LANGRØNNINGEN OVERVANNSVURDERING

Transkript

1 ADRESSE COWI AS Tordenskjoldsgate Kristiansand TLF WWW cowi.no LANGRØNNINGEN OVERVANNSVURDERING OPPDRAGSNR. A DOKUMENTNR. 001 VERSJON 1 UTGIVELSESDATO UTARBEIDET Jørund Haugland / Tor Egil Larsen KONTROLLERT Tor Egil Larsen / Kåre Magnus Sæthren Grønning GODKJENT Kåre Magnus Sæthren Grønning

2 2 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN INNHOLD 1 Bakgrunn 3 2 Prinsipper for overvannshåndtering 3 3 Behov for fordrøyning og bassengvolum 6 4 Vannvegen og struping av utløp basseng 7 5 Rensing av overvann 7 6 Beregninger 8 Vedlegg 9

3 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 3 1 Bakgrunn Det planlagte, nye industriområdet Langrønningen vil medføre en endring i overvannssituasjonen ved at flater tettes, og vannskiller endres. COWI har på forespørsel fra Tellefsen Invest AS utarbeidet dette notatet som vil gjennomgå prinsippene for overvannshåndteringen på Langrønningen. Det er vist beregninger for hvilke areal som kan benyttes til å fordrøye avrenningen fra tette flater på en slik måte at områder nedstrøms ikke skal merke utbyggingen i for stor grad. Det er også påpekt problemstillinger som vil være aktuelle å ta hensyn til ved planlegging av ny E18. 2 Prinsipper for overvannshåndtering Ved å fjerne vegetasjon, planere feltet og erstatte dette med tette flater, vil avrenningen fra et område få mye større variasjon i mengde, og ved mye større nedbørsmengder så vil avrenningen raskt kunne bli flompreget. For å motvirke dette, bør avrenning fra tette flater fordrøyes. Dette kan gjøres gjennom fordrøyning i grøfter, nede i steinfyllinger, i basseng og i tjern i området. Alle disse ulike oppsamlingene av vann må ha et dimensjonert rørutløp som slipper ut samme mengde med vann som avrenning hadde før utbygging. Så må samlet fordrøyningskapasitet være så stor at det sjelden vil få vann i overløp. Figur 1 viser de to hovedprinsippene som vi ønsker å benytte på Langrønningen. Det er fordrøyning vist i den midtre figuren (i figur 1). Basseng og rørdimensjon dimensjoneres slik at avrenningen ut fra området gjennom røret vil være lik gjennomsnittlig avrenning fra området. Det vil gi stabil vannføring. Eneste variasjon vil være om fordrøyningsbassenget blir helt tomt, eller det blir helt fullt, og vannet blir gående i overløp. Nederste tegning på figur 1 viser hvordan man etter ferdig utbygging kan lede overflatevann på tett flate (asfalt) fra et nedslagsfelt til et annet.

4 4 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN Figur 1: Skisse av ulike prinsipp for styring og fordrøyning av overvann. Demningene etableres med steinfylling, og tettes med leire/ bentonittduk. I bunn av demning legges et rør som slipper ut gjennomsnittlig avrenning for området, og med et rør for overløp øverst. Figur 2 viser lokalisering av Langrønningen prosjektet. Området består grovt sett av to høydedrag med en myr imellom. Nedslagsfeltet for området er i hovedsak på samme størrelse som selve området, det vil si at det ikke er nedslagsfelt fra områder rundt som drenerer inn på det aktuelle feltet. Som nevnt ønsker kommunen at avrenning fra feltet ikke skal være større enn dagens avrenning. For å kunne gjøre det, vil vi benytte de to prinsippene som vist til over. I området vil det bli etablert to fordrøyningsbasseng som vil slippe ut en jevn vannmengde fra området. Figur 3 viser tomtene som skal demmes opp, fordrøyningsbasseng og plassering av terskler/demninger.

5 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 5 Figur 2: Skisse av Langrønningen. Oversikt over næringstomtene som skal utvikles. Figur 3: Skisse viser de ulike tomtene, og hvilket basseng de drenerer til. De gule tomtene drenerer til basseng 1, blå tomter til basseng 2, og de røde arealene drenerer diffust til terreng mot nord. Det røde arealet er om lag halvparten av tomt A og J. Lokalisering av demninger og utløp fra bassengene er også vist. Tomt B, C, og D har i dag all sin vannføring til Osmundsvann, og når området er ferdig utbygd, vil det fortsatt ha det via basseng 1 som etableres. Tomt E har i hovedsak avrenning østover mot E18 i dag, men skal få snudd retningen ved at avrenning fra tette flater ledes mot basseng 1. Tomt E vil ha avrenning til fordrøyningsbasseng 1 når området er ferdig utbygd. Det vil hjelpe til å redusere mengden med vann som må renne mot øst og E18. Tomt A, I, og J har i dag halve avrenningen nordover mot E18 og halve sørover mot Osmundsvann. Ved utbygging skal denne fordelingen

6 6 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN beholdes. Det blir opp til hver enkelt utbygger å løse dette. Enkleste løsning er som vist i Figur 1 ved å etablere takfall på asfalterte flater og sprenge en kontur som leder vann dit man vil. Tomt F, G og H har i dag avrenning mot øst, og vil også ha det etter utbygning. Det etableres eget fordrøyningsbasseng, basseng 2, for disse tomtene. 3 Behov for fordrøyning og bassengvolum Det er gjort en beregning av dagens avrenning for det gule og blå arealet i figur 3. Dagens forhold er vurdert til å ha en midlere avrenningskoeffesient på 0,4. Og så er det gjort en beregning av fremtidig avrenning fra de samme arealene. I denne beregningen er det lagt til grunn at det nye nedbørsfeltet for Langrønningen skal bestå av industri, veg og asfalterte flater. Dette gir en midlere avrenningskoeffesient på 0,95. IVF-kurve fra Porsgrunn - Kjølnes er benyttet for beregningene. Denne er multiplisert med en klimafaktor på 1,4 for ny situasjon, men klimafaktoren er satt til kun 1,0 for å beregne dagens avrenning fra feltet. For feltet mot basseng 1 er tilrenningstiden beregnet til 56 min for dagens felt og 10 min for nytt felt. For felt mot basseng 2 er tilrenningstiden beregnet til 26 min for dagens felt og 10 min for nytt felt. Beregningene gav følgende resultater: Basseng 1 må romme m 3 vann. Det er kapasitet på 25 % av volumet for steinfylling. Fyllingen må derfor være m 3 stor for å kunne fordrøye feltet ved 50 års regn. Basseng 2 må romme 1510 m³. Også her en kapasitet på 25 % for steinfylling. Fyllingen må derfor være m 3 stor for å kunne fordrøye feltet ved 50 års regn. Figur 3 viser de foreslåtte bassengene. Basseng 1 er tenkt å ha en overløpsterskel på kote 99, som er 3 m lavere enn planeringshøyden til lavest hosliggende tomt, og 1 m lavere enn laveste planeringshøyde til tomten med tilrenning til bassenget. Basseng 2 har en overløpsterskel på kote 84, som er 1 m lavere enn planeringshøyden til laveste hosliggende og tilrennende tomt. Basseng 1 har et volum på m 3 og basseng to har ett på m 3 ved denne oppbygningen, som er større enn behovet.

7 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 7 4 Vannvegen og struping av utløp basseng Overvannet ledes via overflater, grøfter, rør og sluk til fordrøyningsbassengene. Basseng 1 skal ha et utslipp på 462 l/s og basseng 2 skal ha et utslipp på 243 l/s. 5 Rensing av overvann Avrenning fra tette flater som veier og parkeringsplasser vil bli renset to ganger, og avrenning fra tette tak vil bli renset en gang, før vannet slippes ut fra basseng 1 og 2. Det er vurdert at den mest vanlige forurensingen som kan følge med vannet er enten partikler eller olje. Det vil bli renset ved at det legges opp til sedimentering av partikler både i kummer, sluk og basseng 1 og 2. Videre vil det bli benyttet "dykket utløp" som gjør at vann fra slukkummer og basseng 1 og 2, tar vann fra om lag 20 cm dybde, og ikke overflatevann. Det gjør at eventuell oljefilm eller annet olje utslipp som ligger på vannoverflaten, vil bli liggende igjen i kummer og basseng. Figur 4 viser en skisse av en sluk-kum med dykket utløp. Det prinsippet vil bli benyttet både ved sluk og basseng for å holde tilbake sedimenter/partikler og oljesøl. Figur 4: Skisse av sluk-kum som viser prinsippet for å holde partikler og oljesøl tilbake, og rense avrenningsvannet. Samme prinsipp vil bli benyttet i basseng 1 og 2. For basseng 1 og 2 vil utløpsrøret bli lagt et stykke opp fra bunnen av bassenget. Det vil gjøre at sedimenter og partikler vil sedimentere, og bli holdt tilbake. På

8 8 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN samme måte som vist i figur 4 så vil utløpsrørene fra basseng 1 og 2 være dykket, og det vil sikre at olje blir holdt tilbake. Det må understrekes at disse rensemetodene gjelder bare for areal hvor det ikke skal oppbevares olje, men kun skal være en sikkerhet ved tilfeldige lekkasjer fra et kjøretøy eller ulykker. For virksomheter som håndterer oljeholdige produkter regelmessig, og hvor det vanligvis er krav til oljeutskiller, så skal avrenning fra disse arealene gå via oljeutskiller og et oppsett som skal godkjennes spesielt. 6 Beregninger Utslippet fra basseng 1 skal være på 462 l/s. Dette tilsvarer et Extreme rør Ø 500 med 10 fall gjennom demningen. 2 x Ø 400 eller 4 x Ø 300 vil ha samme kapasitet ved 10 fall. Utslippet fra basseng 2 skal være på 243 l/s. Dette tilsvarer et Extreme rør Ø 400 med 10 fall gjennom demningen. 2 x Ø 300 eller 5 x Ø 200 vil ha samme kapasitet ved 10 fall. Felt Avrenningsareal til Basseng 1 (m²) Avrenningsareal til Basseng 2 (m²) Avrenningsareal ut av feltet (m²) A B C D E F G H I J

9 Innløpsmengde [l/s] OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 9 Vedlegg Vedlegg 1: Beregninger nå-situasjonfor basseng 1 Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet, uten utjevning Vedlegg PORSGRUNN - KJØLNES År 10 min. 15 min. 20 min. 30 min. 45 min. 60 min. 90 min. 120 min. 180 min. 360 min. 720 min ,6 95,4 81,1 62,2 49,8 41,8 32,8 27,5 20,8 12,8 8 4, ,6 121,7 101,8 80,9 65, ,2 38,7 29,5 17,7 10,5 6, , ,4 93,2 76, ,1 35,3 20,9 12, ,2 155,7 128, ,2 76,7 63,5 53,1 40, ,6 7, , ,7 108,8 89,4 79,7 66,2 55,4 42, ,1 8, ,5 177,3 145,5 120,3 99,2 89,1 74,5 62,3 48, , ,3 193,5 158,3 131, ,5 82,7 69,2 53,5 31,1 17,2 9, ,6 170,9 143,3 118,7 107,8 90, ,9 34,1 18,7 10, min. Dimensjonerende nedbørsvarighet, uten utjevning GRUNNLAGSDATA BEREGNET Areal nedslagsfelt A = 12,9648 ha Dimensjonerende nedbørsvarighet 60 min Midlere avrenningskoe φ = 0,4 Dimensjonerende nedbørsintensitet 89,1 l/s*ha Nedslagsfeltets konsen tk = 56 min Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarigh 462 l/s Dimensjonerende regnskyllshypp 50 år Innløpsvolum i løpet av konsentrasjonstiden 1663 m³ Klimafaktor 1,0 TABELL Innløpshydrogram Q = φ i A [med i for tr] Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet [l/s] ÅR / MIN GRAF Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet [l/s] Minutter siden regnet startet

10 Nødvendig volum [m3] 10 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN Vedlegg 2: Fremtidig situasjon for basseng 1 Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet og nødvendig utjevningsvolum Vedlegg PORSGRUNN - KJØLNES År 10 min. 15 min. 20 min. 30 min. 45 min. 60 min. 90 min. 120 min. 180 min. 360 min. 720 min min ,6 95,4 81,1 62,2 49,8 41,8 32,8 27,5 20,8 12,8 8 4, ,6 121,7 101,8 80,9 65, ,2 38,7 29,5 17,7 10,5 6, , ,4 93,2 76, ,1 35,3 20,9 12, ,2 155,7 128, ,2 76,7 63,5 53,1 40, ,6 7, , ,7 108,8 89,4 79,7 66,2 55,4 42, ,1 8, ,5 177,3 145,5 120,3 99,2 89,1 74,5 62,3 48, , ,3 193,5 158,3 131, ,5 82,7 69,2 53,5 31,1 17,2 9, ,6 170,9 143,3 118,7 107,8 90, ,9 34,1 18,7 10,6 Dimensjonerende nedbørsvarighet og nødvendig utjevningsvolum beregnes for anlegg hvor det er stilt krav til maksimalpåslipp til kommunalt ledningsnett. GRUNNLAGSDATA BEREGNET Areal nedslagsfelt A = 15,6957 ha Dimensjonerende nedbørsvarighet 180 min Midlere avrenningskoeff φ = 1,0 Dimensjonerende nedbørsintensitet 48,1 l/s*ha Nedslagsfeltets konsentr tk = 10 min Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet 1004 l/s Dimensjonerende regnskyllshyppigh 50 år Innløpsvolum i løpet av konsentrasjonstiden m³ Klimafaktor 1,4 Nødvendig utjevningsvolum 8211 m³ Maksimalt påslipp til kommunalt ledni 462 l/s Fordrøyningsprosent 76 % TABELL Innløpshydrogram Q = φ i A [med i for tr] Krav til maksimalt påslipp tilsvarer nedbørsintens (for dette feltet med φ = 1,0 ) 31 l/s*ha Nødvendig utjevningsvolum m³ ÅR / MIN GRAF Nødvendig utjevningsvolum Minutter siden regnet startet

11 Innløpsmengde [l/s] OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 11 Vedlegg 3: Dagens situasjon for basseng 2 Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet, uten utjevning PORSGRUNN - KJØLNES År 10 min. 15 min. 20 min. 30 min. 45 min. 60 min. 90 min. 120 min. 180 min. 360 min. 720 min ,6 95,4 81,1 62,2 49,8 41,8 32,8 27,5 20,8 12,8 8 4, ,6 121,7 101,8 80,9 65, ,2 38,7 29,5 17,7 10,5 6, , ,4 93,2 76, ,1 35,3 20,9 12, ,2 155,7 128, ,2 76,7 63,5 53,1 40, ,6 7, , ,7 108,8 89,4 79,7 66,2 55,4 42, ,1 8, ,5 177,3 145,5 120,3 99,2 89,1 74,5 62,3 48, , ,3 193,5 158,3 131, ,5 82,7 69,2 53,5 31,1 17,2 9, ,6 170,9 143,3 118,7 107,8 90, ,9 34,1 18,7 10, min. Dimensjonerende nedbørsvarighet, uten utjevning GRUNNLAGSDATA BEREGNET Areal nedslagsfelt A = 6,8276 ha Dimensjonerende nedbørsvarighet 60 min Midlere avrenningskoe φ = 0,4 Dimensjonerende nedbørsintensitet 89,1 l/s*ha Nedslagsfeltets konsen tk = 56 min Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarigh 243 l/s Dimensjonerende regnskyllshypp 50 år Innløpsvolum i løpet av konsentrasjonstiden 876 m³ Klimafaktor 1,0 TABELL Innløpshydrogram Q = φ i A [med i for tr] Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet [l/s] ÅR / MIN GRAF Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet [l/s] Minutter siden regnet startet

12 Nødvendig volum [m3] 12 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN Vedlegg 4: Fremtidig situasjon for basseng 2 Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet og nødvendig utjevningsvolum Vedlegg PORSGRUNN - KJØLNES År min. 15 min. 20 min. 30 min. 45 min. 60 min. 90 min. 120 min. 180 min. 360 min. 720 min min ,6 95,4 81,1 62,2 49,8 41,8 32,8 27,5 20,8 12,8 8 4, ,6 121,7 101,8 80,9 65, ,2 38,7 29,5 17,7 10,5 6, , ,4 93,2 76, ,1 35,3 20,9 12, ,2 155,7 128, ,2 76,7 63,5 53,1 40, ,6 7, , ,7 108,8 89,4 79,7 66,2 55,4 42, ,1 8, ,5 177,3 145,5 120,3 99,2 89,1 74,5 62,3 48, , ,3 193,5 158,3 131, ,5 82,7 69,2 53,5 31,1 17,2 9,8 Dimensjonerende nedbørsvarighet og nødvendig utjevningsvolum beregnes for anlegg hvor det er stilt krav til maksimalpåslipp til kommunalt ledningsnett. GRUNNLAGSDATA BEREGNET Areal nedslagsfelt A = 4,1197 ha Dimensjonerende nedbørsvarighet 120 min Midlere avrenningskoeff φ = 1,0 Dimensjonerende nedbørsintensitet 62,3 l/s*ha Nedslagsfeltets konsentr tk = 10 min Maks innløpsmengde ved dim nedbørsvarighet 341 l/s Dimensjonerende regnskyllshyppigh 50 år Innløpsvolum i løpet av konsentrasjonstiden 2458 m³ Klimafaktor 1,4 Nødvendig utjevningsvolum 1510 m³ Maksimalt påslipp til kommunalt ledni 243 l/s Fordrøyningsprosent 61 % TABELL Innløpshydrogram Q = φ i A [med i for tr] Krav til maksimalt påslipp tilsvarer nedbørsintens (for dette feltet med φ = 1,0 ) 62 l/s*ha Nødvendig utjevningsvolum m³ ÅR / MIN GRAF Nødvendig utjevningsvolum Minutter siden regnet startet

13 OVERVANNSVURDERING LANGRØNNINGEN 13 Vedlegg 5: Kopi fra masseberegning fra Novapoint