TEKNA 6. 7. nov 2012 Innlandet Utfordringer og konsekvenser pga økte overvannsmengder -nedbørsmengder og styrtregn -konsekvenser av klimaendringer for urbane beregninger -fremmedvannmengder i avløpssystemer Oddvar Lindholm Institutt for matematiske realfag og teknologi UMB.
Kilde: Fratini et al, Urban Water Journal, 21 juni 2012 Mange må med for å bidra til et bærekraftig samfunn
(Peter Stahre 2004)
Hva slags anlegg er mest bærekraftig? Langsiktig bærekraft er ikke bare bestemt av anleggstypen. Et konvensjonelt rørnett kan være det mest bærekraftige i visse situasjoner. Et LOD-anlegg er ikke bare et VA-anlegg.
Miljøgifter i overvann får økt oppmerksomhet Veilederen : - Overvann fra områder med ulike aktiviteter har ulik grad av forurensning. Overvann fra trafikkerte veier har f. eks høyt innhold av tungmetaller og organiske miljøgifter. Dette kan takles ved at overvann fra renere områder brukes uten særlige restriksjoner, mens overvann fra forurensede områder bør renses før det brukes som en ressurs. Det er dessuten en viktig oppgave å bidra til at overvannet i utgangspunktet ikke tilføres forurensende stoffer.
Total sum for miljøgifter for hele Indre Oslofjord. kg/år. Parameter Cd Cu Hg Pb PAH PCB Overvann fra tette flater 19,2 1081 2,05 544 20,1 2,1 Renseanlegg Overløp Sum 7,18 2528 0,88 79,2 5,81 0,77 3,02 229 0,5 60,3 2,51 0,25 29,4 3838 3,43 684 28,4 3,1
Drange et al. 2007
Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB
30 % økning av regnintensiteten pga klimaendring. Heidi Kringstad UMB 2009
Hvor store blir klimaproblemene? Økning i flomskader i byer: Mange prosjekter i Danmark, Sverige, UK og Norge gir indikasjoner på at 50 100 % flere bygninger kan flomskades innen 2071. Overløpsmengder: Prosjekter i flere land indikerer at 50 100 % økning i overløpsutslipp i mange avløpsnett.
- Jeg hørte at kumlokkene spratt opp av alt regnet, og at det flyter døde rotter rundt i gatene, sier norske Christian Vig som er på guttetur med tre kompiser i København. De ble fullstendig tatt på senga da himmelen plutselig åpnet seg. Flom overalt, og hotellobbyen lignet et basseng, sier Vig til VG Nett lørdag 2. juli 2011 fra København. Skybruddet fik Københavns gader til at ligne en dårlig udgave af Venedig. udbetalinger for skadene blir tre milliarder kroner...siger Ole Rasmussen, skadedirektør hos Topdanmark.
2. juli-regnet 2011 i København: Aldrig før er så mange danskere blevet ramt af skybrud, og aldrig før har forsikringsselskaberne punget så store summer ud til vandskader. Dele af København blev druknet af 135 millimeter styrtregn på få timer. (120 mm på 2 h). Det samlede antal anmeldelser er på omkring 80 000, med en erstatningsudbetaling på ca 8 milliarder kroner.
maksimal intensitet i mm/s regndybde i mm Ekstrem skybrud lørdag aften 2. juli 2011 100,00 regn intensitet regn dybde 1 år 2 år 10,00 1,00 0,10 10 100 1000 varighed [min] 90 110 mm skybrud på under 1½ time 24 mm på 10 min, 50 mm på 30 min 5 år 10 år 20 år 50 år 100 år 1000 år hændelse max 120 100 80 60 40 20 0 17:00 17:30 18:00 18:30 19:00 19:30 20:00 20:30 21:00 21:30 22:00 DMI-30309 tidpkt. Spangen DMI-30313 Kløvermarken pst DMI-30314 Kgs. Enghave 14
Monsterregnet i København 2. juli 2011 120 mm på 2 timer
Hva hvis monsterregnet falt i Oslo? Betydning for dimensjoneringen Gjentaksintervall /regn Liter/sek og hektar Vannføring l/s Nødvendig innvendig diameter 20 år 50 2000 Ca 900 mm 100 år 65 2600 Ca 1000 mm 2. Juli 2011 i Kb.hvn 167 6680 Ca 1500 mm Forutsetter IVF-kurve fra Blindern og et 2-timers regn, rørruhet = 1 mm, ledningsfall = 1 %, Nedslagsfelt = 100 ha og avrenningskoeffisient = 0,4
På tross av at media ofte rapporterer om ekstrem nedbør og byers avløpssystemer som ikke klarer overvannet fra nedbøren, er det mange kommuner som ikke tar hensyn til de allerede oppståtte klimaendringene og heller ikke de ennå mye verre klimapåvirkningene som ligger foran oss. Skulle man lagt inn et påslag på dagens nedbørstatistikk for å ta hensyn til et Københavntype-regnet, måtte man brukt 200 300 % mer en dagens ingeniørpraksis i norske kommuner. Flere lignende tilfeller ser man oftere og oftere. Senest 6. august 2012 rapporterer Berlingske tidene at Aalborg dagen før fikk et styrtregn som var 40 % sterkere enn det man regner som et 100- årsregn i statistikkene man bruker i for eksempel Trondheim. (tilsvarer etter Gumbel ca 300-400 års regn)
Vi er nærmere tropiske regn enn i det klima da dagens nedbørstatistikk startet målingene. Eksempel på et tropisk regn : I flg The Economist July 28 th 2012 kom det i 2005 i Mumbai India 1000 mm nedbør på ett døgn. Til sammenligning er Bergens rekord 156 mm på et døgn.
Netop hos Gjensidige har prisen for husforsikringer da også fået et veldig nøkk opad. Familien i Herlev skal i dag betale 6.816 kroner for sin husforsikring mod kun 2.930 kroner for et år siden. Kunder med kælder kan få fordoblet regningen, når Tryg i 2012 laver en ny model for indboforsikringer, der skal sikre selskabet mod store skybrudsregninger.
Utbetalinger for vannskader i mill. kr/år fra forsikringsselskaper 1983 293 mill. kr 1999 ca. 1500 mill kr 2001 ca. 2000 mill kr nå = ca. 4 milliarder kr/år. IF skadeforsikring sier at 1 mrd kr ble betalt ut i 2010 pga tilbakeslag fra avløpsnettet
Prinsippskisse for visning av effekten ved økt regnintensitet. Vann føring Det er marginalene som teller! Tid etter regnets start
Oppstuvning over rørene terreng hf ledning 2 L v h f f D 2g v Hvis vannføringen (v) øker med 50 %, så øker oppstuvningshøyden hf med 125%.
En liten prosentvis økning i oppstuvning, kan gi en mye større prosentvis økning i antall kjelleroversvømmelser terreng hf > 90 cm Ledning v
Befolkningsøkning siden 2009 Relativ endring (%) Befolkningsøkning og relativ befolkningsendring i området Indre Oslofjord 600 000 500 000 400 000 300 000 200 000 100 000 9 Befolkningøkning Relativ endring 18 25 32 45 58 70 60 50 40 30 20 10 0 Kommunale planer Moderat estimat Høyt estimat SSB moderat vekst SSB høy vekst SSB moderat vekst 0 2020 2020 2030 2050
Danmark viser vei! Krav om flomkart i byene er et lovforslag, miljøminister Ida Auken har fremsat i Folketinget. 11.10.2012 Problemer med afledning af spildevand under skybrud må bli kartlagt, så oversvømmelser nemmere undgås. Nu kommer nye kart, der viser, hvor risikoen for oversvømmelser er størst. Foto: Colourbox.
Alle kommuner i Danmark skal have undersøgt, hvor meget vand deres forsyningers kloakker kan bære, når det regner voldsomt. Det skal tegnes ind på konkrete oversvømmelseskart, så kommunerne ved, hvor de skal sætte målrettet indsats ind for at undgå, at kloakvand løber op i gaderne.
Kravet om de nye kart er en del af et lovforslag, miljøminister Ida Auken har fremsat i Folketinget. -Vi skal sikre os mod kloakvand og oversvømmelser i boliger og hos private. For at kunne gøre det målrettet og effektivt skal kommunerne først og fremmest vide, hvor og hvorfor problemerne opstår. Den viden kan kommunerne få med de nye oversvømmelseskart og tage med videre i deres klimatilpasningsplaner til glæde for både husejere og virksomheder, siger Ida Auken. I den seneste økonomiaftale med kommunerne for 2013 er det aftalt, at klimatilpasning skal indgå i de kommende kommuneplaner. Spildevandsselskaberne skal udarbejde de nye oversvømmelseskart til kommunerne, da det er dem, der kender kloakkerne bedst. De kan få dækket udgifterne til kartlægningen over vandregningen fra forbrugerne. - Det er helt afgørende, at vi får den viden om oversvømmelsesrisikoen for ikke at få en kæmperegning, når vi næste gang får et voldsomt regnvejr. De nye kart vil give rigtig meget viden for relativt få penge.
Hva er fremmedvann? Type fremmedvann Drensvann fra bygninger Spillvannsledning i separatsystemer Ved feilkoblinger Overvann fra overflater Ved feilkoblinger, via kumlokk etc. Grunnvannsinnlekking til avløpsledning eller kummer Utlekket drikkevann til avløpsledning eller kum Ikke planlagt Ikke planlagt Fellesavløpssystemledninger Planlagt Planlagt Ikke planlagt Ikke planlagt
Hva er problemet med Type problem Opptar kapasitet i ledningen (kan f.eks bli tilbakeslag i kjellere) Økt utslipp via regnvannsoverløp Økt utslipp i nødoverløp i pumpestasjoner Opptar kapasitet i renseanlegget (oppholdstider) Frakter med forurensninger ut av renseanlegg Økte kostnader til drift og investeringer fremmedvann? Spillvannsledning i separatsystemer Ja Nei Ja Ja Ja Ja Fellesavløpssystemledninger Nei, vanligvis ikke noe stort problem Ja Ja, i enkelte avløpsnett Ja Ja Ja
Hovedutfordring - vann på avveie 67 % fremmedvann til RA Kilde: Godt Vann Drammensregionen GVD
Beregnet fremmedvann på noen store anlegg i 2008 Forutsatt 1,8 g P / p d og 160 l/ p d Anlegg/kommune P inn mg/l % fremmedvann VEAS 3,66 67,5 Bekkelaget Oslo 3,62 67,8 Solumstrand Drammen 3,06 72,8 Saulekilen Arendal 2,5 77,8 FREVAR Fredrikstad 2,61 76,8 Lillehammer 4,54 59,6 Moss 4,2 62,7 Sandefjord 2,47 78,0 Tønsberg 4,11 63,5 Nordre Follo 4,22 62,5 Holen Bergen 100000pe 1,71 84,8 Knappen Bergen 63000pe 2,41 78,6 Flesland Bergen 46000pe 6,06 46,1 Ytre Sandviken Bergen 35000pe 1,58 86,0
Beregnet fremmedvannmengde for ulike Tot-P konsentrasjoner i innløpet t
Spillvann Fremmedvann
Undersøkelserav fremmedvann i avløpsnettene i Norden (UMB september 2011) De 15 største avløpsanleggene i Norge (1,5 mill pers) De 15 største anleggene i Sverige (3,7 mill pers) De 15 største anlegg i Danmark (2,54 mill pe) De 8 største anleggene i Finland (1,8 mill pers) Fremmedvann i l/p døgn Fremmedvann i % av totalt inn per år Omfang av fellesavløpssystem Ca. 300 67 22 % av alle spillvannsførende ledninger 58 Anslår ca 15-20 % Ca. 68 23 Ca 50 % av kloakkert areal i tettsteder 29 Anslår ca 10 15 %
nnløpskonsentrasjoner i 2009 av Tot P for de største renseanleggene
Hva koster fremmedvannet Norge? Et tankeeksperiment Kostnadspost og forutsetninger 250 l/p d, 4 mill. pe, og 80 øre /m3 i marginalkostand i snitt for el, kjem, etc (Driftskostnadene totalt på avløp er ca. 3 milliarder/år) Antar 50 % av fosforutslippene skjer til områder som må redusere P i h.h.t. Vanndirektivet. Antar 4000 kr/kg P som fjernes. Antar 0,2 mg P/l i effluenten Investeringene på avløpssektoren antas å være ca 2,5 milliarder kr/år. Hvis 10 % av dette kunne vært spart ved minimalt med fremmedvann (Kapitalkostnadene på avløp er ca 2 milliarder/år) (Ved behov for økt rensekapasitet blir tallene meget store) Andre ulemper (hygienerisiko, m.m.?)? mill kr per år Ca 300 Ca 150 Ca 250 Totale kostnader per år pga fremmedvann Mer enn 700?
Innledende studier kan inneholde f.eks: -Beskrivelse av avløpssystemets komponenter. -Spillvannsproduksjon fra boliger, næringer, off institusjoner etc. i utvalgte delfelt -Grunnvannsnivåer målt over lengre perioder -Stikkprøvemålinger for vannføring og temperatur langs hovedstrenger -Kontinuerlig vannføringsmåling i avløpsnett med tilhørende nedbørmåling i feltet -Grovbestemmelse av infiltrasjons- og innlekkasjevannmengder -Anbefalinger for videre undersøkelser hvis dette er nødvendig Bakgrunnsmaterialet kan være tidligere tekniske analyser, databaser, intervjuer med fagfolk som kjenner nettet, drift- og vedlikeholdsdokumenter, målinger og analyser på avløpsrenseanlegg og pumpestasjoner og tilstandsrapporter.
Hvis forundersøkelser viser at grundigere analyser må gjøres, kan programmet være som følger -Inspeksjon av kummer (Ca minimum 10 % av kummene) -Valg av målekummer for øyeblikkelige vannføringsmålinger og kummer for kontinuerlige målinger. -Målinger av grunnvannsnivåer i de inspiserte kummer (kan gjøres enkelt ved å se hvor høyt opp kumringene er våte, eller hvor høyt vanndamp er kondensert, eller med piezometermålere gjennom kumvegg el.).
Det bør måles vannføringer i minst 10 sammenhengende uker, men pga. varierende nedbør, temperatur og grunnvannstandnivå, bør vannføringer måles kontinuerlig over et helt år. Hydrologiske forhold varierer mye fra år til år, så vannføringsmålinger i helt opp til 3 4 år er best. Nedbør må måles samtidig med høy tidsoppløsning i feltet. Data bør innhentes fra grunnvannsmålingene minst hver 2. uke.
På basis av målingene ønsker man å finne: - Maksimal infiltrasjonsmengde som er gjennomsnittet av infiltrasjonen over noen dager med perioder med høy grunnvannstand. - Minimum infiltrasjonsmengde som er gjennomsnittet av infiltrasjonen over noen dager med perioder med lav grunnvannstand. -Årlig gjennomsnittlig infiltrasjonsmengde.
- Direkte nedbørbetingede innlekkasjer. (overvann som renner direkte til spillvannsledningene via feilkoblinger på taknedløp, kumlukk, garasjenedfarter, m.m.) - Forsinkede nedbørbetingede innlekkasjer. (drensvann fra bygninger eller andre drensledninger, el. - Indirekte nedbørbetinget infiltrasjonsvann. (deler av nedbøren perkolerer til grunnvannet og hever grunnvannsspeilet).
Hva kan senke fremmedvannstilførselen til renseanleggene? Mulige tiltak Separatsyst Fellessyst Minke drikkevannslekkasjene Ja Ja Fjerne feilkoblinger Ja Nei Fjerne muligheter for overlekking/innlekking i kummer Tette kummer, fornye/rehabilitere kummer Ja Ja Tette rørskjøter Ja Ja Fornye/rehabilitere rør Ja Ja Separere fellessystem Nei Ja Bruke mer LOD-metoder Nei Ja Senke grunnvannspeilet lokalt m ny drensledning eller grunnvannspumpe Få bort husdreneringer fra spillvannsførende ledning Ja Ja Ja Ja Ja Ja
UMB - DET LEVENDE UNIVERSITET Takk for oppmerksomheten!