood Guidelines. The theoretical calculations of the design floods for dams associated with Flood Design Category I are based on the HBV model, a conceptual hydrological model that describes the interaction between the meteorological and hydrological conditions within a basin. Conceptual hydrological models are based on the water balance and are used to determine runoff to streams, lakes or other bodies of water. Conceptual hydrological models do not take explicit account for the geometry of the watercourse. Narrow sections in natural streams may prevent water flow and cause impoundment upstream from the narrow section. Following that, a part of the flow peak can be retained in the terrain and thereby attenuated and delayed. Hydraulic models describe the flow of water through the watercourse. High resolution elevation data is the foundation of a hydraulic model and hydraulic models thus take into account the basin topography as well as the watercourse bathymetry. The objective of this study was to analyze the reliability of design floods that have been determined according to The Swedish Design Flood Guidelines. By establishing hydraulic models of two specific streams affected by narrow sections it could be examined whether the narrow sections cause flow attenuation and whether the flow attenuation depends on the size of the water flow. The areas which were the subject of this study were a subsection of River Lagan and part of River Bolmån, which is River Lagan’s largest tributary. The results of the hydraulic model simulations showed that the flow peaks were attenuated and that it was the narrow sections that caused the main flow attenuation. Furthermore, the results showed that the relative attenuation depends on the size of the inflow in the hydraulic models. The relative attenuation of the design floods was 1.2 % and 2.0 % at River Lagan and 6.7 % at River Bolmån. The relative attenuation of the design flood was thus marginal at River Lagan. The fact that the design floods nevertheless were attenuated at both areas which were the subject of this study should be reason enough to review the method for the determination of design floods for dams associated with Flood Design Category I and examine whether it is possible to include hydraulic modeling in today’s conventional calculation methodology.

Sveriges avloppsledningsnät förnyas och utvidgas kontinuerligt. Idag finns ett flertal datorprogram för hydraulisk modellering av flöden och uppdämningsnivåer i spill- och dagvattennät. Modellerna kan även användas som planeringsverktyg för att bedöma effekter av planerade åtgärder samt för uppföljning av utförda åtgärder. Vid uppbyggnaden av en modell krävs beräkningsresultat från en hydrologisk avrinningsmodell som indata. Det största arbetet vid modelluppbyggandet ligger just i beskrivningen av hydrologin. För att kunna simulera avrinningsförlopp i samband med nederbörd på ett verklighetsliknande sätt är kännedom om storleken på och fördelningen av anslutna hårdgjorda ytor till ledningsnätet med snabb nederbördsavrinning väsentligt.    Till kalibreringen och valideringen av avloppsmodellen krävs mätdata. Flödesmätningar är dyra att genomföra vilket har skapat ett intresse att hitta metoder som säkert beräknar de anslutna hårdgjorda ytorna redan från de uppgifter som finns på kartor och i databaser. Svenska riktlinjer för beräkning av hårdgjorda ytor tillhandahålls av branschorganisationen Svenskt Vatten som företräder VA-verken och VA-bolagen i Sverige. Beräkningar med dessa riktlinjer ger dock inte alltid den korrekta storleken på de hårdgjorda ytorna. Syftet med examensarbetet har varit att undersöka olika metoder att beräkna anslutna hårdgjorda ytor till spillvattennätet samt att undersöka huruvida det finns ett samband mellan de avrinningsområden där beräkningarna av de hårdgjorda ytorna inte stämmer. Nio befintliga modeller framtagna i modelleringsverktyget MIKE URBAN användes vid undersökningen. Sex av dessa modeller användes till kalibrering och tre modeller användes till validering.   Undersökningen visade inget samband mellan ytavrinning (reduktionsfaktor) och lutning. Fördelningen av mätpunkter mellan olika jordartskategorier var väldigt ojämn vilket gjorde det svårt att studera huruvida det finns ett samband mellan avrinning och jordart. Resultatet från undersökningen visar att avrinningskoefficienter bör delas upp efter typ av ledningsnät i avrinningsområdet. Metoden med olika avrinningskoefficienter för olika typer av ytor visar på bra resultat för tätbebyggda områden. Metoden med sammanvägda avrinningskoefficienter för olika bebyggelsetyper visar relativt bra resultat med tanke på att det är en överslagsberäkningsmetod.   För tätbebyggda områden bedöms metoden med avrinningskoefficienter för olika typer av ytor fungera bra. Vid mindre tätbebyggda områden ökar osäkerheten. Metoden med sammanvägda avrinningskoefficienter för olika bebyggelsetyper bedöms fungera väl för överslagsberäkningar då den är mindre tidskrävande än den andra metoden. Ingen av de undersökta metoderna bedöms kunna ersätta flödesmätningar. / Sweden’s sewage systems are continuously being maintained and expanded. Several computer programs are today available for hydraulic modeling in sewage and storm water systems. The models can also be used as a planning tool to evaluate effects of planned interventions and to follow up performed interventions. Input data from a runoff model is required at the model build-up. Most of the work in model build-up lies at the description of the hydrology. In order to simulate runoff processes in connection with precipitation, understanding of the size and distribution of impervious surfaces with fast response runoff are essential.   Measurements are required for the calibration and validity check of the model. Unfortunately, flow measurements are expensive to perform. This has created an interest to find methods that safely calculate the connected impervious surfaces already from the information that can be found in maps and in databases. The Swedish guidelines for calculation of impervious surfaces are provided by the Swedish Water and Wastewater Association. Calculations with these guidelines do not always give the true size of the impervious surfaces. The aim of this master thesis was to examine various methods to calculate impervious surfaces connected to the sewage system and whether there is a correlation between drainage areas where the calculations do not agree. Nine existing models developed in the computer program MIKE URBAN were used in this study. Six of these models were used in the calibration and three models were used in the validity check of the methods.   The study did not show any correlation between runoff (reduction factor) and slope. The distribution of datum points between different soil types varied so much that it made it difficult to study whether there was correlation between runoff and soil type. The result from the study showed that the runoff coefficients should be divided after type of sewage system in the drainage area. The method with runoff coefficients for different types of surfaces showed fairly good results for highly urbanized areas. The method with weighted runoff coefficients for different types of habitations showed relatively good results considering that it is a method for rough calculations.   The method with runoff coefficients for different types of surfaces is considered well-functioning for highly urbanized areas. In less urbanized areas, this method showed shorter results. The method with weighted runoff coefficients for different types of habitations is considered well for rough calculations when it is less time consuming than the other method. None of the examined methods are considered able to replace flow measurements.

Ett allt vanligare uppdrag inom hydraulisk modellering är att undersöka hur nya bostads- och handelsområden påverkar statusen för äldre befintliga ledningsnät. I nya områden anläggs nästan uteslutande separatsystem och eftersom nya områden oftast uppförs utanför den befintliga bebyggelsen måste spillvattnet från dessa områden transporteras genom det befintliga avloppsnätet, vilket kan vara helt eller delvis kombinerat. I stadsdelen Hjorthagen i Stockholm planeras 5000 nya lägenheter att byggas och spillvattenflödet från dessa skall anslutas uppströms det befintliga kombinerade ledningsnätet i området. Examensarbetet har gått ut på att undersöka hur det kombinerade ledningssystemet påverkas av den tillkommande spillvattenbelastningen. Syftet var att undersöka hur den dimensionerande spillvattenavrinningen påverkar de åtgärder och kostnader som behövs för att få det utökade ledningsnätet att fungera, samt att utreda behovet av ytterligare anpassningar av ledningsnätet inför framtida klimatförändringar. Vid beräkning av bräddvolymer simuleras vanligen spillvattenavrinningen från medeldygnsförbrukning av vatten. I studien har det även ingått att undersöka om detta sätt ger lägre bräddvolymer jämfört med att variera vattenförbrukningen med ett veckomönster. Med modelleringsprogrammet MIKE Urban undersöktes tre fall av dimensionerande spillvattenflöde från det tillkommande området i Hjorthagen. Olika stor säkerhetsmarginal användes vid dimensioneringen. I alla tre fallen fick det tillkommande spillvattenflödet kapaciteten i det kombinerade ledningssystemet att överskridas redan vid torrväder, med bräddning som följd. Undersökningen visade att ju högre säkerhetsmarginal dimensioneringen innebar desto mer omfattande blev de åtgärder som krävdes för att få bräddningen att upphöra. Fallet med störst säkerhetsmarginal krävde ett utjämningsmagasin på 142 m3 och att dimensionen på 670 m ledning ökades från 400 mm till 600 mm med en uppskattad åtgärdskostnad på omkring nio miljoner kronor. De åtgärder som krävdes för att undvika bräddning vid torrväder var i alla tre fallen tillräckliga för att både minska bräddningen vid regnväder och för att klimatanpassa ledningsnätet. I de fall som undersöktes kunde ingen trend ses som visade att simulering av dag- och spillvattenavrinning, utan veckovariationer i vattenförbrukningen, skulle ge för låga bräddvolymer. / An increasingly common assignment in hydraulic modeling is to investigate how sewage from new residential and commercial areas affect the status of existing sewer systems. In new areas the sewer systems are constructed to operate separately from storm drains and since new areas often are founded in the outskirt of existing areas the sanitary sewage from these areas must be transported through the older existing sewer system, which can be completely or partly combined. In the district of Hjorthagen in Stockholm 5,000 new apartments are planned to be built and sewage from these must be connected upstream of existing combined sewer system in the area. The purpose of this master thesis was to investigate how combined sewer system is affected by additional sewage load. The aim was to investigate how the choice of design sewage flow affects the measures and costs necessary to get the extended sewer system to function, and to consider the need for further adjustments to future climate change. When calculating volumes of combined sewer overflow the sewage flow usually is simulated as discharge from average water use. One objective with this thesis was to investigate whether this method gave lower volumes of combined sewer overflow as compared to using a weekly pattern. By using the modeling program MIKE Urban three choices of design sewage flow, from the new area in Hjorthagen, were investigated. The margin of safety when designing the sewage flow was increased in each case. The results showed that the capacity of the combined sewer system was exceeded during dry weather, with overflow as a result. The investigation showed that the higher margin of safety used the more extensive measures was needed. The greatest margin of safety required a storage basin of 142 m3 and that the dimension of 670 m of pipes was increased. To stop the overflow at dry weather the measures required in each case were sufficient to both reduce overflow during wet weather and to adjust the sewer system to future climate. Simulating the rainfall runoff and sewage flow, without weekly variations in water consumption did not underestimate the volumes of combined sewer overflow compared to varying the water use.

Skyfall kan leda till stora konsekvenser för samhället, framförallt i en stad då den urbana miljön är känslig för extrema händelser. Västerås stad har tidigare drabbats av skyfall där följderna har varit kostsamma. Den senaste forskningen pekar på att intensiva regnhändelser kommer bli allt mer vanligt förekommande, därför är det intressant att undersöka vilka konsekvenser dessa regn kan leda till. En analys har gjorts med utgångspunkt från SMHI:s lågpunktskartering över Västerås. Utifrån denna kartering undersöktes vilka förorenade områden, bostadsområden, exploateringsområden, infrastruktur, vårdcentraler, skolor, nätstationer och prioriterade pumpar som ligger i lågpunktsområden. Denna jämförelse har gjorts i ArcGIS. Där konstaterades att många viktiga objekt ligger i låga områden och då riskerar att översvämmas. Det gäller främst sjukhusområdet, mindre bostadsområden, cykel-underfarter och nätstationer. Resultaten från jämförelsen med lågpunktskarteringen låg därefter som grund för val av vidare studie där en fördjupad konsekvensstudie har gjorts över sjukhusområdet då detta är en samhällsviktig funktion som tidigare har översvämmats vid skyfall. En hydraulisk modell har byggts upp i programmet MIKE 21 Flow Model där ett regn med återkomsttiden 100 år har simulerats och dess konsekvenser över sjukhusets avrinningsområde har undersökts. Simuleringen visar att stora ytor vid främst sjukhusområdet och i bostadsområden med tät bebyggelse översvämmas. Stora vattendjup ansamlas bland annat vid sjukhusets akutingång och längs E 18 vid Korsängsmotet och Folkparksmotet. Känslighetsanalyser har även utförts i MIKE 21 Flow Model för att undersöka bland annat hur olika stora regn påverkar resultaten samt hur känslig resultaten är för val av Mannings tal (M). Resultaten visar att intensivare regn medför framförallt en större översvämmad yta och att ett konstant värde på M = 40 hade varit en rimlig förenkling för detta område. En kontroll har utförts där skyfallet som föll över Västerås 8 juli 2012 har simulerats i MIKE 21 Flow Model. Resultaten från de hydrauliska simuleringarna har även jämförts med SMHI:s lågpunktskartering där det konstaterades att många lågpunkter inte översvämmas, men samtidigt att flera områden som inte är lågpunktsområden översvämmas vid simulerade skyfall. / Heavy rainfall can lead to large consequences for society, especially in a city since the urban environment is sensitive to extreme events. Västerås has earlier suffered heavy rains and according to the latest research, more intense future rainfall is to be expected. It’s therefore interesting to examine the possible implications of these rains. SMHI has produced a map of low areas in the city of Västerås. Based on this mapping, this study evaluated the occurrence of contaminated areas, residential areas, development areas, infrastructure, health centers, schools, power stations and prioritized pumps in low areas. This comparison has been made in ArcGIS. It could be established that many important objects are located in low areas and therefore have a risk of being flooded by heavy rain showers. This primarily concerns the hospital, smaller residential areas, underpasses and power stations. The results from the comparison with low areas were used as background information when the hospital was chosen for further studies. The hospital is an important public function that has previously been flooded by heavy rain showers. By using the program MIKE 21 Flow Model, a hydraulic model has been set up where a rain with a return period of 100 years has been simulated and its consequences on the catchment area has been explored. The simulation shows that large flooded areas will occur around the hospital and in residential areas. A large water depth is predicted to occur at the hospital's emergency entrance and along E 18 at Korsängsmotet and Folkparksmotet. Sensitivity analyses were also performed in the MIKE 21 Flow Model to investigate how different kinds of rain affect the results, and how sensitive the results are to the choice of Manning's M values. From the results it can be seen that intense rainfall means primarily a greater flooded surface and that a constant value of M = 40 had been a reasonable simplification for the simulated area. A simulation has been performed in MIKE 21 Flow Model with the heavy rain shower that fell over Västerås July 8, 2012. A comparison has also been made between the results from the hydraulic simulations and the mapping of low areas made by SMHI. It was found that many of the lower areas were not flooded, but also that several areas that were not found as low areas were flooded in simulated rainfalls.

Klimatscenarier framtagna av SMHI visar bland annat på att nederbördsmängden kommer att öka i stora delar av Sverige. En ökad nederbördsmängd leder till att flöden i vattendrag och spillvattenledningar ökar, som i sin tur kan leda till att oönskade ämnen förorenar viktiga naturresurser så som dricksvattentäkter. Den största risken för mikrobiella föroreningar i vattentäkter och vattendrag kommer från Sveriges reningsverk, främst till följd av att reningsverkens flödeskapacitet överstigs på grund av kraftiga regn. Vid kraftiga regn riskerar reningsverk att bräddas, vilket leder till att ofullständigt renat spillvatten leds ut till sjöar.   Bålsta reningsverk, Håbo kommun, bräddas ibland på grund av höga flöden. Det otillräckligt renade spillvattnet leds då ut till reningsverkets utsläppspunkt söder om Bålsta stad i Norra Björkfjärden. Mindre än två kilometer ifrån reningsverkets utsläppspunkt ligger Bålsta vattenverks råvattenintag. Det är således av intresse att undersöka om vattenverkets råvattenintag påverkas av en bräddning. Utöver vattenverket ligger flera populära badplatser i närheten av reningsverkets utsläppspunkt.   Syftet med examensarbetet var att studera hur en bräddning av orenat spillvatten sprids i Mälaren under sommarens badsäsong, samt att identifiera vid vilka vind- och flödesförhållanden badplatserna och råvattentäkten har störst risk att förorenas. Syftet var även att studera hur en ökad nederbördsmängd påverkar delar av Bålsta reningsverks spillvattenledningsnät. För att nå examensarbetets syfte användes spridningsmodellen Delft3D samt ledningsnätmodellen MIKE-Urban. På grund av otillräcklig data om bland annat Bålsta reningsverks spillvattenledningsnät erhölls inget tillförlitligt resultat från MIKE-Urban modelleringen. Istället sammanställdes de saknade data om reningsverkets spillvattenledningsnät vilket resulterade i förslag om kompletterande åtgärder för att underlätta kommande spillvattenmodelleringar.    Resultat från spridningssimuleringen tydde på att ingen av de studerade platserna överskrider värden för utmärkt badvattenkvalitet enligt EU:s badvattendirektiv vid medelvindhastighet samt ett utsläpp av 77 m3 orenat spillvatten. En bräddning av 77 m3 orenat spillvatten baserades på reningsverkets bräddningsvolymer från år 2010. För badplatserna ansågs det fördelaktigt att en bräddning sker under vindstilla förhållanden till följd av begränsad omblandning mellan Mälarens temperaturskiktning. Vid ett två dygn långt utsläpp av totalt 5 000 m3 orenat spillvatten med fem sekundmeters vind erhöll majoriteten av badplatserna för höga patogenvärden. Reningsverkets personal bör i sådana situationer gå ut med allmänna varningar för badande i Norra Björkfjärden. / Climate change scenarios conducted by SMHI indicate increasing precipitation in most parts of Sweden. Such increases will lead to bigger flows in rivers and sewer networks, which in turn may lead to leakage of unwanted substances such as contagious microorganisms to drinking water supplies. The single largest risk of lake contamination is from sewage water treatment plants, mostly due to overflow of wastewater. High precipitation may flood the treatment plant causing untreated water to leak out and into surrounding lakes.   Bålsta treatment plant, in Håbo municipality, has overflow issues in periods with high precipitation, which lead to leakage of inadequately treated wastewater and thus local contamination in Lake Mälaren. Less than two kilometers from the release point of Bålsta treatment plant, Bålsta drinking water plant has its intake of raw water. Hence it is of great interest to study the dispersal of Bålsta treatment plant’s wastewater in Lake Mälaren to prevent unwanted human exposure to contagious microorganisms. Håbo municipality also has popular swimming spots close to the treatment plant’s outlet.   The aim of this study is to examine the pathogenic impact that an overflow of Bålsta treatment plant in summer time has on Bålsta drinking water plant and bathing spots. The study hoped to identify the conditions where certain places of interest were to be contaminated. In addition, the aim was to investigate the changes of sewage flow due to an increased precipitation. Two models were used to reach the aforementioned aims: (1.) a hydrodynamic model (Delft3D) to study the spread of wastewater following an overflow and (2.) an urban water model (MIKE–Urban) to study the total amount of sewage flow.   Due to insufficient data concerning Bålsta’s sewage system, simulations from MIKE–Urban were unable to provide reliable results. Large parts of the sewage network had missing data regarding pipe dimensions, positioning and material, which resulted in a model with little precision. Instead of providing unreliable results, the study resulted in recommendations for further data collecting to help future investigations of Bålsta’s sewage system.   With low overflows of untreated water, Delft3D modeling showed that none of the places of interest had pathogen levels that exceeded the European Union’s Bathwater quality directive when simulated with mean values of wind, treated wastewater flow and wind direction. When extreme amounts of overflow were simulated in strong winds, five of seven places of interest were unfit for bathing according to the directive. In case of an overflow of more than the simulated outflow of 77 m3 untreated wastewater, the operators of Bålsta’s treatment plant need to perform actions to prevent human exposure.