Vandstandsmålermanual Kommunemøder, okt. 2018

Præsentationer af emnet: "Vandstandsmålermanual Kommunemøder, okt. 2018"— Præsentationens transcript:

1 Vandstandsmålermanual Kommunemøder, okt. 2018

2 Marine vandstandsmålere
Marine vandstandsmålere er normalt placeret i havneområder, ved sluser eller ved kystbeskyttelsesanlæg, f.eks. Høfder Måler er normalt installeret i et grå rør, kasse En stormflodssøjle er principielt også en vandstandsstandsmåler – registrer kun maks-værdiem Kommunemøder Vandstandsmålermanual

3 Vandstanden i havet Målernes opgave er at registret en vandoverflade, som konstant er i bevægelse. Vandstanden er højden af havet målt i forhold til Dansk Vertikal Reference 1990 (DVR90). Vandstanden varierer på tidsskalaer fra sekunder (bølger) over timer (tidevand og stormfloder) til århundreder (klimaforandringer). Vejrets påvirkning af havet skyldes først og fremmest vind og forskel i lufttryk, der giver havstrømme og ændringer i vandstanden. Det ses specielt ved kysterne, hvor vandet bliver stuvet sammen af vinden. Ved kraftig vind og stormfloder kan vandstanden ved de danske kyster stige eller falde flere meter. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

4 Indhold Formål og forløb Kortlægning Manual Udbytte
I oplægget gennemgås: Formål og forløb Kortlægning af marine måler (var indhold af 1. etape) Vandstandsmålermanual (var indhold af 2. etape) Resultater af en gennemført spørgesskemaanalyse Udbytte Kommunemøder Vandstandsmålermanual

5 Offentliggørelse af kortlægningen
Baggrund og formål Vandstandsdata anvendes af mange offentlige og private aktører i Danmark. Kravet til typer af data og nøjagtighed varierer pga. den brede opgaveportefølje. Behandling og brug af data viser målerudfald af længere eller kortere varighed, utilstrækkelig kvalitet eller undladt kvalitetskontrol. Kommissorium Kortlægning og beskrivelse af målernes drift og datahåndtering. Afdækning og kategorisering af fejlkilderne under målernes drift Kortlægning og vurdering af målernes geografiske placering Kortlægning af fremadrettede muligheder for dataanvendelsen og datatilgængeligheden Afdækning af status over eksisterende dataserier; herunder digitalisering af ældre målerserier Deltagere i arbejdsgruppen Kystdirektoratet (Projektleder) Danmarks Meteorologiske Institut Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering Miljøstyrelsen DTU Space Baggrund Det danske samfund er baseret på en meget høj grad af planlægning. Helt grundlæggende er højdesystemet i meget høj kvalitet. Vandstandsmålinger er et vigtigt referencepunkt i beregning af højdesystemet, da middelvandstandsniveauet bruges som reference for Danmarks højdenet. Det er ligeledes vigtigt at kende vandstanden til en række andre formål, blandt andet miljøovervågning, tidevandsberegning, sejladssikkerhed og søopmåling. Viden om vandstanden nationalt og internationalt er f.eks. et vigtigt forskningsområde. Hvordan udvikler middelvandstanden sig, hvad betyder det for bølger, oversvømmelse, erosion, saltbalance, det terrænnære grundvand i kystområderne og iltniveau i Østersøen og meget andet? Vi er nødt til at kende fortiden for at forstå nutiden og forudsige fremtiden. Vi deler observationer af vandstanden i høj kvalitet internationalt og bruger observationer og viden fra vores nabolande og resten af verden. Derfor er det afgørende at have målinger af vandstanden i høj kvalitet, og at kende den samlede usikkerhed på målesystemet, altså usikkerheden fra både instrument, installation, de fysiske forhold i målesituationen, mv. Offentliggørelse af kortlægningen Opstart 1. etape Kommissorium 1. etape 03/2015 06/2017 08/2015 Kommunemøder Vandstandsmålermanual

6 Infrastrukturrapport
Rapportens indhold Infrastrukturrapport Resume Indledning Forretningsområder for vandstandsdata Målertyper, geografiske placeringer og dataserier Målernes opsætning, service og drift Kvalitetskontrol af måledata og datalagring Vurdering af målernes geografiske placering Datatilgængelighed Optimering af vandstandsmålingens nuværende infrastruktur Bilag 1-6 Præsentation af rapportens opbygning, og … Første etape er igangsat af Kystdirektoratet for netop at tilvejebringe et samlet nationalt overblik over alle marine vandstandsmålere og en nærmere kortlægning af udfordringerne ved de nuværende vandstandsmålinger i Danmark. Kortlægningen skal belyse og dokumentere den nuværende anvendelse af marine vandstandsmålere, samt vandstandsmålere i vandløb, der er under marin indflydelse i forbindelse med ekstremhændelser, og munde ud i anbefalinger til en mere optimeret fremadrettet drift af målere og håndtering af vandstandsdata. Der blev undersøgt og beskrevet vandstandsmålernes infrastruktur, herunder målernes fysiske forhold og drift samt databehandlingen, datalagringen og datatilgængeligheden, inklusiv fejlkilder i forbindelse med dataregistrering og datahåndtering. Rapporten afdækker desuden status for eksisterende dataserier og peger herunder på, hvorvidt og hvorledes digitalisering af ældre målerserier skal prioriteres. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

7 Forretningsområder for vandstandsdata
Vandstandsdata anvendes af … eller danner grundlaget for … Varsling af forhøjet vandstand (DMI) Kommunale beredskaber (stormflod) KDIs stormflodsberedskab Højvandsstatistikker Stormrådet Modeludvikling og verifikation (stormflodsmodel - internationalt samarbejde) Vandmiljøovervågning Nationalt højdemodel Landbevægelser Søopmåling Sejladssikkerhed (FCOO, Vessel Traffic Service entrne, Lodserier) Erhvervssejlads Fritidssejlads Public service ifm. fritidsaktiviteter, adgang til tidevandspåvirkede områder Udiklingsarbejde Dataudveksling, national og international Tidevandstabeller Tsunamivarsling Universitær forskning Rådgivere Husdyravl Kort præsentation af forretningsområder I Danmark har vi mange vandstandsmålere. Nogle målere skal have en kvalitet, så de kan bruges i forhold til specifikke formål, for eksempel stormflodsvarsling, mens andre stationers kvalitet skal matche flere forretningsområder (formål), der stiller øgede krav, for eksempel beregning af stormflodsstatistik og vurdering af klimaforandringer. Fælles er, at etablering og den daglige drift af marine vandstandsmålere er afgørende for den samlede kvalitet af observationerne fra en vandstandsstation. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

8 Målertyper Trykmåler Flydermåler Radar/ultralyd
- Tre forskellige slags Flydermåler Radar/ultralyd Følsom overfor temperatur og saltindhold Tåler ikke frost Instrumenter til vandstandsmåling kan inddeles efter metode og teknologi, hvilket er sammenfaldende med placering ift. vandsøjlen: - Radar og ultralyd – målere placeret over vandoverfladen - Flyder – målere placeret på vandoverfladen - Trykmålere – målere placeret under vandoverfladen Kommunemøder Vandstandsmålermanual

9 Antal og placering af vandstandsmålere
Over 120 målere på mere end 90 lokaliteter (2017) DMI: 33 målere KDI: målere MST: målere Lokalt ejede: 29 målere ”Tallene er meget dynamisk – der kommer hele tiden nye, og der nedlægges eksisterende.” Danmark har et net af vandstandsmålere med over 100 målere, fordelt på mere end 90 lokaliteter. Målernettet dækker et meget varieret dansk kystlandskab med åbne kyster, fjorde, sunde og bælter. Figur giver et overblik over alle de marine og marint påvirkede vandstandsmålere, der ved udarbejdelse af denne rapport er kendskab til. Målerne er markeret efter ejer/driftsansvarlig, dvs. DMI, Kystdirektoratet, Miljøstyrelsen eller lokalt ejede målere. De 29 lokalt ejede målere ligger også spredt ud over hele landet og supplerer de statsligt ejede målere. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

10 Analog/digital måling
For ca. halvdelen af målerne findes der digitale data fra omkring årtusindeskiftet, mens de resterende er kommet til senere. Heraf har hovedparten af målerne korte tidsserier på mindre end 15 år, med undtagelse af en enkelt, hvor der findes data tilbage til 1996. Foruden de digitale data, kendes der til omkring 200 års analoge data tilsammen fra seks af de kommunale målere. En digitalisering af de analoge data er fortsat udstående (er meget tidskrævende) Kommunemøder Vandstandsmålermanual

11 Konklusion, 1. etape Vandstandsmålerne står i udsatte miljøer og kræver vedvarende service og vedligehold Indsæt nyt billede Format: H19,05 x B25,4 cm 1. Klik på billede-ikonet og indsæt billede i korrekt størrelse 2. Højreklik på billedet og placér det bagerst Renses, efterspændes, indmåles, nulstilling/udskiftning af elektronisk udstyr Optimeringsforslagene i fire kategorier: Vandstandsmanual og kategorisering af målere Målerteknik og drift af målere Måledata og kvalitetskontrol Antal og placering af vandstandsmålere Kortlægningen af vandstandsmålernes nuværende infrastruktur viser et behov for optimering. Arbejdsgruppen opstillede en række optimeringsforslag, der har til formål at forbedre forholdene omkring datalagring, kvalitetskontrol og datatilgængelighed. Det vigtigste optimeringsforslag omfatter udarbejdelsen af en vandstandsmålermanual, der bygger på en gruppering af målerne. Vandstandsmålermanualen vil indeholde en beskrivelse af et standardiseret behov for driften af vandstandsmålere, inklusive opsætning, service, datakommunikation, kvalitetskontrol og datalagring. Ved gruppering sættes det standardiserede behov for vandstandsdata i relation til de forskellige forretningsområder. Kortlægningen har endvidere vist, at vedligehold og service af målerne samt kvalitetskontrol af data påkræver de rette ressourcer. Ressourcerne bør derfor afsættes ved de aktører, som driver vandstandsmålere for at sikre nøjagtigheden af dataene. En fuldendt vurdering af vandstandsmålernes geografiske placering og antal bør udarbejdes på baggrund af en vandstandsmålermanual og kategorisering for vandstandsmålere. De nuværende vandstandsmålere bør tilordnes de definerede kategorier. Sammenholdt med behovet inden for de forskellige forretningsområder, vil dette nationale overblik over vandstandsmålerne skabe grundlaget for at vurdere målernes geografiske placering og antal. Vandstandsmålingens infrastruktur er kompleks og involverer mange interessenter. Optimeringer kan foretages på mange punkter. Nogle optimeringsforslag vil kunne gennemføres relativt let, mens andre kræver længere tids arbejde, herunder løbende opfølgning og vurdering af ændrede behov. Der foreslås derfor oprettelse af et fast udvalg for den nationale vandstandsmålings infrastruktur og data. Udvalgets ansvar er regelmæssigt at forholde sig til vandstandsmålernes infrastruktur med henblik på at sikre den mest optimale infrastruktur. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

12 2. etape Kommissorium, 2. etape
Udarbejdelse af en vandstandsmålermanual Definition og fastlæggelse af kategorier for marine vandstandsmålere Udarbejdelse af en bred informations- og formidlingsproces der introducere vandstandsmålermanualen Deltagere i arbejdsgruppen Kystdirektoratet (Projektleder) Danmarks Meteorologiske Institut Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering Miljøstyrelsen DTU Space Offentliggørelse af manualen Præsentation Stormråde Indbudt høring Spørgeskema- undersøgelse Opstart 2. etape Kommissorium 2. etape 02/2017 06/2017 02/2018 06/2018 09/2018 09/2018 Kommunemøder Vandstandsmålermanual

13 Vandstandsmålermanual
Rapportens indhold Forord Indledning Den marine vandstand: Rammesætning og begreber Instrumenter til måling af vandstand Etablering, overvågning og datatransmission Niveausikring Oversigt fejlkilder Forudsætninger og anbefalinger Bilag A: Fejlkilder og målenøjagtigheder Bilag B: Tjekliste for service af marine vandstandsmålere Bilag C: Kvalitetskontrol ved DMI Kort præsentation af manualens opbygning. Manualen er et konkret redskab til ejere og/eller driftsansvarlige for private og offentlige marine vandstandsmålere, der uanset formål gerne vil bidrage til det samlede nationale datagrundlag. Manualen beskriver behovet for kvalitetssikrede marine vandstandsmålinger og forudsætninger samt anbefalinger til infrastrukturen for marin vandstandsmåling. Dette sættes i relation til forskellige formål og forretningsområder. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

14 Fejl og usikkerheder Figuren viser grafisk estimering af de samlede fejl på et vandstandsmålersystem. Figuren viser de forskellige usikkerhedsområder og estimater angivet i mm. For at komme frem til en samlet fejl på et vandstandsmålersystem, opsummeres de forskellige værdier til den samlede systemusikkerhed. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

15 Fejl og usikkerheder Figuren viser grafisk estimering af de samlede fejl på et vandstandsmålersystem. Figuren viser de forskellige usikkerhedsområder og estimater angivet i mm. For at komme frem til en samlet fejl på et vandstandsmålersystem, opsummeres de forskellige værdier til den samlede systemusikkerhed. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

16 Maks. fejl iht. vandstandsmålersystemer
Eksempler på maksimale fejl på specifikke vandstandsmålersystemer. Disse fejlestimater er gældende, når instrumenterne er indmålt uafhængig af den aktuelle vandstand. Hvis vandstandsmåleren justeres ud fra aflæsning af vandstandsbræt, skal der tillægges en fejl på ca. 20 mm. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

17 Kategorier af Vandstandsmålere
Gruppe A: Præsentation af vandstandsdata på dmi.dk Stormflodsvarsling (national) Stormflodsvarsling (lokal) Miljøovervågning og -modeller Salg og udlevering af vandstandsdata Gruppe B: Verifikation af modeller Verifikation af varsler Tidevandstabeller Gruppe C: Højvandsstatistikker Vurdering af stormflod Danmarks referencenet Klima- og vandstandsændringer Kommunemøder Vandstandsmålermanual

18 Emner til beskrivelse af forudsætninger og anbefalinger
Kommunikation af data Datatransmission fra måleren til dataserveren, se Kapitel 4.3. Dataformat Hvorvidt specifikt format kræves. Datatilgang til DMI Hyppighed for datatilgang til DMI. Tidsstempel Hvornår målingen skal foretages. Afsendelsestid Tid fra tidsstempel til data afsendes. Niveausikring Indmåling af vandstandsmåleren til en geodætisk højdereference. Målenøjagtighed på systemet Samlet nøjagtighed på måling og processering, se Kapitel 3, 4 og 6. Datadækning Længde på dataperioden = Længde på tidsserien – Huller/udfald af målinger. Dataserielængde Længde på dataserien. Meta-information Information om vandstandsmåleren som f.eks. geografisk placering. Service af udstyr: verifikation og evt. kalibrering Service af måleinstrumentet og tilhørende udstyr, se Kapitel 4.2. Oplysninger om driftsansvarlig og ejer Kontaktoplysninger på personer, som lokalt er ansvarlige for målerens drift. Salg/udlevering Aftaler med måleejerne, som regulerer evt. salg eller udlevering af vandstands-data. 24/7 beredskab Kontaktoplysninger til relevant beredskab, hvis måleren indgår i lokal stormflodsvarsling. Varslingsniveau Krav til fastsættelse af varslingsniveauer. Overvågning Anbefalinger om overvågning, se Kapitel 4.2. Back-up el Elforsyning af måleren i tilfælde af nedbrud af el-nettet. Det er afgørende at have målinger af vandstanden i høj kvalitet, og at kende den samlede sikkerhed på målesystemet, dvs. usikkerheden fra både instrument, installation, de fysiske forhold i målestationen m.v. For at overskueliggøre mulighederne for synergi, forbedre den daglige drift af marine vandstandsmålere og højne kvaliteten af det samlede regionale og nationale datagrundlag, beskrives forudsætninger og anbefalinger for de forskellige forretningsområder. Der er forretningsområder, hvor der er få forudsætninger og anbefalinger til kvaliteten af data, og områder, hvor der er flere. Omfanget af forudsætninger og anbefalinger afhænger af den opgave eller det produkt, der ligger i hvert forretningsområde. Der er formelle og tekniske forudsætninger til at forbedre den daglige drift af målerne, samt kvaliteten af det samlede regionale og nationale datagrundlag af marin vandstandsmåling. Under anbefalingerne anføres muligheder for yderligere at forbedre den daglige drift og datakvaliteten. Beskrivelsen af forudsætninger samt anbefalinger til hvert forretningsområde har dog vist, at der kan opstilles tre grupper, henholdsvis Gruppe A, Gruppe B og Gruppe C. Gruppe A omfatter forretningsområder, hvor der er få forudsætninger til kvaliteten af data, Gruppe B omfatter flere forudsætninger, og Gruppe C omfatter de forretningsområder, hvor der er flest forudsætninger og anbefalinger til kvaliteten af data for marin vandstandsmåling. Kommunemøder Vandstandsmålermanual

19 Udbytte Infrastrukturrapport Kortlægning af målernes placering og type
Oversigt og beskrivelse af forretningsområder Beskrivelse af målertyperne, samt deres fordele og ulemper Sammenstilling af vigtig viden og informationer Vandstandsmålermanual Danmarks første manual for marine målere -> systematisk oversigt over fejlkilder og usikkerheder -> forudsætninger og anbefalinger, opdelt efter 3 grupper Redskab til at bidrage til det samlede nationale datagrundlag, stille forretningsområder over for forudsætninger, motivere til at højne kvaliteten af vandstandsmålinger Kommunemøder Vandstandsmålermanual