Kvantifiering av klimatförändringarnas påverkan på den byggda miljön på regional skala

Forskningsprojekt, 2021 – 2025

Vårt samhälle, det vill säga byggnader, broar, tunnlar, väg och järnväg mer mera, är
byggd på jord och berg. De tekniska egenskaper av jord och berg påverkas av den
geologiska och mänskliga historien samt miljöförhållanden såsom grundvatten, erosion
och vattenflöde. I Nordiska länderna kommer klimatförändringar att resultera i mer
oregelbunden nederbörd och skyfall samt mer extrema temperaturvariationer. Yt- och
grundvattenflöde påverkar infiltration och avrinning, såväl som erosion, vilket kan
destabilisera slänterna och orsaka skred. Å andra sidan vi kan få ogynnsamma
sättningar och töjningar, som skadar byggnader, broar och strategiska infrastruktur.
Särskilt utmanande är de sensitiva lerorna som finns i västkusten av Sverige i stora
massor som utgör en stor naturfara. Därför kommer både markdeformationer och
stabilitet av sensitiva leror att påverkas av klimatförändringar. I nuläget finns det inga
modeller som kan kvantifiera klimatförändringarnas inverkan på geo-strukturernas
stabilitet och markrörelser i regional skala, med hänsyn till den naturliga variabiliteten
hos sensitiva leror. Nya experimentella data från Chalmers testplats närä Göta Älv
kommer att användas för att expandera modellerna för simulering hur förändringar i
temperatur och vattenmängd influerar respons hos vattenmättade naturliga leror för att
beskriva processerna i den delvis mättade torrskorpan som kommer att förändras med
klimatförändring. En viktig komponent kommer att ha ett effektivt skalbart ramverk för
fysik-baserad modellering. För detta vi ska utnyttja kärnan som utvecklats som en del
av Digitaal Tvillingar och FEniCS-projektet på Chalmers, som är öppna plattformar för
andra människor och företag att använda. En nyckelaspekt kommer att vara inkludering
av den variabiliteten hos naturliga jordar, och den sannolikhetsbaserade naturen hos
miljöbelastningen på relevanta gränssnitt (atmosfär, övre och nedre akvifer).
Ramverket kommer att tillämpas för kvantitativ modellering av geoteknisk
klimatpåverkan i förhållande med två exempel: grundvattensänkning i stadsmiljö
(Göteborg) och en marginellt stabil slät på kvicklera nära Göta älv. Den resulterande
kvantitativa ramverket för geoteknisk påverkansmodell möjliggör prognoser för
klimatförändringarnas påverkan på den byggda miljön.