Kurs-PM Hydrologi och dagvatten (ACE185)  7,5 hp

Vatten Miljö Teknik, Arkitektur och samhällsbyggnadsteknik, Chalmers tekniska högskola, Vårterminen 2023, läsperiod 4

Välkommen till kursen Hydrologi och dagvatten!

Vatten är vår kanske allra viktigaste resurs, men både brist och överflöd av vatten kan innebära utmaningar för samhället. Ett hållbart nyttjande av och skydd mot vatten är centrala samhällsfrågor i ett förändrat klimat. Kunskap om hur nederbörd påverkar avrinning är avgörande för att bygga och anpassa ett hållbart samhälle som har god tillgång på vatten av hög kvalitet samtidigt som infrastruktur och viktiga samhällsfunktioner skyddas mot höga vattenflöden.

Kursens syfte och lärandemål

Det övergripande syftet med kursen är att du ska förvärva fördjupad förståelse om den hydrologiska cykeln i natur- och stadsmiljö och hur denna påverkas av ett förändrat klimat (Figur 1). Du ska kunna tillämpa förvärvade kunskaper för att beräkna och modellera vattenflöden samt relatera förändringar i hydrologiska processer, t.ex. nederbörd och vattenflöden, till effekter på miljö och samhälle. Efter kursen ska du kunna arbeta i projekt som syftar till att dimensionera och anpassa infrastruktur som påverkas av nederbörd och avrinning.

Figur 1. Vattnets kretslopp i naturlig miljö (vänster) och stadsmiljö (höger).

 

Hydrologi och dagvatten är en påbyggnadskurs inom ämnesstråket Vattenresurser och vattenteknik, med betoning på tillämpning av lärsekvenserna Hållbar utveckling och Vetenskaplig metodik. Kunskap från framför allt ämnesstråken Samhällsplanering och infrastruktur samt Markresurser och markteknik tillämpas i kursen. Kursen tar avstamp från kurserna Vattenresurser och hydraulik (BOM270) samt Teknisk samhällsplanering (BOM575)/Samhällsplanering – grunder och tillämpning (BOM275). Kursen kan läsas av tredjeårsstudenter vid högskoleingenjörs- och civilingenjörsprogrammen inom Samhällsbyggnadsteknik.

Lärandemål

Efter fullgjord kurs ska du kunna:

• Förklara de processer som deltar i den hydrologiska cykeln och hur dessa påverkas av klimatförändringar.
• Beskriva hur hydrologiska förändringar påverkar den hydrologiska cykeln och därmed effekter på miljö och samhälle.
• Beräkna och modellera ytvattenflöden för olika hydrologiska förhållanden.
• Beräkna och modellera dagvattenflöden i urbana områden.
• Tillämpa principer för vattenburen transport av föroreningar.
• Beskriva och motivera lämpliga metoder för flödesmätning och provtagning av naturliga vattenförekomster och dagvatten.
• Beskriva betydelsen av det europeiska vattendirektivet.
• Värdera och föreslå åtgärder för hållbar dagvattenhantering i urbana områden med avseende på kvantitet, kvalitet och ekosystemtjänster.

Kursinnehåll

Kursen behandlar de deltagande processerna i den hydrologiska cykeln i natur- och stadsmiljö, med fokus på nederbörd, avrinning, samt bildning och kvalitet av ytvatten. Klimatförändringarnas påverkan på den hydrologiska cykeln samt efterföljande konsekvenser för miljö och samhälle, liksom möjligheter för klimatanpassning inom infrastruktur, ingår som viktiga moment i kursen. Kursen behandlar åtgärder för dagvattenhantering i urbana områden med avseende på vattenkvantitet och -kvalitet samt ekosystemtjänster. Det inkluderar beräkning av dagvattenavrinning, föroreningstransport och utformning av hållbara dagvattenlösningar. I kursen introduceras EU:s vattendirektiv och direktivets betydelse för vattenvård och vattenplanering i Sverige och inom EU.

Ni kommer att lära er att använda olika modelleringsmetoder för att svara på frågeställningar gällande avrinning, flöde, dagvattenprocesser och vattenkvalitet. Ni bekantar er med olika provtagningstekniker, t.ex. sedimentprovtagning och flödesproportionell provtagning av dagvatten och naturliga vattenförekomster, liksom olika mättekniker för exempelvis flöde och vattenkvalitet.

Undervisningens upplägg

Undervisningen ges i form av föreläsningar av lärare från Chalmers och inbjudna experter, diskussionsseminarier, övningar, projektuppgift (som bygger på övningarna) med delinlämningar och slutredovisning, och egen inläsning av kurslitteratur.

Lärare och kursadministration

Vi lärare som är delaktiga i kursen arbetar som forskare på avdelningarna Vatten Miljö Teknik och Geologi och Geoteknik, och vi arbetar alla med vattenfrågor.

• Jesper Knutsson Examinator, kurskoordinator knutsson@chalmers.se
• Thomas Petterson Föreläsare pettersson@chalmers.se
• Viktor Bergion Föreläsare/övningsledare bergion@chalmers.se
• Mia Bondelind Föreläsare/övningsledare bondelind@chalmers.se
• Ann-Margret Hvitt Strömvall Föreläsare ann-margret.stromvall@chalmers.se
• Victor Vinas Kursassistent
• Michael Odhiambo Kursassistent

Inbjudna experter

Till vår hjälp har vi flera experter utanför Chalmers inom modellering, hydrologi, dagvatten och vattenförvaltning, som kommer att delta i undervisningen (se schema för detaljer). Dessa är:

• Hampus Åkerblom – SCALGO
• Emma Nilsson Keskitalo – VA-utredare på team VA-teknik, Norconsult
• Lina Engvall – projektingenjör inom dagvatten, Kretslopp och vatten, Göteborgs Stad
• Erik Kjellström - Professor i klimatologi SMHI
• Johan Brunsten - Kretslopp och vatten, Göteborgs Stad
• Mikael Lennermark – Hydrolog, SMHI

Administration och frågor

• Om du har frågor som rör kursen, kontakta Jesper Knutsson

Vi skulle vilja helst att du skriver din fråga under Discussion på Canvas, så att alla kan se frågan och mina svar. Du kan självklart också kontakta kurskoordinator via mail och om du inte får svar inom rimlig tid och det är brådskande – på telefon 0317722136.

• Ingrid Engström sköter institutionens kursadministration: engstrom@chalmers.se
• Undervisningsspråk är svenska och en stor del av kurslitteraturen är på engelska.

Kurshemsida

Vi använder oss av kurshemsidan i Canvas för allt (information, litteratur, material och inlämningar).

Kursvärdering

Kursvärdering kommer att ske enligt Chalmers process, med kontinuerlig utvärdering genom två träffar med studentrepresentanter och lärare samt webenkät efter avslutad kurs.

• emil.bulow99@gmail.com Emil Bülow
• emma.hanssonn01@gmail.com Emma Hansson
• niklasson.hanna@hotmail.com Hanna Niklasson
• hanishaat@hotmail.se Hani Shaat
• oskar.vikstrom01@gmail.com Oskar Vikström

Utifrån kursvärdering från 2021/2022 har vi gjort förändringar i kursen som rör följande punkter:

• Vi har ändrat från inspelade föreläsningar till förläsningar i sal
• Ändrat strukturen på projektuppgifterna så att det finns mer tid att arbeta med inlämningen
• Reviderat beskrivningar av de olika deluppgifterna så att det blir tydligt vad uppgiften är och vad som förväntas i inlämningen
• Reviderat och granskat övrigt kursmaterial, inlusive kurs-pm och kurshemsida.
• Försökt skapa redundans i lärarlaget där så varit möjligt

Kurslitteratur

• Kurslitteraturen är både på svenska och engelska.
• Kurslitteraturen finns på Canvas.
• I dokumentet Projektuppgift Hydrologi och dagvatten finns all information ni behöver för att förbereda er inför, utföra och rapportera projektuppgifterna.

Examination

Examinationen består av:

• skriftlig tentamen som utförs individuellt (50 %, 65 % och 80 % för betyg 3, 4 och 5)
• projektuppgift som utförs i grupp

Den skriftliga tentamen motsvarar 4,5 hp, projektuppgiften och de obligatoriska momenten motsvarar tillsammans 3 hp.

Projektuppgift

Projektuppgiften utförs i grupp om fyra studenter och är fördelat på fyra övningar med delinlämningar, se tabell. Beskrvning av projektuppgiften finns här: Projektuppgift - Hydrologi och dagvatten

Inlämning	Vecka	Inlämningstyp
SWMM-modellering	Lv 2	Grupp
SWAT-modellering	Lv 5	Grupp
SCALGO-modellering	Lv 6	Grupp
Föroreningstranport (MatLab)	Lv 8	Grupp
Syntesrapport	Lv 10	Individuell

Projektuppgifterna betygssätts Godkänt eller Underkänt. De övningar som ingår i projektuppfiten ska redovisas i en kort rapport som lämnas in via Canvas. Lärarna läser era rapporter och lämnar feedback om komplettering behövs innan den kan godkännas. Den individuella slutrapporten ska vara en reflektion som rör alla aspekter av projektuppgiften. Den muntliga redovisningen utformas som en diskussion med en annan grupp där man kritisk reflekterar över och opponerar på varandras arbete.

En utförlig beskrivning av projektuppgiftens övergripande mål och alla ingående övningar med delinlämningar, med datum för deadline, frågor att besvara, samt förväntningar och utformning av rapporter och opposition, finns i det separata dokumentet Projektuppgift Hydrologi och dagvatten.

Fältdag

Den 26:e april arbetar vi ute i fält. Vi besöker Järnbrottsdammen och Stora Ån och ni får lära er mer om och testa på olika metoder för provtagning av vatten och sediment samt mätning av vattenflöden och vanliga vattenkvalitetsparametrar. Moment som ingår är (preleminärt):

• Flödesprovtagning i Stora Ån, med ADCP/ADV och flygel. Detta gör ni ihop med en fälthydrolog från SMHI
• Flödesproportionell, automatisk provtagning av dagvatten
• Mätning av generella vattenkvalitetsparametrar (t.ex. pH, turbiditet, konduktivitet) med hjälp av multiprobe
• Sediment- och vattenprovtagning med grab sampler

Bussen som tar er ut till Järnbrott avgår kl. 12.30 från Chalmers (exakt plats meddelas i på kurshemsidan). Missar man bussen får man ta sig dit ut med taxi, det går inte att komma dit till fots (p.g.a. motorväg) eller egen bil (p.g.a. mycket begränsade parkeringsmöjligheter).

Kom ihåg att klä er varmt på kropp och fötter (gärna gummistövlar, om ni har): vi kommer att vara utomhus, utan skydd mot regn, sol och vind, i minst 3 timmar. Ta gärna med fika, då det finns tid för paus mellan övningar.

Tentamen

• Skriftlig tentamen (betyg: U, 3, 4 och 5) motsvarar 5 hp.
• Datum för ordinarie tentamen och omtentamen anges i schemat sist i detta dokument.
• Betyg på tentamen rapporteras till Ladok senast 15 arbetsdagar efter tentamen. Tentamensgranskningstillfälle anges i schemat sist i detta dokument.
• Gamla tentamen finns att ladda ned från Canvas. Observera att gamla tentamen inte är en exakt spegling av vad ”ni behöver kunna för att klara tentan”.

Detaljerat schema

Nedan presenteras schemat för kursens olika moment. Schemat är också tillgängligt i TimeEdit. Några förklaringar till de olika benämningarna:

Föreläsning – salsföreläsning med lärare / föreläsare

Övning / övningstillfälle – räkneövning, modellering, tillämpning. Med eller utan handledning/lärare

Grupparbete/självstudier – Schemalagd tid för arbete i grupp eller på egen hand

KoV – Kretslopp och vatten, förvaltning på Göteborgs stad

 

Dag	Tid	Lokal	Innehåll	Lärare
Läsvecka 1
20/3 må	13:15–15:00	SB-L200	Föreläsning: Kursupplägg (L1) Föreläsning: Hydrologiska processer (L2)	Jesper Knutsson Thomas Pettersson
	15:15–17:00	SB-L200	Föreläsning: Dagvattenflöden (L4)	Thomas Pettersson
23/3 to	8:00-9:45	SB-L300	Utgår/ingen föreläsning
	10:00-11:45	SB-L300	Övning: Dagvattenflöden	Viktor Vinas / Michael Odhiambo
24/3 fr	13:15-15:00	SB-L300	Föreläsning: Klimatanpassning av Göteborg (L3)	Lina Engvall (KoV)
Läsvecka 2
27/3 må	13:15-15:00	SB-D309	Föreläsning: Introduktion problemuppgift SWMM	Thomas Pettersson
	15:15-17:00	SB-L300	Föreläsning	Erik Kjellström (SMHI)
30/3 to	8:00-9:45	SB-D309	Övning med handledning: Modellering - SWMM	Thomas Pettersson
	10:00-11:45	SB-D309	Övning: Modellering - SWMM	Grupparbete
31/3 fr	15:15-17:00	SB-D409	Övning med handledning: Modellering - SWMM	Thomas Pettersson
	17:00	-	Inlämning i Canvas: Modellering – SWMM
Läsvecka 3
4-7/4 må - fr			Omtentor, självstudier, ledigt	Grupparbete
Läsvecka 4
13/4 to	8:00-9:45	SB-H6	Föreläsning: Hållbar dagvattenhantering – vattenflöden (L5)	Thomas Pettersson
	10:00-11:45	SB-H6	Föreläsning: Nederbörd-avrinning beräkningar (enhetshydrograf) (L6)	Thomas Pettersson
14/4 fr	14:15-16:00	SB-L300	Räkneövning: Dagvattenflöden med bräddavlopp	Thomas Pettersson
Läsvecka 5
17/4 mån	13:15-15:00	SB-L300	Föreläsning: Introduktion till modeller för dagvattenflöde och kvalitet (L7) Föreläsning: Hydrologisk modellering (L8) Introduktion till problemuppgift SWAT	Viktor Bergion Emma Nilsson Keskitalo
	15:15-17:00	SB-D309	Övning med handledning: Introduktion till problemuppgift Modellering med SWAT	Viktor Bergion
20/4 to	8:00-9:45	SB-D309	Övning med handledning: Modellering - SWAT	Viktor Bergion
	10:00-11:45	SB-D309	Övning: Modellering - SWAT	Grupparbete
21/4 fr	13:15-15:00	SB-H6	Föreläsning: Introduktion till provtagnings- och mättekniker (L13)	Thomas Pettersson
	15:15-17:00	-	Övning: Modellering - SWAT	Grupparbete
	17:00	-	Inlämning i Canvas: Modellering – SWAT
Läsvecka 6
24/4 to	13:15-15:00	SB-L300	Föreläsning / intro : SCALGO	Hampus Åkerblom (SCALGO)
	15:15-17:00	SB-D309	Övning med handledning: Frågor om SCALGO	Hampus Åkerblom (SCALGO)
26/4 on	13-17		Fältdagen	Jesper Knutsson, Victor Vinas, Mikael Lennermark (SMHI)
27/4 to	8:00-9:45	SB-D309	Övning med handledning: Modellering - SCALGO	Hampus Åkerblom (SCALGO)
	10:00-11:45	SB-D309	Övning: Modellering - SCALGO	Grupparbete
28/4 fr	15:15-17:00		Övning: Modellering - SCALGO	Grupparbete
	17:00	-	Inlämning i Canvas: Modellering – SCALGO
Läsvecka 7
4/5 to	8:00-9:45	SB-H6	Föreläsning: Frekvensanalys: statistiska metoder för att förutsäga flöde och vattennivåer (L11)	Thomas Pettersson
	10:00-11:45	SB-D309	Övningstillfälle Frekevensanalys	Thomas Pettersson
5/5 fr	13:15-15:00	SB-H6	Föreläsning: Hållbar dagvattenhantering – vattenkvalitet (L9)	Ann-Margret Strömvall
Läsvecka 8
8/5 må	13:15-15:00	SB-D309	Föreläsning: Transport av föroreningar (L10)	Mia Bondelind
	15:15-17:00	SB-D309	Övning med handledning: Modellering - Transport av föroreningar	Mia Bondelind
11/5 to	8:00-9:45	SB-D309	Övning med handledning: Modellering - Transport av föroreningar	Mia Bondelind
	10:00-11:45	SB-D309	Övning: Modellering - Transport av föroreningar	Grupparbete
12/5 fr	15:15-17:00		Övning: Modellering - Transport av föroreningar	Grupparbete
	17:00	-	Inlämning i Canvas: Modellering - Transport av föroreningar
Läsvecka 9
15/5 må	13:15-15:00	SB-L300	Föreläsning: Säker avloppshantering i ett förändrat klimat (L12)	Johan Brunsten (KoV)
	15:15-17:00	SB-D309	Övning: Future City Flows – the game	Johan Brunsten (KoV)
Läsvecka 10
22/5 må	13:15-15:00	SB-L300	Tvärgruppsredovisning av projektuppgiften	JK, Thomas Pettersson, m.fl.
25/5 to	8:00-9:45	-	Självstudier	Självstudier
	10:00-11:45	SB-L400	Föreläsning: Summering av kursen (L14) Handledd räknestuga/jourtid	Jesper Knutsson Thomas Pettersson
	17:00	-	Inlämning i Canvas: individuell syntesrapport
26/5 fr	15:15-17:00		Självstudier	Självstudier
Tentamen och Ladok-registrering
30/5	17:00		Deadline för feedback på annan students syntesrapport
1/6 to	14:00	Johanneberg	Tentamen (4 timmar)
11/6 ti			Deadline för Ladok-registrering av projektuppgift, d.v.s. ALLA inlämningar måste vara godkända
22/8	14:00	Johanneberg	Omtenta 1 (4 timmar)

 

Översvämning i Mölndal år 2006 då Mölndalsån breddade över och lade stora delar av centrum under vatten (återges med tillåtelse av fotografen Rune Feldt). Jämför med samma gatubild från mars 2019 (Google Maps Street view).