TEKNA Innlandet nov 2012

Transkript

1 Oddvar Lindholm Institutt for matematiske realfag og teknologi UMB TEKNA Innlandet nov 2012 Planlegging av fremtidens overvannssystemer -hvordan dimensjonere -flomveier

2 Det er fire år siden den kom, og fire år siden vi leste den? O. Lindholm UMB

3 De tre hovedvisjonene er: Forebygge skader Overvannet skal håndteres slik at tilfredsstillende sikkerhet for liv, helse og miljø oppnås. Vannforurensning skal reduseres. Utnytte overvann som ressurs Overvannet skal utnyttes som estetisk landskapselement i bybildet og for bruk til rekreasjonsformål. Styrke biologisk mangfold bymiljøet Gjennom infiltrasjon, bruk av åpne vannveier og dammer skal det biologiske mangfoldet fremmes. O. Lindholm UMB

4 Det er marginalene som teller, d.v.s. vannføringen over kapasiteten Forsink avrenningen og unngå kapasitetsproblemer Vann føring Kapasitet i ledningsnett Tid etter regnets start

5 Bruk 3-leddsstrategien i planene Tallene er eksempler og må tilpasses lokalt. Fang opp og infiltrer alle regn med Forsink og fordrøy < 20 mm alle regn > 20 mm og < 40 mm Sikre trygge flomveier for regn > 40 mm, opptil 100-årsavrenningen O. Lindholm UMB

6 En helhetlig og total overvannsplanlegging Arealplanlegging og vannbruksplaner Politikk, planlegging og design av tettsted Regelverk om overvann. Forurensing og vannføring Byarkitektur, byggplassering og bygningsutforming Helhetlig & integrert overvannsplan Tiltak nær kildene, publikum & abonnent Infiltrasjon, tilbakeholdelse og forsinking av vannet Virkemidler for å få gjennomført planer og ønsker Informasjon, opplæring og holdningskampanjer Kommunaltekniske større felles tiltak Rensetiltak for forurensninger i overvann Dammer, infiltrasjonsmagasiner, vegdrenasje, kulverter, byvassdrag og flomveier for overvann

7 3. ledd i 3-leddsstrategien er åpne sikre flomveier Når ledningene blir overbelastet, skal det finnes et avrenningssystem på overflaten for overvannet. Flomveiene bør analyseres for en kapasitet tilsvarende en 100-års flom.

8 I tillegg til avløpsnettet trengs åpne sikre flomveier Selve elveleiet kan f.eks dimensjoneres for en 2- års flom. Flomveiene bør tåle en 100-års flom uten større skader.

9 Hvordan sikre trygge flomveier i en by? Analysere hva som skjer når rørsystemet ikke kan ta imot mer. Planlegg hvilke alternative flomveier som vil gi minst mulig skade ved billigst mulige tiltak. Bestem hvilke gater og veier som skal fungere som åpne flomveier gjennom byen. Mulige tiltak: Senke gatenivået på kortere strekninger, sette opp kantføringer som leder vannet riktig vei, (for eksempel over offentlige åpne områder som parker, kirkegårder, rekreasjons- og idrettsarealer, etc.), erosjonssikre utsatte områder, kunstige høybrekk, tilbakeslagsventiler på ledninger til utsatte bygninger, gjøre utsatte bygninger flomsikre til 1 meter over gatenivå, etc.) Informere de berørte om situasjonen og hvordan de skal forholde seg

10 Planlegging av flomveier (fra VA-miljøblad)

11 Skiens viktigste flomvei er Torggata midt i sentrum Hvorfor skal alt overvannet straks inn i rørledninger? (Gunnar Mosevoll). Boliggater kan være greie flomveier, og den viktigste flomveien i byen er Kverndalsgata og Torggata som går gjennom sentrum. Skien Foto: Ole Bjørn Ulsnæs Etter sommerregn som er så kraftige at sluk og rørsystemer ikke klarer å ta unna alt overvannet, renner nedbøren som en noen cm dyp elv gjennom byen. Vannet følger gateløpet nedover mot byens gamle havnebasseng. Fortauskantene er så høye at vannet ikke renner inn til byggene langs gata.

12

13

14

15

16 3 sentrale aktører i området flom i by Det offentlige; kommuner, fylke, stat. Næringslivet; forsikringsselskaper, restverdisikring, produsenter av utstyr, entreprenører, rådgivere, osv. Private; huseiere, eiendomsbesittere, beboere, boligsameier, borettslag, boligbyggelag osv. Offentlig Privat Næringsliv Alle aktørene bør trekkes inn i et samspill

17 Det nære samarbeidsteamet Fagfelt / arbeidsområde Arealplanleggere Teknisk etats ingeniører i kommunen i samarbeid med VA-konsulenter Eksperter på avløpsmodeller og avløpsmodellers GIS-programmer Landskapsarkitekter Viktige arbeidsoppgaver Planlegging av utbygningsområdets arealdel. Bruke PBL-prosessene. Sørge for at nødvendig areal til LOD anlegg og areal og tracéer for åpne flomveier sikres. Beskrive dagens problemer i avløpssystemet. Analysere nye dimensjonerende behov. Resultatkrav og forutsetninger for prosjektets avløpsdel. Kjøre simuleringer av ekstreme enkeltregn og tidsserieanalyser. Fastslå konsekvenser for oversvømmelser og overløpsutslipp. Bestemme nødvendige fordøyningsvolum (m 3 ) og/eller nødv tilbakeholdelse av nedbør (mm) og behov for infiltrasjonskapasiteter (mm/h). Analysere for ulike optimale tiltakssett i dagens klima og i et fremtidig klima. Optimalt valg av LOD-anlegg og sjekke om disse er mulig å innpasse i området i nødvendig omfang. Ivareta estetiske, praktiske, rekreasjonsmessige forhold og krav. Bidra til biologisk mangfold, m.m.

18 Andre viktige faggrupper for håndtering av overvann Fagfelt / arbeidsområde Meteorologer og klimaforskere Forurensningsmyndigheter Bygningsingeniører og arkitekter Vegingeniører Jurister Viktige arbeidsoppgaver Bidra med nedbørdata (IVF-kurver) og tidsseriedata for det nåværende klima og et fremtidig klima på slutten av århundre. Gi krav til maksimale utslipp fra regnvannsoverløp og andre relevante utslipp. Tilpasse bygninger til å kunne få for eksempel grønne tak. Gjøre utsatte bygninger mindre utsatt for flomskader ved en oversvømmelse/flom. (f.eks kan bygninger forberedes på å tåle opp til 1 meter oppstuvning på veggene uten å skades) Sørge for at valg av vegtracéer og fallforhold drenerer overvannet på en optimal måte. Bruke visse veger som en åpen flomvei. Ansvars- og skyldanalyser. Erstatninger, rettssaker, nye og bedre forskrifter og lover

19

20 Fra Håndbok 018 Statens vegvesen 2011

21

22 Gode kummer gir større kapasitet Energitap i kummer i en oppstuvningssituasjon kan være i samme størrelsesorden som selve rørfriksjonen. Dette avhenger bl.a. av avstanden mellom kummene, kummenes tilstand og utforming. Når vannspeilet stiger litt over topp av rør i kummen, blir det intense strømninger i kummen som gir store energitap. Et nett med gode hydraulisk utformede kummer kan ha opptil 15 % større hydraulisk kapasitet enn et nett med dårlige kummer.

23 Roar Finsrud 2012

24 Dimensjonerende avrenningssituasjon: - Sommersituasjon beregnes for alle feltstørrelser i alle landsdeler. - Det beregnes også vinteravrenning, frossen mark og langvarig regn, når feltene er > ha. (Sommerregnene må sorteres fra IVF kurvene) - Det beregnes også høstavrenning, langvarig regn og våt mark når feltene er større enn ha. Den ugunstigste situasjonen gir dimensjonerende avrenning.

25 NORSK VANNs minimums gjentaksintervaller Tabell 1.1. NORVARs anbefalte minimums dimensjonerende gjentaksintervall for separat- og fellesavløpssystem. Dimensjonerende regnskyllhyppighet * (1 i løpet av "n" år) Plassering Dimensjonerende oversvømmelseshyppighet ** (1 i løpet av "n" år) 1 i løpet av 5 Områder med lavt skadepotensiale 1 i løpet av 10 1 i løpet av 10 Boligområder 1 i løpet av 20 1 i løpet av 20 Bysenter/industriområder/forretningsstr 1 i løpet av 30 øk 1 i løpet av 30 Undergrunnsbane/underganger/ underjordiske næringsområder 1 i løpet av 50 * Ledningsnettet skal bare fylles til topp av rør ved dimensjonerende regnskyllhyppighet. ** Oversvømmelsesnivået skal normalt regnes til kjellernivået. (90 cm over topp rør)

26

27 Optimalt dimensjonerende gjentaksintervall for København Niels Bent Johansen København

28

29

30 Overvannet bør infiltreres til grunnen, og det som ikke kan infiltreres bør ledes i åpne vannveier og fordrøyes i dammer. Det er ikke alltid beste løsning å lede overvann direkte til gateslukene

31 Fordrøyningsvolum under Tokyo. Fra TIME-magazine April 9, 2007

32 Arealplan- og landskapsplanlegging mht. overvann er nødvendig.

33 Ny plan for et utbygningsområde nord for Hamar sentrum

34 I første ledd i 3-leddsstrategien ligger: Private tiltak for fordrøyning og infiltrasjon av overvann. (Haven.dk 2010)

35 Fast flate som tåler betydelig belastning og som slipper overvann lett gjennom. I undergrunnen er det dessuten lagt inn et fordrøyningsmagasin av plastkassetter.

36 Når bør tiltak settes inn? Hvis nåverdien av tiltakets anleggskostnader, drift og vedlikehold er mindre enn enn nåverdien av det tiltaket medfører av reduserte skader og ulemper over tiltakets levetid (100 år)

37 Skadeberegningsmetode utarbeidet av COWI- og NIRAS Danmark i samarbeid med Envidan, Roskilde- og Aalborg kommune Direkte bruk av modellen gir at totale kostnader i løpet av 90 år er lik 3,45 ganger 100-årsregn-kostnaden. Fiktivt eksempel på observerte skadeomkostninger for to byer under antagelse om at 100-års hendelsen har omkostningen 100. I praksis vil de dominerende utgifter utgjøres av de største 2-3 hendelsene, og det vil være forskjell mellom de faktiske utgifter og den gjennomsnittlige modell. Data er i virkeligheten basert på observasjoner av ekstremregn (Holse et al. 2007).

38 Antall ekstremregn av ulike gjentaksintervall i løpet av en 100-års periode. Metode for å beregne samfunnsoptimale tiltak

39 Jakob Myking UMB : For Veumfeltet i Fredrikstad er det totale skadepotensialet over en 90-års periode, ved de samme utvalgte regnhendelsene som ble brukt i den danske metoden, 1191 kjellerskader. Dette gir at den totale skaden er 100-års hendelsen, med 183 hendelser, ganger 6,42. Denne verdien er 86 % høyere en den danske verdien.

40 Ina Bekkum for feltet Bogafjell i Sandnes: Antall skadede bygninger på Bogafjell ved bruk av "danske gjentaksintervall" Gjentaksintervall Skadede bygninger 129,1 3, ,2 2, ,5 1, ,4 1, ,2 1, ,9 0, ,5 0, ,7 0, ,4 0, Sum skader 11, Forholdstall 3,9

41 Metode for å beregne samfunnsoptimale tiltak Jakob Myking Mastergradsoppgave 2012 ved UMB

42 Takk for oppmerksomheten!

43 Noen generelle prinsipper fra veilederen På øverste nivå i kommuneplanen fastsettes generelle krav til hvordan overvannet skal håndteres i kommunen. Dette må gjenspeiles på alle nivåer under. Overvannet bør håndteres mest mulig på overflaten som en synlig del av vassdraget og bybildet. D.v.s. at arealplanlegging, bebyggelsesmønster og landskapsarkitektur blir viktig. God overvannshåndtering innebærer at metodene skal tilpasses lokale forhold og behov. Løsningene skal være bærekraftige og tilføre kvaliteter til omgivelsene. Planlegging av bærekraftig overvannshåndtering er mer komplekst, kostbart og tidkrevende enn planlegging av et konvensjonelt overvannssystem. Løsningene må fungere både ved vanlig nedbør, ved flom og i tørrvær og i et kaldt klima. Planlegg samlet for hele nedbørfeltet for både overvann og flom i elver/bekker. Separering av overvann og spillvann skal alltid vurderes ved omlegning av avløpssystemet. For de helt store nedbørtilfellene må man planlegge med åpne flomveier som skal gi en forsvarlig transport gjennom området fra ytterst i feltet til et vassdrag med nok kapasitet.

44 Netto nåverdi over 100 år for ulike kombinasjoner av tiltak mot klimaeffektene Ina Bekkum 2012 Masteroppgave utført ved UMB