Abstract
SAMMENDRAG
Oppgavens hydrologiske problemstilling er knyttet til Maridalsvassdragets nedbørfelt i Oslo. Det 255 km² store feltet har 26 regulerbare magasiner og er et typisk Østlandsvassdrag med snøsmelteflommer og høstflommer. Vassdraget står for ca. 85 % av vannforsyningen til Oslos befolkning.
Formålet med oppgaven er å optimalisere tappestrategier i vassdraget, for å sikre byens drikkevannsforsyning og samtidig redusere faren for flomskader. Utførelse av reguleringstiltak blir ofte en avveiing mellom vannforsyning og flomskader.
Vann- og avløpsetaten (VAV) regulerer i dag drikkevannsmagasinene etter et selvpålagt manøvreringsreglement som ikke er underlagt konsesjonsbehandling. Det er privatrettslige avtaler som ligger til grunn for magasinrestriksjonene og minstevannføringene.
For å kunne løse oppgaven er det brukt en distribuert HBV modell som analyseverktøy.
Tilsigsserien til Maridalsvann inneholder kun månedsdata. Siden det ikke foreligger tilsigsdata med døgnoppløsning for Maridalsvassdraget, brukes nedbørfeltet til Bjørnegårdssvingen (Sandvikselva) som et referansefelt. HBV modellen er kalibrert på døgndata for Bjørnegårdssvingen.Parametersettet fra dette feltet er overført til Maridalsvassdraget med forutsetninger om at det eksisterer forholdsvis like feltegenskaper. Det overførte parametersettet ble deretter tilpasset Maridalsvassdraget. Etter tilpasningen ga simuleringer i Maridalsvassdraget god overensstemmelse med observert og simulert tilsig på månedsbasis.
I modellen betraktes Maridalsvassdraget som et uregulert felt med unntak av tapping ut av Maridalsvann som er inntaksvann for drikkevannsforsyningen. I et normalår går halvparten av det årlige tilsiget til drikkevannsproduksjon, mens resten utgjør vannføringen i Akerselva. Tappingen ut av Maridalsvann er hovedsakelig styrt av manøvreringsreglementet. Magasinfyllingen, drikkevannsuttaket og framtidig tilsig er bestemmende for tappingen. For å gjenskape dagens tapping er det lagd tabeller som forteller hvordan det skal tappes. Disse tabellene er implementert i modellen og gir en god representasjon av dagens tappestrategier.
I simuleringene som er foretatt i kapittel 6 er det gjort forskjellige endringer i tappetabellene for å se på effekten av de ulike tappestrategier.
Skadefunksjoner viser at skader på objekter i eller nær vassdrag øker med økende vannstand. Skadepotensialet oppstrøms Maridalsdammen er lite i forhold til nedstrøms dammen. Følgelig går tappestrategien ut på å ta flomdemping i Maridalsvannet, for å redusere flommen i Akerselva, dersom man har kontroll på flomvolumene.
Styringskurvene som er etablert i manøvreringsreglementet beskriver en nedtrapping av vannføringen i Akerselva ved minkende magasinfylling. Styringskurvene inkluderer ikke snømagasinet, men er basert på normale snømengder. Det er i oppgaven etablert styringskurver som inkluderer snømagasinet. Ved å følge de nye kurvene kan flomfaren reduseres i snørike vintre, mens vannforsyningen sikres bedre i snøfattige vintre.
Målet for magasinfylling etter snøsmeltingen er i oppgaven vurdert til 100 %, gitt at det er tilstrekkelig med snø i feltet. Dette sikrer drikkevannsforsyningen ved framtidig lave tilsig, og en fylling på 100 % i månedsskiftet mai-juni gir liten flomfare i de 18 årene som er undersøkt.
Snømagasinene er den dominerende faktor for avrenning i april og mai. Årlig gjennomsnittlig vannekvivalent for snøen ved dens kulminasjon og gjennomsnittlig nedbør for snøsmelteperioden er summert. Av denne summen er det beregnet hvor mye som vil bidra til avrenning i smelteperioden. Denne andelen er beregnet til 65 % + 15 prosentpoeng.
Det er utført simulering der vintervannføringen i Akerselva ble redusert fra 1 m³/s til 0,5 m/s.
Denne simuleringen ga på det meste en forskjell i magasinbeholdningen som tilsvarer 25 dagers forbruk med dagens vannproduksjon. Manøvreringsreglementet åpner for en lavere vintertapping, men det må utføres en konsekvensanalyse før lavere vintertapping kan aktualiseres. Modellforsøk ble utført der styringskurven for Akerselva for 0,75 m³/s ble endret til 0,5 m³/s. Denne endringen ga lite volum og det anbefales at styringskurven ikke forandres.