Sjálfbær regnvatnsstjórnun í köldu loftslagi - verkefni lokið
Fréttatilkynning verkefnisstjóra
Þétting byggðar og ákafari úrkoma vegna hnattrænnar hlýnunar veldur áskorunum við miðlun ofanvatns frá þökum, götum og görðum. Horft er í auknum mæli til blágrænna innviða (BGI) sem fjölnota lausna til að gera borgir grænni, viðnámsþolnari við flóðum, og almennt að betri viðverustað. Þekkingarskortur á getu jarðvegs að geyma og hreinsa vatn á veturna hefur tafið fyrir innleiðingu BGI.
Markmið þessarar rannsóknar var að greina hvaða aðstæður valda flóðum í köldu loftslagi og skilvirkni BGI til að draga úr þeirri hættu. 80% af tjónum í Reykjavík eru tilkomin vegna rigningar eða hláku á veturna. Flest tjón urðu þegar rigndi á snjó og frosna jörð. Vettvangsmælingar í BREEAM vottaða hverfinu Urriðaholti í Garðabæ gáfu til kynna að gróðurrás miðlaði alltaf vatni á veturna, þó ekki á eins skilvirkan hátt þegar frost var í jörðu. Gaumgæfilegt val á gróðri og jarðefnum eykur möguleika á að jarðvegur taki við vatni á veturna. Til að spá fyrir um magn ofanvatns er mikilvægt að hafa góða þekkingu á snjó og jarðvegsskilyrðum. Tölfræðileg líkön sannprófuð með mælingum gáfu góða raun um að spá fyrir um frosti í jörðu og vatnsrennsli. Rannsóknin hefur aukið skilning á mikilvægi vetraraðstæðna í ofanvatnsstjórnun, og varpað sterkara ljósi á orsakatengsl milli veðurfars og jarðvegs við tíð umskipti frost og þýðu. Niðurstöður rannsóknarinnar hjálpa borgum að verða viðnámsþolnari við hnattrænum loftslagsbreytingum, eins og kveðið er á um í sjálfbærnimarkmiði Sameinuðu Þjóðanna nr. 11.
Niðurstöður rannsóknarinnar hafa verið birtar í alþjóðlegum tímaritum með háan áhrifastuðul og
verið kynntar á alþjóðlegum vísindaráðstefnum. Niðurstöður hafa verið kynntar fagfólki í vatns- og
fráveitumálum, á opinberum vettvangi sem varðar heilbrigt borgarumhverfi, fyrir vísindanefnd
Íslands um loftslagsbreytingar og áhrif þeirra. Þá eru rannsóknaniðurstöður hluti af námsefni í
námskeiðum um fráveitur og vatnsgæði í umhverfis- og byggingarverkfræði við Háskóla Íslands.
English:
Urban densification and intensifying precipitation with climate change increases stormwater runoff from roofs, streets and gardens. Sustainable urban drainage solutions (SuDS) are a multi-purpose solution for abating flood risk, making cities greener and a nicer place to be. Nature based SuDS capitalize on the water storage and treatment potential of soils. The lack of knowledge of their performance in winter has been a deterrent in their implementation. The goal of this research was to investigate the conditions that lead to urban flooding in cold maritime climate, and establish the performance of infiltration based SuDS under such conditions. Winter floods were responsible for 80% of water related damages in Reykjavík capital in the past two decades. Most insurance claims were filed when rain fell on snow and frozen ground. A two-year monitoring program in the BREEAM certified Urriðaholt neighbourhood of Garðabær indicate that a grass swale remained functional throughout winter, albeit at lower performance when the soil was frozen. Carefully selecting vegetation and soils can improve winter infiltration performance. Runoff prediction requires good understanding of the antecedent snow and soil conditions. A numerical model calibrated with measurement gave good predictions of soil frost conditions and runoff volumes. The results have expanded the knowledge of the importance of winter hydrology in urban stormwater management, and shed better light onto atmospheric-soil interactions during frequent freeze and thaw cycles. Results aid cities to achieve more climate resilience, according to United Nations Sustainable Development goal nr. 11.
∙ Information on how the results will be applied
The research results have been published in international scientific journals with high impact factors and presented in international scientific conferences. Results have been presented locally to water and wastewater practitioners, in public forums in connection to healthy urban living, for the Icelandic Scientfic Committee on the Impact of Climate Change. The research findings have been incorporated into wastewater and water quality teaching at the University of Iceland.
∙ A list of the project’s outputs
Andradóttir, H.Ó., Arnardóttir, A.R. and Zaqout, T. (2021). Rain on snow induced urban floods
in cold maritime climate: Risk, indicators and trends, Hydrol. Proc., 14298
Zaqout, T. and Andradóttir, H.Ó. (2021). Hydrologic performance of grass swales in cold
maritime climates: Impacts of frost, rain-on-snow and snow cover on flow and volume
reduction, J. of Hydrology, 126159
Zaqout, T., Andradóttir, H.Ó., and Arnalds, Ó. (2022). Infiltration capacity in urban areas
undergoing frequent snow and freeze-thaw cycles: Implications on Sustainable Urban
Drainage Systems, J. of Hydrology, 607, 127495
Zaqout, T., Andradóttir, H.Ó. , and Sörensen, J. (2023). Trends in soil frost formation in a
warming maritime climate and the impacts on urban flood risk, J. of Hydrology, 617, 128978
Sörensen, J., Zaqout, T., and Andradóttir, H.Ó. (in preparation). Runoff from a sustainable
urban drainage system in cold maritime climateIRF
Sörensen, J., and Andradóttir, H.Ó. (in preparation). Characterisation and modelling of urban
rain-on-snow under frequent freeze-thaw cycles in a small, residential, sloping catchment
with limited snow data
Heiti verkefnis: Sjálfbær
regnvatnsstjórnun í köldu loftslagi / Sustainable urban drainage in cold climate
Verkefnisstjóri: Hrund Ólöf Andradóttir, Háskóla Íslands
Tegund styrks: Verkefnisstyrkur
Styrktímabil: 2018-2020
Fjárhæð styrks kr. 44.425.000
Tilvísunarnúmer Rannís: 185398
