OVERVANNSPLAN, KILENVEIEN 2

Transkript

1 Oppdragsgiver: Oppdrag: Kilenkollen VA Prosjektering Dato: Skrevet av: Kim Haukeland Paus Kvalitetskontroll: Harald Opsahl OVERVANNSPLAN, KILENVEIEN 2 INNHOLD Innledning... 2 Beskrivelse Grunnforhold Overvannshåndtering... 4 Funksjonskrav Gjentaksintervall Dimensjonerende nedbør Klimaendringer Maksimalt påslipp til kommunalt nett... 7 Metode og forutsetninger Overvannsmengder Fordrøyningsmagasin Midlere utløp Infiltrasjonssandfang Ledninger... 9 Resultater Felt A Felt B Felt C Felt D Flomveier...13 Oppsummering...15 Referanser...15 Vedlegg A:...17

2 Side 2 av 17 INNLEDNING Dette notatet er utarbeidet i forbindelse med rammesøknad for utbyggingsområdet ved Kilenveien 2 i Bærum (Figur 1), og omhandler beregning av overvannsmengder og forslag til plan for overvann. Figur 1: Plassering av planområdet. Kart hentet fra finn.no. BESKRIVELSE 2.1 Grunnforhold Som vist Figur 2 og Figur 3 preges området av forvitringsmaterialer med antatt liten evne til infiltrasjon. Kartene indikerer imidlertid at det forekommer en sammenhengende sone med tykk strandavsetning syd for planområdet. Strandavsetning domineres av grus og sand, og har normalt god infiltrasjonsevne.

3 Side 3 av 17 Figur 2: Oversikt over løsmasser i planområdet. Kartdata er hentet fra den nasjonale karttjenesten til NGU (2015). Området preges av forvitringsmateriale. Figur 3: Oversikt over antatt infiltrasjonsevne i planområdet. Kartdata er hentet fra den nasjonale karttjenesten til NGU (2015). Området har grunnforhold antatt lite for infiltrasjon.

4 Side 4 av Overvannshåndtering Det er antatt at planområdet består av fire mindre nedbørfelt, delt ift. høyden sentralt i området (Figur 4). Oversikt over arealer og avrenningskoeffisienter for fremtidig utbygd området er oppsummert i Tabell 1. Figur 4: Antatte nedbørfelt i planområdet. Tabell 1: Arealer og avrenningskoeffisient for felt i planområde. Felt Overflate Areal [m 2 ] Avrenningskoeffisient [ - ] Redusert areal [m 2 ] Grøntareal 404 0, A Gangareal/belegg 73 0,60 44 Innkjørsel 103 0,90 93 Grøntareal 688 0, B Gangareal/belegg 61 0,60 36 Trapper 18 0,60 11 Grøntareal 753 0, C Gangareal/belegg 764 0, Trapper 59 0,60 35 Grøntareal , Gangareal/belegg 740 0, D Innkjørsel 260 0, Trapper 74 0,60 44 Takareal , Terrasseareal 396 0, Sum Midlere 0,60 Tabell 2 oppsummerer totalt areal, redusert areal, antatt konsentrasjonstid og foreslått løsning for de fire feltene. For å ta hånd om vannmengder fra de fire feltene foreslås det grøfter og infiltrasjonssandfang (felt A, B og C) og lukket fordrøyningsmagasin (felt D). Avrenning fra tak og terrasse, og drenering av bygninger for alle felt, føres til lukket fordrøyningsmagasin i sørøstre del av planområdet mot Arnstein Arnebergs vei i felt D. Kun det lukkede fordrøyningsmagasinet har påslipp til kommunalt ledningsnett via kum For

5 Side 5 av 17 infiltrasjonssandfang er det beregnet nødvendig dimensjoner på sandfang og tilhørende forsenkninger i terreng/grøft for antatte verdier av infiltrasjonskapasitet. Tabell 2: Arealer og avrenningskoeffisient for felt i planområde. Felt Areal [m 2 ] Redusert areal [m 2 ] Konsentrasjonstid [min] A B C D Løsning Ledes åpent i grøft/forsenkning til infiltrasjonssandfang vest i området Ledes åpent i grøft/forsenkning til infiltrasjonssandfang nordøst i området Ledes åpent i grøft langs Oksenøyveien syd i området Ledes på overflate og i rør til lukket fordrøyningsmagasin

6 Side 6 av 17 FUNKSJONSKRAV I det videre er det gjennomgått de funksjonskrav som er stilt til overvannssystemet og øvrige forhold som er benyttet ved dimensjonering. 3.1 Gjentaksintervall Gjentaksintervallet for dimensjonerende nedbør beskriver hyppigheten på hvor ofte systemet må påregnes å gå fult. Hendelser med høyere gjentaksintervall (kraftigere nedbør) enn det som det dimensjoneres for, vil kunne medføre lokal oversvømmelse. Godt planlagte flomveier vil være det fremste tiltaket for å redusere oversvømmelse (kap. 5.5). Planområdet vil inneholde leiligheter med tilhørende grønt- og gangareal. Planområdet ansees derfor som et område med moderat skadepotensial, og dimensjonerende gjentaksintervall iht. til Bærum kommunes Hovedplan (Bærum kommune, 2007), er 20 år (tilsvarer bysenter/industriområder/forretningsstrøk). 3.2 Dimensjonerende nedbør Nærmeste hydrologiske målestasjoner for planområdet er Gjettum (ca. 6,0 km i luftlinje) og Øvrevoll (ca. 3,6 km i luftlinje). Som utgangspunkt for dimensjonerende nedbørmengder er det beregnet midlere verdier for de to stasjonene (Tabell 3). Tabell 3: Midlere IVF-data [l/(s ha)] fra stasjon (Gjettum; perioden ) og (Øvrevoll; perioden ). Det er ikke satt krav til sammenhengende nedbør. Data er hentet fra eklima. Regnvarighet [min] Gjentaksintervall [år] Klimaendringer I rapport Klima i Norge 2100 (Hansen-Bauer m.fl., 2015) er det anslått klimafaktorer for nedbørhendelser med varighet på 180 og 1440 min og gjentaksintervall på 5 og 200 år (Tabell 4). Dimensjonerende nedbørhendelse for overvannsystemer i små urbane nedbørfelt har normalt varighet under 180 min. Ved å benytte klimafaktorene på nedbørhendelser med kortere varighet enn 180 minutter, forutsettes det at variasjonene i nedbørintensiteter med varighet under 180 min forblir uendret i fremtiden. I henhold til Bærum kommunes Hovedplan

7 Side 7 av 17 Avløp , anbefales det å benytte en klimafaktor fra 1,10 til 1,30. Basert på denne anbefalingen samt de siste nasjonale anslagene, er det benyttet en klimafaktor på 1,30 i beregningene. Tabell 4: Klimafaktorer for endring i 3-timers og 1-døgns nedbør fra til Verdiene er middelverdier for Norge og hentet fra Klima i Norge 2100 (2015). Laveste og høyeste verdier representerer henholdsvis utslippsscenario RCCP4.5 og RCP8.5. Gjentaksintervall Nedbørvarighet 180 min 24 timer 5 år 1,16-1,28 1,13-1, år 1,19-1,38 1,14-1, Maksimalt påslipp til kommunalt nett I henhold til notat fra Bærum kommune datert , er det for planområdet tillatt en maksimal påslippsmengde til kommunalt overvannsnett på 20 l/s. Overvannsledningen som tilkobles kum bør ikke ha dimensjon større enn 160 mm.

8 Side 8 av 17 METODE OG FORUTSETNINGER 4.1 Overvannsmengder Vannføring og mengder for overvann er beregnet via den rasjonelle metode: Q maks = c A I K f V avr. = c A I K f t r Hvor Q maks er maksimal vannføring [l/s], c er midlere avrenningskoeffisient for nedbørfeltet [ - ], A er nedbørfeltets areal [ha], I er nedbørintensiteten [l/(s ha)], K f er klimafaktoren [ - ], V avr. er avrenningsvolumet, og t r er regnvarigheten [min]. 4.2 Fordrøyningsmagasin Følgende formel er benyttet for beregning av nødvendig fordrøyningsvolum (Stahre, 1981): V mag. = A c [I K f t r (t r + t k ) ( Q m A c ) + t r I K f ( Q m A c )2 ] Hvor V mag. er nødvendig magasinstørrelse [m 3 ], c er midlere avrenningskoeffisient for nedbørfeltet [ - ], A er nedbørfeltets areal [ha], I er dimensjonerende nedbørintensitet [l/(s ha)], K f er klimafaktoren [ - ], t r er dimensjonerende regnvarighet [min], Q m er midlere utløp fra magasinet [l/s], og t k feltes konsentrasjonstid [min]. 4.3 Midlere utløp Formelen for beregning av magasinstørrelse forutsetter at utløpet fra magasinet er konstant (dvs. det benyttes et midlere utløp). Ettersom midlere utløp vil variere mht. type utløpsløsning, trykkhøyde, magasinutforming og innløpshydrogrammet (som videre er bestemt av størrelse på feltet og avrenningskoeffisient, konsentrasjonstiden og nedbørhendelsen), er det stor usikkerhet knyttet til denne verdien. I litteraturen eksisterer det estimater på midlere utløp. Iht. Norsk Vann Rapport 193, er det foreslått å benytte at midlere utløp utgjør ca. 70 % av maksimalt utløp (Lindholm m.fl. 2012). Aaby m.fl. (2007) beregnet at midlere utløp for strupet luke og virvelkammer utgjorde henholdsvis 67 og 83 % av det maksimale utløpet (forutsetninger: redusert areal på 2000 m 2, kasseregn fra Blindern med 10 års gjentaksintervall, trykkhøyde på 0,7 m og maksimal videreført vannmengde på 16 l/s). For å redusere magasinstørrelse mest mulig er det prosjektert virvelkammer. Det er i beregningene

9 Side 9 av 17 forutsatt at midlere utløp fra magasinet utgjør 83 % av det maksimale utløpet (Aaby m.fl., 2007). Andre fordeler med virvelkammer sammenliknet med f.eks. strupet utløp er høyere nøyaktighet (normalt ± 10 %) og lavere risiko for tilstopping pga. større strømningstverrsnitt. 4.4 Infiltrasjonssandfang Den hydrauliske kapasiteten for et infiltrasjonssandfang er antatt å utgjøre summen av (1) det som kan magasineres i sandfanget og omkringliggende pukklag og (2) det som infiltrerer ut fra infiltrasjonssandfanget i løpet av regnhendelsen: V isf = Q inf t + V mag,isf Hvor V isf er overvannsvolumet som kan håndteres i infiltrasjonssandfanget [m³], Q inf er vannmengden som rekker å infiltrere ut av infiltrasjonssandfanget i løpet av avrenningshendelsen [m³/min], t er varigheten for infiltrasjon [min], og V mag,isf er volumet som kan magasineres, bestemt av tomrommet i infiltrasjonssandfanget og det effektive porevolumet i omkringliggende pukk [m³]. Vannmengden som infiltrerer ut av infiltrasjonssandfang er antatt å være ca. 1,5 l/s. Verdien er estimert basert på en antatt infiltrasjonskapasitet på 8, m/s (ca. 30 cm/t) og en infiltrasjonsoverflate (arealet hvor infiltrasjon foregår, i praksis overgangen mellom eksisterende masser og pukk) på 17,5 m Ledninger Dimensjonering av ledninger er gjort med Colebrook-White's formel via Basal sitt beregningsverktøy (Basal, 2015). Antatt ruhet benyttet i beregningene er 0,60 mm.

10 Side 10 av 17 RESULTATER Forslag til prinsipper for overvannshåndteringen i planområdet er vist i Figur 5 og beskrevet i videre tekst. Figur 5: Foreslått prinsipplan for håndtering av overvann per delfelt. 5.1 Felt A Det er foreslått å føre avrenningen fra grøntområde, inngangsparti, og avfallsareal nordvest i området åpent via grøft/forsenkning til infiltrasjonssandfang (ISF1). Under forutsetningen av at infiltrasjonssandfanget infiltrerer 1,5 l/s, vil det være tilstrekkelig med et infiltrasjonssandfang med diameter på 1000 mm, avstand fra bunn sandfang til bunn drensrør på 1100 mm, og en omkringliggende pukkmasse med mektighet på 7 m 3 (totalt porevolum på 2,8 m 3 forutsatt en porøsitet på 0,40), for å håndtere dimensjonerende avrenningsmengde. Infiltrasjonskapasiteten bør undersøkes i felt. Antatt verdi er 8, m/s (ca. 30 cm/t), Ved høyere infiltrasjonskapasitet enn antatt vil mindre dimensjoner kunne benyttes. Ved lavere infiltrasjonskapasitet enn antatt vil det kunne være aktuelt å gjøre et eller flere av følgende tiltak: Etablere flere infiltrasjonssang Øke mektigheten på pukkmassene Etablere forsenkninger/grøfter/regnbed i det grønne arealet som leder vann til ISF1.

11 Side 11 av Felt B Det er foreslått å føre avrenningen fra grøntområde, trapp og inngangsparti/gangareal nordøst i området åpent via grøft/forsenkning til infiltrasjonssandfang (ISF2). Pga. tilsvarende størrelse på avrenningsarealet som for felt A, er det antatt at løsningen for felt A vil kunne benyttes også for felt B. Tilsvarende som for felt A anbefales det å undersøke infiltrasjonskapasiteten ved lokalitet for infiltrasjonssandfanget (ISF2). 5.3 Felt C Det er foreslått å føre avrenningen fra grøntområde, trapper, oppholdsarealer og gangvei sydvest i området åpent til eksiterende grøft langs Oksenøyveien. Tette flater (gangveier/oppholdsareal) legges med tverrfall mot terreng og avrenningen føres til grøften. Pga. fortauskant er det antatt at grøften i dag ikke mottar avrenning fra Oksenøyveien (Figur 6). Grøften er antatt å ha et areal på 110 m 2 og midlere dybde på 0,20 m, som gir et totalt fordrøyningsvolum på 22 m 3. Basert på godt etablert vegetasjon i grøften er det antatt en infiltrasjonskapasitet i grøften på 8, m/s (ca. 30 cm/t). Men en infiltrasjonsoverflate på 110 m 2 vil kapasiteten i grøften være betydelig (33 m 3 /t), og kunne håndtere de vannmengder som påregnes fra felt C uten at vannmengdene når kuppelristen i syd. Om dimensjoner på grøft eller infiltrasjonskapasitet avviker betydelig fra antatt verdier, kan kapasiteten økes ved f.eks. å grave grøften dypere og/eller fylle med pukk. Figur 6: Eksisterende grøft langs skjæring ved Oksenøyveien.

12 Side 12 av Felt D Det er foreslått å føre avrenningen fra felt D samt takavrenning fra alle bygg i planområdet via OV-ledninger langs gangveier til lukket fordrøyningsmagasin. Foreslått ledningstrasé er illustrert i Figur 5 og må utformes med et nødvendig antall sluk/sandfang og evt. slisserenner. Avrenning fra bygg E ledes til overvannsledning sydøst for bygget. Med en antatt konsentrasjonstid for bygg E på 5 min, er dimensjonerende vannføring 22 l/s. Nødvendig dimensjon på overvannsledning med antatt min. 10 fall er 200 mm. Det etableres slisserenne på sydsiden av bygget. Takvann fra bygg D og C og avrenning fra gangarealer videreføres til ledningsstrekk i østgående retning. Med en antatt konsentrasjonstid for disse arealene på 10 min, er dimensjonerende vannføring 45 l/s. Nødvendig dimensjon på overvannsledning med antatt min. 10 fall er 250 mm. Overvannsledningen føres ned til samlekum (OK) for overvann sydøst i området. Takvann fra bygg A og B føres til samlekum (OK) for overvann. Med antatte konsentrasjonstider for bygg A og B på 5 min, er dimensjonerende vannføring ca. 24 l/s. Nødvendig dimensjon på overvannsledning med antatt min. 10 fall er 200 mm. Det etableres sluk og sandfang ved innkjørselen. Fra samlekum for overvann videreføres vann til lukket fordrøyningsmagasin. Med en antatt konsentrasjonstid i felt D på 10 min, er dimensjonerende vannføring 166 l/s. Nødvendig dimensjon på overvannsledning med antatt min. 10 fall er 400 mm. Pga. fordrøyende effekt i samlekummen antas det at dim. på 300 mm er tilstrekkelig Lukket fordrøyningsmagasin Nødvendig volum på fordrøyningsmagasinet er vist for varierende regnvarigheter i Figur 7. Detaljert beregninger er gitt i vedlegg A. Dimensjonerende nedbørhendelse har 60 min varighet og krever et fordrøyningsvolum på 116 m 3. Etableres det f.eks. rørmagasin kan dette kravet tilfredsstilles ved å etablere 3 parallelle rør med innvendig dimensjon 1600 mm og lengde 19,3 m (38,8 m 3 per rør), under innkjøringsarealet sydøst i planområdet.

13 Side 13 av 17 Figur 7: Nødvendig volum på fordrøyningsmagasin for varierende regnvarigheter. Maksimalt volum (dimensjonerende verdi) opptrer for en nedbørhendelse med 60 min varighet (totalt 41 mm nedbør) Utløpsarrangement Utløpet fra fordrøyningsmagasinet reguleres via vertikalt oppstilt virvelkammer. Utforming av utløpsarrangementet må tilfredsstille et maksimalt påslipp til kommunalt nett på 20 l/s ved maksimal vannstand i fordrøyningsmagasinet samt de spesifikke krav ift. det produkt som velges. Eksempelvis, vil det kunne være påkrevd å etablere en egen utløpskum etter fordrøyningsmagasinet ved bruk av virvelkammer. Kummen må være tilstrekkelig stor for å sikre tilgang i forbindelse med montering og drift. Ved bruk av virvelkammer vil det også kunne være krav til fritt utløp, og dermed diameter på utløpsrør. Denne rørdiameteren kan imidlertid reduseres 1-2 m nedstrøms gitt at det er tilstrekkelig fall for at fritt utløp opptrer ved dimensjonerende vannføring. Overvannsledningen som tilkobles kum skal ikke ha dimensjon større enn 160 mm. For å videreføre en vannføringen på 20 l/s må ledningen ha fall på min. 10. Kummen er en rettløpskum med DN250 PVC-ledning. Bunn renne i denne kummer er innmålt til å ligge på kote 12,42 (høyde i kumkort fra kommune er angitt å være 12,43). Med en antatt terrenghøyde på 16 moh. for lokaliteten til fordrøyningsmagasinet, og antatt vanndybde på 1,6 i fordrøyningsmagasinet er det tilstrekkelig fall for å videreføre vannmengdene fra virvelkammer til offentlig nett via en ledning med diameter 160 mm. 5.5 Flomveier Antatte flomveier ut av planområdet og for omkringliggende områder er vist i Figur 8. Fra krysset mellom Kilenveien og Arnstein Arnebergsvei, tilsier terrenget at flomveien vil gå sydover langs Arnstein Arnebergsvei og ned til rundkjøring i Oksenøyveien (terrenget faller fra ca. 20 til ca. 12,5 moh. på 175 m). I tillegg vil flomveien sannsynligvis gå via Kilenveien ned mot krysset mellom Oksenøyveien og Kilenveien, og videre mot samme rundkjøring i Oksenøyveien.

14 Side 14 av 17 Figur 8: Anslåtte flomveier ut av planområdet og for omkringliggende områder. Fra rundkjøringen kan terrengkoter og gatebilder fra google tyde på at vannet vil delvis samles her, og delvis føres til grøntområde nordvest for rundkjøringen. Grøntområdet er forsenket og vil potensielt kunne holde tilbake vannmengder (Figur 9). Alternativt, vil flomveien føres ned mot området syd for rundkjøringen. Estimerte flomveier er basert på grove terrengkart og gatebilder fra google, og det anbefales at disse vurderes videre gjennom befaring. Figur 9: Mulig flomareal ved nedbørhendelser som overgår det systemet er dimensjonert for.

15 Side 15 av 17 OPPSUMMERING Det er lagt opp til lokal overvannsdisponering der det er mulig, men tomtas beskaffenhet gjør at det må etableres et overvannssystem som håndterer vannmengdene. Pga. av høyden i planområdet er det antatt at området består av fire nedbørfelt (felt A, B, C og D). Kun felt D har påslipp til kommunalt nett. Overvannsystemet for feltene er som følgende: Felt A: Det etableres infiltrasjonssandfang i planområdet ved krysset Kilenveien/Oksenøyveien (felt A). Infiltrasjonssandfang med dim mm og pukk-omfylling er tilstrekkelig gitt at infiltrasjonskapasiteten i massene tilsvarer at 1,5 l/s infiltrerer fra infiltrasjonssandfanget. Felt B: Det etableres infiltrasjonssandfang i planområdet ved krysset Kilenveien/Arnstein Arnebergsvei. Infiltrasjonssandfang med dim mm og pukk-omfylling er tilstrekkelig gitt at infiltrasjonskapasiteten i massene tilsvarer at 1,5 l/s infiltrerer fra infiltrasjonssandfanget. Felt C: Avrenning føres til eksisterende grøft langs Oksenøyveien. Det er antatt at grøften har kapasitet til å håndtere vannmengder generert fra feltet. Gangarealer legges generelt med tverrfall slik at avrenningen føres til grøntareal. Felt D: Avrenning fra alle bygg i området føres lukket i ledningstrasé langs gangarealer. Det etableres sluk/sandfang og evt. slisserenner for å samle avrenning fra gangarealer. Overvannet ledes til samlekum sydøst i området, som viderefører vannmengder til lukket fordrøyningsmagasin ved Arnstein Arnebergsvei med min. volum 116 m 3. Mengderegulatoren for påslipp på kommunalt overvannsnett er prosjektert med virvelkammer etter fordrøyningsvolumet med et maksimalt utløp til offentlig nett på 20 l/s. Dimensjon på OVledning til kum må ikke overstige 160 mm. For en videreført vannmengde på 20 l/s forutsetter det et fall på min 10. REFERANSER Aaby, L., Lindholm, O. (2007) Mengderegulering i avløpsteknikken. Hva er best tilgjengelig teknologi? Vann nr. 2, s Basal (2015) Basal Nettsider teknisk informasjon - Avløp dimensjonering/vannføring vannføring Bærum kommune (2007) Bærum kommune Hovedplan avløp Hansen-Bauer, I., Førland, E. J., Haddeland, I., Hisdal, H., Mayer, S., Nesje, A., Nilsen, J. E. Ø., Sandven, S., Sandø, A. B., Sorteberg, A. & Ådlandsvik, B. (2015) Klima i Norge Kunnskapsgrunnlag for klimatilpasning oppdatert NCCS report no. 2/2015. Lindholm, O., Endresen, S., Smith, B.T., Thorolfsson, S. (2012) Veiledning i dimensjonering og utforming av VA-transportsystem. Norsk Vann rapport

16 Side 16 av 17 Stahre, P. (1981) Flödesutjämning i avloppsnät. Statens råd för byggnadsforskning, rapport T-13:1981. Stockholm (s 238).

17 Side 17 av 17 VEDLEGG A: