Klimarobuste byer og bæredygtig håndtering af byens vand

Transkript

1 Klimarobuste byer og bæredygtig håndtering af byens vand Byens Vand 2011 Vandhuset, Skanderborg, 23. august 2011 Professor Marina Bergen Jensen Dias 1

2 Byer er populære (Grimm, 2008) Dias 2

3 Byerne er klodens økonomiske, kulturelle og sociale tyngdepunkter Stor udledning af drivhusgasser Transport Opvarmning og køling af bygninger Sårbare over for klimaændringer Der bor mange mennesker og foregår mange aktiviteter Der findes meget værdifuld infrastruktur Dias 3

4 København 2. Juli Dias 4

5 Den store klimaudfordring. Transformationen af byer fra klimasensitive enheder med stor CO 2 -udledning til klimarobuste byer med lav CO 2 -udledning og (fortsat) velfærd Dias 5

6 Klima- & Bæredygtighedsudfordringen skal løftes samtidig - Energikrise alternativer til fossile kilder - Globalisering af økonomien hvad skal Danmark leve af? - Knaphed på ressourcer (ferskvand, fosfor, kobber ) - Politisk ustabilitet globalt, lokalt (etnicitet, ensomhed ) Enhver udfordring er også en mulighed- Håndtering af regnvandet kan give byen nye kvaliteter Dias 6

7 Aktuel agenda i dansk kontekst 1) Tilpasning af byer til mere regn ved hjælp af byens landskab 2) Store budgetter omkring kloakinvesteringer 3) Synergi med bæredygtig udvikling Dias 7

8 Kloakbaseret eller landskabsbaseret tilpasning? Konventionel tilpasning Gør kloaksystemet større Innovative tilpasning Brug byens landskab Dias 8

9 Et eksempel Monikenhuizen, Holland Dias 9

10 Dias 10

11 Dias 11

12 Dias 12

13 Bylandskabets potentiale i klimatilpasningen Kvantitet m 3, m 3 /s Regnstatistik, serviceniveau Grundvand niveau og dynamik Jord og planter Kvalitet µg/l Suspenderet stof, tungmetaller xenobiotica, patogener Beskyttelse af recipienter Beskyttelse af mennesker Synergi Borgere Administratorer Innovationskæder Hydrogeology Sewer engineering Urban Planning Landscape Architecture Environmental chemistry Treatment technologies Urban Planning Landscape Architecture Urban Planning Landscape Architecture Social sciences Economics & Policies Dias 13

14 Strategi: 1) Find plads til ekstra vand (& vær forberedt på tørke) 2) Sørg for tilpas kvalitet af vand der håndteres 3) Design løsningen så byens øvrige udviklingsmål fremmes Dias 14

15 Den kvantitative udfordring Problemer Ukontrollerede overløb, der lammer byen For mange kontrollerede kloakoverløb, der belaster vandmiljøet Årsager Der kommer mere regn Byen vokser og bliver tættere Dias 15

16 Mekanisme bag øget nedbør Udledning af drivhusgasser (g/m 3 ) Temperatur ( C) Vand i atmosfæren (g/m 3 ) Nedbør (mm/s) Tungere og voldsommere vejrsystemer Mere og kraftigere regn Mere tørke Dias 16

17 Trends Temperatur: Siden 1873 er temperaturen steget med ca. 1,5 o C og nedbøren med ca. 15 % Storme: Der har siden 1971 været 14 orkaner og det er lige så mange som i de foregående 80 år Nedbør: Årsnedbøren er steget med ca. 100 mm på 130 år og de kraftigste nedbør er blevet 20 25% kraftigere Dias 17

18 Regnstatistik forskydes mod større intensitet og kortere gentagelsesperioder Regnintensitet (L pr. sekund pr. hektar) Varighed, t r (mins) T (år) Based on 139 statistical years of measurements collected during Dias 18

19 Regnstatistik forskydes mod større intensitet og kortere gentagelsesperioder Regnintensitet (L pr. sekund pr. hektar) Varighed, t r (mins) T (år) Based on 139 statistical years of measurements collected during Dias 19

20 Byens vandsystemer Regn, Sne klimaforandringer Regnafstrømning Vandforsyning Spildevand Infiltration Tavleskitse af kloaksystemer Dias 20

21 Kloaksystemer vokser i takt med byen Dias 21

22 Kloaksystemer vokser i takt med byen Dias 22

23 Kloaksystemer vokser i takt med byen Flaskehalse opstår pga. 1. Byen vokser 2. Byen bliver tættere 3. Regnen bliver voldsommere Dias 23

24 Byen bliver samtidig mindre porøs Eller udskift med permeabel belægning! Dias 24

25 Kontrolleret kloakoverløb Dias 25

26 Ukontrolleret kloakoverløb Dias 26

27 Fællessystem (<1960) Separatsystem (>1960) Tørvejr: Under normal regn: Inden for servicekravet Under ekstrem regn: Uden for servicekravet Plan B Max. 1 gang hvert 10. år Max. 1 gang hvert 5. år Dias 27 servicekrav

28 Dias 28

29 Elementer til landskabsbaseret regnvandshåndtering (LAR) Forsinkelse Kvantitet Nedsivning Fordampning Transport Rensning Dias 29

30 Landskabselementer til håndtering af regnafstrømning Dias 30

31 Forsinkelse vådt bassin Dias 31

32 Forsinkelse tørt bassin Dias 32

33 Forsinkelse underjordisk bassin Dias 33

34 Nedsivning Permeable belægninger Dias 34

35 Nedsivning Infiltration gennem græs Dias 35

36 Nedsivning + forsinkelse Regnbed Dias 36

37 Nedsivning + forsinkelse Rendefaskine Dias 37

38 Fordampning Intensive grønne dage (taghaver) Dias 38

39 Fordampning Ekstensive grønne tage Dias 39

40 Transport Rendestene Dias 40

41 Transport Trug Dias 41

42 Nedsivning + forsinkelse + transport Vadi (trug-faskine, mulden rigole systems, swale trench systems) Dias 42

43 Bylandskabets potentiale i klimatilpasningen Kvantitet m 3, m 3 /s Regnstatistik, serviceniveau Grundvand niveau og dynamik Jord og planter Kvalitet µg/l Suspenderet stof, tungmetaller xenobiotica, patogener Beskyttelse af recipienter Beskyttelse af mennesker Synergi Borgere Administratorer Innovationskæder Hydrogeology Sewer engineering Urban Planning Landscape Architecture Environmental chemistry Treatment technologies Urban Planning Landscape Architecture Urban Planning Landscape Architecture Social sciences Economics & Policies Dias 43

44 Rensemæssige udfordringer Beskyttelse af vandmiljøet vandløb, grundvand EU vandrammedirektiv Brug af regnafstrømningen til rekreative formål Suspenderet stof (grumset vand) Smitstoffer (pathogener) Miljøfremmede stoffer Dias 44

45 Regnafstrømning er ikke rent Mange kilder Partikler, tungmetaller, xenobiotica, patogener Stor variation i koncentration, også på samme lokalitet Vejvand er værst Dias 45

46 Observerede indløbskoncentrationer i Ørestad, København Interval 25 hændelser Gns. Krav Suspenderet stof mg/l 123 mg/l 25 mg/l Zink µg/l 98 µg/l 110 µg/l Kobber 9-50 µg/l 25 µg/l 12 µg/l Krom 8-58 µg/l 18 µg/l 10 µg/l Bly 1-22 µg/l 9 µg/l 3,2 µg/l Fosfor µg/l 178 µg/l 100 µg/l Dias 46

47 Filterjord når vandet skal nedsives Veldefineret og modificeret muldjord: - Høj ph (ligevægt med kalk) - Et vist humusindhold - Et vist lerindhold - Hydraulisk ledningsevne justeret til m/s ved iblanding af sand - Vegetationsdækket Dias 47

48 Dokumentation af filterjord Tyske søjler til KU-lab Feltforsøg ved P-plads i Odense Dias 48

49 Udvikling af Dobbeltporøs filtrering Dias 49

50 Ørestad: regnafstrømning håndteres i åbne kanaler Tagvand udledes direkte? Vejvand skal renses Men hvordan? Dias 50

51 Animation Dias 51

52 Vi sammenligner to versioner af DPF 6-lag 18-lag Dias 52

53 DPF rensemekanisme Gravitationsdrevet flow Sedimentation af partikler Sorption af opløste forureninger Dias 53

54 Outlet 6-Layer Sampling OUTLET 18-Layer 50 m Inlet to 6 Layer Inlet to 18-Layer Sampling of inlet water Dias 54 Road Runoff (after sandtrap)

55 Dias 55

56 Forsøgsresultater (25 hændelser. Prøver udtaget efter sand- og oliefang) indløb udløb (18 lag) krav (KK) Suspenderet stof 123 mg/l 1.4 mg/l 25 mg/l Zink, Zn 98 µg/l 12.5 µg/l 110 µg/l Kobber, Cu 25 µg/l 9.6 µg/l 12 µg/l Krom, Cr 18 µg/l 10 µg/l 10 µg/l Bly, Pb 9 µg/l 0.2 µg/l 3,2 µg/l Fosfor, P 178 µg/l 39 µg/l 100 µg/l Dias 56