1 Kommunalteknikk 2008 Dimensjoneringskrav og fordeler/ulemper ved ulike løsninger for fordrøyning Innlegg ved Svein Endresen Rambøll Norge AS
Hvorfor bygger vi fordrøyningsanlegg? Unngå overbelastning av ledningsnettet Redusere risiko for kjelleroversvømmelser Unngå lokale oversvømmelser Redusere faren for erosjon og ras Begrunnelser jeg ikke kommer inn på her: Bedre vannkvaliteten i resipienter Anlegge et miljøelement i lokalområdet Legge forholdene til rette for dyre- og fugleliv 2
Krav til hydraulisk dimensjonering? det bør alltid foretas beregning av alternativ som ikke vil gi fremtidige skader, men kontrollert flomavrenning 3
4 Min påstand Overvannsanlegg skal føre til skader og/eller ulemper. Hvis ikke så har man feildimensjonert. men summen av anleggskostnader, kostnader for utbedring av skader og ulemper skal være lavest mulig
5 Viktige forhold som må hensynstas: Vi har et kaldt klima Sikkerhet mot ulykker Det bør etableres flomveier Anleggene skal driftes
Urbaniseringens effekt på avrenningen Før utbygging 10 20% Etter utbygging 80-90% 6
Effekten av urbanisering.tysk elv 7
8 Fra Norsk Vanns veiledning Dimensjonerende regnskyllshyppighet Plassering Dimensjonerende oversvømmelseshyppighet 1 i løpet av 5 år Område med lavt skadepotensiale 1 i løpet av 10 år 1 i løpet av 10 år Boligområder 1 i løpet av 20 år 1 i løpet av 20 år Bysenter mm 1 i løpet av 30 år 1 i løpet av 30 år Underganger mm 1 i løpet av 50 år
Nytt fra 1997 Det skilles ikke lenger mellom overvannsledninger og fellesledninger Vi har fått to dimensjoneringskriterier: -Fullt rør dimensjonering - Dimensjonering med tanke på oversvømmelser 9
10 Norsk Vanns anbefalinger for valg av min dimensjonerende gjentaksintervall Fullt rør-dimensjonering: I boligområder: Regn med gjentaksintervall 10 år I bysenter : Regn med gjentaksintervall 20 år
11 Norsk Vanns anbefalinger for valg av min dimensjonerende gjentaksintervall Dimensjonerende oversvømmelseshyppighet: I boligområder: 1 gang i løpet av 20 år I bysenter : 1 gang i løpet av 30 år
12 Hva man glemmer å lese: Primært anbefaler Norsk Vann at kommunene analyserer hva som er optimalt gjentaksintervall basert på samfunnsmessige betraktninger og bærekraftige løsninger i hvert enkelt felt, sett over hele ledningens levetid.
13 Optimal dimensjonering Den optimale dimensjoneringen vil være den som gir den laveste totale kostnad i løpet av anleggets levetid når alle kostnader og ulemper er medregnet.
Tid mellom hver investering/kost. Nåverdiberegning for anlegg med levetid 60 år (kr 1000 pr investering) Antall gjentakelser Nåverdi i kr for fremtidige investeringer/kostnader Differanse 4 og 7 % rente År Antall Realrente 4 Realrente 7 Kr % % 1 59 22528 14022 8506 5 11 4082 2424 1658 10 5 1789 999 790 15 3 1035 541 493 20 2 665 325 339 25 2 518 218 298 30 1 308 131 177 35 1 253 94 160 40 1 208 67 142 45 1 171 48 124 50 1 141 34 107 55 1 116 24 91 14
15 Eksempel på nåverdiberegning Post Anleggskostnad Årlige driftskost. Skade hvert 10. år Skade hvert 25. år Kostnad pr gang Faktor fra tabell 1 Nåverdi 1000000,- 1 1000000,- 20000,- 22,528 450560,- 50000,- 1,789 89450,- 100000,- 0,518 51800,- Sum nåverdi 1591810,-
16 Eksempel fra Oslo Terreng Overløp ved overbelastning Steinmagasin med avløp til kommunal ledning
Anleggskostnader og nåverdi av skader, ulemper og drift Nåverdi i mill kr 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 10 20 30 40 50 Dimensjonerende gjentaksintervall (år) Anleggskostnader Nåverdi av fremtidige skader mm Nåverdi av årlige driftskostnader Anleggskostnader og nåverdi av skader mm 17
18 Her er situasjonen en annen Fordrøyningsmagasin med overløp til terreng
19 Litt om klimaendringer (Kilde O. Lindholm) På Østlandet viser en beregning at nedbøren vil øke med 4,3% på årsbasis i perioden fra 1980-2000 til 2030-2050 Størst økning får vi om høsten og vinteren med henholdsvis 6,9 og 13,1% Sannsynligvis vil avrenningen på terreng øke Regn på frossen mark kan gi stor avrenning
Fremtidige nedbørintensiteter Studie for Kalmar: De høye regn-intensitetene vil øke med 20-30% om sommeren og 50-60% om høsten frem til 2071-2100 Studie i UK: I mange områder i UK vil nedbørhøyden øke med mer enn 40% Miljøstyrelsen i Danmark: Den beste anbefaling i dag må være å gange nåværende dimensjonerende regn med en faktor på 1,2 1,5 For norske anlegg bruker jeg IVF-kurvene fra MI multiplisert med en faktor på 1,2 20
Tilløp til overvannsanlegget Tilløp til magasinet i m3 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 Nedbørens varighet i minutter 21
22 Utløp fra overvannsanlegget Utløp fra magasineti m3 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0 20 40 60 80 100 Nedbørens varighet i minutter
Nødvendig magasinvolum Tilløp og utløp i m3 70 60 50 40 30 20 10 0 Nødvendig magasin 0 20 40 60 80 100 Nedbørens varighet i minutter 23
Flomveier Man må alltid ha i tankene at nedbøren kan bli sterkere enn det fordrøyningsanlegget er dimensjonert for. Hva skjer da? Hvilke skader oppstår og hva beløper skadene seg til? Ved riktig dimensjonering har man valgt et gjentaksintervall som gir de laveste totale kostnader i anleggets brukstid. Med totale kostnader menes alle kostnader knyttet til anlegg, drift, skader og ulemper. 24
Lekeplass som flomvei 25
Park brukt som flomvei 26
Ulike former for fordrøyning Dammer Lukkede magasiner Våtmark Infiltrasjon Grønne tak 27
Enkel overvannsdam for motorvei i Canada 28
Elementene i en overvannsdam 1. Sandfang 2. Tilløpsledning 3. Skjerm 4. Energidreper 5. Slamsone 6. Terskel 7. Ev tetting 8. Etterpoleringssone 9. Nødoverløp 10. Vegetasjonsbelte 11. Utløpsledning 12. Utløpskum 29
Eksempel på overvannsdam 30
Samme dam vinterstid 31
Utløp fra en liten overvannsdam i Florida 32
Fordrøyningsanlegg for veivann 1 33
Fordrøyningsanlegg for veivann 2 34
Fordrøyningsanlegg for veivann 3 35
Fordrøyningsanlegg for veivann 4 36
Fordrøyningsanlegg for veivann 5 37
Drift og vedlikehold av overvannsdammer Drift og vedlikehold av overvannsdammer generelt Aktivitet Omfang Frekvens Inspeksjon Estetiske forhold. Kontroll av vannstand og vannets utseende. Hver måned Tilløps-og utløpsledning, utløpsregulator, og synlig uønsket vegetasjon. Erosjonsskader. Måling av slamtykkelser i slamsone og etterpoleringssone. Årlig Tiltak Fjerning av olje, søppel og løv. Vår og høst og ved behov Utbedring av skader og feil Etterfylling av vann for å forhindre uttørking. Gjelder anlegg hvor etterfylling er mulig. Fjerning av uønsket vegetasjon Tømming av slamsone Tømming av slam i etterpoleringssonen Om våren og ved behov Ved behov Ved behov Ca hvert 2. - 5. år eller når slamlagets tykkelse utgjør mer enn 15 % av totaldybden Ca hvert 20. år eller når slamlagets tykkelse utgjør mer enn 15 % av totaldybden 38
Lukkede magasiner Steinmagasiner Lukkede kamre Hensikt: Fordrøyning Slike anlegg har utløpskontroll og overløp 39
Eksempel på steinmagasin Steinmagasin med 3 innløpskummer og to utløpskummer med utløpskontroll og overløp til ledningsanlegg 40
Kassettmagasin 41
Inn- og utløpsarrangement i steinmagasiner 42
Litt spesielt steinmagasin 43
44 Anleggstyper: Våtmark Grunne våtmarksområder med betydelig utstrekning. Vanndybde < 15 cm Dam med etterfølgende våtmark. Vanndybde i våtmarken 15-45 cm Våtmark med stort fordrøyningsvolum. Permanent vannvolum med overliggende fordrøyningsvolum
Infiltrasjon Fordeler ved infiltrasjon: Grunnvannstanden opprettholdes og uttørking unngås Overflateavrenningen reduseres Avrenningen fordrøyes Overvannet renses Jevnere vannføring i bekker og elver 45
Åpne infiltrasjonsgrøfter 46
Grønne tak Eksempel på frodig grønt tak 47
Forsøksanlegg med grønt tak 48
Øvrevoll galoppbane oversiktsbilde 49
Dammen under bygging 50
Flomvoll 51
Begrunnelser for å bygge fordrøyningsanlegg Oversvømmelse av naboeiendommer Overbelastning av avløpsnettet Redusere overvannsmengden til renseanlegg 52
53 Eksempel på tørr dam Normalsituasjonen Ved sterk nedbør
54 Eksempel på rørmagasin Utløpskum med regulator Tilløp Overløp til terreng Adkomster Rørmagasin
Ringvei rundt Tønsberg 55
56 Rense- og fordrøyningsmagasiner Vellebekken 4 1 3 Rørmagasin 1: D = 1,2 m, L = 50 m 2 Rørmagasin 2: D = 1,6 m, L = 120 m Rørmagasin 3: D = 1,2 m, L = 155 m Rørmagasin 4: D = 1,2 m, L = 155 m
57 Utløpskum Laveste vannstand
Eksempel på miljøpark 58
Friluftsscene og fordrøyningsbasseng 59