Sammensetning av løsninger og beregningsmetoder for overvannssystemer. Klimatilpasningsdagene 2018 Per Møller-Pedersen

Transkript

1 Sammensetning av løsninger og beregningsmetoder for overvannssystemer Klimatilpasningsdagene 2018 Per Møller-Pedersen

2 Lokal Overvanns Disponering (LOD) er mer utfordrende enn tradisjonelle løsninger

3 Mange forhold som skal ivaretas Dimensjonering Flomrisiko fra elver og hav Dimensjonerende nedbør, klimafaktor Tilrenning Rensing Forurensninger Resipient / utløp Avrenning Overflaten før/etter utbygging Grunnforhold Vannets vei Infiltrasjonskapasitet Avstand til grunnvann, drenering via grunnvann Planlegging 4-trinns strategi Verktøykasse Sammensette og beregne alternativer, overvannssystem Prosjekteringsinnspill Leveranse og montering Monteringsveiledning, bistand Vedlikehold Skal helst holde i 100 år Fortsatt utfordringer som skal løses

4 4-trinns strategi for håndtering av nedbør Planlegging Fang opp og infiltrer Forsink og fordrøy Sikre trygge flomveier TRINN 0 Avrenning fra mindre regn < 20 mm, 95% Avrenning fra store regn mm, 4% Avrenning fra ekstreme regn >40 mm, 1% TRINN 1 TRINN 2 TRINN 3 Norsk Vann, Veileder i overvannshåndtering, rapport 144/2005 Oppdatert av Kim Paus, Asplan Viak

5 Overvannsdisponering bør være en integrert del av byggeprosessen fra start til slutt Planlegging Prosjektering Bygging Overlevering Drift Eksempler Diskusjon Skisser til løsninger for overvann Flomrisiko Rensebehov Grunnundersøkelse Beregningsdata Produkter og systemløsninger Dokumentasjon Oppfølging Sluttdokumentasjon FDV Drifts- og vedlikeholds veileder

6 Kommunaltekniske normer for vann- og avløpsanlegg Vedlegg 9 for overvannshåndtering Revidert Viktige føringer Dimensjonerende nedbør 10, 20 eller 50 år Nedbørskurver Karmøy, Stavanger, Sandnes, Time Avrenningskoeffisienter Tabell Klimafaktor 1,2

7 Beregning av avrenning Beregning av dimensjonerende nedbør Rasjonell metode forenklet men brukes av de fleste Gjentaksintervall Klimafaktor Konsentrasjonstid Nedbørsmengde Beregning av avrenning for eksisterende og ny situasjon Type overflate Avrenningskoeffisient Areal

8 Håndtering av avrenning Behov Maksimalt utslipp Fordrøyningsbehov for alle nedbørstilfeller Nedbørstilfelle med størst behov for fordrøyning Fordrøyningsvolum som skal håndteres Hvordan kan vi håndtere dette? Verktøykasse! Stresstest Hvor mye vann kan det renne av ved et nedbørstilfelle på 160 mm på 2 timer

9 Dagens «verktøykasse» for disponering av overvannet Samarbeidspartnere

10 Vannbalanse for de enkelte verktøy Nedbør Plantevekst Utnyttelse Fordamping Overflateavrenning Tilrenning Overløp «Verktøy» - Fordrøyningsvolum, innebygget - Fordrøyningsvolum, oppbygging - Vann til nytte - Vekstmedie Utløp Infiltrasjon

11 Test- og demofelt, Ganddal Test-område Undersøke, måle og dokumentere effekt og samspill mellom ulike verktøy for overvannshåndtering Demonstrere opparbeidelse av et uteområde uten avrenning Klargjøre for fremtidige og strengere krav Etablere et testområde for utvikling og testing av nye løsninger

12 Vanngjennomtrenging i overflaten Multiloc Dren fuget med 2-5 mm fugemasse 12% åpning i dekket Initiell permeabilitet =5700 l/s*ha Etter år (10%) = 570 l/s*ha Borgwardt (2015) Resultater fra 204 målinger fra hele verden. Infiltrasjonsrate pr % åpning i et nytt permeabelt dekke for 2-5 mm fugemasse. Dimensjonerende regn (IVF kurve for Stavanger-Madla) = 244 l/s*ha Fugemassen kan gå 95% tett og stadig håndtere dimensjonerende nedbør Reduksjon i infiltrasjonsrate pr % åpning i et eldre permeabelt dekke for 2-5 mm fugemasse. Anbefalt avrenningsfaktor 0,3 0,5 (Borgwardt 2015)

13 Testfelt Vagleskogveien, Ganddal Håndtering av overvann i del av kommunalt ledningsnett uten avrenning Perforerte overvannsledninger og infiltrasjonskummer Infiltrasjon i steinmagasin rundt infiltrasjonskummer Fire infiltrasjonskummer instrumentert Luker for inspeksjon av infiltrasjonsmagasin

14 Testfelt Stangeland Arena, Sola Tomt på m2 med fotballarena Grunnvannet 80 cm under overflate Parkering på permeabelt dekke Qmax Storm i senter er flomvei Gi også fordrøyning Mulighet for infiltrasjon til grunnen gjennom utlagte infiltrasjonsrør Alt overvann infiltreres på egen grunn, ikke utslipp til offentlig nett

15 Grunnundersøkelser indikerer god drenering av grunnvannet

16 Et innebygget sett med barrierer 1. Infiltrasjon til grunnen langs idrettshall og gjennom permeabelt dekke 2. Overløp til Qmax Storm med tilhørende infiltrasjon 3. 60m3 fordrøyningsvolum på parkeringsplass mot øst m3 fordrøyningsvolum på parkeringsplass mot nord 5. Overløp mot vei over kantstein 6. Rør til bekk på andre siden av veien kan åpnes hvis nødvendig

17 Instrumentering og måling Stangeland Arena

18 Stangeland Arena måleresultater pr 3. mai 2018

19 Systematisk bruk av verktøy for overvannsdisponering 1 2 Grønne tak Overflate Permeabelt dekke Traubunn Infiltrasjonssystem Grunnvannsspeil Fordrøyningsmagasin Dimensjonerende faktor 1. Nedbør 2. Fremmedvann utenfra Noen aktuelle verktøyer 3. Naturlige vannveier 4. Regnbed og øvrig dekke 5. Permeabelt dekke 6. Infiltrasjonssystem 7. Fordrøyende tak 8. Grønne vegger 9. Fordrøyningsmagasin 10.Flomvei (lokalt styrtregn, tett overflate) 3

20 ZEB Flexilab Forslag til overvannssystem Deldreneringsområde C Deldreneringsområde B Regnbed / fordrøyning Deldreneringsområde B Deldreneringsområde E? (utenfor tiltaksområde) ZEB Deldreneringsområde D Deldreneringsområde C Regnbed / fordrøyning Deldreneringsområde A Regnbed / fordrøyning Mengderegulert utløp til offentlig nett Nyttevann / fordrøyning

21 Kapasitetsberegning av overvannssystem Håndteringsmuligheter Prosjekt: Anker studentboliger Før anvendelsen av verktøy Etter anvendelsen av verktøy Vannmengde som renner av 62,9 m3 Avrenning 63 Vannmengde som skal mellomlagres i konstruksjon (er) 0,0 m3 Avrenning som mellomlagres Vannmengde som skal infilteres eller fordrøyes 178,2 m3 Vannmengde som infiltreres eller fordrøyes 178 Sum 241,1 m3 Sum 241 Avrenning Fordrøyning Fordrøyning Utnyttelses Infiltrasjon Infiltrasjon Antall Areal Lengde Inf.kap. faktor Avrenning konstruksjon oppbygging grad vekstmedie grunn Nyttevolum Sum m2 m m/t l l l % l l l l 1 Grønne tak 0 2 Fordrøyende uterom på tak , ,5 Fordrøyende uterom på grunn , Grønne vegger 0 3,5 Regnbed, stedsbygget Alma regnbed serie Alma regnbed serie Flettemur Avatius treplantebed 0 7,5 Regnbed vei Alma treplantekum 0 9 Permeable dekker , Infiltrasjonskummer Qmax Storm system 0 RESTEN Sum infiltrasjon og fordrøyning Lukket fordrøyningsmagasin, bolig 0 13 Fordrøyningsmagasin, stort, kompensert for virkning Sum mellomlagring i fordrøyningsmagasin Qmax Box 0 15 Bekkefoss 0 Sum

22 Beregning av kapasitet for urbant uterom Urbant uterom Verktøy aktivert: 1 1 = aktiv Prosjekt: Eksempel uterom Firma: Bærum kommune Gnr: Bnr: Grunnleggende data Område - nedbørskurve Område - klimafaktor Område - areal Område - avrenningsfaktor Område - andel tette flater Overflate - areal Overflate - avrenningsfaktor Overflate - andel tette flater Overflate - vannstand over verktøy før overløp Filter - areal Filter - tykkelse Filter - porøsitet Filter - infiltrasjonskapasitet Blindern Oppbygging - areal 200 m2 1,4 Oppbygging - tykkelse 0 m 200 m2 Oppbygging - beregnet bruttovolum 0 m3 0,00 Oppbygging - bruttovolum over utløpsnivå 20 m3 0 m2 Oppbygging - bruttovolum under utløpsnivå 0 m3 Oppbygging - porøsitet 0, m2 0 Utløpsmagasin - fordrøyningsvolum 0 l 0 m2 Utløpsmagasin - maksimal utløpsstrøm 2 l/s 0 m Utløpsmagasin - virkningsgrad for utløp 1 Infiltrasjon - areal under magasin og oppbygging 0 m2 200 m2 Infiltrasjon - permeabilitet til grunnen 0 E-05 m/s 0,07 m 0,015 Volum til nytte (vanning, gjenvinning etc) 0 l 100 E-05 m/s Volumberegninger Regnintensitet Regnintensitet Regn som Tilrenning Avrenning Infiltrert Fordrøyet Tilført Infiltrert Fordrøyd Vannmengde uten med blir igjen på på verktøy fra på overflate vannmengde volum vannmengde vannmengde vannmengde som løper ut klimafaktor klimafaktor verktøy øvrige områder til filter i filter til magasin i grunnen Tid (min) (l/s*ha) (l/s*ha) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) (m3) 1 418,4 585,8 0,7 0,0 0,0 0,7 0,2 0,5 0,0 0,4 0, ,6 532,8 1,3 0,0 0,0 1,3 0,2 1,1 0,0 0,8 0, ,8 488,3 1,8 0,0 0,0 1,8 0,2 1,5 0,0 1,2 0, ,5 413,7 2,5 0,0 0,0 2,5 0,2 2,3 0,0 1,7 0, ,1 324,9 3,9 0,0 0,0 3,9 0,2 3,7 0,0 2,5 1, ,0 277,2 5,0 0,0 0,0 5,0 0,2 4,8 0,0 3,0 1, ,2 238,3 5,7 0,0 0,0 5,7 0,2 5,5 0,0 3,1 2, ,8 192,9 6,9 0,0 0,0 6,9 0,2 6,7 0,0 3,1 3, ,6 142,2 7,7 0,0 0,0 7,7 0,2 7,5 0,0 2,1 5, ,0 109,2 7,9 0,0 0,0 7,9 0,2 7,7 0,0 0,5 7,2 90 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0, ,2 31,1 13,4 0,0 0,0 13,4 0,2 13,2 0,0 0,0 13, ,0 16,8 14,5 0,0 0,0 14,5 0,2 14,3 0,0 0,0 14, ,0 9,8 16,9 0,0 0,0 16,9 0,2 16,7 0,0 0,0 16,7 Tilgjengelig fordrøyningsvolum Resultat ved nedbørstilfelle med størst behov for fordrøyning Tilgjengelig fordrøyningsvolum på overflaten 0 l Tidsperiode 30 min Tilgjengelig fordrøyningsvolum filter 210 l Tilført vannmengde 6945 l Tilgjengelig fordrøyningsvolum magasin 0 l Tilgjengelig fordrøyningsvolum i oppbygging 7200 l Avrenning på overflaten 0 l Nyttevolum i element 0 l Utnyttet fordrøyningsvolum på overflaten 0 l Sum fordrøyningsvolum tilgjengelig 7410 l Utnyttet fordrøyningsvolum i filter 210 l Max utnyttet fordrøyningsvolum i oppbygging og m 3135 l Infiltrert til grunnen 0 l Nyttevolum i element 0 l Vannmengde til utløp Sum vannmengde håndtert 3600 l 6945 l

23 Simulering av overvannssystem Urbant uterom på tak Regnbed

24 Konklusjon 1. Undersøk vannets vei 2. Undersøk dreneringsevne til grunnen 3. Planlegg god kombinasjon av funksjon, bruk og estetikk 4. Tilrettelegg for infiltrasjon der det er mulig og hensiktsmessig 5. Bygg inn fordrøyning 6. Tilrettelegg for flomveier og nødløsninger 7. Foreta gjerne måling for å lære og dokumentere funksjon

25 Vi hjelper med klimatilpasset overvannsdisponering