OVERVANNSHÅNDTERING. Avrenningsberegninger og grunnlagsdata Eksempler og tekniske løsninger. v/sivilingeniør Trond Sekse

Transkript

1 OVERVANNSHÅNDTERING Avrenningsberegninger og grunnlagsdata Eksempler og tekniske løsninger v/sivilingeniør Trond Sekse

2 Diverse grunnlagsmateriale/litteratur NORVAR-veileder, prosjektrapport 144/2005 Retningslinjer for overvannshåndtering, Bergen kommune Sintef-rapport STF60 A Flomberegning og kulvertdimensjonering (1992) Statens vegvesen, Håndbok 018 (1999) NVE, diverse hydrologiske data NVE-publikasjon nr , Anvendt urbanhydrologi NIVA-rapport LNR , Revurdering av beregningskriterier for osv..

3 Avrenning/dimensjonering For relativt små og enkle nedbørsfelt kan overvannsmengde beregnes ved bruk av den rasjonelle metode. Manuelle metoder bør ikke brukes på større felt enn ha. Dersom feltet/feltene har uregelmessig utforming og/eller vesentlig ulike konsentrasjonstider eller avrenningskoeffisienter, må bruk av alternative metoder vurderes (tid-areal metoden, summasjonskurvemetoden). For større nedbørsfelt (A >50 ha) skal hydrauliske EDB-modeller benyttes. Slike modeller må også benyttes for arealer mindre enn ha der hvor en har spesielle forhold, kompliserte nedbørsfelt eller hvor konsekvenser ved feildimensjonering vil være store. Generelt skal overvannssystem og fellessystem dimensjoneres ihht. : - Kommunale/lokale retningslinjer eller krav - Norvar-veileder - NS EN-752

4 Grunnlagsdata, små felt Den rasjonelle formel: Q = C i A Avrenningskoeffisient (C) : Tabell med forslag til C-verdier Nedbørsdata (i) : Lokale nedbørvariasjoner Nedbørkurver / IVF-kurver Nedbørmålere (korttidsnedbør) Gjentaksintervall Tilrenningstid/konsentrasjonstid Snøsmelting? (15-30 l/s.ha)

5 Avrenningskoeffisienter Tette flater (tak, asfalterte plasser/veger o.l.) 0,85-0,95 Bykjerne 0,70-0,90 Rekkehus-/leilighetsområder 0,60-0,80 Eneboligområder 0,50-0,70 Grusveier/-plasser 0,50-0,80 Industriområder 0,50 0,90 Plen, park, eng, skog, dyrket mark 0,30-0,50 Fjellområde uten lyng og skog 0,50-0,80 Fjellområde med lyng og skog, steinet og sandholdig grunn 0,30-0,50

6 Nedbørsfordeling i Bergensområdet som % av nedbør målt ved Fredriksberg nedbørmålestasjon for året 1947 (Færøyvik, 1951).

7

8 Korttidsnedbørmåler - Lambrecht nedbørsmåler (0,1mm) - Temperatursensor

9 IVF-kurve (konstruert ut fra ca. 20 års-serie med nedbørdata)

10 NORVARs anbefalte minimums dimensjonerende hyppigheter for separat- og fellesavløpssystemet Dimensjonerende regnskyllhyppighet 1 (1 i løpet av n år) Områdetype Dimensjonerende oversvømmelseshyppighet 2 (1 i løpet av n år) 1 i løpet av 5 Områder med lavt skadepotensiale (utkantområder, landbruksområder,...) 1 i løpet av 10 1 i løpet av 10 Boligområder 1 i løpet av 20 1 i løpet av 20 Bysenter/industriområder/ forretningsstrøk 1 i løpet av 30 Underganger/underjordiske næringsområder 1 i løpet av 30 1 i løpet av 50 1 Det skal ikke oppstå oppstuvning i ledningsnettet for disse dimensjonerende regnskyllene. 2 Det skal ikke oppstå oppstuvning til kjellernivå/marknivå for disse gjentaksintervall (oversvømmelsesnivå regnes normalt til kjellernivå 90cm over topp rør i hovedledningsnettet).

11 Grunnlagsdata, store felt Avrenningsmengde Nedbørdata/avrenningsdata (nedbørstatistikk, lange tidsserier/dimensjonerende tidsserier, relevante måledata for et nærliggende/lignende avrenningsfelt,.) NVE (avrenningskart/årsnedbør, årlige middelverdier, vannføringsmålestasjoner,...) Avrenningsfaktor, gjentaksintervall, tilrenningstid/konsentrasjonstid... Kalibrert modell Dimensjonering Kulverter/stikkrenner (hydraulisk dimensjonering, fall, selvrens, innløp, utløp, kapasitet, erosjon,...) Programvare HEC-RAS (Hydrologic Engineering Centers River Analysis System) NVE programvare/beregninger for vassdrag MOUSE (overflateavrenning/ledningsnett)..

12 Oversiktskart NVE Målestasjoner avrenning

13 Målestasjoner avrenning

14 MOUSE Hydraulisk modell av avløps-/overvannssystem

15 Kalibreringsresultat for et avløpsområde

16 Sandsli-feltet, Bergen Lønningen-feltet, Bergen Eksempler på tekniske løsninger Alternativ/lokal overvannshåndtering

17 Sandslifeltet (Thorolfsson)

18 Problemstillinger, Sandsli-feltet: Planlagt utbygging i Sandsli-området (urbaniseringsgrad %). Sandslivassdraget var i utgangspunktet overbelastet ved mye nedbør, bl.a. med hyppige oversvømmelser på dyrket mark nedstrøms utbyggingsområdet. Beregninger fra NVE viste økning i flomvannføring fra 4m 3 /s til 7m 3 /s som følge av planlagt urbanisering krav om tiltak for å hindre forverring av flomforhold i vassdraget. Samarbeidsprosjekt mellom NTH, NVE, Bergen Tomteselskap og Bergen kommune ble igangsatt.

19 Lønningen-feltet (Thorolfsson)

20 Problemstillinger, Lønningen-feltet: Planlagt utbygging (industri/næring) i området Flomutsatt vassdrag. Relativt flatt område med noe myrområder og noe fjell i dagen. Begrenset kapasitet på bekkesystem og bekkelukking nedstrøms utbyggingsområdet. Beregninger viste betydelig økning i flomvannføring som følge av planlagt urbanisering krav om tiltak for å hindre forverring av flomforhold i vassdraget. Erfaringer fra Sandsli-feltet ble benyttet ved planlegging og valg av løsninger for Lønningen-feltet. Avrenningsmålinger og vannstandsmålinger ble iverksatt (1987). Vannprøver fra førsituasjon. Krav til utbygging : Avrenning fra ferdig utbygd område skal ikke overstige dagens avrenning fra nedbørfeltet Utbygging skal ikke medføre øket oppstuvning i Vestretjern

21 Lokal overvannshåndtering (LOD), Sandsli/Lønningen: Prinsipp: Infiltrasjon og fordrøyning lokalt og i vann/vassdrag Løsninger: Markinfiltrasjon (utnytte vegetasjon og marksone, oppsprukket berggrunn) Infiltrasjon i områdets innstrømningssone. Sprengsteinsfyllinger/-grøfter (masseutskiftning i myr). Tetningskjerne mot eksisterende veg (fordrøyningsmagasin). Vannstand i magasin/område styres ved hjelp av reguleringskummer. Pukkfylte veggrøfter. Pukkfylte VA-/kabelgrøfter. Sand-/steinfang på alle innløp til lednings-/fordrøyningssystemet (hindre tiltetting). Nødflomveg. Masser: pukk 8-22mm (porøsitet 30%)

22

23 Fordrøynings-/infiltrasjonsmagasin Evt. fordelingsrør Fiberduk Innløpskum m/sandfang Knuste masser uten finstoff Evt. overløp Utløps-/målekum Innløp Utløp Stedlige masser

24

25 Beregning av fordrøyningsvolum

26 Overvann til infiltrasjonsmagasin, fordrøyningsmagasin o.l. må føres via sandfang, sedimenteringsmagasin e.l.

27

28 Infiltrasjonsgrøft/vegetasjonsdekket grøft Vegskulder Veg Vannstand Fall < 2:1 Stedlige masser Stedlige masser Permeable masser Grus Fiberduk Grunnvannsnivå Evt. drensrør

29

30

31

32 Erfaringer fra Sandsli- og Lønningenfeltene Utnyttelse av bekker og vann har fungert som forventet. Systemet kan ta opp store mengder vann Grunnvannsnivå er på opprinnelig nivå Største målte avrenningsintensitet redusert med 40 % sammenlignet med tradisjonell OVløsning (for Statoil-delfeltet, takareal m 2 ) Betydelig redusert avrenningsvolum sammenlignet med tradisjonell OV-løsning Sekundæravrenning er dimensjonerende (kommer 2-4 timer etter at regnet har avtatt) Redusert utbyggingskostnad, ca % Driftserfaringer så langt er gode