Probabilistic cost-benefit analysis for mitigating hydrogeological risks in underground construction
Responsible organisation
2022 (English)In: Tunnelling and Underground Space Technology, ISSN 0886-7798, E-ISSN 1878-4364, Vol. 131, article id 104815Article in journal (Other academic) Published
Abstract [sv]
Läckage av grundvatten till undermarksanläggningar kan orsaka grundvattensänkning, sättningar och sättningsskador i den bebyggda miljön. För att minska risken för skador måste åtgärder för att minska riskerna ofta vidtas. Syftet med denna artikel är att beskriva och demonstrera en probabilistisk kostnads-nyttoanalysmetod för att bedöma den samhällsekonomiska lönsamheten av att investera i olika riskreducerande alternativ. Eftersom underjordisk konstruktion alltid är förknippad med osäkerheter använder analysen sannolikhetsfördelningsfunktioner för osäkra parametrar och Monte Carlo-simuleringar för att kvantifiera sannolikheter för skador och implementeringskostnader. Det föreslagna tillvägagångssättet exemplifieras av en fallstudie, vägtunnelprojektet Förbifart Stockholm i östra Sverige, för vilket fyra riskreducerande alternativ utvärderades. Sammanfattningsvis hjälper metoden till att belysa de ekonomiska effekterna av olika riskreducerande metoder och utgör ett transparent stöd för beslut om implementering av riskminimering. För fallstudien visar analysen att implementeringskostnaderna på ~7000 MSEK (700 miljoner EUR) för riskminimering som krävs för att uppfylla de juridiska kraven från Miljö- och Jordbruksdomstolen, i form av ambitiösa tätningsåtgärder, är oproportionerliga i förhållande till fördelarna med ~50 MSEK (5 miljoner EUR) i form av minskad skaderisk för den bebyggda miljön. Med andra ord spenderas miljarder SEK av skattebetalarnas pengar på onödiga utgifter för att uppfylla lagkrav utan samhällsfördelar. Artikeln bidrar med ny kunskap om hur hydrogeologiska modeller och etablerade metoder för samhällsekonomisk analys kan kombineras för hantering av hydrogeologiska risker.
Abstract [en]
Leakage of groundwater into underground facilities can subsequently cause groundwater drawdown, subsidence and subsidence damages to the built-up environment. In order to reduce the risk of damage, measures to mitigate the risks must often be implemented. The aim of this paper is to describe and demonstrate a probabilistic cost-benefit analysis approach to assess the economic profitability of investing in different risk mitigation alternatives. Since underground construction is always associated with uncertainties, the analysis uses probability distribution functions for uncertain parameters and Monte Carlo simulations to quantify probabilities of damage and implementation costs. The proposed approach is exemplified with a case study, the road tunnel project Bypass (F¨orbifart) Stockholm in eastern Sweden, for which four risk mitigation alternatives were evaluated. In conclusion, the approach helps to highlight the economic effects of different risk mitigation approaches and constitute a transparent support for decisions on implementation of risk mitigation. For the case study, the analysis indicates that the implementation costs of ~ 7000 MSEK (700 million EUR) for risk mitigation needed to fulfil the legal requirements, from the Swedish Land- and Environmental court, in the form of ambitious sealing strategies are disproportionate relative to the benefits of ~ 50 MSEK (5 million EUR) gained in the form of reduced damage risk for the built-up environment. In other words, billions SEK of taxpayers’ money are spent on unnecessary expenses to fulfill legal requirements without societal benefits. The novelty of the paper constitutes the coupling of models and combination of established methods for management of hydrogeological risks.
Place, publisher, year, edition, pages
Elsevier , 2022. Vol. 131, article id 104815
Keywords [sv]
Byggande, hydrogeologi, vatten, grundvatten, undermarksbyggande
National Category
Infrastructure Engineering Geotechnical Engineering and Engineering Geology
Research subject
FOI-portföljer; FOI-portföljer, Bygga
Identifiers
URN: urn:nbn:se:trafikverket:diva-22316DOI: 10.1016/j.tust.2022.104815Archive number: TRV 2020/92852OAI: oai:DiVA.org:trafikverket-22316DiVA, id: diva2:2088335
Projects
Samhällsekonomisk analys för rimlighetsbedömning av villkor för grundvattenbortledning
Funder
Swedish Transport Administration, TRV 2020/928522026-07-272026-07-272026-07-27