Results
This paper focuses on the urban hydrogeological studies that have to be implemented in the activity of cities planning, decision making and management in order systematically to support their resilience and sustainability. Besides focus is on improvement of the following topics: assessment of sustainability and resilience, the importance of subsurface conditions, hydrogeological/hydrological conditions and the need of comprehensive planning.
Natural and Man-Made Processes
The meaning of using sound knowledge of subsurface conditions is clear. The freshwater cycle with all its components and external influences plays an important role in decision-making. The location, amount, density, and spatial and temporal scales (Tables 1–4) highlight how much natural and man-made environments have changed and their impact.
Как описано ранее (например, в Разделе 2), городские районы требуют более подробного и точного картирования из-за более интенсивного землепользования и воздействия на гидрогеологический водосбор. Как правило, в целях городского планирования и управления мы ищем места, подходящие для определенных характеристик землепользования/покрытия, таких как решения, основанные на природе (например, расширенные зеленые/синие зоны), области с негативным воздействием из-за антропогенных или природных опасностей. или результаты комбинированного землепользования, просто вызывающие негативную эволюцию.
Типичными признаками критических воздействий являются нежелательные изменения в землепользовании/покрытии или уровне местности, нежелательные изменения уровня грунтовых вод или глубины грунтовых вод под землей или нежелательные изменения частоты наводнений. Картирование обнаружения изменений может быть основано на результатах оценок или мониторинга уровней подземных вод в скважинах, но может быть и обнаружением изменений конкретных признаков на картографических картах, геофизической или спутниковой информации и т.п.
Синтез результатов может выполняться как часть сопоставления данных, как спутниковое картирование землепользования/почвенного покрова, как обнаружение изменений на земле/геологии и как картирование воздействий на подземные или поверхностные воды. Анализ пригодности ГИС (или анализ воздействия) использует неприемлемые и приемлемые различия между нормальной и изменившейся ситуацией. Частью этого анализа является взвешенное наложение слоев ГИС.
4. Результаты
В этой статье основное внимание уделяется городским гидрогеологическим исследованиям, которые необходимо внедрить в деятельность по планированию, принятию решений и управлению городами, чтобы систематически поддерживать их устойчивость и устойчивость. Кроме того, основное внимание уделяется совершенствованию следующих тем: оценка устойчивости и сопротивляемости, важность недр, гидрогеологические/гидрологические условия и необходимость всестороннего планирования.
4.2. Природные и техногенные процессы
Смысл использования надежных знаний о подземных условиях ясен. Круговорот пресной воды со всеми его компонентами и внешними воздействиями играет важную роль в принятии решений. Расположение, количество, плотность, а также пространственные и временные масштабы (таблицы 1–4) показывают, насколько сильно изменилась естественная и созданная человеком среда и их влияние.
In Odense, observations during the last few hundred years show a strong anthropogenic influence on the natural water system in urban areas, whose consequences are first understood many years after their implementation [25]. It is also observed that the effect of non-governed actions (groundwater abstractions, drainage, piping, infrastructures, etc.) likewise influence the hydrological system. These actions initially individually seem to be small or unimportant, but over a time-span of years, it is realized that they amount to a significant impact.
Improved quality and access to information improves urban hydrogeological information and results in improved decision-making and management to support the city resilience and sustainability.
The present conceptual urban model for Odense is based on selected typical projects in Odense (see Figure 4). Since the urban modelling in Odense started, several new projects have arisen covering a broad variety of natural and man-made processes (protection of wellfields, impacts of climate changes, city-quarters with SuDS, new big subsurface constructions etc.). These forewarn on groundwater flooding or sea level rise and confirm the need and rationale behind a more permanent and integrated city urban model solution. As example of development: As some of the wells in the city were abandoned a new well field west of Odense were established. This action induces a new situation with a mapping project aiming to protect the catchments of both the remaining wells in Odense and the new wells established in recreational surroundings outside the city. This new mapping is already under realization.
В Оденсе наблюдения за последние несколько сотен лет показывают сильное антропогенное влияние на естественную водную систему городских территорий, последствия которого впервые осознаются спустя много лет после их осуществления [25]. Также отмечается, что влияние неуправляемых действий (забор подземных вод, дренаж, трубопроводы, инфраструктура и т. д.) также влияет на гидрологическую систему. Эти действия первоначально по отдельности кажутся небольшими или неважными, но с течением времени становится понятно, что они оказывают значительное влияние.
Повышение качества и доступа к информации улучшает городскую гидрогеологическую информацию и приводит к улучшению процесса принятия решений и управления для поддержки устойчивости и устойчивости города.
Настоящая концептуальная городская модель Оденсе основана на избранных типовых проектах Оденсе (см. рис. 4). С момента начала городского моделирования в Оденсе возникло несколько новых проектов, охватывающих широкий спектр природных и антропогенных процессов (защита колодцев, воздействие климатических изменений, городские кварталы с SuDS, новые крупные подземные сооружения и т. д.). Они предупреждают о затоплении грунтовыми водами или повышении уровня моря и подтверждают необходимость и обоснование более постоянного и интегрированного решения городской модели города. В качестве примера развития: поскольку некоторые колодцы в городе были заброшены, к западу от Оденсе было заложено новое колодцев. Это действие создает новую ситуацию с картографическим проектом, направленным на защиту водосбора как оставшихся колодцев в Оденсе, так и новых колодцев, установленных в рекреационных окрестностях за пределами города. Это новое отображение уже находится в стадии реализации.
‘New’ Urban Model Design
This paper concentrates on providing an evaluation of improvements in urban modelling from standardized data and modelling. Procedures includes modelling of the hydrogeological and anthropogenic layers and methodologies to work with different models and model scales. Additionally, an example of an assessment combining the climate related impacts of increased runoff from Odense River Catchment, a sea level rise in Odense Fjord and flooding in Odense River is provided.
A part of the process, development in future urban monitoring is important, but often affected by several artificial processes, and requires supplementary regional data and limiting values.
Integrated Urban Hydrogeological System
For the technical part of the solution, we have described a design to deal with hydrogeological and hydrological conditions (see Figure 12). The purpose is to contribute with data, model, assessment, and knowledge based decision support to the planning and management. Visualization of data outcomes, whether they appear just in collated form, as impact results of models or results of GIS analysis is an important part of the dissemination of the integrated system.
Figure 12. Interaction between Urban Planning System and hydrogeological studies in a City-Scale Hydrogeological Framework. Urban planning contributes with requirements, and hydrogeologists deliver consequences—in a continuous Driver-Pressure-State-Impact-Response (DPSIR) loop until a solution is found.
4.3. «Новый» дизайн городской модели
В этой статье основное внимание уделяется оценке улучшений в моделировании городов на основе стандартизированных данных и моделирования. Процедуры включают моделирование гидрогеологических и антропогенных слоев и методики работы с моделями различных масштабов. Кроме того, приводится пример оценки, объединяющей связанные с климатом воздействия увеличения стока из водосбора реки Оденсе, повышения уровня моря во фьорде Оденсе и наводнения на реке Оденсе.
Являясь частью процесса, развитие мониторинга городов в будущем важно, но часто зависит от нескольких искусственных процессов и требует дополнительных региональных данных и предельных значений.
4.4. Комплексная городская гидрогеологическая система
Что касается технической части решения, мы описали проект с учетом гидрогеологических и гидрологических условий (см. Рисунок 12). Цель состоит в том, чтобы внести свой вклад в планирование и управление с помощью данных, моделей, оценок и поддержки принятия решений, основанных на знаниях. Визуализация результатов данных, независимо от того, появляются ли они только в сопоставленной форме, как результаты воздействия моделей или результаты анализа ГИС, является важной частью распространения интегрированной системы.
Рисунок 12. Взаимодействие между системой городского планирования и гидрогеологическими исследованиями в гидрогеологической структуре городского масштаба. Городское планирование вносит свой вклад с требованиями, а гидрогеологи создают последствия — в непрерывном цикле «водитель-давление-состояние-воздействие-реакция» (DPSIR) до тех пор, пока не будет найдено решение.
Planning for Increased City Resilience and Sustainability
Urban hydrogeological studies of the groundwater level evolution requires data to establish trends and assess limitations. Assessments must determine the climate changes forcing impacts and trends from monitoring data. The accuracy of urban area modelling is determined by data density, coverage, and connection to other models.
Planning and management must be based on the urban assessments and evaluate the evolution. To achieve a resilient and sustainable management of urban areas, the approach must be both strategic and operational. Operational resilience requires involvement, co-production, risk awareness and information, and must be built on well-defined processes, indicators and modelling.