DATO DOKUMENT SAGSBEHANDLER MAIL TELEFON 13. februar / Ulrik Mørch Jensen

Transkript

1 DATO DOKUMENT SAGSBEHANDLER MAIL TELEFON 13. februar / Ulrik Mørch Jensen VEJLEDNING REGNVANDSBASSINER DIMENSIONERING OG UDFORMNING 1. Indledning og formål Denne vejledning beskriver aktiviteter for projektering af afvanding i fase 3 mht. dimensionering og udformning af regnvandsbassiner. Ved denne aktivitet skal afvandingstekniske forhold omkring regnvandsbassiners og evt. nedsivningsbassiners størrelse og udformning fastlægges i en sådan grad, at de kan indgå som projektgrundlag for efterfølgende aktiviteter: Oplysninger til ekspropriation om bassiners placering uden for vejareal og ejendomsretlige forhold, grøftetilretning, hvor grøfter støder op til arealer med bassiner, og som del af den samlede projektering af intern afvanding. Følgende delaktiviteter gennemføres: Med baggrund i vandsynsprotokol og gældende vejprojekt foretages gennemgang og kontrol af projekt- og dimensioneringsforudsætninger. Kontrolberegning af bassinvolumen fra udledningstilladelsen eller nedsivningstilladelsen. Fastlæggelse af udformning. 2. Fremgangsmåde 2.1 Grundlag For gennemførelse af denne aktivitet skal følgende foreligge: Udskrift af forhandlingsprotokollen for ekspropriationskommissionen ved detailbesigtigelsesforretningen. Tiltrådte, endelige vandsynsprotokoller og myndighedsgodkendelser, herunder udlednings- og nedsivningstilladelser for vejvand. Projektplaner med vejprojekt og 0,5 m højdekurver Afvandingslængdeprofiler (2. beregning) 1:100/1:1000 Tværsnit for motorvejen og skærende veje evt. med markering af strenge som afvandingen placeres efter. Geotekniske rapporter Evt. ledningsplaner Evt. broprojekter 2.2 Bassintyper Bassiner kan udformes på flere måder, bl.a. Thomas Helsteds Vej Skanderborg vd@vd.dk EAN Postboks 529 Telefon vejdirektoratet.dk SE

2 2 af 10 Åbne jordbassiner Støbte bassiner: åbne eller lukkede bassiner med støbte sider, bund og evt. låg. Rørbassiner Hvor man ikke er bundet af særlige pladsmæssige krav, udføres bassiner typisk som åbne jordbassiner. Disse bassiner kan med den rette udformning indgå som element og biotop i det omgivende landskab. Støbte bassiner og rørbassiner er som regel dyrere at anlægge, kan være sværere at servicere og etableres derfor typisk, hvor der er stærke pladsmæssige begrænsninger. Udformningsmæssigt kan der endvidere skelnes mellem våde og tørre bassiner: Våde bassiner har et permanent vandspejl, idet bunden af bassinet ligger dybere end afløbet. Åbne jordbassiner udformes typisk som våde bassiner. Tørre bassiner har bund, der er lig eller over afløb, og vil således kun rumme vand, når de er i drift, dvs. når der bliver afledt vand og der sker opstuvning i bassinet. Støbte bassiner og rørbassiner er typisk tørre bassiner. Foruden at skelne mellem våde og tørre bassiner, kan der også skelnes mellem slutbassiner og interne bassiner. Bassiner, der ikke afleder direkte til en recipient, men til nedstrømsliggende ledningssystem, kaldes også for internt bassiner eller gennemløbsbassiner. Permanent vandspejl eller minimumsvandspejl (min. VSP) skal ligge over maksimalt vandspejl i recipient (medianmaksimum) eller ledningskoter i nedstrømsliggende afløbssystem. Kan dette ikke lade sig gør er pumpning nødvendig. Maksimalt vandspejl (maks. VSP) må ikke ligge højere end: Laveste kote i omgivende terræn, medmindre der opbygges dæmning/vold omkring bassin, eller på anden måde sker terrænregulering omkring bassinet. Laveste drænniveau i opstrømsliggende vejareal Andre kritiske niveauer (kælderkoter e.l.; afklares evt. i samarbejde med kommune) Volumenet mellem minimumsvandspejl (=afløbsniveau) og maksimum vandspejl kaldes stuvningsvolumenet, og er den hydrauliske buffer, der skal sikre, at en recipient ikke udsættes for et for stort flow under regn. Volumen af våde del (under minimumsvandspejl) kan beregnes på baggrund af opland og ønsket opholdstid. Et volumen på ca m 3 /red. ha. vil sikre en god sedimentation af en lang række forurenende stoffer. Hvis det ikke er muligt at skabe dette volumen skal myndigheden inddrages.

3 3 af 10 Ved internt bassin/gennemløbsbassin fastsættes bassinafløbet ud fra et ønske om at reducere nedstrømsliggende ledningsdimensioner: jo mindre afløb fra bassinet - jo mindre ledninger men også større internt bassin. Der anbefales etableret et internt bassin, hvis afstand til slutbassin er over 2 km. Bassinafløb ved internt bassin skal således afstemmes med et ønske om nedstrøms ledningsdimensioner og bassinstørrelse. Ledningsdimensioner på udløb fra interne bassiner dimensioneres ofte for et afløb på l/s. 2.3 Dimensioneringsforudsætninger Nødvendigt stuvningsvolumen dimensioneres på baggrund af bl.a. opland, bassinafløb og tilladelig overskridelseshyppighed, som er anført i vandsynsprotokoller og udledningstilladelse Opland Det reducerede opland Fred bliver bestemt ud fra relationen: Fred = ϕ x F, hvor ϕ er afløbskoefficienten F er det samlede oplandsareal (det fysiske areal) For fastsættelse af afløbskoefficient mv. henvises til Vejregel Afvandingskonstruktioner Overskridelseshyppighed Overskridelseshyppigheden kaldes også gentagelsesperioden er afhængig af recipientens vandløbsmålsætning samt konsekvenserne ved en overskridelse (oversvømmelse af tilstødende arealer). Der kan laves overløb til vandløbet ved den fastlagte T-værdi og oversvømmelse til terræn ved en anden T-værdi. Vejdirektoratet skal vha. VVM og anlægslov komme med forslag til T-værdi for bassinerne. Dette skal forelægges myndigheden. I tilfælde af uenighed skal Vejdirektoratets forslag bibeholdes i ansøgningen. Myndigheden må således skærpe vilkårene i tilladelsen eller bede om en revideret ansøgning.

4 4 af 10 Konsekvens Overskridelseshyppighed Gentagelsesperiode n [år -1 ] T [år] Oversvømmelse af landbrugsarealer, rabatarealer og øvrige ikke-bebyggede områder. n 1/2 T 2 Ofte sat til T 5 Oversvømmelse af gang- og cykelstier n 1/5 T 5 Oversvømmelse af lokalvejes kørebanearealer Oversvømmelse af motorvejens /motorvejens trafikvejes kørebanearealer samt bebyggede arealer n 1/10 T 10 n 1/25 T 25 Bygninger, jernbaner og andre kritiske områder. Vurderes Ofte større end n 1/25 Vurderes Ofte større end T 25 OBS: overskridelseshyppighed benævnes ofte som såkaldte n-værdier. Flere steder anvendes gentagelsesperioder, T. Begreberne hænger sammen, idet n = ½ er det samme som T = 2 år Tilladelige overskridelseshyppigheder/gentagelsesperioder Bassinafløb Afløbet til recipient skal overholde udledningstilladelse. Udledning fra bassinet i [l/s] vil oftest svare til den topografiske afstrømning fra det reducerede opland der er tilsluttet bassinet. Den topografiske afstrømning fra almindelige landbrugsarealer ansættes typisk til 1-2 l/s pr. fysisk ha. Bassinafløb sættes normalt svarende til 2,0 l/s/red.ha. dog som minimum 5,0 l/s for at reducere risikoen for tilstopning af afløbet, og for at sikre samspil mellem fyldning og tømning af bassinet samt antallet af overløb. Myndigheden skal acceptere dette i udledningstilladelsen. Bassinet skal dimensioneres med den topografiske afstrømning, selvom der i udledningstilladelsen giver lov til et højere afløbstal, eksempelvis minimum 5,0 l/s.

5 5 af 10 Vandløb som ikke er hydraulisk belastet eller robuste recipienter skal det undersøges om det er nødvendigt at neddrosle til topografisk afstrømning. 3. BASSINVOLUMEN Ved bassinvolumen forstås her alene stuvningsvolumenet. Volumenet under minimumsvandspejlet (permanent vandspejl) beregnes som beskrevet i afsnit 2.5. Bassiner dimensioneres efter lempet eller normalt dokumentationsniveau. For at kunne beregne bassinvolumen efter lempet dokumentationsniveau, skal følgende betingelser være opfyldt: Overskridelse af bassinvolumen må ikke medføre oversvømmelse af kørebanearealer på trafikveje. Bassinet må ikke indgå i et system, der kan betegnes som hydraulisk kompliceret. Ved hydraulisk kompliceret forstås følgende bassiner: Hvis der er opstrøms beliggende bassiner (interne bassiner) Hvis der er koblede bassiner, hvor volumen af det interne medregnes i kravet fra udledningstilladelsen. Hvis der er betydende tilbagestuvning fra nedstrøms beliggende bassiner eller recipienter. Overløb til eller fra andre systemer. 3.1 Lempet dokumentationsniveau Bassiner kan i lempet dokumentationsniveau dimensioneres med en håndberegning iht. metoden i Spildevandskomiteens Skrift nr. 16 (SVK 16), og med regndata fra Spildevandskomiteens Skrift nr. 28 (SVK 28), inkl. et sikkerhedstillæg 1,1. Beregningen foregår vha. regneark på Spildevandskomiteens hjemmeside. Med baggrund i følgende værdier i regnearket under de tre punkter Regnkurve karakteristika, Ledningsdimensionering, og Bassindimensionering opstrøms udløb : Regnkurve karakteristika: Årsmiddelnedbør [mm] skal indtastes for området. Regnkurve karakteristika: Region sættes til 1 vest for Storebælt og 2 øst for Storebælt. Regnkurve karakteristika: Gentagelsesperiode [år]. Her skrives hvor ofte bassinet må gå i overløb, om det er hvert år (1), hvert andet år (2), hvert femte år (5), hvert tiende år (10) eller hvert tyvende år (20). Regnkurve karakteristika: Frekvensfaktor sættes som udgangspunkt til 0, dvs. at det vurderes, at der ikke er usikkerhed på regndata ud over dem som indregnes i sikkerhedstillægget. Hvis faktoren sættes til 1 skal det gøres hvis det vurderes, at der er en usikkerhed på regndata. Regnkurve karakteristika: Sikkerhedsfaktor skal sættes til mellem 1,0 1,8. Faktoren indeholder hvilken usikkerhed der vurderes at være, eksempelvis størrelsen af oplandet, bestemmelse af befæstelsesgrad, evt. kommende klimaændringer. Udgangspunktet er, at faktoren sættes til 1,1. Ledningsdimensionering: CDS-regn varighed [min.] sættes til 240 min.

6 6 af 10 Ledningsdimensionering: Tidsskridt [min.] sættes til 1 min. Ledningsdimensionering: Asymmetri koefficient sættes til 0,5 Bassindimensionering opstrøms udløb: Befæstet areal [ha] indsættes. Bassindimensionering opstrøms udløb: Hydrologisk reduktionsfaktor sættes til 1,0 ved motorveje. Ved øvrige veje kan det overvejes om alt overfaldevand fra befæstede arealer der tilstrømmer til bassinet eller om noget af overfladevandet nedsiver i grøfterne. Alternativt sættes det reducerede areal ind og hydrologisk faktor på 1 fastholdes. Bassindimensionering opstrøms udløb: Afskærende lednings kapacitet [l/s]. Her angives størrelsen af udløbet, som er angivet i udledningstilladelsen. Eksempel: Årsmiddelnedbør sættes til 750mm Region 1 Gentagelsesperiode/Overskridelseshyppighed: T=5 år (n = 1/5) Frekvensfaktor sættes til 0 Sikkerhedsfaktor sættes til 1,1 CDS-regnvarighed sættes til 240 min. Oplysningen bruges til beregning af ledningsregn til ledningsdimensionering, og bør derfor sættes til standardværdien på 240 min. Tidsskridt (min) sættes til standard 1 min. Dette bruges også primært ved ledningsregn til ledningsdimensionering, og bør derfor sættes til standardværdien på 1 min. Asymmetri koefficient sættes som standard 0,5 hvilket betyder at CDS-regnen er symmetrisk ved halvdelen af varigheden, dvs. i dette tilfælde ved 120 min. Bruges alene ved ledningsdimensionering.

7 7 af 10 Befæstet areal (ha) = m 2 = 3,0 red. ha. Hydrologisk reduktionsfaktor sættes til 1,0 så alt overfladevandet til-strømmer til bassinet. Afskærende lednings kapacitet (l/s), som er bassinafløbet kapacitet sættes til 2 l/sek/red.ha. i alt 6 l/s Koblede regn: Herved forstås at det begynder at regne mens bassinet er fyldt med vand hvorved der ikke er maksimalt stuvningsvolumen til rådighed. Som hovedregel bør et bassin kunne tømmes på 48 timer. Hvis der skønnes behov for koblede regn og øget volumen bør bassinet ikke regnes vha. lempet dokumentationsniveau. Det nuværende regneark fra Spildevandskomiteen tillægger 20 % for koblet regn. Spildevandskomiteen har oplyst, at hvis der tillægges de 20 % for koblet regn, vil bassinet være tømt inden næste regn begynder. 3.2 Normalt dokumentationsniveau Hvor et bassin ikke opfylder betingelserne til at kunne håndberegnes efter lempet dokumentationsniveau, skal bassinets overskridelseshyppighed beregnes med et edb-beregningsprogram som MOU- SE-Samba-LTS/MIKEURBAN eller tilsvarende. Bassinets volumen kan ikke direkte beregnes, men beregnes indledningsvis, som beskrevet for lempet dokumentationsniveau. Med det volumen som forudsætning, beregnes overskridelser på baggrund af en historisk regnserie, som beskrevet i Spildevandskomiteens Skrift nr. 28 (SVK 28), vha. af MOUSE-Samba- LTS/MIKEURBAN eller tilsvarende. Er den beregnede overskridelseshyppighed større (optræder oftere) end den forudsatte, er bassinvolumen for lille. Man skal derfor prøve med et større volumen indtil man opnår en beregnet overskridelseshyppighed der er lig med eller mindre (optræder sjældnere) end den forudsatte. Følgende værdier skal fastsættes ved en MOUSE-Samba-beregning/MIKEURBAN: Værdi Model Bemærkning Overflademodel: Hvis ikke oplandet kan betegnes som lineært, dvs. en tilnærmelsesvis rektangulær overflade, skal oplandet defineres mere entydigt i form af specifikt opland til de enkelte knuder (brønde). Model: Hvor flere bassiner indgår i det samlede system, skal alle bassiner indgå samtidig i modellen.

8 8 af 10 Bassinvolumen Oplandsareal Afløbstid Beregnet stuvningsvolumen efter lempet dokumentationsniveau. Reduceret opland med hensyntagen til afstrømningskoefficient som for lempet dokumentationsniveau. Tiden der går fra regnen falder på overfladen af oplandsarealet, til vandet befinder sig i afløbssystemet, altså den overfladiske afstrømningstid. Sættes typisk til 5 min. Hvis der anvendes en forsimplet model, hvor der i modellen afledes direkte fra en overflade til et bassin, skal den skønnede afløbstid i ledningssystemet (transporttid) lægges til den samlede afløbstid. Værdi Hydrologisk reduktionsfaktor Bemærkning En del af regnen, der falder på overfladen, vil aldrig nå videre til selve afløbssystemet, pga. lokale fordybninger mv. HVIS al nedbør skulle afledes fra overflade til afløbssystem, skulle faktoren sættes til 1,0. Oftest sættes faktoren til 0,9. Initialtab Uanset om regnhændelsen er stor eller lille, vil en del af nedbøren gå til befugtning af overflade, fordampning mv. Typisk sættes værdien til 0,6 mm. Tidsstep Jo mindre tidsstep, jo mere detaljeret bliver beregningen. Typisk tidsstep/timestep er mellem 30 sekunder til 5 min. 300 sek. Det anbefales at vælge 1 min = 60 sek. Regnserie Med baggrund i DMI s net af regnmålere udvælges en regnmåler med tilhørende historisk regnserie. Regnserie udvælges efter lokalitet (skal ligge tæt på det aktuelle bassin, alternativt ligge på en lignende lokalitet mht. årsmiddelnedbør mv.), og efter regnseriens længde (skal være så lang som muligt og længere end den tilladelige overskridelseshyppighed). Der kan også vælges en lokalregnserie med samme kriterier/betingelser som DMI Bassinafløbet Fastsat afløb [l/s] fra bassin.

9 9 af 10 Typisk 2 l/sek/red.ha. x Fred. Afløbet er fastsat i udledningstilladelsen 3.3 Bassinafløb Bassinets afløb skal sikre at det forudsatte afløb iht. de hydrauliske beregninger og udledningstilladelsen overholdes. Der foretages en regulering af flowet så tilladelsen overholdes. I praksis kan bassinafløbet reguleres på en af følgende måder: Drosselledning, hvis længde, fald og dimension gør, at der ved de givne vandspejl kun aflastes det godkendte flow. Minimumsdimension skal vælges Ømin 80 mm Vandbremse (cyklon e.l.), der indbygges i afløbsbygværk eller brønd på udløbsledning. Pumpe Droselledning Ved beregning af drosselledning, er det vandspejlet ved 50 % fyldt bassin, der anvendes som beregningsforudsætning. Vejdirektoratet fortrækker drosselledning Vandbremse Vandbremser ydelse berøres typisk ikke så meget af varierende vandspejl, og beregnes derfor for det beregningsmæssige maksimale vandspejl i bassin. Leverandøren skal vedlægge driftsvejledning Pumper Pumpers ydelse afhænger af den geometriske løftehøjde, og heraf af vandstanden i bassinet. Typisk beregnes pumper for en geometrisk løftehøjde svarende til 50 % fyldt bassin. 3.4 Bassinudformning Regnvandsbassiner har foruden den rent hydrauliske funktion også en funktion med tilbageholdelse af forurenende stoffer. Åbne jordbassiner bidrager endvidere som biotop og landskabeligt element. Støbte bassiner og rørbassiner kan optimeres mht. stoftilbageholdelse ved at indbygge olieudskiller, der kan udformes med skumbrædt, automatisk flydelukke mv. Åbne jordbassiner udføres generelt med følgende elementer: Sandfang umiddelbart efter indløbet. Sandfang søges placeret, så der er nem adgang til inspektion og oprensning for driftspersonale. Ind- og udløbskoter, volumen mv. afstemmes, så der ikke sker tilbagestuvning i vejens drænsystem ved fuld udnyttelse af bassinets kapacitet. Afløbsbygværk med dykket afløb, som olieudskillerfunktion. Følgende forhold skal overvejes ved udformning af bassinet:

10 10 af 10 Afstand mellem bassinkant og grøftekant bør vælges 5 m. Placering af bassiner hvor vand fra tilstødende arealer overfladisk kan strømme til bassinet, bør undgås (kan være tilfældet ved naturlige slugter o.l.). Opdeling med forbassin som sandfang. Det tilstræbes at sandfanget er dybere end den efterfølgende bassindel. Forbassinet udgør ca. 20% 30% af det samlede areal. Skråningsanlæg kun undtagelsesvis stejlere end anlæg 2. Gerne ekstra flade nordskråninger af hensyn til flora og fauna. Volumen. Permanent volumen under afløbsniveau skal som minimum være m 3 pr. ha. reduceret opland, for at sikre en god bundfældning og stoftilbageholdelse. Geometri. Længden bør være mindst 2 til 4 gange bredden, for at fremme en jævnt fordelt gennemstrømning, med lav vandhastighed og god bundfældning til følge. Indløbet og udløbet bør placeres i samme ende af bassinet med mindst afstand på 30m. Dybde. Gerne områder med op til 1,5 m dybde, for at sikre et frit vandspejl, der ikke gror til, og som kan sikre en god variation af flora og fauna. Planter. Naturligt henhørende planter kan enten tages fra nærvedliggende vandhuller efter aftale med lodsejere og miljømyndigheder, alternativt udsættes planter som beskrevet i Vejregel dog bør der ikke vælges Bredbladet Dunhammer. Øvrige forhold. Hvor der er krav fra miljømyndigheder om beskyttelse af grundvandsinteresser, kan bassinbund udføres med lermembran eller kunststofmembran. Hvor der stilles særlige krav til bassinet indpasning i omgivelserne, kan der søges om særlig rådgivning ved landskabsarkitekt og/eller biologer. 4. KVALITETSSIKRING Kvalitetssikring skal udføres iht. KS-plan. Vejdirektoratet udfører modtagekontrol på bassinberegningerne. 5. DOKUMENTSTYRING GODKENDT ENHED/NETVÆRK TEMA PLANLAGT REVISION ADGANG MIAN ANL-PRO/Projektering af afvanding Afvanding December 2015 Intern Ekstern