Overvannsplan Vold - Lund
Forord I henhold til 6 i bestemmelsene for Kommunedelplan Stavsberg stilles det krav om utarbeidelse av en overordnet felles overvannsplan for utbyggingsområdet Vold og Lund søndre. Planen ivaretar kravene om marginale endringer av dagens situasjon i forhold til overvannsutslipp fra området. Planen er utarbeidet av SWECO Norge AS og vil være et vedlegg til reguleringsplanen for utbyggingsområdet. Planene utarbeides som private forslag og oppdragsgiver er Block Watne AS og Boligpartner AS. Sweco Norge AS Hamar 18.5. 2010 Odd Magnus Lillevold rao4n 2008-01-23
Innhold 1 Innledning... 1 1.1 Bakgrunn for plan... 1 2 Eksisterende situasjon... 1 2.1 Dokumentasjon av dagens situasjon... 1 2.2 Vurdering av dagens situasjon... 2 2.3 Oppkomme/brønn...2 3 Framtidig situasjon... 3 3.1 Vurdering av framtidig situasjon... 3 3.2 Preliminære beregninger... 4 3.3 Vannbalanseregnskap 6 3.4 Klimatiske forhold 8 3.5 Flomveier 9 4 Plan anbefaling... 11 4.1 Valg av løsningstyper og prinsipper... 11 4.2 Hensyn ved dimensjonering... 18 4.3 Anleggsutførelse... 18 5 Vedlegg... 19 - Kart Tiltak overvannsplan H 001 VA plan, offentlig og privat grensesnitt H 002 Grøntplan O 001 Veger D 001 - Beregninger Vannmengder og tverrsnitt av flomveier i regulert område H003. - Grunnundersøkelser Hydraulisk konduktivitet Jordprøver/kornfordelingsanalyser - Cowi - rapport rao4n 2008-01-23
1 Innledning 1.1 Bakgrunn for plan Denne overvannsplanen er utarbeidet som en del av arbeidet med reguleringsplanen for boligområdet Vold Lund. Hensikten med planen er å beskrive hovedprinsippene for overvannshåndteringen og hvordan dette er implementert i forslaget til reguleringsplanen. Det er tidligere vedtatt en kommunedelplan for Stavsberg - området. I forbindelse med overvannsutfordringene i området ble det i 2009 utarbeidet en rapport av COWI, hvor overvannskapasiteten i eksisterende ledningsnett ble beregnet og avrenning fra en del av planområdet (Stavsberg) ble målt. Det er også målt nedbør og grunnvannsstand i enkelte punkter. På grunn av begrenset kapasitet på overvannsnettet setter man som forutsetning, at det urbaniserte området skal håndtere overvann på en slik måte at tilførselen til overvannssystemet (bekkelukking) ikke øker vesentlig. 2 Eksisterende situasjon 2.1 Dokumentasjon av dagens situasjon COWI - rapport Kommunedelplan Stavsberg Overvannshåndtering er gjennomført ved at man teoretisk har modellert overvannsnettet nedstrøms området. Denne viser at man, selv ved dagens situasjon, vil ha oppstuing i ledningsnettet (kapasitetsproblemer). På bakgrunn av dette anbefales det ikke at det tilføres mer enn maksimalt 100 l/s fra Stavsbergområdet. For detaljer omkring konklusjon og data, se vedlagt rapport fra COWI. Nedbørsdata Det eksisterer nedbørsmålinger fra Hamarområdet som viser nedbørsintensiteten og returperioder. Denne eksisterende statistikken er benyttet både av SWECO og COWI. Det er i tillegg blitt målt nedbør over en periode samtidig som det er gjennomført avrenningsmålinger fra feltet. Grunnundersøkelser Det er gjennomført prøvegravinger og kornfordelingsanalyser av masser i området (SWECO 2009) Dette gir verdifulle kunnskaper om massenes geohydrologiske egenskaper. Disse analysene bekrefter observasjonene i COWI - rapport (s.14) om at massene er sterkt drenerende. 1
2.2 Vurdering av dagens situasjon Analyse av foreliggende resultater. For å kunne modellere dagens situasjon, med et utslipp på 100 l/s, er avrenningskoeffisienten 0,042 beregnet/benyttet (COWI s.10). Dette viser at svært lite av vannet (4,2 %) når fram til bekkelukkingen nedstrøms området. Dette er en faktisk situasjon. Konsekvens ved utbyggingen blir, til sammenligning, et teoretisk estimat. I modellen er det lagt opp til en avrenningskoeffisient på 0,423 eller 10 ganger så mye avrenning som før utbyggingen. Dette forutsetter at tette flater i hovedsak ledes til sluk, overvann. Det ble målt 175 l/s i avrenning under snøsmelting den 12. mars 2008. Data fra den nærliggende metrologiske stasjonen viser at man da hadde et værskifte med flere dagers mildvær og et døgn med 10 mm nedbør. Kombinasjonen av regn og smeltevann ga da nesten 3 ganger så stor avrenning som sommer - situasjonene. Ved store nedbørsfelt kan snøsmelting være dimensjonerende. Dels fordi faktiske målinger viser at avrenningskoeffisienten blir høyere (trolig på grunn av tele, is) og dels fordi smelteintensitetens varighet kan være lang. Eksempelvis var middeltemperaturen over døgnet ca 2,5 ºC med en maks temperatur på 7 ºC de siste 5 døgnene da denne målingen ble utført. Bengtsson og Westerstrøm (1981) målte døgngrad - koeffisienten for smelting fra 3 8 mm/c *dag. SWECO har målinger som viser smelteintensiteter på opp til 6 mm/time. Dersom man skal se hva dagens situasjon og system kan medføre, ved bruk av modellering, er det internasjonalt stor enighet om at kun bruk av lange tidsserier med kalibrerte modeller kan sies å være god praksis. Årsaken er nettopp at årstidsvariasjoner, vind, temperatur snøsmelting, grunnvann og infiltrasjonskapasitet varierer kontinuerlig. Ved bruk av langtidsserier benyttes normalt ikke avrenningskoeffisienter, men faktorer som beskriver de fysiske prosessene mer korrekte. 2.3 Oppkomme/brønn Ved Lund gård er det i dag et oppkomme (oppkomme er en underjordisk vannåre, eller kilde, der vann strømmer frem, og kan danne en bekk eller olle). Oppkommet er, og har vært, en trygg vannkilde hele året og brukes i dag som vannforsyning for mennesker (Vold gård), tidligere for dyr samt ved drift av ei smie. Fra brønnen går det et overløp, som åpen bekk, til en kum. Fra kummen ligger et 225mm utløpsrør, som ledes til det offentlige overvannsnettet ved Ajerhagan. Den samme kummen har et 150mm innløpsrør fra Lund søndre, som er deler av dagens bekkelukking mot Kårtorpvegen og Stavsberg skole. Fra brønnen ligger en 40mm PE ledning fram til hovedbygningen på Vold gård. Ledningen, som er vannforsyningen til Vold gård, ligger ca 1,70m under terreng. Brønnen har vært i bruk i alle de år Vold familien har hatt gården. Nåværende eier er sjette generasjon driver av gården. Vannanalyser viser god vannkvalitet, imidlertid hardt, noe som tilsier at det er grunnvann. Ved utbygging og urbanisering av området vil det være en utfordring å ivareta vannkilden som et visuelt vannelement for området. 2
Bilde av eksisterende steinsatte brønn ved Vold gård. 3 Framtidig situasjon 3.1 Vurdering av framtidig situasjon Områdets størrelse har potensial til å tilføre svært store vannmengder til ledningsnettet. Det vil derfor være helt nødvendig å tilstrebe overvannsdisponeringer som reduserer overvannsbelastningen på nettet. I tidligere rapport (COWI) er det gjort en helt forenklet vurdering av den framtidige situasjonen som en grov vurdering av avrenning ved bruk av tradisjonell overvannssanering. Det er laget en overvannsmodell av det eksisterende ledningsnettet ned til Mjøsa som er benyttet for å vurdere hvilken kapasitet nettet har for å ta i mot vann fra Vold og Lund. En slik modell kan med stor nøyaktighet si hvor mye vann som ledningsnettet kan ta unna, men ikke si hvor mye vann ledningsnettet kan tilføres. Dette er kun grovt estimert. For å beregne hvor mye vann man virkelig kan ta unna, er man avhengig av å utføre mengdemålinger på nettet samtidig med nedbørsmålinger, kalibrere modell og verifisere den kalibrerte modellen med målinger over lengre tid. Avrenningen kan da beskrives mer fysisk korrekt. Dette innebærer at man legger inn klimadata, maks/min. temperaturer, vind etc. og tidsmessige variasjoner. Når en slik modell er kalibrert kan man legge inn lange tidsserier med metrologisk data (eks. 30 år). Disse dataene trenger ikke være fra det eksakte stedet, men hentes fra et nærliggende sted med små systematiske forskjeller. Man vil da kunne i detalj studere den faktiske effekten 3
av fortetting, utbygging og urbanisering samt tiltak på det eksisterende nettet. Slike simuleringer av en lengre tidsperiode er i dag ansett som den anbefalte metoden, mens hendelsesmodellering der man bare ser på enkeltregn over en gitt periode ikke anses som god ingeniørpraksis internasjonalt. Ønsker man å få dybdekunnskaper om det eksisterende systemet anbefales derfor at det iverksettes et måleprogram på ledningsnettet supplert med nedbørsmålere i feltet. Dette vil kunne gi verdifull kunnskap ikke bare om overvannsnettet, men også avløpsnettet og vil også ha stor overføringsverdi til kommunens andre geografiske områder. I forbindelse med prosjektering av overvannssystemet vil man benytte simuleringsverktøy og modellere utbygd område. Fordelen med dette er at man kan presentere data fra mange ulike scenarioer med ulik varighet og intensitet. Dette gjør at valgt skalering og dimensjon tilpasses planområdet, med hensyn til: - Urbaniseringsgrad - Utbyggingstrinn - Løsningsalternativer - Dimensjonering - Utforming 3.2 Preliminære beregninger Beregningene, som er vist her, har til hensikt å dokumentere at det er tatt tilstrekkelig hensyn i planen, med hensyn til arealdisponeringer og føringer og at overvannssituasjonen kan løses uten vesentlige endringer i reguleringsplanen. 3.2.1 Nedbørsmengde Fra Metrologisk institutt kan man hente ut nedbørsdata for Hamar. Følgende regnestykker er satt opp for 1 daa. I dette regnestykket ser man på volum og konsekvenser for grunnvannsoppstuing forutsatt at alt vann infiltreres. Det er altså regnet med at alt vann ledes til infiltrasjon. 50 års intensitet l/s ha. l/s volum m^3 Grunnvanns oppstuving cm tid (min) 10 213 21 13 5 30 100.6 10 18 7 60 56.5 6 20 8 120 33 3 24 10 360 16.5 2 36 14 1440 7.4 0,7 64 26 4
10 års intensitet l/s ha. l/s volum m^3 Grunnvanns oppstuving cm tid (min) 10 166.1 17 10 4 30 77.1 8 14 6 60 44.3 4 16 6 120 26.2 3 19 8 360 13 1 28 11 1440 5.7 0,6 49 20 I tabellene er det benyttet en porøsitet på 25 % for beregning av oppstuving og det er ikke inkludert borttransport av grunnvann verken horisontalt eller vertikalt. Benytter man 100 l/s som maksimalt utslipp fra det totale nedbørsfeltet på 700 daa vil altså vannutslipp (til kommunalt nett) per daa bli ca 0,14 l/s (100:700), eller ca 12,1 m³ per døgn og daa. Grunnundersøkelsen i området viser varierende dybde til flisberg/fjell og generelt stor hydraulisk ledningsevne. For å bevare en vannbalanse og vannforløp, som er mest mulig lik dagens, vil det være nødvendig å utnytte arealer rundt omkring i hele feltet. Dekomponeringen av mengde og nedbørsmålinger utført av COWI viser at om lag 1/3 av det infiltrerte vannet kommer fram til utløpet av bekk. Ser man på målingene fra eksempelvis 13. - 22. august 2008, ser man klart hvordan en stor del av dette vannet fordrøyes over lengre tid. Innen modellering betegnes dette som RDII eller nedbørsavhengig infiltrasjonsvann. Hvis ikke infiltrasjonsløsningene utnyttes, vil raskere og derav høyere avrenninger være uunngåelig. Modelleringsmessig er dette utfordrende fordi dette er forhold som endres over året. Det samme gjelder bruk av avrenningskoeffisienter. Som nevnt i punkt 2.2 har COWI kalibrert modellen til å ha en avrenning på 4,2 %. Denne kalibreringen er knyttet til gunstige situasjoner. I senere tid har store avrenninger i Mjøsområdet ofte vært knyttet til høst - og vårsituasjoner der intensiteten ikke har vært spesielt høy. Stor avrenning har da kommet som en konsekvens av vannmettet jord på grunn av langvarige nedbørssituasjoner, is/tele situasjoner og endringer i jordoverflaten på grunn landbruksbehandling. Disse forholdene kan gi vesentlige endringer og en mangedobling av avrenningen. Selv om det ikke er målt store avrenninger (større enn 175 l/s), kan man forvente at større avrenninger har skjedd. Konsekvensen av dette er at løsningen dimensjoneres for i størst mulig grad til ikke å gi eller medføre økninger i overvannstilførselen til overvannsledning, men at løsningen og overvannshåndteringen tar høyde for flomsituasjoner som vil oppstå. Denne planen inneholder ingen konsekvensanalyse av flomhendelser nedstrøms. 3.2.2 Forventet infiltrasjon og tilbakeholdelse av vann med planlagte løsninger. Spørsmålet er hvor store infiltrasjonsflater/utstrømningsflater og volum vi trenger per arealenhet. Ved infiltrasjon under bakken vil man få en rask infiltrasjon i starten og deretter en avtagende infiltrasjon. Selv med en returperiode på 50 år vil man, eksempelvis ved en K- verdi på 2 m/d, kun trenge 32 m² infiltrasjon per daa utbygd areal. Infiltrasjonen er derfor ikke utfordringen. Utfordringen er transport av vann horisontalt og vertikalt i jordprofilet. Dette 5
avhenger av dybde til fjell, gradient og jordas ledingsevne. Dette løses med at vannet infiltreres flere steder fordelt over området. Økes fordrøyningen reduseres behovet for infiltrasjon. Infiltrasjon fordeles på 3 trinn (treleddsstrategi dvs. infiltrasjon, forsinking og fordrøyning og trygge flomveier): 1. Lokalt, tiltak knyttet til boligløsninger. 2. Tunløsninger, tiltak knyttet til de enkelte tun. 3. Områdeløsninger 3.3 Vannbalanseregnskap Gjennom vurderinger av området hydrogeologisk og på bakgrunn av tidligere målinger og fastsetting av begrensninger viser overvannsplanen hvordan overvannsutfordringene kan løses. 3.3.1 Vannmengder Alt vann søkes infiltrert lokalt i grunnen med overløpsanordninger som leder overvannet videre til de neste trinn som blir tun og områdeløsninger. Løsningene vil både infiltrere og fordrøye vannet og er også forsynt med overløpsanordninger. Overløpet fra område - løsningene vil ende opp i en fordrøyning, i en dam ved Ajerhagan, som har utløp til offentlig overvannsledning med begrenset kapasitet. Dammen fungerer derfor som siste fordrøyningspunkt før påslipp på den kommunale overvannsledningen. Det infiltrerte vannet vil følge grunnvannets strømninger, det vil si at deler av vannet ender opp som grunnvannsstrømning og primært følge samme strømningsmønster som i dag. 50 års intensitet Areal Grunnvanns oppstuving (cm) Infiltrasjon i nedbørsperioden (cm) tid (min) l/s ha Felt (ha) l/s volum m^3 10 213 0,1 21 13 5 2.1 30 100.6 0,1 10 18 7 6.3 60 56.5 0,1 6 20 8 12.5 120 33 0,1 3 24 10 25 360 16.5 0,1 2 36 14 75 1440 7.4 0,1 0,7 64 26 300 Tabellen viser hvilke avrenningsmengder og volumer man får ved 50 års regn ved 1 daa med 100 % tette flater. Mengdene representerer maksimalmengdene man får fra såkalt fortetting/urbanisering. I dette oppsettet er det forutsatt at all nedbør vil komme som avrenning til overvannssystemet. Som vist i tabellen vil varighet og intensitet til regnet belaste overvannssystemet ulikt. En balanse som settes opp for en gitt situasjon vil derfor ha begrenset verdi. Gjennom prosjekteringen vil man gjennomføre en mer omfattende beregning av detaljene i tiltakene. 6
Ved å legge inn en K- verdi for jordmassene på 3 m/d som er en lavere K- verdi enn utregnet fra grunnundersøkelsen, se vedlegg Hydraulisk konduktivitet, som varierte fra 3 m/d til 8,4 m/d. Ved høy intensitet vil infiltrasjonsvolumene akkumulere mye vann, men på grunn av kort varighet vil volumet bli lite. Ved lengre varigheter vil mer vann kunne infiltreres i løpet av nedbørsperioden. Dette er av stor betydning for infiltrasjonsvolumene. 3.3.2 Vannbalanse (enkel) Tillatt påslipp nedbørssystemet: - Mengde inn i overvannssystem = Maks 100 l/s for feltet (~700 daa). - Planområdet utgjør ca 50 % av nedbørsfeltets areal, det vil si maks 50 l/s fra planområdet, omfattet av reguleringsplanen (~350 daa). - 50 l/s fra feltet tilsvarer ca 1,4 l/s per ha, som er 0,14 l/s per daa. - Dette tilsvarer et påslipp av overvann på 12,1 m 3 (0,14 x 60 x 60 x 24) per døgn per daa til det kommunale nettet (ved Ajerhagan). Areal 100 % Mengde Areal 50 % Mengde l/s ha l/s daa m³/d daa 700 daa 100 l/s 350 daa 50 l/s 1,4 0,14 12,1 50 års, 1 times regn: - Tilsvarer 56,5 l/s per ha = 3955 l/s for hele nedslagsfeltet (100 % tette flater og 700 daa) - Hvis alt fordrøyes med maksimalt 100 l/s for feltet tilsvarer det en fordrøyning over minimum ~40 timer (3955: 40). - Dette tilsvarer en vannmengde på ~20 m 3 (56,5/10 x 60 x 60) per daa. - Ved en tilrenningstid for feltet på 1 time vil altså nødvendig avrenningskoeffisient for å klare 100 l/s være ~2,5 % (100:3955), eller 0,025, som er en meget lav verdi. Cowi kalibrerte sin modell med en avrenningskoeffisient på 4,2 % eller 0, 042. Vannmengde l/s Vann hele området Fordrøyning ved 100 l/s ut på nett. Vannmengde pr daa Avrenningskoeffisient 56,5 3955 l/s 40 timer 20 m³ 0,025 (2,5 %) Vannbalanse: - 20 m 3 per daa nedbør i løpet av 1 time (50 års regn) - Videreført 0,5 (12,1: 24) m 3 per daa i løpet av 1 time (til overvannsledning) - Differansen på 19,5 (20 0,5) m 3 daa, fordrøyes og/eller infiltreres. 19,5 m³ må tas vare på i løpet av den timen nedbøren pågår. Ved prosjekteringen ivaretas dette. Nødvendig volum sikres gjennom den serien av tiltak som er skissert i planene. Det vil ikke være hensiktsmessig å kvantifisere andelene til de enkelte tiltakene da det blir en del av prosjekteringen. Eksempler; 19,5 m³ kan ivaretas gjennom bruk av tank/basseng og kun fordrøyd pr daa.. Ved å benytte et areal på 30 m² til infiltrasjon pr daa og dette er 1 m dypt vil man ha (30 x 1 x 0,25) m³ = 7,5 m³ i fordrøyning. Ved en K på 3m/d vil man i løpet av en time infiltrere {(30 x 3): 24} m³= 3,75 m³, som gir (19,5 7,5-3,75) m³ = 8,25 m³ til 7
oppstuving over terreng, som løses med grøfter og plasser. Ved å doble infiltrasjonsarealet til 60 m², fordrøyes 15 m³ og 8 m³ infiltreres, dvs. ikke behov for oppstuvingsvolumer over terreng. Alt Vannmengde totalt Videreført til overvannsnettet Fordrøyning tank/kum Infiltrasjon Oppstuving 1 20 m³ 0,5 m³ 19,5 m³ 0 0 Fordrøyning ved 30 m² infiltrasjon 2 20 m³ 0,5 m³ 7,5 m³ 3.75 m³ 8,25 m³ Fordrøyning 60 m² infiltrasjon 3 20 m³ 0,5 m³ 15 m³ 8 m³ 0 Ved prosjekteringen er det viktig å benytte en kombinasjon av lukket og åpen fordrøyning og infiltrasjon. 3.4 Klimatiske forhold Under forhold hvor man har nedbør og eller stor snøsmelting på telet mark opptrer de samme utfordringene som ved tradisjonelle kommunaltekniske avløpsanlegg, dvs. avrenning på mark med mulig flomløp som resultat. Utfordringene vil være å etablere løsninger som enkelt og raskt kan driftes. Under den fysiske planleggingen vil man legge vekt på etablering av volumer i grønne områder (grop), parkeringsarealer og veganlegg. Disse utformes slik at avrenning på telet mark bremser og begrenser avrenningen. Under normale forhold vil fordrøynings- /infiltrasjonsmagasiner under bakken kunne fungere forutsatt at man har løsninger (og reserveløsninger) som sørger for at vannet når frem hit. Erfaringer fra alle typer overvannsløsninger viser at snø/is ofte er utfordrende, da nedløp, stikk og grøfter kan fryse eller tettes. Magasinene vil under de telefarlige periodene være uten vann. Ved prosjektering av magasinene vil frostutsatte anlegg bli isolert. Under årstider med lavere temperaturer gjør vanntemperaturen at infiltrasjonen skjer tregere på grunn av høyere viskositet. I dag eksisterer ved telet mark ingen volumer under bakken for fordrøyning, men i framtiden vil det etableres magasiner etc. 3.5 Flomveier 3.5.1.1 Lokalt (innenfor feltet). Ved ekstremsituasjoner vil flomvann renne som overflateavrenning og akkumuleres nedover i feltet. Vannet vil følge grøfte- og veisystemet, primært som overflateavrenning og ende opp i overvannsgrøfter i forkant av dammen (ved Ajerhagan). Når vannet stiger i dammen vil vannmengden ut i overvannsnettet øke eller man vil nå et nivå der dammens maksimalnivå overstiges og vannet vil strømme ut i vegarealer. Når vannet tar slike flomveier vil det delvis ende opp i overvannssluk nedstrøms og som overflateavrenning. Flomavrenning ut fra Stavsbergområdet skjer først når hele utjamningseffekten av grøfter, bekk og dam er benyttet. 8
Vedrørende lokale flomveier vises til beregning, se vedlegg H 003 i rapporten. Området øst for bekken er delt i 5 delområder. Alle er avskåret av veg/grøft. Området vest for bekken er delt inn i 2 områder. I sistnevnte område er alle samlegrøftene gitt en lengde på 2-300 meter (tversgående grøfter). Det er beregnet det nødvendige arealet av tverrsnittet av grøftene for at grøftene skal kunne romme volumet av flomavrenningen fra de enkelte delområdene. Som vedlegget viser er det beregnet 100 % tette flater på mye av bebyggelsen og de grønne arealene. I hovedsak er alle flatene vurdert som tette med noen mindre unntak. Forutsatt 50 års flom med 10 minutter varighet vil maksimalt nødvendig areal for grøft være ca 1,6 m² eller en diameter på grøften på ca 0,5 m. Ved flomavrenning vil de tversgående grøftene, som er direkte tilknyttet bekken, være viktigst som flomveier. Vann ut fra bekken begrenses for at grøftene skal kunne gi størst mulig utjamning. Volum av grøft i beregningen viser nødvendig volum ved ren oppsamling av vann. Det er ikke trukket fra for eventuell infiltrasjon eller volumer (magasinering) ved parkeringsplasser, interne grøftesystemer etc. Grøftene utformes primært brede og grunne (ikke dype) slik at de fremstår som en gresskledd forsenking i landskapet og som klippes som vanlig plen. Dette sikrer, ved store vannmengder, mot erosjon og bidrar til redusert strømningshastighet som også motvirker erosjon. Grøftene er, som vist på overvannsplan, knyttet sammen via åpne grøfter, tiltak 3A og B med overløp. Dette medfører at dersom maksimal kapasitet vil bli nådd i en grøft vil vann bli overført til neste grøft. Dette gjør flomvannsikringen robust. 3.5.1.2 Eksternt (ut av feltet). Ut fra at det tidligere er gjennomført en undersøkelse av overvannsystemet med passive feller kan man med stor grad av sikkerhet fastslå at antallet feilkoblinger av avløp til overvannssystemet er marginalt. Oppstuinger i overvannsystemet skal derfor normalt ikke gi større skader med mindre flomvannet, som stues opp, strømmer inn mot eiendommer/bygninger. Undersøkelser av flomveier har til hovedhensikt å avklare risikoen for dette. Ut fra de beregninger som er gjort på ledningsnettet nedstrøms av COWI (se rapport) er 2 hendelser modellert. Den ene med 100 l/s og den andre med 1000 l/s, tilført fra Stavsbergområdet. Modellen viser at man, på enkelte strekninger, kan forvente oppstuinger til overflaten ved tilførsel av ekstremt høye vannmengder. Dette medfører at vann kan strømme ut av sluk eller kummer og til overflaten. Vannet vil da enten følge veger og grøfter nedstrøms og eventuelt ledes inn igjen i overvannsystemet lenger ned eller akkumuleres i lavbrekk (dammer). Kapasitetsberegningene på ledningsnettet definerer et par problemstrekk der overvannet vil stues opp til overflaten. Dette er i vedlagt kart (Cowi rapport) markert som røde punkter på ledningskartet. Disse identifiserte potensielle problemstrekkene, av begrenset utstrekning, er de områdene som spesielt bør vurderes med hensyn på overflateavrenning. Når man ut fra modellen kan forutse hvor oppstuingen vil skje, kan man også vurdere eventuelle tiltak på de begrensede strekkene. Tiltak kan være å begrense innløpet (som foreslått oppstrøms) eller å legge til rette for oppstuing der oppstuingen skjer. Med det sistnevnte menes at man i enkleste form inspiserer og vurderer hvordan terrenget vil tåle en oppstuing (vil det gi skader?) eller alternativt gjøre mindre tiltak for å legge til rette for oppstuing. Dette kan være overløp i kummer eller tiltak for å flytte hvor overløpene opptrer. Overvannsmodellen til Cowi tar ikke hensyn til at store deler av ledningsnettet i Hamar er et fellesysstem som senere er rehabilitert til separatsystem. Overvann fra dreneringer og hus er derfor i virkeligheten i meget liten grad fjernet fra avløpsnettet. Konsekvensen av dette er at det eksisterende overvannsnettet i store deler av Hamar kun er eksponert for vann fra gater og plasser. Dette kan tydelig sees ved befaring under og etter nedbørsituasjoner på nettet. 9
Ved nedbør kommer det mye overvann i overvannsnettet (og mye i avløpsnettet). Når man kommer tilbake 1 til 2 døgn etter er overvannsystemet tilnærmet tørt mens avløpssystemet fortsatt har økte vannmengder på grunn av dreneringsvann (forsinket nedbør). I praksis betyr dette at den faktiske belastningen på overvannsnettet er mindre enn det som antas i modellen. Det er også verdt å merke seg at modellen gir oppstuing opp til topp kum i ulike strekk flere steder i Hamar, som er helt uavhengig av overvannet fra Stavsbergområdet. 3.5.1.3 Sikringspunkter i feltet (reguleringsplanen) Ved flomsituasjoner skal tredje ledd i løsnings-/prinsippstrategien inntre, dvs. flomveier med sikringer. Sikringene er knyttet til avrenninger ved åpne løsninger. Flomavrenning tar som utgangspunkt at grunnen er vannmettet forut for regnhendelsen og at den derfor ikke kan magasinere ekstra volum. Sikringspunktene er knyttet til åpne grøfter, bekker og dammer. Løsningene konstrueres med terskler og utforming av grøfter som presentert i punkt 3.5.1.1. De fysiske konstruksjonene og plasseringene vil fremkomme gjennom modellering i forbindelse med detaljprosjekteringen. 10
4 Plan anbefaling 4.1 Valg av løsningstyper og prinsipper I all hovedsak skal alle bygg bygges med plate på mark. Dette betyr at man i hovedsak kan infiltrere vann i det bebygde området og på den måten bevare vannbalansen og redusere utløpet til bekkelukking. Utfordringene er at avrenningsflatene etter urbaniseringen vil være langt hurtigere og at naturlige infiltrasjonsflater vil være sterkt redusert. Dette løses ved at infiltrasjon og fordrøyning utføres i flere trinn og spres på området. Dette medfører også at investeringene, totalt sett, reduseres og at de kan gjøres i takt med utbyggingen. Ved detaljprosjektering skal tiltak som ivaretar de forskjellige klimavariasjonene over året, inkludert frostproblematikken, ivaretas. 1. Overvannsløsning for bolig, tegning 1 A - 1D Vann fra tak, nedløp og tette flater ved hus ledes direkte eller via overflaten til infiltrasjonsgrøfter med pukk eller prefabrikkerte infiltrasjonsløsninger i grunnen, tegning 1A-B. Alternativene kan også kombineres. Den primære hensikten er å håndtere/infiltrere overvannet så nært kilden som mulig. Den lokale infiltrasjonen kan også utformes som illustrert på tegning 2A, som et regnbed. 11
12
13
3. Tiltak for områdeløsninger Infiltrasjonsgrøft/fordrøyning i tun, Vann fra plasser ikke omfattet av punkt 1, eller ved større avrenningsepisoder hvor magasineringsevnen i punkt 1 overstiges/ledes til infiltrasjonsgrøft. Disse grøftene vil infiltrere mer vann, og samtidig lede vannet i retning av sentrale infiltrasjonsløsninger. Vann fra sideliggende veger og plasser kan ledes til disse grøftene som vist i tegning 3E. Prinsippene i 3A og 3B utformes som beskrevet i kapitel 3.5 Flomveier. 14
Grønne parkeringsplasser Volum og areal under parkeringsplasser og eventuelt enkelte andre plasser utnyttes som infiltrasjons/fordrøynings løsninger som vist på tegning 3C, disse har til hensikt å infiltrere alt overvann fra parkeringsplass. I tillegg skal infiltrasjonsarealene avlaste/ta i mot vann fra løsning av type 3A, og der det er hensiktsmessig type B, dvs. primært ved store overvannshendelser der intensiteten overstiger grøftens infiltrasjonsemne slik at Hortonsk avrenning (3B) oppstår. Overvannsgrøft med fordrøyning og infiltrasjon, 3D og 3E. Som sentrale fordrøyningselement før dam, etableres det fordrøyning og infiltrasjonsløsninger som vil ligge langs høydekotene. Disse vil ta i mot overskytende vann fra øvrige løsninger og vil både bestå av en infiltrasjonsløsning og grøft/renne. Vann vil primært ledes i overvannsgrøften, men vil med større mengder ledes inn i fordrøynings- og infiltrasjonsmagasinene. Plassering av grøfter (hvilken side av vegen) i forhold til veger tilpasses funksjon og ansvar for grøftene. 15
16
Fordrøyning, dam ved Ajerhagan. En ny dam ved Ajerhagan, vil motta vann direkte fra løsning type 3D og indirekte via infiltrert vann og grunnvann. Vann fra åpnet bekkelukking vil imidlertid være den primære kilde til dammen. Utløpsmengden fra dammen kan og strupes slik at innstrømning av overvann til overvannsnettet begrenses. Det er imidlertid viktig å ta hensyn til at man også før utbygging, i den relativt korte perioden det er utført mengdemålinger, har målt opp til 170 l/s i utløpet. En struping vil dermed kunne medføre at man faktisk reduserer den maksimale vannmengden inn på nettet i forhold til i dag. Sikkerhetstiltak og bruk av dammen avklares gjennom detaljprosjektering. Eksempel på bruk, i tillegg til fordrøyning og visuelt element, kan være skøytebane. Ved tilførsel av vann til dammen, hvor det vesentligste bidraget vil være overflatevann, kan alge - oppblomsting skape driftsmessige utfordringer. Bekkeåpning Gjenåpningen av eksisterende bekk vil muliggjøre en ekstra fordrøyning. For at bekken skal kunne fungere som et landskapselement er det nødvendig at den etableres med tett bunn gjennom Bydelsparken. Sidene på bekken vil imidlertid ikke være tette slik at infiltrasjon kan skje ved høye vannføringer. Utenom bydelsparken vil bekken ikke være tett, men parallelt fungere som et infiltrasjonsareal. Samme prinsipp gjelder dammer. Bekken åpnes rett syd for BAR1 i Bydelsparken. Bekkelukkingen ligger ca 1,5 til 2 m under dagens terreng. Det fremtidige bekkeinntaket vil bli prosjektert ca 1 m under terreng. Den resterende høydeforskjellen tas ved å redusere stigningen på ledningen i bekken samt ved å heve innløpet til inntaket. For å unngå oppstuving i bekkelukkingen under store vannføringer, legges en lukket ledningsgrøft (overløp) parallelt med bekken i tilstrekkelig lengde for å oppta 17
høydeforskjellen og unngå oppstuving. Dagens terreng har en stigning på ca 35, 35 cm for hver 10 m. Bekkeinntaket vil bli utformet som en dam med terskel, et visuelt vannelement, som er koordinert med grøntplanen. Tradisjonelle overvannsledninger Det vil bli lagt overvannsledning i de kommunale traseene og i tilknyting til enkelte av infiltrasjonstiltakene. Denne skal benyttes for å kunne fordele vann og dermed utnytte infiltrasjonskapasiteter i ulike løsningselementer, altså lede vann mellom ulike infiltrasjons- og fordrøyningsløsninger. 4.2 Hensyn ved dimensjonering Valg av løsninger og prinsipper bygger på en treleddsstrategi, dvs. infiltrasjon, forsinking og fordrøyning og trygge flomveier. Prinsippet er at det første leddet, i de aller fleste tilfeller og i alle typer regn, klarer å infiltrere eller holde tilbake vannet ved en normal nedbørmengde. Ved større vannmengder vil overskytende vann renne videre til åpne anlegg som forsinker eller fordrøyer avrenningen. Noen få regn har så store vannmengder at de normale systemene ikke kan håndtere avrenningen alene, for disse anlegges flomveier. Basert på gjennomgang av eksisterende grunnlag ser man at det viktigste hensynet som må tas ved dimensjonering er spørsmålet om flomveier. Selv om man langt på vei kan redusere tilførsel gjennom prosjektering viser analysene at flomsituasjoner vil oppstå, uavhengig av utforming av og disponering ved lokale overvannsløsninger. Dette vil skje selv om både hyppighet og omfang vil reduseres. Eksisterende bekkelukking som skal åpnes og bli et landskapselement i området krever omtenksom og helhetlig planlegging slik at vannet kan vedvare i bekken og ikke forsvinne i grunnen. Bekken vil også kunne fungere både til fordrøyning og som flomvei i området. Et moment som må hensynes ved prosjekteringen er at utforming av grøft sees i sammenheng med overbygning av veger og tetting av grøftemasser. Det er ikke et ønske at vannet skal trenge inn i overbygningen da dette anses som uheldig for konstruksjonen av vegen. 4.3 Anleggsutførelse Siden det legges opp til løsninger med infiltrasjon er det viktig at utgraving og massehåndtering skjer på en korrekt måte. Feil anleggsutførelse kan drastisk redusere prinsippenes/løsningenes evne til å infiltrere vann. Øvrig anleggsarbeid må også tilpasses slik at man unngår utilsiktede kortslutningsstrømmer via ledningsgrøfter og lignende (ledningspropper etc.). Å bevare eksisterende oppkomme (brønn) som et vanntilskudd til bekken og unngå at oppkomme/årene forstyrres er viktig. I forbindelse med prosjekteringen vil det gis detaljert beskrivelse om hvilke hensyn som må tas i byggefasen. 18
5 Vedlegg - Kart Tiltak overvannsplan H 001 VA plan, offentlig og privat grensesnitt H 002 Grøntplan O 001 Veger D 001 - Beregninger Vannmengder og tverrsnitt av flomveier i regulert område H003. - Grunnundersøkelser Hydraulisk konduktivitet Jordprøver/kornfordelingsanalyser - Cowi - rapport 19