Andrea Stigsson / Johan Sabel Dato:

Transkript

1 NOTAT Skrevet / Kontrollert av: Andrea Stigsson / Johan Sabel Dato: Prosjekt nr. / Prosjekt: RE/BYGGEPLAN E16 BAGN - BJØRGO Tittel: FUNKSJONSBESKRIVELSE SEDIMENTERINGSBASSENG KJERRINGSVINGEN 1 INNLEDNING Dette notatet beskriver funksjonen av sedimenteringsbassenget i Kjerringsvingen. Bassenget er prosjektert av Reinertsen AS i byggeplanfasen for E16 Bagn-Bjørgo og dette notatet er utarbeidet i samme fase. Målet er å formidle informasjon og føringer for drift- og vedlikeholdsfasen, samt grunnlaget for prosjektering og dimensjonering av sedimenteringsbassenget. 2 TEGNINGSLISTE GH009 - Dreneringsplan GH029 Detaljtegning Sedimenteringsbasseng 3 FORURENSNINGSFARE Sprengtsteinen fra tunnelen skal plasseres som fylling i Kjerringsvingen. Sprengtstein kan blant annet inneholde skadelige partikler og nitrogen. Det er tatt utgangspunkt i at vegtiltaket ikke skal føre til forverring av vannkvaliteten i vassdrag/vannresipienter eller at planlagt forbedring av tilstandsklassen vanskeliggjøres, gitt kravene i vannforskriften. 4 SEDIMENTERINGSBASSENG 4.1 Generelt Alt sigevann og lokal avrenning fra sprengtsteinsfyllingen, i byggetid så vel som i driftsfasen, skal samles opp og gå gjennom et sedimenteringsbasseng. Bassenget skal forhindre at skadelige partikler ender opp i Begna samt redusere Tot-N konsentrasjonen i avrenningsvannet. Bassenget skal kun håndtere sigevann og lokal avrenning. Bekk gjennom Kjerringsvingen skal ikke gå gjennom bassenget.

2 4.2 Beliggenhet og adkomst Bassenget skal plasseres i bunnen av sprengtsteinsfyllingen, vest for E16 og øst for bekk i Kjerringsvingen. Bekken i Kjerringsvingen skal legges om. Bassenget skal ha adkomst fra E16 via driftsveg og det etableres driftsveg rundt bassenget for vedlikehold. Figur 1: Plassering sedimenteringsbasseng Kjerringsvingen, rød sirkel viser plassering. Figur 2: Plassering sedimenteringsbasseng Kjerringsvingen, utklipp fra GH0009, rød sirkel viser plassering.

3 5 VIRKEMÅTE OG OPPBYGGING 5.1 Generelt Sedimenteringsbassenget skal utføres som et «vått overvannsbasseng» med fordrøyning. Type basseng og utforming er valgt basert på dokumentert bra erfaringsmessig renseeffekt, samt at det skal være i drift under alle årstider med begrenset behov for vedlikehold. Bassenget har mulighet til å håndtere ulike volumer med vann, ettersom det dimensjoneres med maks. og min. vannstand. I Kjerringsvingen vil den lokale avrenningen være stor ved nedbør og liten i tørrværsperiode, mens sigevann vil tilføres bassenget jevnlig. Bassenget mottar vann under nedbørsperioden og slipper ut tilsvarende mengde vann som stammer fra en tidligere avrenningsepisode. Oppholdstiden i bassenget vil dermed variere. Bassenget er imidlertid dimensjonert og utformet etter prinsipper som erfaringsmessig gir best renseeffekt, se kap.7. Ved kraftige regnperioder kan vannføringen gjennom bassenget bli stort, og mengden partikler og Tot-N som vaskes ut av sprengtsteinsfyllingen kan være større enn normalt. Ved kraftige regnperioder er imidlertid vannføringen i bekker og vassdrag også større enn normalt, så risikoen for høye konsentrasjoner er ikke vurdert til å bli kritisk. Ved høye slamnivåer i bassenget vil partiklene virvles opp, og gå videre ut når nytt vann kommer inn. Det kan også skje at bassenget fylles med så mye slam at vann renner forbi slammet, eller at slammet blir liggende over vannspeilet i perioder. En slik fluktuering av vannstand, over og under slammet, kan føre til en remobilisering av metall når vannstand minsker og slammet kan bli oksidert. Når bassenget senere fylles opp igjen kan slammet redistribueres rundt i bassenget, og metall bundet til partikler kan derfor bli mer biotilgjengelige. 5.2 Oppbygging Bassenget er prosjektert etter prinsippene: Bunntetting med leire, eller leire og betong gir den laveste forekomsten av lekkasje (Statens vegvesen, 2013). Dykket innløp og utløp gir den beste funksjonen under vinter og sommer (VA-miljøblad) Det er hensiktsmessig å bruke erosjonsreduserende tiltak ved innløp (Statens vegvesen, 2014a) Bassenget skal bygges opp etter detaljtegning GH029. I bunnen legges fiberduk, deretter 500 mm pakket leire og øverst legges 150 mm knuste steinmasser (65-120mm). Vannet kommer via oppsamlingsgrøfter/avskjærende grøfter til to innløpskummer med rist. Videre går det to ledninger inn i bassenget til hver sin bunnseksjon, slik at vannet kommer rolig inn i bassenget. Bassenget er delt i to med en terskel. Vannet renner over / gjennom terskelen og de groveste partiklene blir igjen i den første og minste delen av bassenget (slambassenget). Utløpet starter som innløpet avsluttes, vannet renner ned i to bunnseksjoner og videre i hver sin ledning til utløpskummen. Vannet kommer inn i bunnen av utløpskummen og renner over en høy terskel inne i kummen. I bunnen av terskelen er det en skyvespjeldsventil for tømming

4 av bassenget. Det vil fortsatt være ca. 15 cm vann / avsatte sedimenter igjen i bassenget etter tømming. 6 DRIFT OG VEDLIKEHOLD 6.1 Regelmessig driftstilsyn Det anbefales at bassenget sjekkes regelmessig og min. 2 ggr per år. En gang ved snøsmelting i overgang mellom vinter/vår, og en gang ved overgang mellom sommer/høst. Forslag på sjekkliste: Forekommer uønsket erosjon i bassenget eller i avskjærende grøfter? Fungerer inn- og utløpskummer som ønsket? Er det behov for å fjerne slam fra inn- og utløpskummer? Forhindrer avfall, sediment etc. vannets frie løp i bassenget eller forekommer det i uønsket mengde? Er det behov for å fjerne planter? 6.2 Tømming av basseng Bassenget skal tømmes regelmessig for slam, og en automatisk overvåkning som varsler behov for tømming kan med fordel installeres. Hvis automatisk overvåkning ikke blir installert er det anbefalt at bassenget inspiseres to ganger i året for å få erfaring med hvor fort bassenget fyller seg med slam. Ut fra dette kan et tømmingsintervall bestemmes. Hvis det er vanskelig å se hvor mye sedimenter det er i bassenget foreslås det at bassenget tømmes. Ved opprensking og slamsuging tømmes bassenget for vann ved å åpne skyvespjeldventilen i utløpskummen. Det blir da igjen ca. 15 cm med vann/slam i bunnen av bassenget. Dette suges opp og kjøres til godkjent mottak. Det er viktig at det er rist på slangen, så ikke de knuste steinmassene i bunnen av bassenget følger med. Ved tømt basseng kan det vurderes om hele bassenget skal slamsuges eller om det skal gjøres kun for slambassenget. Fjerning av sedimentert materiale i hovedbassenget er ihht. Statens vegvesen (2014a) sjelden nødvendig, vanligvis med års intervaller. Sedimenttilveksten i hovedbassenget kan være opp til 1 cm/år. Sedimenttilveksten i slambassenget er imidlertid større og fjerning av sedimentert materiale i slambassenget vil sannsynligvis være nødvendig ca. hvert 2 år. 6.3 Levetid Levetid for bassenget er vanskelig å forutsi. Det vil være et resultat av hvor godt materialene i bassenget holder bunnen tett og hvor godt inn- og utløpsarrangement vedlikeholdes. Det er viktig at regelmessig driftstilsyn gjennomføres og at nødvendige tiltak utføres ved behov. Spesielt viktig vil det være å sette inn tiltak mot utett bunn, å fjerne sedimenter regelmessig samt å sørge for at bassenget blir bygget som det er prosjektert.

5 6.4 Måleprogram Utslippsvannet fra rensebassenget er ikke forventet å inneholde store mengder forurensing. Usikkerheten knyttet til mengde nitrogen som blir vasket ut i fyllingen samt den negative påvirkning som små partikler kan få for elvemuslingen medfører imidlertid at overvåkning av vannkvaliteten må prioriteres. Parametere i måleprogrammet skal sjekkes mot entreprenørens journaler, disse etableres i anleggsfasen. For eksempel kan det bli aktuelt å utvide måleprogrammet til å inkludere brukte kjemikalier, hvis disse kan mistenkes å ha kommet med sprengtsteinen til Kjerringsvingen. Prøvetakningen skal skje ved utløpet av bassenget og under prøvetaking skal vannføringen måles. Det skal registreres og rapporteres følgende: Månedsblandeprøver skal analyseres mhp følgende parametere: Total olje (THC) Suspendert stoff (SS) Turbiditet (FTU) ph Temperatur Total nitrogen (tot-n) Ammoniakk (NH3) Total fosfor (tot-p) Månedlige stikkprøver skal analyseres mhp følgende parametere: ph Temperatur og eventuelt andre metaller Suspendert stoff (SS) PAH Oljeforbindelser Tungmetaller (minimum Aluminium og Arsen) Konduktivitet

6 7 DIMENSJONERING Ved dimensjonering av basseng i Kjerringsvingen har Metode 1- Arealforhold, og Metode 2 Middelregnmetoden fra Statens vegvesen (2014a) blitt brukt. For dimensjonering av fordrøyningvolum har VA-miljøblad Nr.69, Regnenvelopmetoden, blitt brukt. 7.1 Areal Metode 1- Arealforhold: Optimal rensegrad oppnås erfaringsmessig med et bassengareal på 2-2,5 % av det bidragende reduserte nedbørfeltarealet. Bassengdybden skal være ca. 1,2 m ved tørrvær. For Kjerringsvingen vil denne metoden tilsvare et basseng med areal på 300 m 2, dette så fremt avrenningskoeffisienten settes til å være 30 %. Se Tabell 1. Tabell 1: Bassengareal for optimal rensegrad. Markoverflate Areal (A) [m2] Avrenningskoff. (ϕ) Redusert areal (Ar) [m2] Optimal arealforhold Terreng, grønt % % Tørrværsvolum Metode 2 Middelregnmetoden: Tørrværsvolum: V = n*v [m 3 /red.ha] Bassengareal [m2] n = volumfaktoren n=v/v (se figur i Statens vegvesen, 2014b) v = middelregn (hendelse med >0,4 mm og oppholdet mellom to hendelser er min.1 time) For bassenget i Kjerringsvingen er tørrværsvolumet ca. 300 m 3, med anbefalt volumfaktor n=6 og middelregn fra Oslo-regionen (Statens vegvesen, 2014b), se Tabell 2. Tørrværsvolumet i slambassenget beregnes normalt til 10 % av hovedbassengets tørrværsvolum (Statens vegvesen, 2014b), se Tabell 3. Tabell 2: Tørrværsvolum. Volumfaktoregn (v) Middel- (n) [mm] 6 36 Areal (A) [m 2 ] Markoverflate Avrenningskoff. (ϕ) Redusert areal (Ar) [m 2 ] Tørrværsvolum [m 3 ] Bassengdybde [m] Terreng, grønt % ,2 270 Bassengareal [m 2 ] Tabell 3: Tørrværsvolum slambasseng Tørrværsvolum Prosent forsedimentering hovedbasseng i forhold til hovedbasseng [m3] Tørrværsvolum forsedimenteringsbasseng [m 3 ] % 32,5

7 7.3 Fordrøyningsvolum VA-miljøblad Nr.69 Regnenvelopmetoden På grunn av lite fall fra området mellom ny og eksisterende E16 og bassenget, er det antatt at alt vann her kommer til å infiltrere ned i fyllingen og nå bassenget som sigevann. Derfor er det kun behov for å dimensjonere fordrøyningsvolumet etter arealet mellom basseng og ny E16. Dette arealet utgjør m 2, og medfører et redusert areal på m 2, se Tabell 4. Ved bruk av IVF-kurve fra Lillehammer, stasjon 12670, gjentaksintervall 20 år, klimafaktor på 1,4 og et utløpsvolum på ca. 20 l/s, så gir dette et nødvendig fordrøyningsvolum på ca. 200 m 3, se Tabell 5 og figur 3. Med et bassengareal på ca. 300 m 2, blir nødvendig dybde for fordrøyning ca. 0,6 meter. Tabell 4: Avrenningsareal, overflateavrenning Typ av markoverflate Areal (A) [m2] Avrenningskoff. (ϕ) Grønt terreng % 9000 Redusert areal (Ar) [ m2] Tabell 5: Nødvendig fordrøyningsvolum med Regnenvelopmetoden Tid (min) I (l/s*ha) A (ha) K Q (l/s) Volum Innløp (m 3 ) Volum utløp (m 3 ) Fordrøyningsvolum (m 3 ) 0 0 1,26 1, ,26 1, , ,26 1, , ,26 1, , ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1, ,26 1,

8 Volum (m3) Volum Innløp (m3) Volum utløp (m3) Fordrøyningsvolum (m3) Tid (min) Figur 3: Nødvendig fordrøyningsvolum 7.4 Lengde og bredde Iht. Statens vegvesen (2014b) er anbefalt forhold mellom lengde og bredde 3:1 4:1. For et bassengareal på 300 m 2 gir dette en bassenglengde på meter og en bassengbredde på 10 meter.

9 8 REFERANSER Statens vegvesen Statens vegvesen, 2013: Rapport Nr. 212 Tilstanden til rensebassenger i Norge. Statens vegvesen, 2014a: Rapport Nr Vannbeskyttelse i vegplanlegging og vegbygging. Datert Statens vegvesen, 2014b: HB N200, Vegbygging. Øvrige referanser. VA-miljøblad: Nr. 69 og Nr. 70. e-klima, 2014