Tre-trinns strategien og dimensjonering i praksis

Transkript

1 Tre-trinns strategien og dimensjonering i praksis Å planlegge for mye vann 7.mar 2018 Oslo dr.ing, Kim H. Paus (kimh.paus@asplanviak.no)

2 Strategi for håndtering av overvann Planlegging Fang opp, rens og infiltrer Forsink og fordrøy Sikre trygge flomveier TRINN 0 Avrenning fra mindre regn Avrenning fra store regn Avrenning fra ekstreme regn TRINN 1 TRINN 2 TRINN 3

3 Strategi for håndtering av overvann Planlegging, identifisere utfordringer, løsninger og avsette arealer Overvann møter vegetasjon, renses ved behov, infiltreres, fordampes og utnyttes som ressurs Overvann fordrøyes lokalt (V) med minimalt påslipp til avløpssystem (Q) V Q Overvann sikres trygg avledning på overflaten i flomveier TRINN 0 F.eks. ved regulering TRINN 1 TRINN 2 TRINN 3 Avrenning fra vanlig regn (f.eks. 95 % av årsnedbøren) F.eks. avrenning fra 20 års regn og klimafaktor F.eks. avrenning fra 200 års regn og klimafaktor

4 Feltutbygging i Oslo sentrum Nødvendig kunnskap: Areal (3 500 m 2 ) Avrenningskoeffisient (0,90) Påslipp til kom. avløpssystem (5 l/s) Lokal nedbørstatistikk (20 år Blindern) Klimafaktor (1,40) A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s

5 Trinn 3 Trinn 2 Trinn 1 Forslag til definisjon av regnmengder for trinn 1, 2 og 3 Et tiltak som dimensjoneres for å håndtere en regnmengde på 9,4 mm vil kunne fange opp 95 % av årsnedbøren (forutsatt dimensjonerende regnvarighet på 180 min) % % % % % år år år år år år år Trinn 1: Basert på minuttdata for nedbør i perioden 2006 til 2016 for Blindern, Oslo (Paus, 2018) Trinn 2/3: IVF-statistikk uten klimafaktor for Blindern, Oslo, perioden (uten krav om sammenhengende nedbør)

6 Feltutbygging i Oslo sentrum Nødvendig fordrøyningsvolum: Fordrøyning = vann inn vann ut Vann inn (regnvarighet på 30 min): V inn = φ A P K f V inn = 0, m 2 0,0267 m 1,40 V inn = 117,7 m 3 Vann ut (regnvarighet på 30 min): V ut = Q maks 0,70 t r V ut = 0,005 m 3 /s 0,70 30 min 60 s/min V ut = 6,3 m 3 A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s Fordrøyning (regnvarighet på 30 min): V = 117,7 m 3 6,3 m 3 = 111, 4 m 3

7 Feltutbygging i Oslo sentrum Nødvendig fordrøyningsvolum: Fordrøyning = vann inn vann ut Vann inn (regnvarighet på 45 min): V inn = φ A P K f V inn = 0, m 2 0,0320 m 1,40 V inn = 141,1 m 3 Vann ut (regnvarighet på 45 min): V ut = Q maks 0,70 t r V ut = 0,005 m 3 /s 0,70 45 min 60 s/min V ut = 9,5 m 3 A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s Fordrøyning (regnvarighet på 45 min): V = 141,1 m 3 9,5 m 3 = 131, 7 m 3

8 Feltutbygging i Oslo sentrum Nødvendig fordrøyningsvolum: Fordrøyning = vann inn vann ut Vann inn (regnvarighet på 1440 min): V inn = φ A P K f V inn = 0, m 2 0,0631 m 1,40 V inn = 278,3 m 3 Vann ut (regnvarighet på 1440 min): V ut = Q maks 0,70 t r V ut = 0,005 m 3 /s 0, min 60 s/min V ut = 302,4 m 3 A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s Fordrøyning (regnvarighet på 1440 min): V = 278,3 m 3 302,4 m 3 = 24, 1 m 3

9 Feltutbygging i Oslo sentrum Dim. fordrøyningsvolum: Undersøker alle regnvarigheter (10 til 1440 min) og finner at følgende situasjon blir dimensjonerende: Vann inn (regnvarighet på 60 min): V inn = φ A P K f V inn = 0, m 2 0,0347 m 1,40 V inn = 153,0 m 3 Vann ut (regnvarighet på 60 min): V ut = Q maks 0,70 t r V ut = 0,005 m 3 /s 0,70 60 min 60 s/min V ut = 12,6 m 3 A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s Fordrøyning (regnvarighet på 60 min): V = 153,0 m 3 12,6 m 3 = 140, 4 m 3

10 Lukkede rør-magasiner? Dim. fordrøyningsvolum: 140,4 m 3 Rør-magasin med indre diameter 1000 mm må ha lengde på ca. 180 m (3 X 60 m) Foto: Loe rørprdukter AS

11 Lukkede rør-magasiner og flerbruk-areal? Dim. fordrøyningsvolum: 140,4 m 3 Tørr-vær FORDELINGSKUM SANDFANG KUM MED VIRVELKAMMER TAKVANN/ DRENS FRA REGNBED/OVERLØP SLUK LEKEAREAL OVERLØP KOMMUNAL LEDNING Foto: Loe rørprdukter AS

12 Lukkede rør-magasiner og flerbruk-areal? Dim. fordrøyningsvolum: 140,4 m 3 Kraftig nedbør (5 års gjentaksintervall) FORDELINGSKUM SANDFANG KUM MED VIRVELKAMMER TAKVANN/ DRENS FRA REGNBED/OVERLØP SLUK LEKEAREAL OVERLØP KOMMUNAL LEDNING Foto: Loe rørprdukter AS

13 Lukkede rør-magasiner og flerbruk-areal? Dim. fordrøyningsvolum: 140,4 m 3 Kraftig nedbør (20 års gjentaksintervall og klimafaktor 1,40) FORDELINGSKUM SANDFANG KUM MED VIRVELKAMMER TAKVANN/ DRENS FRA REGNBED/OVERLØP SLUK Ca. 20 cm LEKEAREAL OVERLØP KOMMUNAL LEDNING Foto: Loe rørprdukter AS

14 Lukkede rør-magasiner og flerbruk-areal? Dim. fordrøyningsvolum: 140,4 m 3 Kraftig nedbør (> 20 års gjentaksintervall og klimafaktor 1,40) FORDELINGSKUM SANDFANG KUM MED VIRVELKAMMER TAKVANN/ DRENS FRA REGNBED/OVERLØP SLUK Ca. 20 cm LEKEAREAL OVERLØP KOMMUNAL LEDNING Foto: Loe rørprdukter AS

15 Fordrøyning i regnbed? Foto: Åse Holte (2017)

16 Fordrøyning i regnbed? Tørr-vær Foto: Åse Holte (2017)

17 Fordrøyning i regnbed? Mindre regn (trinn 1) Foto: Åse Holte (2017)

18 Fordrøyning i regnbed? Dimensjonerende nedbør i trinn 2 (20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) Areal-behov? a = A φ P K f h maks + t r K h Paus og Braskerud (2013) (h maks = 20 cm og K h = 10 cm/t) a = 3500 m2 0,90 0,0320 m 1,40 0,20 m + 45 min 0,0017 cm/min a = 513 m 2 (ca. 15 % av arealet) Foto: Åse Holte (2017)

19 Fordrøyning i regnbed? Dimensjonerende nedbør i trinn 1 (95 % av årsavrenningen) Areal-behov? a = A φ P K f h maks + t r K h Paus og Braskerud (2013) (h maks = 20 cm og K h = 10 cm/t) a = 3500 m 2 0,90 0,0068 m 0,20 m + 90 min 0,0017 cm/min a = 61 m 2 (ca. 2 % av arealet) Foto: Åse Holte (2017)

20 Fordrøyning i regnbed? Dimensjonerende nedbør i trinn 2 (20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) h Foto: Åse Holte (2017)

21 Fordrøyning i regnbed? Dimensjonerende nedbør i trinn 2 (20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) h Rest. fordrøyningsvolum? V = 140,4 m 3 V regnbed = a h maks + t r K h V rest = V V regnbed V rest = 140,4 m 3 18,4 m 3 = 122,0 m 3 Ca. 13 % reduksjon i dim. volum Foto: Åse Holte (2017)

22 Fordrøyning på tak? 2 to 3 cm Foto: B.Braskerud Foto: Jonatan Malmberg

23 Fordrøyning på tak? Foto: Jonatan Malmberg

24 Fordrøyning på tak? Tørr-vær Foto: Jonatan Malmberg

25 Fordrøyning på tak? Mindre regn (trinn 1) Foto: Jonatan Malmberg

26 Fordrøyning på tak? Vanlig regn (trinn 1) Foto: Jonatan Malmberg

27 Fordrøyning på tak? Dimensjonerende nedbør i trinn 2 (20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) Foto: Jonatan Malmberg

28 Fordrøyning på tak? Dimensjonerende nedbør i trinn 2 (20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) Mektighet på jord-lag? V = A d n d = d = 159,7 m m 2 0,30 d = Ca. 15 cm V A n Foto: Jonatan Malmberg

29 Fordrøyning på tak? Dimensjonerende nedbør i trinn 3 (> 20 års gjentaksintervall med klimafaktor på 1,40) Foto: Jonatan Malmberg

30 Trygge flomveier? Flomvei? I nedbørmengder [mm], utgjør trinn 2 (20 års gjentaksintervall) ca. 72 % av trinn 3 (200 års gjentaksintervall) ved Blindern. Dette betyr ofte at påregnelige flomvannmengder/avrenningstopper reduseres med om lag ¾ som følge av etablering av trinn 2. A = m 2 ϕ = 0,90 Q maks = 5 l/s

31 Åpne eller lukkede flomveier?

32 Vannhøyde [m] Åpne eller lukkede flomveier? 2,0 1,5 Oppstuvning og oversvømmelse 1,0 0,5 0, Vannføring [l/s] LUKKET FLOMVEI ÅPEN FLOMVEI

33 Hvor blir vannet av? Ekstremnedbør (200 år og K f = 1,40) TRINN 1 TRINN 2 Årsnedbør 5 % TRINN 3 30 % 10 % TRINN 2 60 % TRINN 1 95 %

34 Hvilke formål har trinnene? Ekstremnedbør (200 år og K f = 1,40) Årsnedbør SKADEBEGRENSNING OG HINDRE OVERLØP TRINN 3 30 % TRINN 1 10 % ESTETIKK RENT VANN 5 % ØKOLOGI GJENBRUK FOLKEHELSE VANNBALANSE TRINN 2 60 % BIOLOGISK TRINN MANGFOLD 1 95 % FREMMEDVANN

35 Takk for meg! dr.ing, Kim H. Paus