Analysing the Impact of Soil Moisture on Runoff from Urban Green Areas and Its Application in Flow Modelling
Authors
Solnæs, Maria Behnk ; Hansen, Anna ; Vilsen, Helene Kirkebye
Term
4. term
Publication year
2025
Submitted on
2025-06-04
Pages
224
Abstract
Runoff from urban green areas is often overlooked in models of stormwater and drainage systems. This thesis examines how such runoff relates to soil moisture at three scales: the hillslope scale (small slopes), the urban subcatchment scale (neighborhood level), and a larger hydrological scale (a broader catchment area). As part of the MUDP project VandKant, sensors for volumetric water content (VWC)—which measure how wet the soil is—were installed, and flow measurements were collected at representative sites. Analyses across all three scales show a relationship between VWC and runoff generation, but its strength varies by scale. At the urban subcatchment scale, no statistically significant relationship is found because impervious surfaces like asphalt and roofs dominate. In contrast, a clear statistical link appears at the hillslope and larger hydrological scales, where green areas play a greater role. Finally, the thesis evaluates whether including VWC or DMI’s drought index (DI) can improve flow models. To test predictive skill, runoff at the larger hydrological scale was simulated using three simple models: a Linear Regression Model, an Extended Time–Area Model, and a Linear Reservoir Model. Results show that adding either VWC or DI generally improves model accuracy, underscoring the importance of soil moisture for predicting runoff at larger scales.
Afstrømning fra byens grønne områder overses ofte i modeller for regnvand og kloaksystemer. Dette speciale undersøger, hvordan sådan afstrømning hænger sammen med jordfugtighed på tre skalaer: skråningsniveau (små skråninger), urbant delopland (kvartersniveau) og en større hydrologisk skala (større oplandsområde). Som led i MUDP-projektet VandKant blev sensorer til volumetrisk vandindhold (VWC), der måler hvor våd jorden er, installeret, og der blev foretaget målinger af vandføring på udvalgte lokaliteter. Analyser på alle tre skalaer viser en sammenhæng mellem VWC og afstrømningsdannelse, men styrken varierer med skalaen. På urbant deloplandsniveau findes ingen statistisk signifikant sammenhæng, fordi tætte overflader som asfalt og tage dominerer. Derimod ses en tydelig statistisk kobling på skrånings- og større hydrologisk skala, hvor grønne områder spiller en større rolle. Til sidst vurderes, om inddragelse af VWC eller DMI’s tørkeindeks (DI) kan forbedre strømningsmodeller. For at teste forudsigelserne simuleres afstrømning på den større hydrologiske skala med tre simple modeller: lineær regressionsmodel, udvidet tid-areal-model og lineær reservoirmodel. Resultaterne viser, at inddragelse af enten VWC eller DI generelt forbedrer modellernes nøjagtighed, hvilket understreger jordfugtighedens betydning for at forudsige afstrømning på større skalaer.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Afstrømning ; Situationsafhængig ; Jordfugtighed ; Vandindhold ; Datadreven modellering ; Oversvømmelse ; Varsling ; Klimatilpasning ; Vand ; Urbane områder ; Vejle ; Lystrup ; Odense ; Hørsholm ; Regn