Klimatilpasset overvannsdisponering

Transkript

1 Klimatilpasset overvannsdisponering Fremtidens klima på Haugalandet hvilken vei skal vannet ta? 6. November 2018 Per Møller-Pedersen, Storm Aqua AS

2 Storm Aqua Både uavhengig og tilknyttet Skjæveland Gruppen Skjæveland Cementstøperi AS Produsenter av rør, kummer og fordrøyningsmagasin Etablert 1946, 48 ansatte, årsproduksjon tonn, omsetning kr 173 mill Multiblokk AS Produsenter av belegningsstein og andre elementer Etablert 1981, 37 ansatte, årsproduksjon tonn, omsetning kr 95 mill Storm Aqua AS Leverandør av kompetanse innen overvanns- og måleprosjekt, eksternt og til Skjæveland Cementstøperi og Multiblokk Etablert 2015, team på 8 medarbeidere, 2,15 årsverk, omsetning kr 4 mill, vekstambisjoner Skjæveland Cementstøperi AS + Multiblokk AS + Storm Aqua AS Fra produktleverandør til innovativ systemleverandør

3 Skjæveland Gruppen - industripartner i Klima 2050

4 Storm Aqua Rådgiver og samspillspartner Prosjekteringsinnspill Innspill til regulering og videre prosjektering av overvannsdisponering i utbyggingsprosjekter Infiltrasjonsmålinger Måling og dokumentasjon av infiltrasjonskapasitet Måleprosjekter Måling og dokumentasjon av dimensjonerende forhold, nedbør, grunnvannsnivå, vannmengde, osv. Overvannsseminar Kunnskapsformidling gjennom seminarer, foredrag og kurs Klimatilpasningsdagene Medspiller i produktutvikling Engasjert av Skjæveland Cementstøperi AS, Multiblokk AS og Bergknapp AS Samarbeider med Urban Natur og Leca Samspill om produktutvikling, innovasjon, testing og dokumentasjon Oppfølging av FoU prosjekter, herunder Klima 2050 Støtte til diskusjoner i tilknytning til utbyggingsprosjekter Kunnskapsoppbygging og formidling

5 Vannet er i et evig kretsløp

6 Infiltrasjonskapasitet og transport av grunnvann Infiltrasjon / lagringskapasitet Transport av grunnvannet Avrenning av vannet Utløp av grunnvannet

7 Regnvann infiltrerer i liten grad i fjell Ill: Sylvi Gaut/Irene Lundquist (NGU)

8 Klimaendringer i Rogaland Klimaprofil for Rogaland oppdatert av Klimaservicesenteret (KSS) januar 2017 Fram mot år 2100 vil Rogaland få: Økning i gjennomsnittstemperatur + 3,5 grader Økning i nedbørsmengde + 10 % Styrtregnsperioder øker i intensitet og hyppighet Regnflommene blir større og kommer oftere Økning i havnivå og økning i stormflonivå + 0,6 0,8 m

9 Planlegg for ekstreme hendelser.. de kommer Ekstrem nedbør Frida 2012, København 2011 / 2014, Malmø 2014, Vigrestad 2014 og Bjerkreim 2016 ga opp til 160 mm på 2 timer Ny nedbørsrekord i England med 340 mm på 24 timer Ekstrem nedbør synes å være konsentrert Avgrensede regnceller (5x5 km, 10 km2) Storbyer som varmeøyer Større rør løser ikke problemene! Ekstreme høyvannstander Langvarig storm og orkan.. mer enn 10 timer og lavtrykk på under 950 millibar Vi stresstester våre forslag til løsninger hva skjer hvis det kommer 160 mm på to timer?

10 Lover og forskrifter Plan- og bygningsloven 27-2 Teknisk forskrift (TEK10) 15-10: Overvann, herunder drensvann, skal i størst mulig grad infiltreres eller på annen måte håndteres lokalt for å sikre vannbalansen i området og unngå overbelastning på avløpsanleggene Vannressursloven 7: Utbygging og annen grunnutnytting bør fortrinnsvis skje slik at nedbøren fortsatt kan få avløp gjennom infiltrasjon i grunnen Forurensningsloven med tilhørende forurensningsforskrift Mange uavklarte spørsmål Overvannsregelverket er i støpeskjeen Anbefalingerne ble den 2. december 2015 lagt frem i NOU 2015:16

11 NOU 2015:16 Signaliserer viktige endringer Kommuner bør ha oversikt over avrenningslinjer og kartlegge områder Mulighet for frakopling av overvann Minimumsstandard til sikkerhet mot overvannsskader Traffikkert gate eller vei kan tilrettelegges for avledning av overvann Kommunens nødvendige kostnader for overvann som eget gebyrområde Kommunene kan overta «hovedanlegg for disponering og avledning av overvann» Forurenset vann bør renses ved kilden

12 Føringer for overvannshåndtering og ekstremsituasjoner Rørsystemer for overvann kan ikke ventes fortsatt å håndtere ekstremsituasjoner Noen tiltak og føringer Ulike veileder for overvannshåndtering Stortingsmelding om klimatilpassning 2013 Overvannsutvalg nedsatt april 2014 Regionalt tiltaksprogram for Vannregion Rogaland Veiledning i klimatilpasset overvannshåndtering Håndtering av overvann fra urbane veier Mange anbefalinger til løsninger, men i hovedsak bare for nye utbygginger

13 Et skifte i strategi for overvannshåndtering (1) Tradisjonell overvannshåndtering Avløp Rør Ledninger Tilpasset overvannsdisponering Infiltrasjon Fordrøyning Blå-grønne løsninger Bortlede vannet så fort og effektivt som mulig Håndtere vannet desentralisert og lokalt i så stor grad som mulig

14 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

15 Helhetsprinsipp 1 Forståelse av rensebehov, grunnforhold og dimensjonerende faktorer System løsninger Flomvei Fordrøyning Behov for rensing? Grunnforhold? Klima? Infiltrasjon Rensing Rør Tank

16 Helhetsprinsipp 3 Forståelse av vannets veier Overflate Grønne tak Permeabelt dekke Vannveier Langs overflaten og i rør Mellom overflate og grunnvannsspeil Grunnvann Tradisjonelle løsninger har grenseflate langs overflaten og rør Infiltrasjonsløsning adresserer alle tre Infiltrasjonskum Permeabelt dekke på vei Grunnvannsspeil Fordrøyningsmagasin Overvannsledning Infiltrasjonskum

17 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

18 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

19 Utbygging endrer avrenning Før utbygging Etter utbygging Beregning viser at avrenning fra feltet vil øke fra 630 l/s til 715 l/s Hvordan håndtere den økte avrenningen på 85 l/s? Hvordan redusere avrenningen så mye som mulig? Hvordan passe dette inn i landskapet?

20 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

21 Håndtering av avrenning Behov Definerer maksimalt utslipp Beregner fordrøyningsbehov for alle nedbørstilfeller Velger nedbørstilfelle med størst behov for fordrøyning Leser av fordrøyningsvolum som skal håndteres Hvordan kan vi håndtere dette? Verktøykasse!

22 Eksempel Bussterminal

23 Sandnes og Jæren Bussterminal 2 løsninger beregnet, flere mulige løsninger 1. Tett tak, tett dekke, fordrøyningsmagasin 2. Tett tak, permeabelt dekke, fordrøyningsmagasin 3. Urbant uterom på tak, permeabelt dekke, fordrøyningsmagasin 4. Urbant uterom på tak, prefabrikert regnbed, permeabelt dekke, fordrøyningsmagasin 5. Urbant uterom på tak, prefabrikert regnbed, permeabelt dekke, regnbed, infiltrasjonssystem Case Case 1 Case 2 Beregning Max utslipp 17,4 l/s Avrenningsfaktor 0,9 Avrenning etter 125,4 l/s Fordrøyningsbehov 150 m3 Max utslipp 17,4 l/s Avrenningsfaktor 0,44 Avrenning etter 60,7 l/s Fordrøyningsbehov 46 m3

24 Sandnes og Jæren Bussterminal Prosjekteringsinnspill Bakgrunn Vurderinger Potensielle flomkilder Dimensjonerende forhold Mulighet for utnyttelse av regnvann, gråvann og behandlet vann Innspill til regulering og videre prosjektering Vannmengder og avrenning Eksisterende situasjon Ny situasjon Løsning for disponering av overvann Referanser Etter utbygging

25 Dagens «verktøykasse» for disponering av overvannet Samarbeidspartnere

26 Vi definerer høye krav til verktøy Dokumentert funksjon, drift og vedlikehold Pilotprosjekter, målinger, mastergradsoppgaver osv 3D dwg filer Skal kunne benyttes direkte i prosjekteringsarbeid hos rådgiverne Beregningsmodul Ytelse, kostnader, simulere sammensetninger av verktøyer Ytelseserklæring EPD Funksjon, installasjon, drift, vedlikehold, forventet levetid, fornyelse Miljømessige fotavtrykk Verifisering / sertifisering Uavhengig gjennomgang Referanse VA miljøblad, Norsk Standard, veileder osv

27 Vår innovasjonsprosess for utvikling av nye løsninger Utvikling av ide og konsept Behov og løsningsavklaring hos problemeier Produkt utvikling og testing Pilotprosjekter for testing av løsning Prosjekter for testing av forretnings modell Markedsføring og salg Workshop Konsept, behov og løsning Workshop produktdesign Workshop pilotprosjekter Workshop tidlig marked Workshop marked

28 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

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

30 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

31 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

32 Simulering av overvannssystem Urbant uterom på tak Regnbed

33 Regnbed - stedsbygget Lavtliggende bed med planter som både tåler mye vann og tørre perioder Kan fange opp overvann fra tak og tette flater på overflaten Vann infiltreres i vekstmediet Har en renseeffekt Regnbeddet tømmes enten via infiltrasjon til grunnen eller drenering

34 Regnbed - prinsipp

35 Eidsvollsgate To ulike typer regnbed for håndtering av veivann Type 321 Innløp via regnbed Type 321 Innløp via sandfang

36 Alma regnbed type 101

37 Alma regnbed type 101 Bacheloroppgave om hydraulisk kapasitet til vekstmedie og konstruksjon

38 Alma regnbed type 101 Fordrøyningstest Flomtopp forsinket med 15 min Flomtopp redusert med 74% 50% tømt etter 41 min

39 Alma regnbed type 101 Masteroppgave om beregningsmodell for to verktøy i system Mastergradsstudent Dennis Kliewer

40 AVATIUS Kombinert vintertilpasset løsning for håndtering av overvann og vanning av trær

41 Grønne tak Lett grønt dekke legges på toppen av tett tak Fordrøyer regnvann noe; senker flomtoppen Tar ikke noe ekstra plass Senker temperaturen i bygget Miljøeffekter (bruker CO2) Visuelt uttrykk Festes slik at det ikke blåser av Gjødsling og stel to ganger i året

42 Urbane uterom Pilot prosjekt på Høvringen Konvertering av et eksisterende tak til tre separate tak svart, grått og grønt cm knust leca danner et fordrøyende fundament Permeabelt dekke på det grå tak Doktorgradsprosjekt v/ Vladimir Hamouz Pilotprosjektet startet november n-data Forskningsprosjekt i Klima Høvringen

43 Urbane uterom Prøveproduksjon av ny type lett permeabelt dekke

44 Overflatebehandling for enklere vedlikehold Behandling med nano-titanoxyd i produksjonsprosessen Fotokatalysisk rensing Renere luft Renere overflate Renere miljø

45 Urbane uterom

46 System «Urbane uterom» Lett permeabelt dekke Grønt dekke Blomsterkasser Terreng Uterom Fordrøyning Armeringsnett Knust Leca Slukløsning Evt. drenering Membran, rotsikker

47 Pilot prosjekt Lilleborg Terrasse, Stokke

48 Urbane uterom Neste skritt er kombinasjoner Urbane uterom Regnbed Grønne vegger Hybrid naturbasert løsning

49 Flettemur Håndtering av skråningsvann og integrert behandling av veivann

50 Stangeland Næringspark

51 Permeable dekker Fuger eller hull i steinen slipper vann igjennom Overbygning uten finstoff slipper vann og småpartikler igjennom Vann infiltreres til grunnen Betydelig kapasitet uten å ta ekstra plass Viktig med omtanke i planlegging, oppbygging og legging Designes etter 10% virkningsgrad Erfaringer viser at infiltrasjonsevne holder i mange år Eventuell tetting skjer i øverste 5 cm av fugene Infiltrasjonsevne kan gjenetableres

52 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)

53 Permeable dekker Masteroppgave om infiltrasjonskapasitet Mastergradsstudent Jens Trandem

54 Måling av kompresjon og stabilitet Atkomstvei til Multiblokk Mye og tung trafikk 1000 t/døgn Har vært i drift i knapt tre år Kompresjon er opp til 16 mm etter at t har passert

55 Sandfangkummer med infiltrasjon Sedimenter fanges opp i sandkammer Vann infiltreres til grunnen gjennom omliggende pukkmagasin Overløp til fordrøyning eller overvannsledning Skal tømmes jevnlig

56 Infiltrasjonssandfang Testing bekrefter funksjon Pukkmagasin på ca 10 m3 Pukkmagasin fordrøyer ca 4 m3 Grunnen infiltrerer ca 1,3 l/s (fra MSc oppgave) Prosjektering fra COWI Vanntilførsel med opp til 2,9 l/s Mastergradsstudent Marte Irtun Aas

57 Qmax Storm Egenskaper Eggformet rør med god selvrens 2 dimensjoner 300/450 og 500/750 Tåler stor belastning, 0,2 12 m overdekking Teleskopisk tilkopling til ulike topper Fall på rør frikoplet fra fall på overflate Fordeler Mindre graving Mindre tidsforbruk Bedre, billigere og raskere Håndtere mer overvann for pengene Kan kombineres med strømpefornying av dypereliggende rør

58 Grunt infiltrasjonssystem Tett dekke Renne Kanstein Grøft Qmax storm systemet Permeabelt dekke Ingen infiltrasjon Grøftinfiltrasjon Arealinfiltrasjon

59 Lukket fordrøyningsmagasin - enebolig Funksjon Sedimenter fanges opp i det sandfangkammer Kan oppmagasinere betydelige vannmengder Kontrollert utslipp gjennom strupet utløp Fordeler Kan utbygges til stor kapasitet Lett å beregne effekt Kan holde grenser for utslipp av overvann Ulemper Kan ta noe plass

60 Lukket fordrøyningsmagasin Stor skala Funksjon Sedimenter fanges opp i det vertikale kammer Kan oppmagasinere store vannmengder Kontrollert påslipp til offentlig nett gjennom strupet utløp Fordeler Kan utbygges til stor kapasitet Lett å beregne effekt Kan holde grenser for utslipp av overvann Ulemper Kan ta en del plass

61 Kombinasjon av fordrøyning og nyttevann Alma Smart Tank Box Culvert for effektiv arealutnyttelse Sandfang Nyttevolum til toalettspyling, bil- og sykkelvask, vanning osv Fordrøyningsvolum Mengderegulert utløp Andre naturbaserte og tekniske løsninger kan tilkoples

62 Flomvei Asalveien Nærbø V-profil Slisserenne i senter

63 Tankevekkende inspirasjon fra Lego... Et kjent byggesett 6 brikker Antall kombinasjonsmuligheter: Ca (beregnet) Økende antall verktøy for overvannsdisponering Økende antall kombinasjoner Spennende tider fremover!

64 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

65 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

66 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

67 Testfelt Nedre Jernbanevei, Sandnes Byområde med permeabelt dekke Utvikling av gode vedlikeholdsrutiner og driftsveileder over tre år Månedlig inspeksjon, måling og dokumentasjon Driftsveileder utarbeides ved formell overlevering etter tre år

68 Parkeringsgarasjer Åsane, Bergen Permeabelt dekke reduserer behovet for avløp og oljeutskiller To typer dekke Drensasfalt Permeabel belegningsstein

69 Langgata, Sandnes

70 Sentrumskvartal, Lyngdal

71 Posebyen, Kristiansand Kommunens begrunnelse God selvrensing i anlegg med lite fall Tåler trafikklast og grunne grøfter Tåler graving nær rørene Effektiv bortleding av flomvann Reduserer fare for flomskader på bygningsmassen. Foto: Dag Tobiassen

72 Sentrumsgater, Tromsø Grunn Qmax Storm for veivann og takvann Avlaster dypere liggende fellesledning som kan håndtere spillvann og drensvann Legges under kantstein hvor det er anbrakt kjeftsluk Helling på vei og helling på rør er frikoplet på grunn av teleskopisk forbindelse Lite graving biler og gående kan passere også i byggeperioden

73 FV505 Pilotprosjekt for rensing av veivann Ny FV505 sør for Sandnes hadde byggeoppstart juni 2017 Lukket sedimentasjonsmagasin er bygget Er ombygget til et kompakt lukket renseanlegg en videreutvikling av FOREVA konseptet Pilotprosjekt i Klima 2050

74 FV505 Tre rørstrekk, hvert på 27m

75 FV505 Prinsippskisse sedimentasjonsanlegg

76 Årsvollveien 4,5 km gang- og sykkelsti hvor alt overvann infiltreres

77 Årsvollveien 4,5 km gang- og sykkelsti hvor alt overvann infiltreres

78 Trygge vannveier - Box Culvert

79 Box Culvert, Stangelandsåna, Sandnes

80 Maudlandsvegen Eksisterende og ny situasjon Stålforing i eksisterende gjennomløp var korrodert Overhengene fare for sammenbrudd Behov for hurtig reparasjon

81 Maudlandsvegen ny situasjon, trygg vannvei

82 Fotrør DN 2000 x 2000 Ig

83 Økt styrke med fot Spenningsberegning, punktlast på toppen

84 Prosjekt nytt kloakkanlegg Sandane, Karmøy Fotrør-V for overvann, løs sand, omfylling av stedlige masser

85 Klimatilpasningsdagene Vi legger til rette for deling av kunnskap og erfaringer om praktisk overvannsdisponering Utgangspunktet er praktiske problemstilling som arkitekter / konsulenter / utbyggere / kommuner / utførende står overfor En helhetlig tilnærming gir de beste resultater. Derfor setter vi fokus på tverfaglighet og samspill Det skal være noe praktisk deltakerne kan ta med seg til sitt daglige arbeid Neste arrangement: september 2019

86 Vi hjelper med klimatilpasset overvannsdisponering