MEMO TITTEL Skarbøvika pumpestreng DATO 20. februar 2013 TIL Ålesund kommune v/einar Løkken KOPI FRA OPPDRAGSNR. 139333 Ulf Erlend Røysted, Eyvind Hesselberg ADRESSE COWI AS Jens Wilhelmsens vei 4 Kråkerøy Postboks 123 1601 Fredrikstad TLF +47 02694 WWW cowi.no SIDE 1/5 1 Orientering COWI har fått i oppdrag å utføre en hydraulisk beregning for felles pumpestreng fra pumpestasjon PA203 til renseanlegget RA2. Pumpestasjonene PA202 og P8 skal pumpe direkte inn på trykkledningen. Systemet er vist på vedlagte hydrauliske profil. 2 Eksisterende forhold PA203 pumper i dag til PA202, som pumper videre mot P8. Denne metoden gir unødvendig stor vannmengde for den nye pumpestasjonen P8. Ved pumping inn på felles pumpestreng blir vannmengder og løftehøyder redusert, og dermed blir energikostnadene lavere. Det føres avløp etter fellessystemet inn til disse pumpestasjonene. Men på sikt skal avløpsnettet for Skarbøvika separeres. Det forutsettes at det bygges virveloverløp der det ikke eksisterer i dag, og at videreført vannmengde til pumpestasjon reguleres ved hjelp av virvelkammer. På denne måten etableres partikkelavskillende overløp og mindre forurensning til resipienten. 3 Grunnlagsmateriale Vi har mottatt følgende grunnlagsmateriale fra kommunen: - Lengdeprofil for sjøledningen - Lengdeprofil for ledningen PA203-P8 - Plantegning C:\Users\ULRD\Documents\Tilbud\Ålesund\Skarbøvika notat.docx

SIDE 2/5 - Pe-beregninger - Antall beboere - Spillvannsmengder 4 Vannmengder Ved beregning av dimensjonerende vannmengder er det tatt utgangspunkt i kommunens oppgave over personekvivalenter. I den videre beregningen er følgende forutsetninger benyttet: - Spesifikt vannforbruk: 200 l/pe døgn - Maksimal døgnfaktor: 2,0 - Maksimal timefaktor: 2,0 for PA203, 3,5 for PA202 og 2,5 for P8. Timefaktorene er hentet fra Veiledning ved dimensjonering av avløpsledninger, TA-550, SFT 1979. Disse forutsetningene gir de dimensjonerende vannmengdene for pumpestasjonene: PA203: Q dim =12,5 l/s (1349 pe) PA202: Q dim =3,2 l/s (197 pe) P8: Q dim =16,4 l/s (548 pe + 10 l/s fra Tueneset) Vannmengdene er også beregnet ut fra fortynningen 1:3, som gir Q dim =4xQ midlere Denne fortynningen gir en videreført vannmengde som er mindre enn beregnet ovenfor og blir derfor ikke benyttet. I kommunens tidligere utslippstillatelse er det lagt til grunn en fortynning 1:3. Forholdene blir nå bedre med partikkelavskillende overløp og på sikt separering av avløpsnettet. Separeringen vil etter hvert redusere utslipp fra overløpene, og pumpestasjonene bør derfor dimensjoneres ut fra spillvannsmengdene som er beregnet. C:\Users\ULRD\Documents\Tilbud\Ålesund\Skarbøvika notat.docx

SIDE 3/5 5 Trykktap Pumpestasjonene skal kunne gå uavhengig av hverandre, bare styrt av nivået i pumpesumpa. Det betyr at alle må kunne arbeide alene og sammen med de andre. I de hydrauliske beregningene i bilaget er trykktapet for de enkelte strekningene beregnet. Det er forutsatt en ruhet i ledningene på k=0,4 mm. På strekningen P8-RA2 blir vannmengden 32,1 l/s når alle stasjonene går samtidig. På strekningen PA202-P8 blir den maksimale vannmengden 15,7 l/s. Trykklinjene for samtidig drift av alle stasjonene og for separat drift av PA203 og P8 er vist på den hydrauliske profilen i bilaget. Når PA202 arbeider alene, er vannmengden så liten at trykklinjen blir tilnærmet horisontal. 6 Krav til pumper Hver pumpe må kunne løfte den dimensjonerende vannmengden fra sumpa og opp til trykklinja for alle pumpestasjonene i drift. Når bare en pumpe arbeider, vil trykket reduseres vesentlig, og driftspunktet vil forskyves utover på pumpekurven. Det er viktig at driftspunktet ikke faller utenfor pumpekurven, noe som kan gi kavitasjon og driftsproblemer. Nedenfor er kravene til de enkelte pumpene listet opp: PA203: Q x H = 12,5 l/s x 22 m (alle stasjoner i drift) Løftehøyde når PA203 arbeider alene: H = 14 m PA202: Q x H = 3,2 l/s x 17,5 m (alle stasjoner i drift) Løftehøyde når PA202 arbeider alene: H = 7 m P8: Q x H = 16,4 l/s x 16 m (alle stasjoner i drift) Løftehøyde når P8 arbeider alene: H = 9 m Det er forutsatt to like pumper som alternerer i hver stasjon. Pumpene skal ha turtallsregulering for å redusere trykkvariasjoner ved start og stopp. C:\Users\ULRD\Documents\Tilbud\Ålesund\Skarbøvika notat.docx

SIDE 4/5 7 Selvrensing Pumpestrengen skal ha selvrensingshastighet minst en gang i døgnet. Selvrensingshastighet for tunge partikler som sand er ca. 0,8 m/s. På grunn av høybrekk både på landledningen og sjøledningen er det også nødvendig med selvrensing for luft og gass. Selvrensingshastigheten for landledningen er 0,72 m/s og for sjøledningen 0,85 m/s. De hydrauliske beregningene i bilaget viser at hastigheten i landledningen ved samtidig drift av tre stasjoner er 0,96 m/s. Hvis bare PA203 arbeider, vil hastigheten være minst 0,76 m/s fordi pumpa nå vil gi mer vann enn 12,5 l/s. Hastigheten i sjøledningen er 0,98 m/s ved alle stasjonene i drift. Hvis P8 arbeider alene, vil hastigheten være minst 0,50 m/s. 8 Sumpvolum P8 pumper direkte inn på sjøledningen, og sumpvolumet må være stort nok til at luft kan føres fra toppunktet og ned til nærmeste lavbrekk. Den lengste fallende strekningen er målt til 430 m på lengdeprofilen Sjøledning Drevika-RA2. Ledningsvolumet på denne strekningen er beregnet til 14,2 m³. Det betyr at sumpvolumet i P8 bør være ca. 15 m³. Når P8 arbeider alene, vil hastigheten i sjøledningen sannsynligvis være lavere enn 0,85 m/s, som gir selvrensing for luft. Det vil da bli nødvendig med tvangskjøring av begge pumpene en eller to ganger i døgnet. Alternativt kan en pumpe driftes med høyere turtall. 9 Videre arbeid Det videre arbeidet bør omfatte detaljprosjektering av pumpestasjon P8 med utarbeiding av anbudspapirer. De eksisterende pumpene i PA203 og PA202 har i dag kapasitetene 30 l/s og 40 l/s, mens det fremtidige behovet er 12,5 l/s og 3,2 l/s. Det bør vurderes om det er mulig å benytte pumpene i PA203. Pumpene i PA202 er for store. Når tilbud på pumper er innhentet, bør pumpekurvene kontrolleres med hensyn til de forskjellige driftssituasjonene. C:\Users\ULRD\Documents\Tilbud\Ålesund\Skarbøvika notat.docx

SIDE 5/5 Bilag: - Hydrauliske beregninger - Hydraulisk profil C:\Users\ULRD\Documents\Tilbud\Ålesund\Skarbøvika notat.docx