THT303 Analyse og design av systemer for avløp og overvann

Emnet omfatter metoder for analyse, planlegging, dimensjonering og utforming av urbane systemer for avløpsvann og overvann. Emnet er delt inn i tre bolker:

1. Transportsystemer for avløpsvann: Systemforståelse, funksjonskrav og lovverk, virkningsgrad, forurensningsutslipp via overløpsdrift og lekkasjer, risiko for oversvømmelse og innlekking, fremmedvann, måledata og måleteknologi.
2. Modellering av avrenning: Nedbør-avløpsmodeller, terrenganalyser, nedbørstatistikk, ekstremverdistatistikk og frekvensanalyser, klimaendringer, infiltrasjon og andre feltprosesser, grunnvann, analyser av usikkerhet og sensitivitet, kalibrering og validering av modeller.
3. Urban overvannshåndtering: Overvann i lovverk, forskrifter, anvendelse av tre-trinnsstrategien, analyse og design av naturbaserte løsninger, beregninger av produksjon, spredning og rensing av forurensning, mengderegulering og fordrøyning, flomveier, hydraulisk overflatemodellering og erosjon, tilleggsverdier og multiobjektiv optimalisering.

Relevante analyseverktøy og metoder: SCALGO Live, SWMM, HEC-RAS 2D, Python, R, Excel og maskinlæringsmetoder (kunstige nevrale nettverk og evolusjonære algoritmer).

Obligatoriske oppgaver tilknyttet de tre bolkene vil gi studentene god innføring i nevnte analyseverktøy.

1. Transportsystemer for avløpsvann

Kandidaten:

• Har dyptgående forståelse av transportsystemer for avløpsvann
• Kan prosessere, analysere og vurdere kvalitet på måledata
• Har kunnskap om konsekvenser som følge av lekkasjer, kapasitetsoverskridelse og fremmedvann i avløpsanlegget, og kan anvende metoder for å identifisere og redusere risiko
• Kan modellere avløpssystemer og analysere resultater opp mot funksjonskrav

2. Modellering av avrenning

Kandidaten:

• Har en god forståelse av nedbør-avløpsmodellering og feltprosesser
• Kan behandle datasett for observasjoner og gjennomføre frekvensanalyser
• Kan beregne vannføring ved bruk av flere modeller og vurdere resultater opp mot nødvendige datagrunnlag, antakelser, gyldighetsområdet og usikkerhet
• Kan anvende maskinlæringsmetoder for kalibrering av modeller

3. Urban overvannshåndtering

Kandidaten:

• Kan identifisere krav i lovverk, plan- og byggesak og foreslå, vurdere og designe løsninger som ivaretar krav og fremmer bærekraft
• Kan dimensjonere enkelttiltak og sammensatte overvannssystemer for ulike trinn i tre-trinnsstrategien, og kan identifisere samt redusere svakheter i slike systemer
• Har kunnskap om vannkvalitet i overvann og kjenner til metoder for å vurdere kilder, spredning og rensing av forurensning
• Kjenner til tilleggsverdier ved overvannshåndtering, kan gjennomføre kost-nytte-vurdering og anvende maskinlæring for å løse multiobjektive optimaliseringsoppgaver