Kobberslagerstredet 2 Kråkerøy Postboks Fredrikstad

Transkript

1 ADRESSE COWI AS Kobberslagerstredet 2 Kråkerøy Postboks Fredrikstad TLF WWW cowi.no

2 A GRINDAKER AS AUGUST 2016 OVERVANNBEREGNING HEIER PUKKVERK

3 Utarbeidet: Anja Wingstedt Dato: Versjon: 1

4 INNHOLD 1 Innledning Generelt Rammebetingelsene 1 2 Planområdet Dagens situasjon Planlagt fremtidig utbygging 3 3 Dimensjoneringsgrunnlag Beregningsmetode Nedbørintensitet Klimafaktor Avrenningskoeffisienter Utslipp fra planområdet 6 4 Overvannsberegning Avrenning naturlig felt Nødvendig fordrøyningsvolum Konklusjon 7 VEDLEGG 8

5 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 1 1 Innledning 1.1 Generelt COWI har på oppdrag av Grindaker AS gjennomført en overvannsberegning for planområdet Heier pukkverk. Overvannsberegningen baserer seg på Enebakk kommune sine krav om overvannshåndtering. 1.2 Rammebetingelsene Reguleringsbestemmelser for Heier pukkverk Overvann håndteres lokalt på overflaten. Overvann ledes vekk fra deponiet i nord og sør. Overvannsmengden ut fra området under driftstiden eller etter istandsetting skal ikke overstige overvannsmengden i naturlig tilstand (Beregnes som avrenning ved korttidsnedbør med gjentaksintervall på 2 år og avrenningskoeffisient for naturlig terreng). Overvannsavrenning utover avrenning i naturlig tilstand skal samles opp i sedimentasjons- /fordrøyningsbasseng før utslipp. Behov for utjevningsvolum skal beregnes for dimensjonerende regnskyll med minimum 50 års gjentaksintervall. Beregningene for nødvendig utjevningsvolum skal gjøres både for kortidsregn med høy intensitet (sommerregn) og for regn/snøsmelting med avrenning fra frosne flater. Bidrag fra snøsmelting skal inkluderes i beregningene. Sedimentasjons-/fordrøyningsbasseng kan være lukkede eller magasiner på overflaten. Overvannssystemet med basseng skal utformes slik at alt overvann ut fra planområdet skal kunne kontrolleres både med hensyn til utslippsmengde og vannkvalitet. Forurenset overvann må renses. I beregningene skal det innarbeides en sikkerhetsfaktor på 1,2 (jf. bl.a. Norsk vanns 162/2008: Veiledning til klimatilpasset overvannshåndtering). Beregningene skal foreligge før sluttbehandling av reguleringsplanen.

6 2 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 2 Planområdet 2.1 Dagens situasjon Planområdet er Heier pukkverk, som ligger i Ytre Enebakk. Pukkverket er startet opp av Enebakk kommune og kjøpt av Feiring Bruk i Anlegget knuser fjell av typen granittisk gneis. Figur 1: Planområde Planområdet har et areal på ca. 20 ha, faller mot nord og sør og var tidligere et skogområdet. I dag er 5,2 ha av planområdet i drift. I tillegg benyttes 3 ha til støyvoll og vegetasjonsskjerm. Dette gir et samlet areal på 23 ha.

7 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK Planlagt fremtidig utbygging Planområdet reguleres til utvidelse av anlegget gjennom 3 etapper, se Figur 2.

8 4 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK Figur 2: Planlagt utbygging Det planlegges følgende fremdrift for utvidelsen av pukkverket i løpet av 45 år fremover: Etappe 1: Etappe 2: Etappe 3: 2,9 ha 3,1 ha 9,1 ha Dette gir et totalt areal for masseuttak på ca. 20 ha. Utbygging av per i dag skogsområder vil føre til økt avrenningshastighet fra planområdet. Reguleringsbestemmelsene tilsier at overvannsavrenning utover avrenning i naturlig tilstand skal fordrøyes i planområdet før utslipp. Fordrøyningsbasseng planlegges i nord- og sørenden av planområdet og tilhørende nedbørfelt til hver fordrøyningsanlegg er derfor halve areal til masseuttak.

9 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 5 3 Dimensjoneringsgrunnlag 3.1 Beregningsmetode For beregning av dimensjonerende overvannsmengden er den rasjonelle metode (for små felt, A < 2-5 km²) benyttet. Q = C x A x i x φ Q = dimensjonerende vannmengde C = avrenningskoeffisient A = nedslagsfeltets areal (ha) i = regnintensitet (tilrenningstiden for små felt) φ = avrenningsfaktor, φ = 1,0 (arealet er lite og vi går ut fra at et nedbørstilfelle vil være likt over hele arealet). 3.2 Nedbørintensitet IVF-kurve For beregning av dimensjonerende nedbørintensitet benyttes IVF kurven for Oslo Blindern (stasj.nr ). Tabell 1: Returperioder(År); Nedbørintensitet i liter pr. sekund pr. hektar (10 000m²) (l/s*ha) Gjentaksintervall Reguleringsbestemmelsene for planområdet sier følgende om gjentaksintervall: For beregning av naturlig avrenning benyttes 2 års-gjentaksintervall. For dimensjonering av fordrøyningsanlegget benyttes 50 års-gjentaksintervall Nedbørvarighet Naturlig felt: Lengste avstanden fra ytterste punktet av nedbørfeltet til planlagt fordrøyningsanlegget er ca. 400 m. Med en høydeforskjell på ca. 50 hm gir dette en avrenningstid på ca. 60 min. Etter utvidelse av pukkverket: Lengste avstanden fra ytterste punktet av nedbørfeltet til planlagt fordrøyningsanlegget er ca. 400 m. Avrenningsflaten vil være relativt flat, da gjennomsnittet for bunnen av uttaket vil ligge på 183 moh. Dette gir en konsentrasjonstid på 20 min for planområdet.

10 6 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK Reguleringsbestemmelsene for planområdet tilsier at fordrøyningsanlegget skal dimensjoneres både for sommerregn og vinteravrenning ved frosne flater og snøsmelting, avhengig av hvilken situasjon som gir størst fordrøyningsvolum. Sommerregn er kjent for å være kortvarige og veldig intensive. Det forventes at dimensjonerende nedbørvarighet for sommerregn vil ligge mellom minutter. Vinterregn er kjent for å være langvarige, men ikke like intensiv som sommerregn. Det forventes derfor en dimensjonerende nedbørvarighet opp mot 1440 minutter Nedbørintensitet Naturlig felt: Ut fra Tabell 1 gir et gjentaksintervall på 2 år og en varighet på 60 min en nedbørintensitet på 49,4 l/s*ha for planområdet. Etter utvidelse av pukkverket: Ut fra Tabell 1 gir et gjentaksintervall på 50 år og en varighet på 20 min en nedbørintensitet på 220,7 l/s*ha for planområdet. For dimensjonering av fordrøyningsanlegg forventes ved sommerregn en dimensjonerende nedbørintensitet mellom 114,6-59 l/s*ha for nedbørvarigheten på minutter. For dimensjonering av fordrøyningsanlegg forventes ved vinterregn en dimensjonerende nedbørintensitet mellom 14,7-8,1 l/s*ha for nedbørvarigheten på 720 og 1440 minutter. I tillegg kommer smeltevannmengden fra snøsmeltingen. Det finnes ikke mange målinger på snøsmeltevannmengden, men på bakgrunn av utførte målinger har en kommet frem til en "timegradsmodell" til bruk i VA-tekniske overslagsberegninger. S = 0,9 x t max S = maksimal timesmelting i mm t max = forventet maksimumstemperatur Ved å anta at maksimumstemperaturen er 14 grader, gir dette en timesmelting på 12,6 mm, som tilsvarer en snøsmelteintensitet på 35 l/s*ha. Denne intensiteten avtar i løpet av 12 timer og erfaringstall tilsier at 12-timersmelting tilsvarer 3 ganger timesmelting, dvs. 37,8 mm eller 8,8 l/s*ha. Hvis man summere nedbørintensiteten for vinterregn og snøsmelteintensiteten blir dimensjonerende nedbørintensitet for vinterregn på 23,5 16,85 l/s*ha. 3.3 Klimafaktor Forventet klimaendringer som kan føre til en økning av intensiteten av nedbørshendelser fører til at kapasiteten av overvannsanlegg raskt blir for lite. Reguleringsbestemmelsene anbefaler å bruke en klimafaktor på 1, Avrenningskoeffisienter Inngrep i naturlige områder påvirker deres avrenningsegenskaper. Tette flater fører til raskere avrenning av overflatevann og en økning av overvannsmengden, som ledes til overvannsanlegg.

11 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 7 Planlagt utvidelse av pukkverket fører til at det meste av skog i planområdet blir erstattet med grustak, hvilket fører til raskere avrenning av overvannet fra området. Følgende avrenningskoeffisienter er benyttet i dette prosjektet: Type Avrenningsflate Avrenningskoeffisient Naturlig felt Skog C = 0,3 Etter utvidelse Vegetasjonsbelte, pukkverk, grustak sommer C = 0,65 Etter utvidelse Vegetasjonsbelte, pukkverk, grustak vinter C = 1,0 3.5 Utslipp fra planområdet Reguleringsbestemmelsene for planområdet godkjenner en maksimal utslippsmengde fra fordrøyningsanlegg til grøft/natur tilsvarende avrenning fra naturlig felt. Utslippsbegrensningen legges til grunn for beregning av nødvendig fordrøyningsvolum.

12 8 OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 4 Overvannsberegning 4.1 Avrenning naturlig felt Den naturlige avrenning fra feltet er beregnet etter den rasjonelle metoden. Med en nedbørintensitet på 49,4 l/s*ha, en midlere avrenningskoeffisient på 0,3, et areal på 11,5 ha (nedbørfeltet deles i 2 pga. 2 fordrøyningsanlegg), gir dette en avrenningsmengde på 170 l/s, se vedlegg Nødvendig fordrøyningsvolum Det er beregnet dimensjonerende nedbørsvarighet og nødvendig utjevningsvolum for området basert på maksimal utslippsmengde på 170 l/s, tilsvarende naturlige avrenning, se vedlegg 2 og 3. I beregningen er ulike nedbørvarigheter vurdert for å finne størst nødvendig fordrøyningsvolum. For sommerregn gir dimensjonerende nedbørvarighet på 90 minutter størst nødvendig fordrøyningsvolum på m³. I vintersituasjon skal snøsmelteintensiteten inkluderes i beregningen. Resultatet blir at med tillatt påslippsmengden på 170 l/s blir anlegget uansett nedbørvarighet underdimensjonert. Det er nødvendig med å øke tillatt påslipp til 300 l/s for å håndtere overvannsmengden i et nødvendig fordrøyningsvolum på m³. Økt påslipp tilsvarer et overløp på anlegget. 4.3 Konklusjon Det er veldig uvanlig at overvannsanlegg dimensjoneres for 50 års-gjentagelsesintervall. COWI anbefaler et gjentagelsesintervall på 20 år for slike anlegg. For det aktuelle anlegget gir dette et nødvendig fordrøyningsvolum på ca m³. Videre planlegger man for en sikkert flomhåndtering på eiendommen, der man gjerne legger 50 års-gjentagelsesintervall til grunn. Vinterflom med snøsmelting er her gjerne dimensjonerende. Dette tilleggsvolum håndteres ikke av fordrøyningsanlegget, men på eiendommen. Som vist i tidligere beregninger er flomvolumet over 2 ganger større enn fordrøyningsvolum ved et vanlig nedbørtilfelle. Flomtilfeller krever avsatt plass til midlertidig lagring av vann under flomhendelsen. Det foreslås at det etableres et flomoverløp til fordrøyningsbassenget, der flomvann ledes til midlertidig lagring. Det bør også påpekes at beregningen legger til grunn planlagt utbygging for 45 år fremover. Det er ikke økonomisk forsvarlig å dimensjonere anlegget i dag for fremtidig utbygging og flomvannhåndtering.

13 VEDLEGG OVERVANNSUTREDNING HEIER PUKKVERK 9

14 10 OVERVANNSUTREDNING HALMSTAD Vedlegg 1: Beregning av dagens naturlig avrenning fra feltet Vedlegg 2: Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet og utjevningsvolum ved sommerregn Vedlegg 3: Beregning av dimensjonerende nedbørsvarighet og utjevningsvolum ved vintersituasjon