I en ny rapport från Svenskt Vatten Utveckling presenteras en utvärdering av kombinerande X-bandsanläggningar för mätning av regn. Enligt en av författarna, Nicholas South vid Tyréns, öppnar tekniken upp nya utvecklingsmöjligheter för VA-branschen, exempelvis när gäller drift av ledningsnät och reningsverk samt utvecklingen av publika varningssystem vid kraftiga regn.
I Dalby, cirka 10 kilometer sydost om Lund installerades 2019 Sveriges första permanenta X-bandradar på initiativ av VA SYD. Syftet var att utvärdera teknikens potential för olika väderbaserade ändamål inom VA-branschen. VA-guiden har i ett tidigare reportage skrivit om X-bandradartekniken, som till skillnad från konventionell väderradar, så kallad C-band, erbjuder möjlighet till en betydligt högre upplösning av uppmätta nederbördsdata.
En radaranläggning blev till två
År 2021 blev en radaranläggning till två, då NSVA installerade en X-bandradar på Filborna vattentorn i Helsingborg. Tack vare den nya radaranläggningen har man i en nyligen genomförd forskningsstudie kunnat utvärdera hur data från de två anläggningarna kan kombineras för att erhålla en samlad databas för att förbättra regnbestämning och avrinningssimulering. Resultatet redovisas i SVU-rapporten Kombinerade X-bandsanläggningar som väderradar (Svenskt Vatten, 2022).
En av författarna är Nicholas South, VA-utredare vid Tyréns, som också fungerat lite som en ständig sekreterare för den forskargrupp som under de senaste åren arbetat med att utvärdera X-bandradar.
– Det finns en svaghet med tekniken, nämligen att radarsignalen kan blockeras vid tillfällen då ett kraftigt regn placerar sig rakt ovanför den aktuella anläggningen. Genom att ha flera radaranläggningar som delvis överlappar varandra kan de på så sätt hjälpas åt att inhämta regninformationen och därmed minskar risken för att signaler blockeras.
Jämförelse med traditionella regnmätare
Radarn i Dalby har en geografisk täckning på fem mil medan den i Helsingborg, som är något nyare, täcker in ett område på cirka sju mil. I området som de båda anläggningarna överlappar varandra ingår flera kommuner, däribland Eslöv, Höör, Svalöv, Landskrona, Lomma och Malmö.
Utifrån den erhållna regninformationen från de två anläggningarna i den överlappande zonen har man inom studien också utvecklat två olika modeller för att beräkna regn.
– Det handlar dels om en modell baserad på linjär regression, dels en helt datadriven modell som använder ett artificiellt neuralt nätverk, eller en självlärande algoritm, för att beräkna areella regn med hjälp av mätningarna från X-band, berättar Nicholas South.
De beräknade regnvärdena har sedan utvärderats på två sätt för att analysera X-bandsteknikens prestanda jämfört med andra mätmetoder för regn. Det gjordes en jämförelse mellan X-band och stationär regnmätning av typen tipping bucket, och en indirekt jämförelse mellan de olika regnmätarmetoderna som indata i en avrinningssimulering för två små urbana avrinningsområden.
Inte nödvändigt för alla kommuner
Resultatet från utvärderingen av anläggningarna i Dalby och Helsingborg visade, föga förvånande, att data från två radaranläggningar ger ett mer exakt resultat i det överlappande området än om data från bara en anläggning används. De kombinerade anläggningarna var också mer heltäckande än mätningen som gjordes med traditionella regnmätare, då ju dessa endast ger information i den punkt där mätaren är installerad.
En X-bandradar kostar dock ungefär 3 miljoner kronor, att jämföra med en tipping bucket, där kostnaden ligger mellan 15–20 000 kronor. Enligt Nicholas South är det inte heller nödvändigt för de allra flesta kommuner att investera i en väderradar.
– Vi såg att vanliga stationära regnmätare fungerar bra, särskilt för mindre avrinningsområden. Det man ska komma ihåg är att avståndet mellan mätarna inte får vara för stort för att resultatet ska vara tillförlitligt. En bra tumregel som man kan utgå ifrån är att det bör finnas en mätare per 3 kvadratkilometer. Det är en täthet på mätare som ytterst få svenska kommuner har idag.
Potential att optimera driften av reningsverk, pumpstationer och ledningsnät
Utöver denna studie pågår just nu även utvärdering av X-bandradar inom Vinnovaprojektet Future City Flow. Där använder NSVA och VA SYD regninformationen som erhålls från X-bandanläggningarna i en ledningsnätsmodell för två reningsverk i syfte att kunna optimera driften av reningsverken, pumpstationer och ledningsnät med den mer högupplösta regninformationen.
– Genom att använda data från X-bandradar, tillsammans med regndata från C-bandteknik och traditionella regnmätare får man en mycket heltäckande regninformation med olika tidshorisonter som gör att man på reningsverket bättre hinner förbereda sig inför ett kraftigt regn. Förhoppningen är att det i sin tur ska minska bräddningar av avloppsvatten, berättar Nicholas South.
NSVA och VA SYD ingår numera också i den danska radarklubben VEVA (Väderradar inom VA) där danska VA-organisationer tillsammans bedriver forskning och projekt om X-bandradar.
– Detta innebär också att väderdata från både Sverige och Danmark framöver kommer att kunna bearbetas på ett enhetligt sätt vilket förhoppningsvis kommer att minska gapet mellan X-bandradar i forskning till mer praktisk tillämpning av tekniken i VA-branschen, säger Nicholas South.
Finns fortfarande kunskapsluckor
Sammanfattningsvis visar studien att överlappande observationer som görs med två X-bandradar kan möjliggöra ännu mer pålitliga uppskattningar av regn. Tekniken öppnar upp nya utvecklingsmöjligheter för VA-branschen, inte minst när det gäller drift av ledningsnät, väderstyrning av ledningsnät och reningsverk samt utvecklingen av publika varningssystem vid kraftiga regn. Enligt Nicholas South återstår dock en del arbete innan X-bandradar blir en vedertagen metod för regnmätning i Sverige.
– Det är fortfarande endast ett fåtal personer i Sverige som testat X-bandradar och som förstår hur man ska tolka erhållna data och vilka felkällor som finns. Vår förhoppning med rapporten är att fler ska kunna ta till sig tekniken och dess potential.
Ladda ner och läsa hela rapporten om kombinerade X-bandsanläggningar som väderradar via Svenskt Vattens hemsida. (öppnas i ny flik)
Fullständig referens: South N., Hammarlund H., Palo M., Granath S., Falk E., Steen Kronborg S., Bengtsson A., Dahl S., Bengtsson S., Aspegren H., Olsson J., van de Beek R., Larsson R., Berndtsson R., Hosseimi H. och Hashemi H. (2022). Kombinerade X-bandsanläggningar som väderradar. Jämförelse med etablerade metoder för regnmätning. SVU-rapport 2022-10. Stockholm, Svenskt Vatten.
