JPI Water - INnovations for eXtreme Climatic EventS

De overordnede målene for INnovation for eXtreme Climatic EventS (INXCES) prosjektet var å utvikle nye innovative teknologiske metoder for risikovurdering og skadebegrensning av ekstreme hydroklimatiske hendelser og optimalisering av urbane vannavhengige økosystemtjenester for nedbørsfelt, for et spekter av nedbørshendelser. Det er allment anerkjent at ekstreme hendelser som flom og tørke er en økende utfordring, spesielt i urbane områder. Innen INXCES prosjektet er det utviklet en Quick-scan-metode for flomutsatte områder i byer. Det er basert på lett tilgjengelige GIS-data kombinert med 3D-visualisering, som er et sentralt aspekt for å forstå konsekvensene av flom på et planleggings- og utviklingsnivå. Ytterligere har INXCES identifisert overvannsfiltre med robusthet for hydroklimatiske ekstremhendelser kombinert med vannbehandling med høy ytelse. Forbedret forståelse av prosesser og modellering av snøsmelting, samt klimatiske påvirkninger på slike prosesser har vært et viktig tillegg for å lukke kunnskapsgapet om snøsmelting i urbane omgivelser. Endringer i vannmengden i undergrunnen, både i form av tørke og flom medfører endringer på overflaten. Det er mulig å kartlegge disse endringene ved å koble flere tidsserier med satellittobservasjoner (InSAR) til hydroklimatiske hendelser. Data fra Sentinel-1 satellitten, fra Copernicus programmet, er analysert med hydrologiske og hydrogeologiske data i byene Bergen (Norge) og Bukarest (Romania). Undergrunnen i byer er spesielt sensitiv til endringer i grunnvannsnivå, som grunnvannssenkning, med setninger og skader på bygninger og infrastruktur som følge. Det er behov for økt kunnskap og forståelse av vannrelaterte prosesser i byer siden grunnforholdene i byer er konstruert og ikke naturlig grunn. Naturlige og kjente prosesser er endret i bymiljøer. Resultater fra INXCES har belyst problemstillinger og mulighet for bruk av satellittdata for risikoanalyse. INXCES-prosjektet har utført flere samarbeidsfelteksperimenter og fullskala stresstest av grønne overflatevannløsninger som regnhager og infiltrasjonsbasseng. Dette gir viktig kunnskap til bevisbasen for hvordan disse overvannstiltakene fungerer under ekstreme hendelser. Formidling og kommunikasjon av INXCES-funn har blitt utført både på sosiale medier gjennom Twitter og Facebook, gjennom nettstedet INXCES og de vanlige nyhetsoppdateringene, og i fagmiljøer og sluttbrukermiljøer gjennom deltakelse i konferanser. Resultat fra INXCES er blitt presentert på et bredt spekter av konferanser med forskjellige målgrupper. Resultatene fra INXCES er publisert i ca. 20 åpne fagfellevurderte journalartikler, samt formidet og kommunikasjon i både sosiale fagfelle kanaler for å sikre at virkningsspesifikke mål oppnås. Prosjektet ble avsluttet med en konferanse gjennomført sammen med JPI Water-finansierte prosjekt MUFFIN, samt de svenske prosjektene Radar og SuRF, med den internasjonale konferansen ?Cities, Rain & Risk? i Malmö, Sverige, 13. - 14. juni 2019. I forkant av sluttarrangementet ble det arrangert en to-dagers Klimakafé, rettet mot unge fagpersoner, med målet om flerfaglig kunnskapsutveksling ved et "learning by doing" -arrangement i Augustenborg Eco-City. Resultatene fra ClimateCafé er publisert i Boogaard med flere 2020 og på: https://climatecafe.nl/2019/01/city-climatescan-malmo-will-be-held-10-14-june-2019/ https://www.climatescan.nl/projects/3375/detail https://www.swedenwaterresearch.se/event/cities-rain-and-risk/ https://www.mdpi.com/2071-1050/12/9/3694/htm

Utfordringer relatert til flom og tørke i byer er økende. INXCES har sett på forskjellige bærekraftige løsninger, både for implementering, vedlikehold og oppfølging. I Norge kan vi lære mye av andre lands erfaringer, samt at tiltak må tilpasses lokale forhold som grunnforhold og klima. Kartlegging av PET i felt med håndholdt XRF instrument sparer tid og analysekostnader. Dette er en viktig metode for vedlikehold av blå-grønne infiltrasjonsløsninger for overvann, som vil spare både tid og penger. Bruk av satellittdata fra Sentinel-1 har stort potensiale til å påpeke samt forstå sammenhengen mellom prosesser relatert til vann i grunnen og setninger og derav skader på overflaten. I bymiljø er dette mer omfattende enn hva anerkjent i dag. Her er det store kunnskapshull og et stort behov for videre forståelse. Problemstillingene er i dag under flere fagdisipliner hvor samarbeid på tvers er nødvendig for robuste løsninger for byer Utdanning av fremtidige problemløsere er veien å gå.

Hydroclimatic extreme events can produce urban flash flooding and droughts. In urban areas, anthropogenic activities above and beneath the terrain surface significantly alter the natural state of the water balance. Concrete and asphalt covering the ground, results in increased peak flood discharges and degraded water quality, through the entrainment and transport of pollutants (metals, organics and pathogens etc) and suspended particles. Inadequacies of urban drainage system can further spread contamination through combined sewer outflows. This polluted runoff threatens the health and function of aquatic ecosystems. Physically, flooding can cause damage to urban and vital communication infrastructure, which can cause severe financial strain on municipalities and insurance providers. To incorporate a greater resiliance for hydroclimatic extrems in storm water management it is necessary to improve the current state of the art for pollutant removal. The low cost methods(LCMs) should be able to handle a larger variance in flow with the option to treat greywater during droughts. Beside flooding, droughts are the other extreme, which coupled with extraction, also decrease groundwater levels in cities where public water supply depends on groundwater. Therefore, INXCES aims to deliver nature-based and innovative tools(3D visualisation) to make catchments more resilient to hydro-climatic events. The project will deploy satellite based radar analysis to study the ground movement under drought conditions, and assess its risk to urban infrastructure. The project will study hydraulics, redox and adsorption processes in LCMs to improve their robustness and design flexibility. Furthermore, to mitigate LCM's potential environmental impacts, project would study their life cycle impacts.Finally, the project will explore ways to mitigate risks of ground subsidence by developing recharge strategies i.e. collecting flood water and/or treated grey water for active infiltration.