Suomen ympäristökeskus Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

Esitys aiheesta: "Suomen ympäristökeskus Insinööritoimisto Pekka Leiviskä"— Esityksen transkriptio:

1 Suomen ympäristökeskus 11.12.2017 Insinööritoimisto Pekka Leiviskä
Laskentaohjelmat, 1D vai 2D maastoaineistovaatimukset, lähtöaineistojen hankkiminen, Tulva-aallon eteneminen Suomen ympäristökeskus Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

2 Laskentaohjelmia mm. HEC-RAS MIKE11 ja MIKE21, (MIKE3) Telemac-2D
TUFLOW Käytettävää ohjelmistoa ei sinänsä ole rajattu, Patotulvakarttaprojektin tavoitteena on luoda määrittely, jolla eri ohjelmistoista voitaisiin tuottaa sopivaa sopivassa muodossa olevia laskentatuloksia, josta SYKE jatkojalostaisi riskianalyysia ja kartta-aineistoa. Mm. HEC-RAS 2D Rasmapperin laajat ominaisuudet Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

3 1D vai 2D laskenta? Riippuu keskeisesti mallinnettavan maaston muodoista, veden leviämisestä ja vettä ohjaavista rakenteista alueella Hyvä kuvaus aiheesta on seuraavassa: Christopher Goodell, P.E., D.WRE  |  WEST Consultants  Copyright © The RAS Solution 2016.  All rights reserved.  Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

4 ”Nyrkkisääntöjä” 1D/2D valintaan
1. Mikäli alueen pituus suhteessa leveyteen on suurempi kuin 3:1, voidaan 1D mallia soveltaa, muutoin on käytettvä 2D mallia (Lähde:  Desktop Review of 2D Hydraulic Modelling Packages, UK Environment Agency, 2009) Esim., jos joki on m pitkä ja tulva-alue on 100 m leveä, on suhde 100 : 1 eli 1D mallinnus on todennäköisesti ok. Jos saman mittaisella joella vesi leviääkin m levyiselle alueelle, on suhde 5:1. Tällöin todennäköisesti 2D malli on tarpeellinen. 2. Vesirakenteet, jotka supistava voimakkaasti veden virtausreittiä. Esim. kapea silta aiheuttaa merkittävän supistumisen/laajentumisen veden virtaukseen ja olisi mielekästä mallintaa 2D mallilla. 3. Jos alueella on tulvan ohjaamiseksi rakenteita, jotka muuttavat tulvan kulkusuuntaa, voisi 2D olla perusteltu ratkaisu mallintamiseen. 4. Mikäli halutaan demonstroida tulvan leviämistä useampaan suuntaan, on 2D tulvan etenemisen esittäminen animoinnin avulla realistisempaa. Jos tarvitaan vain yksinkertaisia vedenkorkeuden käyttäytymisen arvioita joihinkin kohtiin, voidaan mallinnus toteuttaa tarvittaessa 1D tai 2D keinoin. Christopher Goodell, P.E., D.WRE  |  WEST Consultants  Copyright © The RAS Solution 2016.  All rights reserved Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

5 Milloin 1D voisi olla käyttökelpoisempi?
1.  Paikoissa, joissa vesi ei leviä laajalle alalle, vaan etenee lähinnä selkeän uoman alueella sen keskialueen suuntaisesti 2.  Uoman poikkileikkaukset ovat säännöllisen mukaisia. 3.  Pääuoman virtaama on yhdistettävissä penkereissä olevien selvien säännöstelyrakenteiden avulla taustalla oleviin varastoalueisiin  4.  Mikäli syvyysaineistoa on vain rajoitetusti saatavilla tai sen tarkkuudessa on puutteita Christopher Goodell, P.E., D.WRE  |  WEST Consultants  Copyright © The RAS Solution 2016.  All rights reserved Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

6 Milloin 2D olisi parempi valinta?
1.  Aluelle joissa veden virtaus jakautuu useaan reittiin 2.  Rakennetut alueet (taajamat yms.) 3.  Leveät tulva-alueet 4.  Penkereiden tausta-alueet 5.  Kosteikkoalueet 6.  Järvi- tai suistoalueiden virtaukset 7.  Veden /eroosion uurtamat reitit - Monimutkaiset uomajärjestelmät - Ei tarvitse arvata etukäteen veden reittejä - Minne ja miten vesi leviää Christopher Goodell, P.E., D.WRE  |  WEST Consultants  Copyright © The RAS Solution 2016.  All rights reserved Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

7 Muista kuitenkin että! Make everything as simple as possible, but not simpler.             -Albert Einstein Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

8 Maastoaineiston tarkkuudesta
Maastosta mitatun korkeusaineiston tulisi olla riittävän tarkkaa hyvän lopputuloksen saavuttamiseksi itse mallinnuksessa. MML laserkeilausaineiston tarkkuudeksi ilmoitetaan Laserkeilausaineiston osalta 0,15 m KM2 mallille I luokan tarkkuus 0,30 m, II luokan osalta 0,3 – 1,0 m Edellä mainittuja voisi pitää minimitavoitteina, lisämittauksin saavutetaankin yleensä parempia tarkkuuksia. Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

9 MML Laserkeilausaineisto
Automaattisesti maanpintaluokiteltu pistepilvi Pistetiheys on kattavasti vähintään 0.5 pistettä/m2, eli laserpisteiden etäisyys toisistaan on keskimäärin enintään n. 1.4 m. Pisteiden jakauma (keilaus-kuvio) ei välttämättä ole täysin tasainen, vaan se riippuu keilaintyypistä ja kunkin keilauslennon asetuksista. Pisteluokat käytettävissä Etrs-tm35fin ja korkeusjärj. N2000 Korkeustarkkuus 0,15 m Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

10 KM2 malli Korkeusmalli 2 m on maanpinnan korkeutta kuvaava malli, jonka ruutukoko on 2 m x 2 m. Aineisto on tuotettu laserkeilausaineistosta, jonka pistetiheys on vähintään 0,5 pistettä neliömetrille. Tuotetta on saatavana eri laajuisina alueina koko maan alueelta, mutta ei kattavasti. Aineisto täydentyy jatkuvasti. (pitäisi olla saatavissa koko maan kattavasti vuonna2020.) Korkeusmalli 2 m tuotetaan kahdessa laatuluokassa: I laatuluokan korkeustarkkuus on keskimäärin 0,3 metriä ja II-laatuluokan korkeustarkkuus vaihtelee 0,3 ja yhden metrin välillä. Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

11 Lähtöaineistojen hankkiminen 1/2
Aineistot maastomallin rakentamiseksi Maaston korkeusaineistot MML korkeusaineistot, laserkeilaukset, dGPS mittaukset Kartta-aineistot (mm peruskartat, ilmakuvat, väärävärikuvat) Vedenalaiset mittaustiedot (joki, järvi) Jokien poikkileikkaustiedot, uomakeilaukset Järvien syvyystiedot 2D laskentaa varten uomien syvyyskartoitus keilaamalla ( ei poikkileikkauksia)! Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

12 Mukavaa yleistietoa keilausaineiston osalta
Lisätietoa mm. Mika Narisen opinnäytetyöstä Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

13 Lähtöaineistojen hankkiminen 2/2
Siltojen aukkotiedot Vesistörakenteiden tiedot esim. purkautumiskäyrät luukuille ja pohjapatorakenteille Mahdolliset lisämittaukset keskeisten taiteviivojen osalta (tiet, penkereet jne.) Uoman tunnetut purkautumiskäyrät Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

14 2D aineiston karkeuskertoimen määrittely
Paikkatietomuotoista aineistoa (rasteri, shape) maankäyttötietoa voi hyödyntää karkeuskertoimen asettamisessa (Huokuna, Aaltonen) Corine Land Cover Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

15 Maanpeittoaineisto Corine 2012 karkeuskertoimen arvioimiseksi (2D)
Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

16 Tulva-aallon eteneminen
Vedenkorkeus-aikakuvaaja Virtaama-aikakuvaaja Pituusleikkaus lähtötilanteesta ja vedenkorkeuden maksimista Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

17 Tulva-aallon eteneminen
Tulva-aallon eteneminen kuvattava ajallisesti Apuna mm. kartalla esitettävät ajanhetket Tulostuspisteet Tulvan saapuminen silloille Keskeiset poikkileikkaukset (tulostuspisteet 2D) kuvaamaan tulvan etenemistä Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

18 Eräs ennen käytetty tapa tulvan etenemisen hahmottamiseksi
Insinööritoimisto Pekka Leiviskä

19 Animoiva tapa esittää 1D tulva-aallon etenemistä
Insinööritoimisto Pekka Leiviskä