Hvor langt er vi med Radar i Danmark? · Kombinering af nedbørsmålinger fra C- og X-båndsradarer. · Præcisering af nedbørsprognoser · Integreret kalibrering af vejrradar og afløbsmodel – kombination af information fra regnmålere, in situ-sensorer i afløbssystemet samt regnens temporale og spatiale variabilitet · Forbedring af radardata til afløbsteknisk modellering i forhold til analyser og realtidsstyring.

1. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
URBANWATER
Weather Radar
A li tiApplications
Forbedring af regnestimatet fra vejrradarer vedForbedring af regnestimatet fra vejrradarer ved
brug af in-situ sensorer i afløbssystemet
Malte Ahm - ma@civil.aau.dk@
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 1 of 21
Præsentation til EVA temadag 13. marts 2013

2. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Motivation
Ekstrem situation → oversvømmelse i København den 2. juli 2011
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 2 of 21
Foto: Lersø Parkallé, Fotograf: Bax Lindhardt

3. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Justering af nedbørsestimat fra vejrradarer
Traditionel justering af vejrradar data for
afløbsteknik.
Usikkerheder relateret til:
• Måleprincip for vejrradarer
• QPE justering
• Måleprincip for regnmålere• Måleprincip for regnmålere
• Skala (spatial and temporal)
• Overflade model (hydrologiske parametre)
• Rørmodel
QPE
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 3 of 21

4. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Justering af nedbørsestimat fra vejrradarer
In-situ sensor justering af vejrradar data i forhold til afløbsteknik.
Den relative spatiale fordeling af
regnen målt med vejrradar.
QPE
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 4 of 21

5. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Hvad skal vi så bruge for at få det til at virke?
• Gode vejrradar data
• Kvalitets kontrollerede data
• Høj temporal og spatial opløsning
• God forståelse af de hydrologiske processer
• Rør afstrømningsprocesser
• Overflade afstrømningsprocesser → Case studie på forskellig skala
• Gode in-situ sensor data
• Fejl identification og korrektion → In-situ sensorer skal være enige
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 5 of 21

6. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Høj temporal og spatial opløsning af vejrradar data for
afløbstekniske modelleringafløbstekniske modellering
Litteraturen:
Einfalt 2004 & Schilling 1991Einfalt, 2004 & Schilling, 1991
Temporal: 1-5 min.
Spatial: 1000 x 1000 m
Berne, 2004
> 1000 ha
Temporal: 5 min.p
Spatial: 3000 x 3000 m
< 100 ha
Temporal: 3 min.
Spatial: 2000 x 2000 m
Vores mål:
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 6 of 21
Temporal: 1 min.
Spatial: 500 x 500 m / 1000 x 1000m / 2000 x 2000m

7. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Høj temporal og spatial opløsning af vejrradar data for
afløbstekniske modelleringafløbstekniske modellering
Radar mosaik for Danmark
• Interkalibrering af radarerInterkalibrering af radarer
• Radar – regnmåler
justering (alle tilgængelige
regnmålere).eg å e e)
Større robusthed ved:
• Data udfald
• Sensor fejl
Illustreret effektiv radar radius:
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 7 of 21
Illustreret effektiv radar radius:
DMI C-bånd: 120 km (240 km)
DHI LAWR X-bånd: 30 km (60 km)

8. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Hydrologiske processer
De hydrologiske processer er sammenhængen mellem vejrradar og in-situ
sensor data.sensor data.
Hvad er korrekt?
Den relative spatiale fordeling af
regnen målt med vejrradar.
4 = 2 + 2?
4 = 1 + 3?
4 = 3 + 1?
4 = ? + ??
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 8 of 21

9. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Case studier af hydrologiske processer
• Parkeringshus (BEWARE)
• Område: Aalborg
• Størrelse: ~ 0.15 ha (1500m2)
• Industri grund (Glostrup opland)
• Område: Glostrup, København
• Størrelse :~ 1 ha
• Mindre opland (Gildhøj opland)
O åd Gildh j K b h• Område: Gildhøj, København
• Størrelse :~ 250 ha
Større opland (Viby opland)• Større opland (Viby opland)
• Område: Aarhus
• Størrelse :~ 700 ha
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 9 of 21

10. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Identifikation og korrektion af fejlende in-situ sensorer
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 10 of 21
Daniel Brødbæk

11. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Identifikation og korrektion af fejlende in-situ sensorer
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 11 of 21
Daniel Brødbæk – Q-h relation

12. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Viby studie: Estimering af hydrologiske parametre
Grundprincip:
Forskellige regnstrukturer over et opland vil
resultere i forskellige afstrømnings-
hydrografer i et nedstrøms punkthydrografer i et nedstrøms punkt.
Central antagelse:
Entydighed mellem regn og afstrømning i et
punkt nedstrøms.
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 12 of 21

13. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Resultater fra Viby case studie
Periode C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 AWM STD
Sep. 2011 – Jan. 2012 0.25 0.31 0.32 0.24 0.23 0.22 0.57 0.26 0.11
Apr. 2012 – Aug. 2012˟ 0.11 0.33 0.50 0.20 0.22 0.25 0.68 0.28 0.14
Sep. 2011 – Aug. 2012* 0.10 0.31 0.48 0.21 0.22 0.24 0.70 0.27 0.15
˟ Extended amount of ground clutter.e ded ou o g ou d c u e .
* Feb. – Mar. 2012 excluded due to snow
S i d d i d• Sommerperioden er dominerende
• Antal hændelser:
Sep. 2011 – Jan. 2012: 21
Apr. 2012 – Aug. 2012: 35
• Akkumuleret afstrømning:
Sep. 2011 – Jan. 2012: 216406 m3
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 13 of 21
p
Apr. 2012 – Aug. 2012: 453094 m3

14. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
Samarbejde med
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 14 of 21
Samarbejde med
COWI og
A. Enggaard A/S

15. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 15 of 21

16. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 16 of 21

17. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
Design kriterier:
Min. regnintensitet: 0.36 mm/t (10 min. Gentagelses periode: 0.1 år) - flow: 0.15 l/s
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 17 of 21
g ( g p )
Max. regnintensitet: 108.00 mm/t (10 min. Gentagelses periode: 20 år) - flow: 42.00 l/s

18. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 18 of 21
BEWARE – Buildings as intElligent WAter Resources – http://www.vejrradar.dk/beware

19. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 19 of 21
BEWARE – Buildings as intElligent WAter Resources – http://www.vejrradar.dk/beware

20. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Parkeringshus case studie
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 20 of 21
BEWARE – Buildings as intElligent WAter Resources – http://www.vejrradar.dk/beware

21. URBANWATER
Weather Radar Applicationspp
Ph.D. bidrag til SWI
At udvikle metoder til:
• at producere vejrradar data med høj temporal
og spatial opløsning til afløbstekniske formål.
• identifikation og korrektion af fejlende in-situ sensorer i
afløbssystemet.
• at relatere in-situ sensormålinger direkte til
nedbørsestimatet fra vejrradarer.
Kalibreringsmetode til vejrradarer baseret på in-situ
sensorer i afløbssystemet…
Bedre forudsigelse af flow og vandstande→ Bedre forudsigelse af flow og vandstande.
EVA temadag (SWI) den 13. marts 2013, Aalborg. Malte Ahm – ma@civil.aau.dk 21 of 21