HÅNDBOG AFVANDINGSKONSTRUKTIONER TRUG OG GRØFTER ANLÆG OG PLANLÆGNING

Transkript

1 HÅNDBOG AFVANDINGSKONSTRUKTIONER TRUG OG GRØFTER ANLÆG OG PLANLÆGNING JUNI 2017 (HØRINGSUDGAVE) Høringsfrit 22. september 2017

2 FORORD Vejregelgruppe Afvanding har forestået udarbejdelse og løbende redigering af vejreglen Afvandingskonstruktioner, der som samlet vejregel foreligger i seneste udgave december Vejreglen omfatter dimensionering, projektering, udførelse og vedligehold af gængse afvandingskonstruktioner. I er det besluttet at arbejde over mod en ændret struktur, således at man opdeler vejreglen Afvandingskonstruktioner i en række håndbøger, der hver omhandler en overordnet afvandingskomponent eller et specifikt emne. Serien er planlagt til at omfatte følgende håndbøger: 1) Brønde, bygværker og ledninger 2) Bassiner 3) Trug, grøfter mv. 4) Miljø 5) Myndighedsbehandling. Indtil de enkelte håndbøger foreligger, henvises til Afvandingskonstruktioner, december Væsentlige ændringer er beskrevet i afsnit 1.3. Udført under vejregelgruppen Afvanding, der i perioden havde følgende sammensætning: Civilingeniør Ulrik Mørch Jensen, Vejdirektoratet (formand) Ingeniør Peter Nielsen, Orbicon A/S (sekretær) Produktchef Henning Stabell, Nordisk Wavin A/S Vej- og Trafikchef Arne Gynther, Syddjurs Kommune Ingeniør Esben Mølgaard, IBF Beton A/S Ingeniør Jens Jørgen Nørgaard, Arkil A/S Ingeniør Helle Mærsk, Svendborg Kommune, Park og Vej Civilingeniør Ole Hardt, Vejdirektoratet (VRS) Ingeniør Niels P. Albrechtsen, Vejdirektoratet (indtil marts 2017) Civilingeniør Ida Marie Knudsen, Teknologisk Institut (indtil oktober 2016) Ingeniør Ulrik Hindsberger, Teknologisk Institut (fra oktober 2016) Biolog Niels Krogh Kristensen, Vejdirektoratet (fra februar 2016). Håndbogen er udarbejdet af Rambøll i samarbejde med en ad hoc gruppe under vejregelgruppen. Væsentlige ændringer er beskrevet i afsnit 1.3. Vejregelrådet blev i juni-august 2017 orienteret om udsendelse af håndbogen i offentlig høring. 2 Juni 2017 (høringsudgave)

3 INDHOLDSFORTEGNELSE 1 INDLEDNING Håndbogen Gyldighedsområde Håndbogens indhold Væsentlige ændringer i forhold til 2009-udgaven Ordforklaring 6 2 FORUNDERSØGELSER Generelt Terræn Grundvand Jordbund Nedsivningspotentiale Udledning til recipient Tilslutning til eksisterende system 11 3 HYDRAULISK DIMENSIONERING Generelt Grundlag for dimensionering intern afvanding Gentagelsesperioder Sikkerhedsfaktorer Oplandsareal og afløbskoefficienter Bestemmelse af den dimensionsgivende regn Normalt dokumentationsniveau/rationel metode Bestemmelse af den dimensionsgivende regn Normalt dokumentationsniveau/hydraulisk modellering Grundlag for dimensionering ekstern afvanding Topografisk afstrømning Hydraulisk dimensionering Trug Grøfter rationel metode Nedsivningsgrøfter Vinterforhold 29 4 DESIGN Generelt Trug Geometrisk udformning Bundopbygning Indløb og udløb Anden arealanvendelse Grøfter Geometrisk udformning Bundopbygning 34 Juni 2017 (høringsudgave) 3

4 4.3.3 Indløb og udløb Forsinkelseselement Erosionssikring Nedsivningsgrøfter Geometrisk udformning Bundopbygning Indløb og udløb Forsinkelseselementer Beplantning Valg af design 43 5 STOFTILBAGEHOLDELSE Generelt Stofkoncentrationer i vejvand Stoftilbageholdelse i trug og grøfter Stoftilbageholdelse i nedsivningsgrøfter 46 6 DRIFTSFORHOLD Generelt Trug Grøfter Nedsivningsgrøfter Vinterforanstaltninger Håndtering af opgravet materiale 49 7 REFERENCER 50 4 Juni 2017 (høringsudgave)

5 1 INDLEDNING 1.1 Håndbogen Denne håndbog kan anvendes i forbindelse med planlægning, dimensionering, projektering, udførelse og forhold af betydning for drift af afvandingskonstruktionerne trug og grøfter, der indgår i vej- og stiafvanding. LAR-elementer i form af nedsivningsgrøfter og filterjord som renseelement er indeholdt i håndbogen, mens vejbede, faskiner mv. ikke er indeholdt i håndbogen. Håndbogen omhandler primært beregningsforudsætninger, beregninger, design og fysiske proportioner samt forventet stoftilbageholdelse og disses betydning for driftsforhold. Målgruppen er vejteknikkere, rådgivere, leverandører og entreprenører, der beskæftiger sig med afvandingskonstruktioner på vejområdet. Forhold som planforhold, økonomi og myndighedsforhold behandles ikke i denne håndbog. 1.2 Gyldighedsområde Håndbogen gælder både for projektering af nye trug og grøfter og for renovering af eksisterende trug og grøfter langs veje og stier. For trug og grøfter i åbent land er grænsefladen udløbet til nedstrøms beliggende afløbskonstruktion eller recipient ved direkte udledning. Indenfor en godkendt spildevandsplan ligger grænsefladen ved den nedstrøms beliggende afløbskonstruktion eller ved tilslutningen til det eksisterende afløbssystem. Afvanding af særlige konstruktioner (broer, tunneller mv.) falder udenfor denne håndbog. Specielt for broer henvises til relevante håndbøger herunder Projekteringsgrundlag for broer (afsnit 4.10), Projektering af bitumenbaseret fugtisolering og brobelægning (afsnit 3) og Projektering af stålrørstunneler (afsnit 7). 1.3 Håndbogens indhold Håndbogen beskriver principper for planlægning, projektering og udførelse af trug og grøfter. Dette er beskrevet gennem følgende emner: Beskrivelse af de forundersøgelser der bør udføres forud for projektering (afsnit 2) Grundlag for den hydrauliske dimensionering (afsnit 3) Design og fysisk udformning ift. hydraulik og funktionalitet (afsnit 4) Forurening fra vejvand og forventede stoftilbageholdelser med og uden nedsivning (afsnit 5) Forhold af betydning for drift og vedligehold (afsnit 6). De vigtigste referencer, der er anvendt i håndbogen, er anført i afsnit Væsentlige ændringer i forhold til 2009-udgaven I princippet er denne håndbog en helt ny udgave, men den bygger på vejreglen Afvandingskonstruktioner fra Dette er suppleret med erfaringsopsamling og viden fra universiteter og rådgivningsbranchen i Danmark og udlandet - primært Tyskland. Juni 2017 (høringsudgave) 5

6 2009-udgaven er bl.a. suppleret med: Dimensioneringsanvisninger Klimatilpasning Fordele og ulemper ved trug og grøfter med og uden nedsivning Nedsivningsgrøfter Filterjord Alternative filtermaterialer. 1.5 Ordforklaring BAT står for Best Available Technology (bedste tilgængelige teknik) og bruges til at vurdering af, hvad der er økonomisk og teknisk muligt ift. at begrænse forurening. BAT er ikke statisk men ændrer sig i forbindelse med den teknologiske udvikling. CDS-regn (Chicago Design Storm) er en sammenfatning af flere kasseregn med den samme gentagelsesperiode (T = 1 år, T = 2 år mv.) og angiver den maksimale regnintensitet, som de enkelte kasseregn repræsentere (maksimal intensitet for en 5, 10, 20 minutters regn mv.). CDS-regn anvendes alene i it-værktøjer. Drosselledning er en ledning med lille dimension (ø100-ø150 mm), der anbringes i afløbet fra et bassin e.lign. med henblik på at nedsætte afløbet til et meget lille flow. Drosselledninger kan anvendes i de tilfælde, hvor afløbet kan variere, og kan bruges i stedet for en vandbremse. Ekstern afvanding omfatter afskærende ledninger, der samler vejafvandingen og leder den til andet afløbssystem eller recipient samt gennemløb under vejen af åbne og lukkede vandløb samt evt. retablering af disse. Den eksterne afvanding tjener til opsamling og bortledning af afstrømning fra det omliggende terræn, benævnt den topografiske afstrømning. Filterjord er en jord, hvori der kan ske infiltration såvel som stoftilbageholdelse. Grøftebassin er i princippet en grøft med et udvidet tværprofil og typisk med bundbredde på 1-3 m. Intern afvanding omfatter vejens lukkede afvandingssystem samt dræn og grøfter inden for vejskel. Regnvandsbassiner inkl. afløb til recipient er også en del af vejens interne afvanding men behandles i en anden håndbog [4]. Den interne afvanding opsamler og bortleder dræn- og overfladevand fra selve vejarealet herunder fra befæstede arealer, rabatarealer samt skråninger. Kasseregn er et fiktivt regningsmæssigt regnvejr med sammenhørende værdier for regnvarighed og regnintensitet. Kasseregn er baseret på en statistisk behandling af målte regnhændelser og fastlægges for forskellige gentagelsesperioder. Fra Landsregnrækken kendes fx en regn på 10 min. og en regnintensitet på 140 l/s/ha, der statistisk har en gentagelsesperiode på 2 år. En grafisk fremstilling af denne regn vil have form som et rektangel - deraf navnet kasseregn. Klogning er en hel eller delvis tilstopning af det øverste grovkornede jordlag med tilstrømmet, finere materiale. De finere korn (fx finsand, ler, silt, finkornet organisk materiale) fra vejvandet kiler sig fast mellem de grove jordpartikler og skaber et tilklogningslag. Kornstørrelse beskriver hvor fin eller grov jorden er, uden at beskrive hvad kornene består af. Ved en sigteanalyse sies jordprøven gennem en række sold med aftagende maskestørrelse. Resultatet 6 Juni 2017 (høringsudgave)

7 gives i en tabel med procenttal for hver enkelt kornstørrelse. Ved at optegne de summerede tabelværdierne efter stigende kornstørrelse fås en kornkurve. Ved aflæsning af punktet for fx 10% eller 60% gennemfald fås en given kornstørrelse, der betegnes hhv. d 10 og d 60. Ophængte grøfter er grøfter som ikke følger naturligt terræn, men følger vejens længdefald. Dermed kan fald i grøften reduceres. Sikkerhedszonen er det nødvendige areal uden for køresporet, som er fri for faste påkørselsfarlige genstande og udformet således, at et køretøj, der utilsigtet forlader køresporet, ikke vælter. Afstanden måles som den vandrette afstand fra køresporskant/belægningskant. Afstanden afhænger af hastighed og radius af eventuel horisontalkurve på vejen. Ved en hastighed på 80 km/h på en lige strækning er sikkerhedszonen 6 m. Vandbremse er en konstruktion, hvor vandet sættes i rotation og dermed reduceres vandføringen. En vandbremse har et stor gennemstrømningsareal i forhold til bremseeffekten og er uden mekaniske dele. Vandbremser kan fx installeres i afløbet fra et regnvandsbassin og har samme funktion som en drosselledning. En vandbremse kan regulere et afløb til en fast lille værdi. Vejklasser. Veje kan opdeles i trafikveje og lokalveje. Trafikveje skal sikre fremkommeligheden og er veje, der afvikler trafik mellem landsdele, regioner, bysamfund eller kvarterer i større byer, og lokalveje skal sikre tilgængeligheden og er veje, der betjener lokale områder, boliger, arbejdspladser, institutioner eller butikker. Trafikveje og lokalveje defineres og omtales i: Planlægning af veje og stier i åbent land, 2012, Vejdirektoratet Håndbog i Trafikplanlægning i byer, 2015, Vejdirektoratet Vej- og Trafikteknisk ordbog. April 2004 (opdatering pågår). 2 FORUNDERSØGELSER 2.1 Generelt For trug og grøfter med eller uden nedsivning er der en række fælles forhold, der bør undersøges før projektering og placering på en given lokalitet. Disse forhold er beskrevet i afsnit Terræn En indledende vurdering af faldforhold, toppunkter, lavninger mv. kan foretages vha. de kort, som er frit tilgængelige. Der kan bl.a. indhentes oplysninger følgende steder: Vejdirektoratet: Geodatastyrelsen: Naturstyrelsen: Danmarks Miljøportal: Oplysninger herfra giver en fin identifikation af fald, faldretning, afskårne strømningsveje for overfladevand og mulige udledningspunkter. Det endelige design fastlægges på baggrund af terrænopmålinger for området og det færdige vejprojekt. På baggrund af terrænforhold er det muligt at vurdere behovet for tværdæmninger (for reduktion af vandhastighed eller øget opstuvning i grøfter) og evt. ophængte grøfter. Juni 2017 (høringsudgave) 7

8 I forhold til terrænforholdet er det også vigtigt at vurdere konsekvenserne ved hydraulisk overbelastning - fx tilbagestuvning og opstuvning til terræn eller vejkasse. Hvis dette ikke kan accepteres, bør muligheden for fx overløb eller større kapacitet overvejes. 2.3 Grundvand Fastlæggelse af grundvandsforholdene er vigtige ift. at vurdere eventuelt behov for membraner eller tilpasninger af vejprojektet, og om det er muligt at etablere nedsivningsgrøfter. Grundvandsniveauet kan variere kraftigt, men er typisk lavt om efteråret (oktober/november) og højt om vinteren (februar/marts). Desuden har lokale forhold som jordart, nedbør og terræn mv. også stor betydning for variationer i grundvandsniveauet. Grundvandsniveau, variationer og sårbarhed over for eventuel nedsivning afhænger af hvilken type grundvandsmagasin, der er tale om. Der er grundlæggende to typer grundvandsmagasiner: Primært grundvandsmagasin som kan bestå af: Terrænnære magasiner: Sammenhængende magasin, typisk ligger det i sandede områder, hvor grundvandsspejlet ligger relativt tæt på terrænoverflade. Indvinding af drikkevand er muligt Dybereliggende magasiner: Sammenhængende magasin, som ligger i relativ stor dybde under terræn, og hvorfra der kan indvindes drikkevand. Sekundært grundvandsmagasin som består af: Terrænnære magasiner: Typisk et ikke sammenhængende magasin med store lokale variationer - fx lerede aflejringer med små vandfyldte sandlinser og store årstidsvariationer. Oplysninger om grundvandsniveau kan bl.a. findes i Jupiterdatabasen på GEUS s hjemmeside ( som indeholder oplysninger om alle dybere boringer i Danmark. Angivelsen af grundvandsspejlet i det primære magasin, og hvor vandindvindingen sker fra, kan i enkelte regioner findes af kurvekort. Dette gælder fx Hovedstadsregionen, dele af Region Sjælland og Region Midtjylland. Derudover har Naturstyrelsen udarbejdet kort over grundvandsspejlet i det primære magasin i forbindelse med kortlægningen af grundvandsressourcen. Andelen af pejlinger af terrænnære grundvandsspejl kan oftest findes fra fx forureningsundersøgelser (regionerne) og private markvandsboringer o.lign. (relevante lodsejere). En indikation af de terrænnære grundvandsforhold kan bl.a. hentes fra jordartskort fra GEUS, som giver oplysninger om jordlagene ned til 1 meters dybde. På baggrund heraf kan grundvandsspejlets beliggenhed indikeres. Hvor der fx er tørve- og dyndaflejringer, må der forventes et højtstående grundvand. På ældre kort kan man ofte få et indtryk af de oprindelige drænforhold (moser, kanaler mv.) i de øverste jordlag. Ældre målebordsblade tilbage til 1899 er tilgængelige på nettet på Ved hel eller delvis nedsivning, er det vigtigt at vurdere det primære grundvandsmagasins sårbarhed overfor forurening i vejvandet. Dette gøres overordnet ud fra tykkelsen på lerdæklaget, hvor en lagtykkelse over 30 m vurderes at give god beskyttelse, mens en lagtykkelse under 15 m vurderes at give ringe beskyttelse. 8 Juni 2017 (høringsudgave)

9 Disse krav kan dog være skærpede afhængigt af grundvandets kvalitet og vigtighed ift. drikkevandsforsyning. Danmark er inddelt i områder afhængig af drikkevandsressourcens kvalitet og vigtighed. Der findes 3 kategorier: OSD: Områder med særlige drikkevandsinteresser OD: Områder med drikkevandsinteresser OBD: Områder med begrænsede drikkevandsinteresser. I områder med særlige drikkevandsinteresser (OSD) vil kravene til nedsivning være skærpede, da disse områder er primærområderne for nuværende og fremtidig vandindvinding. Inden for disse områder er der områder, hvor ressourcen vurderes at være specielt sårbar - de såkaldt Nitratfølsomme områder og i indvindingsoplande til vandværker. I disse områder må der forventes særligt strenge krav til nedsivning. Tilladelse til nedsivning indhentes hos kommunen. Oplysninger om drikke-vandsinteresser og nitratfølsomme områder findes på Danmarks Miljøportal: og oplysninger om indvindingsoplande og kildepladszoner - herunder såkaldte BNBO (boringsnære beskyttelsesområder) - rekvireres ved kommunerne. 2.4 Jordbund Jordbundsforholdene er væsentlige i forhold til vurdering af de geotekniske forhold i forbindelse med anlæg af grøfter. Derudover er jordbundsforholdene også væsentlige i forhold til vurdering af nedsivningspotentiale. Indledende vurderinger af jordbundsforholdene kan foretages ud fra terræntyper og topografiske kort (se afsnit 2.1) og ud fra jordartskortene fra GEUS, som giver oplysninger om jordlagene i 1 m dybde. Dette sammenholdt med jordarts- og potentialekort (grundvand) fra relevante kommuner kan give et overordnet billede af jordbunden og nedsivningsevnen. Derudover kan der findes oplysninger om jordbundsforhold fra eksisterende og sløjfede geotekniske boringer i Jupiterdatabasen på GEUS s hjemmeside. Nogle boringer er dog udført mht. bestemmelse af grundvandsspejl og indeholder derfor ingen eller begrænsede oplysninger omkring jordarter. En mere detaljeret beskrivelse af jordbunden kan foretages ud fra geotekniske boringer, som typisk altid udføres ved større anlægsprojekter Disse bør indeholde oplysninger om jordarter, kornstørrelse samt beliggenhed af grundvandsspejl (primært og evt. sekundært). Det er desuden en god ide at filtersætte boringen, så variationer i grundvandspejlet kan følges over et par måneder, se afsnit Nedsivningspotentiale Jordbundsforholdene har stor betydning for nedsivningspotentialet. En undergrund bestående af ler, silt, tørv, dynd og/eller gytje har ofte dårlig nedsivningsevne, og den er dermed ikke egnet til nedsivning. Sand og grus har derimod en god nedsivningsevne, og denne øges jo mere enskornet jorden er. Jordens nedsivningspotentiale eller hydrauliske ledningskapacitet (K) kan bestemmes ud fra tabelværdier eller empiriske formler som fx: K = d 10 K = d 15 (0,01 d 2 10 ) (Hazens formel) Juni 2017 (høringsudgave) 9

10 hvor: d 10 er kornstørrelsen i mm defineret som maskevidden af en sigte, der slipper 10 vægtprocent af prøven igennem d 15 er kornstørrelsen i mm defineret som maskevidden af en sigte, der slipper 15 vægtprocent af prøven igennem K er den hydrauliske ledningskapacitet i m 3 /m 2 /s. Brug af ovennævnte kræver en kornkurveanalyse, som beskriver, hvor fin eller grov en jord er under hensyntagen til jordart. Analysen udføres ved sigtning af jorden igennem sold med faldende maskestørrelse og giver en tabel med procenttal for hver enkelt kornstørrelse. Disse værdier er dog behæftet med stor usikkerhed og bør kun bruges som vejledende værdier. I stedet kan man få mere præcise målinger ved at udføre nedsivningstest (punktmåling) eller geofysiske målinger (arealmåling). Nedsivningstest bruges til at måle den faktiske synkehastighed i et vandmættet prøvehul på 0,25 x 0,25 m, som er nærmere beskrevet i [1] eller vha. specialudstyr [2]. Jord er meget uensartet (heterogen), og der kan derfor være store forskelle i nedsivningspotentialet indenfor et relativt lille område. Der bør derfor altid indgå flere nedsivningstest i dimensioneringsgrundlaget. Antallet af tests vil afhænge af områdets størrelse og jordens uensartethed (heterogenitet). Da metoden er behæftet med en del usikkerhed, må resultatet ikke bruges kritikløst til fx dimensionering af nedsivningsgrøfter og -trug. Nedsivningspotentialet i et større område kan også vurderes vha. geofysiske målinger, hvor der måles modstandsværdier i forskellige dybder. Høje modstandsværdier indikerer sand- og grusforekomster, mens lave modstandsværdier indikerer ler- og siltforekomster. Målingerne bør altid kalibreres ift. geotekniske boringer i området (eksisterende eller nye). I Gerda-databasen på GEUS s hjemmeside er en oversigt over allerede foretagne geofysiske målinger. Afstanden til grundvandsspejlet er også vigtig at kende for at kunne vurdere nedsivningspotentialet. Der skal være en vis afstand fra bunden af truget eller grøften til grundvandsspejlet for at sikre, at vandet uhindret kan sive ud. I sandede aflejringer med begrænset årstidsvariation af grundvandsniveauet bør minimumsafstanden fra bund af nedsivningsgrøft/-trug til højest registrerede vandspejl typisk være 1,0-1,5 m. I lerede aflejringer med stor årstidsvariation bør minimumsafstanden typisk være 1,5-2,0 m. I sidstnævnte tilfælde vil der desuden være behov for at udføre nedsivningstest ved højt grundvandsspejl for at vurdere muligheden for nedsivning. Generelt indikerer store variationer i grundvandsspejl en langsom nedsivning - typisk pga. ler/silt i undergrunden. Tilladelse til nedsivning indhentes hos kommunen (se også [3]). 2.5 Udledning til recipient Ved udledning til recipient skal der søges om tilladelse hos kommune hhv. vandløbsmyndigheden (se [3]). Ved udledning til recipient skal der tages hensyn til den hydrauliske robusthed, dvs. hvor meget ekstra vand recipienten kan håndtere ift. basisvandføringen. Myndigheden fastlægger krav til udledningsstørrelse. 10 Juni 2017 (høringsudgave)

11 Oplysninger om vandføringer, strømningsveje og oplandsstørrelser findes på eller rekvireres hos de respektive kommuner (fx vandløbsregulativ). Ved udledning til søer og vandløb skal miljømålsætningerne i vandplanerne respekteres. Generelt gælder det, at vandkvaliteten for overfladevand og grundvand ikke må forringes. Søer er særligt følsomme overfor fosforbelastning, mens vandløb er følsomme overfor tilførsel af organisk materiale (BI 5 ) og salt. Danmark er opdelt i 4 vandområdedistrikter med hver sin Vandplan ( ) og Vandområdeplan ( ). Planerne er tilgængelige på nettet på Styrelsen for Vand- og Naturforvaltning Selvom vejvand ikke er rent, kan det have en gavnlig effekt på vandkvaliteten i visse vandløb, da det kan bidrage med tilførsel af ekstra vand i udtørringstruede vandløb. 2.6 Tilslutning til eksisterende system Ved tilslutning til eksisterende systemer skal der indhentes tilladelse hos ledningsejer (se [3]). Endvidere indhentes oplysninger om tilslutningskoter fra eksisterende planer (SÅLEDES-UDFØRT dokumentation) eller opmålingsdata. Det anbefales at tilslutte eksisterende systemer vha. et frit udløb, som ligger minimum 0,20 m over rørtop af eksisterende system, således at risikoen for tilbagestuvning fra eksisterende systemer minimeres. 3 HYDRAULISK DIMENSIONERING 3.1 Generelt Der skal gennemføres en hydraulisk dimensionering af vejes afvandingssystemer for at opnå en tilstrækkelig sikkerhed for, at overflade- og drænvand kan bortledes. Herved begrænses omfang og hyppighed af skader som følge af vandets opstuvning i vejens bærelag, på selve vejarealet og på tilstødende arealer. Bæreevnen af en vejkonstruktion afhænger af de materialer og lagtykkelser, som vejen opbygges af. Vejens restlevetid reduceres løbende af de trafik- og klimabelastninger vejen udsættes for. En vejs bæreevne falder, når vandindholdet i de ubundne bærelag øges. Dette gælder særligt i de årstidskritiske perioder ved tøbrud og forår. Allerede i 1960 erne påviste amerikanerne med bæreevnemålinger, at bæreevnen kan variere kraftigt med varieret vandindhold. Dette er senere bekræftet af kontrollerede fuldskalaforsøg i den daværende danske vejprøvemaskine på DTU og er i dag alment kendt og accepteret viden. På grundlag af ovenstående fremgår det, at det er store værdier, der skal beskyttes. Derfor skal vejes afvandingskonstruktioner projekteres, udføres og drives hensigtsmæssigt. Juni 2017 (høringsudgave) 11

12 I de følgende afsnit vil de centrale begreber indenfor dimensionering af afvandingssystemerne grøfter og trug blive beskrevet, og eksempler på dimensionering vha. dimensionsgivende regnhændelser vil blive gennemgået. 3.2 Grundlag for dimensionering intern afvanding Intern afvanding omfatter vejens lukkede afvandingssystem bestående af grøfter, trug eller dræn inden for vejskel. I denne håndbog behandles kun grøfter og trug. Regnvandsbassiner inkl. afløb til recipient samt brønde, bygværker og ledninger behandles i andre publikationer. Valg af beregningsmetoder, beregningsforudsætninger og analyse foretages efter en vurdering af, om afløbssystemet er hydraulisk kompliceret, og efter en vurdering af hvilke konsekvenser, der vil være ved opstuvning i eller overbelastning af afløbssystemet. Afvanding ved særlige konstruktioner (herunder broer mv.) vurderes i de enkelte tilfælde. Ved et hydraulisk ukompliceret afløbssystem forstås et system, der består af: Grøfter, trug, brønde, ledninger og åbne bassiner Bassiner med tilløb fra pumpestationer Bassiner med konstant afløb via drosselledning, vandbremse e.lign. Oplande der er hydraulisk ukomplicerede (rektangulært, uden væsentlige sidetilløb). Ved et hydraulisk kompliceret afløbssystem forstås et afløbssystem, der omfatter en eller flere af følgende konstruktioner eller forhold: Overløbsbygværker Sidetilløb med anseeligt opland Rørbassiner Tilbagestuvning fra bassiner Gennemløbsbassiner (interne bassiner) med lange afløbstider Overløb til andre systemer. Afvanding langs veje via grøfter og trug vil oftest falde ind under det hydraulisk ukomplicerede system. Håndbogen definerer to niveauer for dokumentation: Lempet dokumentationsniveau, hvor der gælder minimumskrav for dimensionering og ingen krav om efterfølgende dokumentation for gentagelsesperioder med hensyn til overbelastning. Anvendelse af standardtværsnit for en grøft vil opfylde lempet dokumentationsniveau Normalt dokumentationsniveau, hvor der stilles krav til dimensionering af grøfter vha. den rationelle metode og efterfølgende evt. tilpasning af grøftens tværsnit. Der kan i særlig kritiske situationer foretages dimensionering vha. dynamiske hydrauliske modeller kombineret med CDS-regn eller historiske regn. Ifølge vejreglen for planlægning af veje og trafik i åbent land og i byer [35, 36], opdeles vejene i trafikveje og lokalveje. Trafikvejene betjener den gennemkørende trafik i byen, trafik til/fra byen og mellem enkelte byområder, mens lokalvejene betjener trafikken det sidste stykke frem til målet. De områder, som afgrænses af trafikvejene, betegnes lokaltrafikområder. Ligeledes opdeles stinettet i trafikstier og lokalstier med samme funktionelle opdeling som beskrevet for vejnettet. Afløbssystemets hydrauliske funktion dokumenteres ud fra en vurdering af hvilke konsekvenser en overbelastning af systemet vil få på de enkelte vejsystemer og omgivelserne. Forslag til krav til 12 Juni 2017 (høringsudgave)

13 dokumentationsniveau er vist i figur 3.1. Det er lokale forhold, der afgør konsekvenserne af en oversvømmelse, derfor kan niveauet ændres alt efter en vurdering af lokale forhold. Hydraulisk ukompliceret Hydraulisk kompliceret Små konsekvenser, hvis der sker opstuvning over kritisk kote, defineret som: Vejes rabatarealer Lokalvejes kørebaneareal Gang- og cykelstier Landbrugsarealer og ikke bebyggede arealer Store konsekvenser, hvis der sker opstuvning over kritisk kote, defineret som: Bebyggede arealer Trafikvejes kørebanearealer Nødspor Lempet dokumentationsniveau Lempet dokumentationsniveau Lempet dokumentationsniveau Normalt dokumentationsniveau Figur 3.1 Forslag til dokumentationsniveauer for trug og grøfter. Lokal- og trafikveje er defineret under Vejklasser i afsnit 1.5. Tabellen er anderledes i håndbogen Afvandingskonstruktioner - Brønde, Bygværker og Ledninger [5]. Dokumentationsniveau for trug og grøfter vil i de fleste tilfælde falde ind under lempet dokumentationsniveau. Ved Lempet dokumentationsniveau anvendes tværsnitsprofilet for en standardgrøft, der generelt har tilstrækkelig kapacitet. Såfremt der fx er tale om en trafikvej med dybdepunkt i afgravning og med et hydraulisk kompliceret opland, vil der skulle anvendes normalt dokumentationsniveau Gentagelsesperioder Ved dimensionering af afløbssystemer benyttes normalt det kriterium, at afløbssystemet må overbelastes med en valgt gentagelsesperiode. Valg af gentagelsesperiode afhænger af konsekvenserne ved opstuvning jf. figur 3.1. Traditionelt dimensioneres åbne render til at være fuldtløbende én gang hvert 5. år, dvs. grøften/truget er fyldt op med vand til kronekant/terræn. Ved større hændelser vil der ske overløb til terræn eller opstuvning på rabatarealer. Ved vejanlæg, hvor der kan ske opstuvning på kørebaneareal, benyttes gentagelsesperioder på op til 25 år. Figur 3.2 viser forslag til hvilke gentagelsesperioder, der kan anvendes ved dimensionering af grøfter og trug for lempet og normalt dokumentationsniveau. Der kan være forskel på konsekvenserne i by og i åbent land, og derfor kan der fastsættes andre gentagelsesperioder for de enkelte veje ud fra en risikovurdering. Det strategiske vejnet skal have det højeste serviceniveau hhv. sikkerhedsniveau, da det her er særlig kritisk, hvis der sker opstuvning på kørebaneareal. Det strategiske vejnet er et sammenhængende vejnet med høj fremkommelighed. Vejene er udpeget ud fra trafikbelastning og trafikal betydning, herunder samfundsøkonomisk værdi, og er opdelt i 3 niveauer. Andre eksempler på kritiske veje, hvor særlig stor sikkerhed kræves, kan fx være tvangsruter for redningskøretøjer i byer, metroanlæg og motorvejstunneller. Juni 2017 (høringsudgave) 13

14 Ved fastlæggelse af krav omkring gentagelsesperiode, bør man være opmærksom på eventuelle skærpede krav fra andre myndigheder herunder krav i en given lokal spildevandsplan eller lokalplan. Derudover kan den enkelte vejmyndighed skærpe eller slække de i figur 3.2 anbefalede minimumskrav. Fx kan der på cykelstier og på lokalvejes kørebaner anvendes lavere gentagelsesperioder ud fra praktiske og økonomiske vurderinger. Det samlede afløbssystem kan bestå af hovedelementerne: Ledningssystem, grøfter/trug og regnvandsbassin. Disse elementer skal dimensioneres/dokumenteres for hver deres gentagelsesperiode, afhængig af konsekvensen af overskridelse af henholdsvis ledningssystemets eller regnvandsbassinets kapacitet. For dimensionering af ledningssystem og regnvandsbassiner henvises til [4 og 5]. 14 Juni 2017 (høringsudgave)

15 Lempet dokumentationsniveau Normalt dokumentationsniveau Konsekvenser, hvis der sker opstuvning over følgende: Dimensioneres til kritisk kote Dokumentation Dimensioneres til kritisk kote Dokumentation Landbrugsarealer, rabatarealer og øvrige ikkebebyggede områder Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Gang- og cykelstier Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Lokalvejes kørebanearealer Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen Trafikvejes kørebanearealer ekskl. motorveje og motortrafikveje Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen T 10 Eftervises ved hånd- eller modelberegning Motorveje og motortrafikvejes kørebanearealer, inkl. nødspor Anvend tværsnit for standardgrøft* Anvendelse af standardtværsnit er dokumentationen T 25 Eftervises ved hånd- eller modelberegning Kritiske punkter og strækninger fx bebyggede arealer, dybdepunkter i afgravningssituationer mv. Særlige kritiske punkter fx motorvejstunneler, metroanlæg mv. ** Ikke tilladt Ikke tilladt T 25*** Eftervises ved hånd- eller modelberegning Ikke tilladt Ikke tilladt T 25*** Eftervises ved hånd- eller modelberegning *Standardgrøft som figur 4-5 svarende til en skønnet gentagelsesperiode på 5 år. **Som udgangspunkt forventes ikke projekteret grøfter og trug i disse situationer. ***Der anbefales foretaget en beregning af vandstrømme og opstuvningsniveauer på terræn ved en 100 års hændelse (vha. fx Mike Flood). Figur 3.2 Anbefalede minimumskrav til gentagelsesperiode for anvendt regn ved forskellige arealanvendelser. Juni 2017 (høringsudgave) 15

16 3.2.2 Sikkerhedsfaktorer Ved dimensionering af afløbssystemer anbefales det i SVK27 [41], at der tages hensyn til usikkerheder i de anvendte beregningsmetoder vha. en faktor for statistisk usikkerhed samt en scenarieusikkerhed for fremtidig klima og byudvikling. På denne måde sikres det, at afvandingssystemet også i fremtiden vil opfylde kravene til de fastsatte acceptable overskridelseshyppigheder. En sikkerhedsfaktor kan sammensættes af følgende: Faktor for statistisk usikkerhed herunder usikkerhed omkring regndata og model (oplandsbestemmelse, afløbskoefficient, Manningtal/ruhed for strømningsvej mv.) Faktor for scenarieusikkerhed er en fællesbetegnelse for klimafaktor (tillæg for forøget regnintensitet som følge af klimaændringer) og sikkerhedsfaktor for befæstelsesgrad (usikkerhed om fremtidig fortætning, dvs. fremtidig forøgelse af befæstede arealer). Den samlede sikkerhedsfaktor findes ved at gange faktor for statistisk usikkerhed og faktor for scenarieusikkerhed (klimafaktor ganget med faktor for fortætning) sammen. Fastlæggelse af sikkerhedsfaktor sker inden for rammer afsat af den enkelte vejmyndighed og er fastlagt i det enkelte projekt. Ved den endelige fastlæggelse af eventuel sikkerhedsfaktor kan man vurdere, om det givne projekt er særligt følsomt for nedbørspåvirkninger eller på anden måde har behov for ekstra sikkerhed, der bør tages højde for. Faktor for statistisk usikkerhed/modelusikkerhed Afhængigt af hvor godt oplandet og beregningsværdier er defineret, og regndata er fastlagt, vil den samlede faktor for modelusikkerhed ofte ligge i intervallet 1,1-1,5. I forbindelse med vejprojekter må det forventes, at oplandet og regndata er veldefineret, så faktoren ligger i den lave ende. Faktor for scenarieusikkerhed, klimafaktor Klimafaktorer bruges for at tage hensyn til de forventede kommende klimaændringer og ganges med de valgte regnintensiteter. Klimafaktoren ligger typisk i intervallet 1,1-1,4 for gentagelsesperioder år og regnhændelser af 10 minutter-24 timers varighed. Den anbefalede værdi for undersøgelser af kloakkers funktionspraksis vil ofte være 1,3. I SVK29 [42] redegøres der for, at klimafaktorer til dels er afhængig af den givne gentagelsesperiode, og anbefaler - for en fremskrivning af regndata til år 2100-niveau - klimafaktorer på 1,2, 1,3 og 1,4 for gentagelsesperioder på hhv. 2, 10 og 100 år, som vist i figur 3.3. Figur 3.3 Standard klimafaktorer jf. SVK29 [42]. Gentagelsesperiode [T] T = 2 år T = 10 år T = 100 år Klimafaktor 1,2 1,3 1,4 Derudover er der i SVK30 [43], formuleret anbefalinger til brug af høje klimafaktorer, som kan bruges til vurderinger i forbindelse med beredskabsplanlægning og worst-case simuleringer samt til at teste robustheden af forskellige projektforslag. 16 Juni 2017 (høringsudgave)

17 Når planlægningsperioden/teknisk levetid er kortere end 100 år kan klimafaktoren nedsættes. De ovennævnte klimafaktorer er beregnet for en fremskrivningshorisont/forventet teknisk levetid på 100 år. Dvs. med en klimafaktor på 1,4 forventes regnen at være 40% kraftige inden for 100 år. Vurderes den tekniske levetid for afvandingssystemet at være kortere, fx 50 år, giver det kun den halve forøgelse svarende til 20% forøgelse i levetiden og klimafaktoren kan nedsættes til 1,2. Denne lineære sammenhæng gælder for alle klimafaktorer. Levetiden for grøfter og trug vurderes at svare til vejens levetid, dvs. ca. 100 år. Hvor trug etableres med underliggende dræn, vil klimafaktoren blive indregnet i dimensioneringen af disse ledninger. For grøfter vil det oftest være muligt på relativ simpel vis at udvide kapaciteten på et senere tidspunkt, hvis klimaændringer nødvendiggør dette, fx i forbindelse med oprensning. I disse tilfælde kan klimafaktoren reduceres og evt. udelades. Hvor en senere udvidelse ikke vurderes mulig, bør klimafaktoren inddrages. Faktor for scenarieusikkerhed, fortætning Fortætning kan forekomme, hvor grønne arealer ændres til impermeable overflader som fx p- pladser. Fremtidig inddragelse af ubefæstede arealer vil i nogle tilfælde være beskrevet i lokalplanerne. Hvor der ikke foreligger konkrete planer, må bidraget af fremtidig fortætning skønnes, fx 10% forøgelse af befæstet areal svarer til en faktor på 1,1. Denne faktor skal ganges med klimafaktoren for at få en samlet faktor for scenarieusikkerhed. Faktoren for usikkerhed på fortætning anvendes normalt ikke i forbindelse med vejbyggeri. Praktisk anvendelse af sikkerhedsfaktorer Anvendelse af sikkerhedsfaktorer skal vurderes ud fra lokale forhold: Hvis oplandet er lille og hydraulisk ukompliceret, og konsekvenserne ved oversvømmelser er små, så er anvendelse af sikkerhedsfaktorer ikke nødvendig (fx landeveje i påfyldning og andre veje, hvor terrænet falder bort fra vejen, og der ingen bebyggelse er) Hvis oplandet er hydraulisk kompliceret, og konsekvenserne ved oversvømmelser er små, så skal det vurderes, om anvendelse af sikkerhedsfaktorer er nødvendig Hvis oplandet er hydraulisk kompliceret, og konsekvenserne ved oversvømmelser er store, så er anvendelse af sikkerhedsfaktorer nødvendig Oplandsareal og afløbskoefficienter Til at beskrive den del af et opland, som giver afstrømning til et afløbssystem under regn, benyttes begreber som: Samlet oplandsareal, reduceret areal og afløbskoefficient. Det reducerede areal er det samlede oplandsareal omregnet til et ækvivalent impermeabelt areal. Omregningen sker ved at gange det samlede areal med afløbskoefficienten. Afløbskoefficienten er den faktor, der udtrykker hvor stor en del af regnen, der bliver ledt til afløbssystemet. Den resterende del af regnen nedsiver eller bliver tilbageholdt i overfladen. Det reducerede areal F red bliver således fastsat ud fra relationen: F red = ϕ F hvor: ϕ er afløbskoefficienten, der teoretisk kan være 0-1,0 F er det samlede oplandsareal. Afløbskoefficienten ϕ er igen sammensat af størrelserne hydrologisk reduktionsfaktor α og befæstelsesgraden β: Juni 2017 (høringsudgave) 17

18 ϕ = α β Hydrologisk reduktionsfaktor α angiver hvor stor en del af et givent opland (overflade), der giver bidrag til en afstrømning fra oplandet (overfladen). En del af regnen vil blive tilbageholdt pga. lavningsmagasinering, befugtning mv. Hydrologisk reduktionsfaktor α sættes ofte til 0,8-1,0. Befæstelsesgraden β udtrykker, hvor stor en del af et givent opland, der består af en befæstet overflade som asfalterede veje, fortove, tagflader mv. Fastsættelsen af afløbskoefficienten ϕ Fastlæggelse af en vejs afløbskoefficienter sker med udgangspunkt i figur 3.4. Overfladeart Afløbskoefficient (ϕ) Vejarealer med tæt belægning og kantopsamling 1,0 Brolægning med tætte fuger 1,0 Brolægning med grusfuger 0,6-0,7 Grusveje 0,4-0,5 Vejarealer med permeabel belægning 0,1-1,0* Rabatter 0,1-0,6** * Afhænger af vejens driftstilstand. Nye veje vil normalt have en afløbskoefficient på 0. ** Vejens længdefald, omgivelsernes jordbunds- og grundvandsforhold, samt, hvorvidt vejen ligger i afgravning eller påfyldning, bestemmer ϕ-værdien, som ansættes efter nøjere vurdering. Store skråningsanlæg i afgravning kan ved slagregn give væsentlige højere afløbskoefficient. Her skal foretages en individuel vurdering ud fra skråningens størrelse og orientering i forhold til de fremherskende vindretninger. Figur 3.4 Afløbskoefficienter ϕ for forskellige overflader. Ud over selve overfladens beskaffenhed (græs, grus, asfalt mv.) er der en række andre faktorer, der har indflydelse på, hvor meget der afstrømmer fra en given overflade: Stort længdefald giver høj afstrømning (mindre når at nedsive) Leret jord giver høje værdier, sandjord giver lav afstrømning (pga. potentiel lav hhv. høj grad af nedsivning) Høj grundvandsstand nær terræn giver høj afstrømning, mens lav grundvandsstand giver lav afstrømning (pga. potentiel lav hhv. høj grad af nedsivning) Afgravning giver højere afstrømning end påfyldning Tilbageholdt regn fra tidligere regnskyl vil pga. lavningsmagasinering, befugtning mv. give højere afstrømning. En nærmere fastsættelse af afløbskoefficienter foretages ved hjælp af erfaringsværdier angivet i [6] og i øvrigt ud fra en kritisk vurdering af de givne forhold i det konkrete projekt. 18 Juni 2017 (høringsudgave)

19 3.2.4 Bestemmelse af den dimensionsgivende regn Normalt dokumentationsniveau/rationel metode Ved dimensionering med normalt dokumentationsniveau og rationel metode benyttes regionale regnintensiteter iht. SVK30 [43]. Der er udviklet et regneark til at beregne de dimensionsgivende intensiteter ved angivelse af geografiske koordinater for det aktuelle område. Regnearket (Bilag til SVK30 [43]: Regional regnrække - regneark) kan hentes på Spildevandskomiteens hjemmeside under Ingeniørforeningen i Danmarks hjemmeside: Følgende parametre skal indtastes i regnearket ved normalt dokumentationsniveau: Geografiske koordinater for området Gentagelsesperiode Sikkerhedsfaktor (klimafaktor). Begreberne gentagelsesperiode og sikkerhedsfaktor er beskrevet i afsnittene og I figur 3.5 ses den årlige middelnedbør samt middelværdien af ekstrem døgnnedbør, der anvendes i den regionale model for dimensionsgivende regnintensitet. Figur 3.5 Årsmiddelnedbør fordeling i Danmark samt middelværdi af ekstrem døgnnedbør i DMI s klimagrid. Kilde: SVK30 [43]. I figur 3.6 ses regnintensiteter med og uden klimafaktor. For de dimensionsgivende hændelser for grøfter henvises til figur 3.2. Beregningsgrundlag Regnintensiteter for 10 min. regn [l/s/ha] Gentagelsesperiode 2 år 10 år 100 år SVK SVK30 + standard klimafaktor Figur 3.6 Eksempel på regnintensiteter med og uden standard klimafaktor (1,2 for 2 år, 1,3 for 10 år og 1,4 for 100 år). Årsmiddelnedbør 665 mm, Koordinater (UTM N, E). T-års hændelser for en varighed på 10 minutter. Juni 2017 (høringsudgave) 19

20 Ofte anvendes også enheden μm/s for regnintensitet, mens der tidligere er anvendt enheden l/s/ha. Der er følgende sammenhæng mellem de to enheder: 1 μm/s = 10 l/s/ha Regnen, der anvendes for dimensionering af en given strækning i et afløbssystem, fastsættes på baggrund af regnvarighed samt gentagelsesperiode for regnen, som angivet i figur 3.2. For de dele af afløbssystemet, der har en afløbstid der er mindre end 10 min., fastsættes vandføringen ud fra en regn med en varighed på 10 min. For de dele af afløbssystemet, der har en afløbstid større end 10 min., fastsættes vandføringen ud fra en regn med en regnvarighed, der svarer til afløbstiden. Der kan som udgangspunkt anvendes en afløbshastighed på ca. 0,3 m/s i grøfter og 1 m/s i rør eller befæstede overflader for beregning af afløbstid. Det vil sige, at der ved grøftestrækninger længere end ca. 150 m kan anvendes en regnintensitet med større varighed end 10 min. Eksempel 3.1: Brug af SVK-regnearket ved rationel metode Der gennemføres et beregningseksempel ved rationel metode for en dimensionsgivende regnhændelse i Aarhus vha. SVK-regnearket (SVK30, udgave 4_1 [43]). I beregningseksemplet skal afvandingssystemet for en hydraulisk kompliceret trafikvej dimensioneres. Der er derfor valgt en gentagelsesperiode på T = 10 år og en sikkerhedsfaktor på 1,1 (ingen klimafaktor). I afsnittene og beskrives begreberne gentagelsesperiode og sikkerhedsfaktor. De dimensionsgivende regnintensiteter kan aflæses i søjle E, Regression (μm/s) eller celle B12 ved angivelse af regnvarighed i celle A12. Derudover kan regnintensiteterne også aflæses grafisk på regnkurven, der vises under fanebladet Regnkurve. Parametrene under CDS karakteristika benyttes ikke. For en 10-minutters regn beregnes en dimensionsgivende regnintensitet på 23,33 μm/s, hvilket giver ca. 235 l/s/ha. Figur 3.7 Beregnede værdier for regnintensitet i SVK-regnearket. 20 Juni 2017 (høringsudgave)

21 3.2.5 Bestemmelse af den dimensionsgivende regn Normalt dokumentationsniveau/hydraulisk modellering Ønskes der dokumentation for stuvningsniveauet i form af stuvningsprofiler i grøften/truget, skal der gennemgøres en hydraulisk beregning på baggrund af enten en lokal regnserie (fx den forsyningen anvender ved modelberegninger) eller en regional baseret CDS-regn med en gentagelsesperiode for maksimal afstrømning svarende til tilladelig gentagelsesperiode for opstuvning til kritisk kote iht. til figur 3.2. Lokale regnserier udvælges og analyseres iht. SVK30 [43]. Beregningen udføres som beskrevet i SVK30 [43]. Ved brug af SVK30 [43] og dertilhørende regneark anvendes samme procedure som for rationel metode. Dog skal parametrene for CDS-regnens varighed, tidskridt og asymmetrikoefficient kendes. CDS-regn bør vælges med passende opløsning, og der anbefales et tidskridt på 1 minut og asymmetrikoefficienten sættes typisk til 0,5. Regnens varighed skal være mindst lige så lang som koncentrationstiden for det opland, der regnes på. Det betyder, at CDS-regnens varighed ofte sættes i intervallet minutter. Kun i særlige tilfælde er det relevant at kende regnkurven for en CDS-regn på ned til 5-10 minutter. Eksempel 3.2: Brug af SVK-regnearket ved modelberegninger Beregningseksemplet indeholder en dimensionsgivende regn i Aarhus, hvor grøften for en hydraulisk kompliceret vejstrækning skal dimensioneres. Da det er et hydraulisk kompliceret projekt, kan man vælge at dimensionere grøften vha. hydraulisk modelberegninger. Som input til modellen benyttes en CDS-regn. CDS-regn kan genereres vha. SVK-regnearket [43]. Der fastsættes en gentagelsesperiode på T = 10 år og en sikkerhedsfaktor på 1,3, da opstuvning over den kritiske kote (kronekant) er vurderet til at have store konsekvenser. I afsnittene og beskrives begreberne gentagelsesperiode og sikkerhedsfaktor. Derudover angives CDS-regnens varighed til 240 minutter ud fra størrelsen på oplandet. Tidsskridt sættes til 1 minut og asymmetrikoefficienten til 0,5 (typiske værdier). Regnhændelsens regnintensiteter hvert minut kan aflæses i søjle H, intensitet (μm/s). Regnintensiterne kan kontrolleres vha. formen på CDS-regnen, der vises under fanebladet CDS regn. Data i kolonne H kopieres direkte over i beregningsprogrammer som fx Mike Urban, hvorefter de hydrauliske beregninger og dimensionering af grøften kan foregå. Juni 2017 (høringsudgave) 21

22 Figur 3.8 Beregning af CDS-regn med SVK-regneark [43]. Figur 3.9 Regnkurve fra SVK-regneark [43]. 22 Juni 2017 (høringsudgave)

23 3.3 Grundlag for dimensionering ekstern afvanding Ekstern afvanding tjener til opsamling og bortledning af afstrømning fra det omliggende terræn - benævnt den topografiske afstrømning. Åbne og rørlagte vandløb samt landbrugsdræn hører også til den eksterne afvanding Topografisk afstrømning Den topografiske afstrømning sker hovedsageligt som infiltration og strømning i de øvre jordlag. Hvor overfladeafstrømningen fra vejarealer medfører en hurtig stigning i vandføringen i et afløbssystem over en begrænset periode, vil den topografiske afstrømning sammenlignet med regnskyllet derimod blive kraftigt udjævnet. Afstrømningen overstiger sjældent en værdi på 1-2 l/s/ha men vil til gengæld kunne vedblive over et længere tidsrum på uger eller måneder. Fladt opland (lille fald), sandet jordbund, skovbevoksning og relativt store søarealer (vådområder) er faktorer, der virker udjævnende på afstrømningsforløbet for den topografiske afstrømning. Kuperet opland og leret jordbund er faktorer, der fremmer den topografiske afstrømning. Ved større regnhændelser og/eller i våde perioder, vil der også optræde betydende overfladeafstrømning, da de øverste jordlag her vil være vandmættede. Klimafaktorer skal ikke anvendes på topografisk afstrømning. Som grundlag for dimensionering af eksterne dræn og lukkede ledninger samt gennemløb og åbne vandløb kan følgende værdier for topografisk afstrømning anvendes som vist i figur 2.7. Små flade oplande (op til 10 km 2 )* 1-2 Dimensionsgivende topografisk afstrømning [l/s/ha] Små kuperede oplande (op til 10 km 2 )* op til 10 Store oplande (over 10 km 2 )* sjældent over 0,5 *10 km 2 = ha. Figur 3.10 Topografisk afstrømning. Hvor tilstødende arealer hælder mod afgravningsskråninger, kan der i forbindelse med pludselig tø forekomme stor tilstrømning ind på vejarealet. Normalt dimensionerer man ikke den interne afvanding for disse ekstremhændelser. I stedet kan man sådanne steder udføre konstruktive afværgeforanstaltninger fx i form af afværgegrøfter eller terrænreguleringer. Det bemærkes, at afstrømning fra tilstødende arealer, der strømmer ind på vejarealet, ikke regnes som vejvand. Topografisk afstrømning mod afgravningsskråninger kan have betydning for disses stabilitet, hvorfor det også for dette forhold kan være nødvendigt med afskærende dræn e.lign. oven for skråningerne. Juni 2017 (høringsudgave) 23

24 3.4 Hydraulisk dimensionering På baggrund af dimensionsgivende regnmængde kan der foretages en hydraulisk dimensionering af trug og grøft anvendt i intern såvel som ekstern afvanding. Den hydrauliske dimensionering skal dokumentere, at trug/grøft har hydraulisk kapacitet svarende til den vandmængde, som kan løbe i et fuldtløbende trug hhv. fuldtløbende grøft ved de gentagelsesperioder, som er beskrevet i afsnit For højere gentagelsesperioder accepteres overløb, dog skal konsekvensen af overløbet afdækkes. Den hydrauliske kapacitet af trug og grøfter kan beregnes vha. fx Manning-formlen eller vha. Colebrook-Whites formel. For nærmere beskrivelse af de hydrauliske formler henvises til [6 og 7]. En vigtig parameter i dimensionering af grøfter og trug er ruheden af den overflade, som vandet strømmer på. Ruheden kan være stærkt varierende i grøfter og trug og afhænger af især den driftsmæssige tilstand af grøften/truget. Ved beregning af hydraulisk kapacitet af en grøft eller trug anvendes Manningtallet (M) eller ruheden (k), som begge er et udtryk for overfladen i en grøft eller trug. Jo lavere Manningtal jo større modstand giver overfladen anledning til. Dette har som konsekvens, at vandføringen reduceres med stigende ruhed hhv. lavt Manningtal. I figur 3.11 er typiske værdier for Manningtal og ruhed anført for forskellige kanaltyper. Kanalens art k [mm] M [m 1/3 /s] I jord, udgravet med maskine Jordbund, stenbeklædte sider Drængrøfter I jord, stærkt bevokset I klippe, glat og ensartet Stenbelægning i regelmæssigt jordprofil Beton, glat 1,5 76 Beton, normal udførelse på kanalskråning 3,0 68 Flisebelægning 1,0 82 Figur 3.11 Ruhed og Manningtal for forskellige kanaltyper. Kilde: [6]. Ved dimensionering af bevoksede grøfter vil Manningtallet typisk ligge i intervallet m 1/3 /s. For brostensbelagte/betonstøbte trug vil Manningtallet ligge i intervallet m 1/3 /s. Der skal i den sammenhæng være opmærksomhed på, at Manningtallet for et flisebelagt trug vil være afhængig af flise- og fugetype. For alle typer er driftstilstanden også væsentlig for Manningtallet hhv. ruhedens størrelse. Eksempel 3.3: Indflydelse af ruhed/mannningtal på vandføringen Betragtes en standardgrøft type 3 med anlæg 2, bundbredde på 0,35 m, vanddybde på 0,20 m og fald på 2 opnås vandføringer - afhængig af ruheden hhv. bevoksningen - som vist i figur Juni 2017 (høringsudgave)

25 Manningtal [m 1/3 /s] Ruhed [mm] Vandføring [l/s] Grøft med langt græs og planter Nyeetableret grøft/ grøft med slået græs Figur 3.12 Eksempel på ruhedens indflydelse på vandføringsevnen Trug Der foretages ingen egentlig hydraulisk dimensionering af trug, da de kun anvendes som korte transportveje til det egentlige afvandingssystem (rør eller grøft). For udformning henvises der til afsnit 4.2. For vurdering af den hydrauliske kapacitet af et trug er der foretaget beregning af vandføringskapacitet i et trug. Trugets vandføringsevne er afhængig af længdefald, vanddybde og ruhed. Derfor ændres disse tre parametre i eksemplet i figur Der er taget udgangspunkt i et trug, som vist i figur For nærmere oplysninger om design henvises til afsnit 4.2. Figur 3.13 Principskitse af trug med 150 tværfald. Beregningen er foretaget vha. tilnærmet Colebrook-White formel for ru grøfter [7]. Resultatet ses i figur 3.14 og viser, at vanddybden er af afgørende betydning. Parameter Fald I [ ] Dybde Y [m] Ruhed [mm] Vandføring [l/s] Basis 10 0, Ændring af fald 5 0, Ændring af dybde 10 0,05 5 8,5 Ændring af ruhed 10 0, Figur 3.14 Eksempel på forskellige parametres indflydelse på vandføringsevnen Grøfter rationel metode Af figur 3.1 fremgår det, at der ved lempet dokumentation benyttes tværsnittet af en standardgrøft - ofte med en min. dybde på 0,5 m. Ved Normalt dokumentationsniveau benyttes rationel metode eller en egentlig dynamisk hydraulisk model til dimensionering af grøften. Ved dimensionering af grøfter vha. dynamiske hydrauliske modeller henvises der til faglitteratur. Eksempel 3.4: Dimensionering af grøft langs to vejtyper Der dimensioneres grøft langs to forskellige vejtyper i Herning. Der tages udgangspunkt i basistværprofil type 3 fra [11] for en 2+1 vej og en 2 1 vej. For nærmere oplysninger om design henvises Juni 2017 (høringsudgave) 25

26 til afsnit 4.3. Det antages, at 100 m vej afvander til ét punkt, og det er nedstrøms grøft, der dimensioneres. Beregnede reducerede arealer ses i figur Vejtype 2-sporet vej: Kronebredde = 11,0 m Belagt areal = 8,0 m 2 1 vej: Kronebredde = 7,9 m Belagt areal = 5,5 m Befæstet areal [m 2 ] Afløbskoefficient [-] Red areal (F red ) [m 2 ] Figur 3.15 Eksempel på befæstede og reducerede arealer for 100 m vej. Systemet er hydraulisk ukompliceret og opstuvning sker til kørebanearealer, hvilket ifølge figur 3.1 giver anledning til lempet dokumentationsniveau. Ifølge figur 3.2 skal der benyttes en gentagelsesperiode på 5 år for 2 1 vej. I dette tilfælde anvendes standardgrøften ikke, da det ønskes at optimere på dybden og derved også arealanvendelsen. Gentagelsesperiode for 2-sporet trafikvej er 10 år. Afløbstiden for oplandet er mindre end 10 minutter, hvorfor der anvendes en regnintensitet for en 10 minutters regn. Sikkerhedsfaktorer for de 2 eksempler sættes til 1,0, da konsekvenserne ved oversvømmelse vurderes at være små. Spildevandskomiteens regneark benyttes til at findes regionale regnintensiteter for 10 minutters regn i Herning (Koordinater (UTM N, E) med gentagelsesperioder på 5 og 10 år med sikkerhedsfaktor. Dimensionsgivende regnintensiteter og tilhørende vandføringer ses af figur Vejtype 2-sporet vej: Kronebredde = 11,0 m Belagt areal = 8,0 m 2 1 vej: Kronebredde = 7,9 m Belagt areal = 5,5 m Gentagelsesperiode [år] Regn- Intensitet [l/s/ha] Red areal (F red ) [m 2 ] Vandføring [l/s] Figur 3.16 Eksempel på beregnet vandføring afhængig af gentagelsesperiode, regnintensitet samt reduceret areal for 100 m vej. I figur 3.18 og figur 3.19 er der foretaget beregninger for en grøft med standardtværsnit som vist på figur I de to beregninger er der anvendt to forskellige ruheder svarende til en nyetableret eller nyoprenset grøft hhv. en mere tilgroet grøft. 26 Juni 2017 (høringsudgave)

27 Figur 3.17 Principskitse af grøft benyttet til vurdering af kapacitet. Fald sporet vej, 17 l/s (T = 10 år): Bredde (B) [m] 1,11 0,99 0,91 Bredde (b) [m] 0,35 0,35 0,35 Dybde (Y) [cm] vej, 10 l/s (T = 5 år): Bredde (B) [m] 0,99 0,87 0,83 Bredde (b) [m] 0,35 0,35 0,35 Dybde (Y) [cm] Figur 3.18 Beregnede vanddybder for standardgrøft, type 3 jf. figur 4.5 (bundbredde 0,35 m og skråningsanlæg på 2, a1=2 og a2=2) og overflade bestående af langt græs og planter. (Ruhed k = 0,5 m). Fald sporet vej, 17 l/s: Bredde (B) [m] 0,87 0,75 0,71 Bredde (b) [m] 0,35 0,35 0,35 Dybde (Y) [cm] vej, 10 l/s: Bredde (B) [m] 0,75 0,67 0,63 Bredde (b) [m] 0,35 0,35 0,35 Dybde (Y) [cm] Figur 3.19 Beregnede vanddybder for standardgrøft, type 3 jf. figur 4.5 (bundbredde 0,35 m og skråningsanlæg på 2, a1=2 og a2=2) og overflade som nyetableret/nyoprenset grøft. (Ruhed k = 0,1 m). Beregninger giver en indikation af grøftekapacitet for forskellige situationer og hvilken indflydelse længdefaldet samt driftstilstanden (ruheden i grøften) har for vandføringskapaciteten. Med dybere grøfter end det beregnede vil antal oversvømmelser kunne reduceres. Juni 2017 (høringsudgave) 27

28 Udnyttes den fulde dybde af grøften vil der med en vanddybde på 0,5 m kunne transporteres meget store mængder vand. For en grøft med 5 fald vil der fx kunne føres ca l/s afhængig af ruheden Nedsivningsgrøfter Ønskes en vurdering af nedsivningspotentialet i en planlagt nedsivningsgrøft, kan Spildevandskomiteens LAR-regneark [44] benyttes som værktøj. I LAR-regnearket kan man opnå et estimat på nedsivningspotentialet for en given grøftestrækning (kaldet drænkapacitet i arket). LAR-regnearket kan også give et estimat af, hvor dyb en given grøft skal være for at håndtere afstrømning fra et opland, hvis der intet afløb er fra grøften (principielt et nedsivningsbassin). Ifølge Spildevandskomiteens notat til LAR-regnearket [44] anbefales det, at dimensionering foretages både for et regnbed (firkantet tværsnit, konstant nedsivningsareal gennem bunden) og en grøft (spidsbundet, nedsivningsareal afhængig af vanddybden), og at man benytter et resultat imellem de to beregnede værdier for at opnå et estimat af nedsivningspotentialet hhv. dybden for en trapez- eller U-formet grøft. Spildevandskomiteen skriver i notatet til regnearket: vil det ofte være konservativt at regne anlægget som en grøft, hvis anlægget er udformet som en mellemting mellem et regnbed og en grøft, fx en U-formet fordybning. Dette vil også gælde for den typiske trapezformede grøft. Potentialet for nedsivning beskrives med jordens hydrauliske ledningsevne (K, m/s), hvor typiske værdier fremgår af LAR-regnearket. Eksempel Nedsivningsgrøft Der anvendes LAR-regneark fra 2015 [44] og tages udgangspunkt i eksempel 3.4 med 100 m vej i Herning. Der projekteres en 100 m lang og 2 m bred grøft anlagt i sandet silt uden afløb, dvs. alt skal nedsive. Figur 3.20 Indtastning af projekteringsforudsætninger mv. i Spildevandskomiteens LAR-regneark [44]. Figur 3.21 Indtastning af projekteringsforudsætninger (røde tal) og aflæsning af beregnede dimensioner mv. for grøft og regnbed (sorte tal) fra Spildevandskomiteens LAR-regneark [44]. 28 Juni 2017 (høringsudgave)

29 Af figur 3.21 ses det, at nedsivningsgrøften skal have en dybde på 0,07-0,19 m for at kunne håndtere den dimensionsgivende 10 års regn. Desuden ses det, at drænkapaciteten (sammenlignelig med afløbstallet) ligger i intervallet 1,02-2,00 l/s. I en traditionel grøft, der er designet til transport af vand, vil der alt afhængig af jordbundsforholdene ofte ske en nedsivning af vandet under transporten, hvis grøften ikke anlægges med impermeable bund og sider. Tages der højde for dette kan tværsnitsarealet af grøften principielt reduceres. Dette anbefales dog ikke i praksis, da mængden af vand, der kan nedsive i grøften, varierer over tid. Fx kan grøftens nedsivningsevne falde betydeligt med grøftens alder, da bunden kan klogge til med fint materiale. Det anbefales derfor, at transportgrøfter altid dimensioneres for den fulde vandmængde, der skal transporteres Vinterforhold I perioder med frost påvirkes nedsivningsgrøfter negativt, da frossent porevand reducerer det effektive porevolumen. Det har dog stor betydning hvor længe jorden kan afdræne (tømmes for vand) inden den fryses. En undersøgelse viser, at lerjord, som har afdrænet i 2, 4 og 24 timer før det fryses, har en nedsivningskapacitet svarende til hhv. 5, 21 og 30% af en ikke frossen jord [8]. Dette vil sige, at jord, som har afdrænet i lang tid før det fryses, vil have en nedsivningsevne meget lig en ikke frossen jord. Selvom lufttemperaturen er under frysepunktet, kan jorden under overfladen stadig være frostfri. En undersøgelse har vist, at det kræver 7 dage, hvor lufttemperaturen kommer under 0 C (enten hele døgnet eller om natten), for at sænke jordtemperaturen i 10 cm dybde til under 0 C [9]. Så længe nedsivningsgrøfter og -trug har tid til at afdræne inden frosten for alvor sætter ind, er nedsivning mulig jf. [8 og 9]. I forbindelse med pludselig tø kan der forekomme stor tilstrømning fra tilstødende arealer, som hælder mod vejarealet. Som udgangspunkt indregnes ikke ekstra kapacitet til disse hændelser i vejens interne afvandingssystem. I stedet kan der etableres konstruktive afværgeforanstaltninger fx i form af afværgegrøfter eller terrænreguleringer. 4 DESIGN 4.1 Generelt Trug og grøfter er afvandingskonstruktioner langs de fleste veje i åbent land. Trug etableres typisk langs veje, der ligger i afgravning, mens grøfter typisk etableres langs veje, der ligger i påfyldning. Trug og grøfter ligger normalt inden for sikkerhedszonen, hvorfor der skal tages højde for dette i valg af design, så trafiksikkerheden tilgodeses. Derudover bør afvandingskonstruktioner som del af hele vejanlægget også trafiksikkerhedsrevideres. 4.2 Trug Trug følger vejens trace, og ligger normalt umiddelbart uden for yderrabatten, dvs. mellem vej og skråning. Trug indgår i sikkerhedszonen sammen med kantbane/nødspor og yderrabat. For yderligere information henvises til [10 og 11]. Juni 2017 (høringsudgave) 29

30 Figur 4.1 Foto af nyetableret trug Geometrisk udformning Trug er relativt flade med en sidehældning på og kræver derfor ikke opsætning af autoværn aht. trafiksikkerheden, med mindre der findes faste genstande bag truget [16] eller der ikke er tilstrækkelig bæreevne. På grund af trugets udformning kan de anvendes som en del af yderrabatten (typisk i afgravningssituationer) og i midterrabat, jf. figur 4.2. Inden for sikkerhedszonen skal truget etableres med tilstrækkelig bæreevne, for at mindske ulykkesrisikoen. I yderrabatten har trugkonstruktionen typisk en bredde på 2-3 m afhængig af vejtype, og bunden ligger normalt 0,15 m under kronekant. Midterrabatter udformes ofte som trug med sidehældning på mod midten. Sidehældningen kan dog variere for at minimere overgangen fra belægning til midterrabat. En midterrabat er typisk 2 m bred med bunden placeret 0,15 m under inderste kørebanekant. Da trugets hydrauliske kapacitet er begrænset, er det ofte nødvendigt at aflaste til et ledningssystem. Dette gøres ved at lægge dræn under kronekant, normalt placeret 0,5 m under råjordsplanum. Der bør desuden etableres trugbrønde i trugets dybdepunkt for at forbedre afledningen af overfladevand. På figur 4.2 er vist principtegninger for trug. Trugbrønd er ikke vist, men placeres i dybdepunkt og forbindes til dræn. Figur 4.2 Princip for opbygning af trug. 30 Juni 2017 (høringsudgave)

31 4.2.2 Bundopbygning Trugets bundopbygning hænger nøje sammen med vejens bundopbygning og afviger kun fra denne i afslutningen, som afhænger af, hvorvidt truget skal anlægges med græsdækning eller med tæt belægning. Langs veje i åbent land anlægges trug typisk med græsdækning, hvor bunden opbygges af et egnet filtermateriale (eksemplet i afsnit 4.4.2) og afsluttes med 0,1-0,2 m muldjord [12 og 13]. Plantevalg er beskrevet i afsnit 4.5. Ved veje i byområder kan trug anlægges som tætte render for at skabe et rekreativt eller arkitektonisk udseende og samtidig sætte fokus på regnvandshåndtering. Renden kan opbygges af fx asfalt, beton, natursten eller fliser lagt i brolægningsgrus (nærmere beskrevet i DS 1136). Figur 4.3 Trug med belægningssten. Hvis nedsivning til grundvandet er uønsket kan truget enten anlægges med tæt overflade i fx asfalt, eller med membran mellem råjordsplanum og filtermateriale, så græsdækning fortsat er mulig. Typisk bruges enten lermembran, polymermembran eller bentonitmåtte, som alle er beskrevet i [14]. For at opnå samme tæthed på de 3 materialer anlægges lermembranen med en tykkelse på ca. 0,3-0,5 m, hvorimod tykkelsen på polymermembranen og bentonitmåtten er hhv. 1,5 og 7 mm [14] Indløb og udløb Opsamlet overfladevand i truget kan afhængig af overflade nedsive og/eller ledes til afvandingssystem via trugbrønde, der typisk etableres som ø1000 eller ø600 mm brønde med sandfang [5]. Afstanden mellem trugbrøndene afhænger af vejens længdefald [5]. Oftest etableres dræn under eller i umiddelbar nærhed af truget, se figur 4.2 og [1]. Dette sikrer en opsamling af det nedsivede vand, hvis nedsivningshastigheden i den omkringliggende jord ikke er Juni 2017 (høringsudgave) 31

32 tilstrækkelig, eller hvis nedsivning ikke er ønsket/tilladt. Afhængigt af jordbundsforholdene kan drænet undværes på steder med gode nedsivningsforhold, dvs. med sand og grus i underbunden [10], se også afsnit Anden arealanvendelse Udover trugets primære funktion som afvandingsareal bruges det også som sikkerhedszone og rabatareal. Det er også her, at fremmede ledninger og vejudstyr placeres, fx mastefundamenter, nødtelefoner, autoværn, tavler, portaler, belysningsmaster (primært større veje som motorveje). Det er således vigtigt, at placering af kommende ledninger og udstyr koordineres nøje i forhold til eventuelle eksisterende ledninger og/eller udstyr og deres respektafstande. 4.3 Grøfter Grøfter følger i højere grad terrænet end vejens trace, og anlægges normalt for foden af påfyldningsskråningen. Figur 4.4 Foto af nyetableret og eksisterende grøft Geometrisk udformning Grøfter etableres typisk i det åbne land og ligger grøften indenfor sikkerhedszonen, som de oftest gør, skal de udformes som vist i figur 4.5. Der er tre forskellige principper. Type 1 består af et bredt kantet grøfteprofil, som sikrer, at biler, der kører af vejen, standses i grøften. Type 2 har et blødere grøfteprofil og er mere æstetisk, men samtidig mere arealkrævende end type 1 og heller ikke så trafiksikker. Type 3 anvendes udelukkende, hvor forholdene nødvendiggør opsætning af autoværn [10]. Typisk anvendes type 1 profilet ved vejprojektering. For yderligere information omkring de 3 grøftetyper herunder trafiksikkerhed henvises til [1 og 11]. 32 Juni 2017 (høringsudgave)

33 min. 1 m min. 0,75 m Figur 4.5 Princip for grøftetyper i åbent land ved påfyldning baseret på [10] og suppleret med mål for grøfter. Af hensyn til afvanding af vejkassen, skal grøftebunden være mindst 0,3 m under råjordsplanum. Såfremt der er risiko for, at vandet i grøften i længere perioder kan stige højere end til 0,3 m under råjordsplanum, bør grøften gøres dybere. Hydraulisk dimensionering af grøfter er beskrevet i afsnit Grøfter beliggende uden for sikkerhedszonen bør også have en bundbredde på mindst 0,35 m bred, da en smallere grøft vil besværliggøre græsslåning, oprensning mv. Grøftebund er mindst 0,50-0,75 m dybe i forhold til omgivende terræn. Længdefaldet bør normalt være minimum 1, hvis grøften skal bortlede vandet. I fladt terræn kan mindre fald dog accepteres. Ved overgang mellem trug og grøft - typisk fra afgravning til påfyldning - bør grøften have en dybde på ca. 0,3 m, stigende til ca. 0,5 m efter m (se også figur 4.6). Juni 2017 (høringsudgave) 33

34 Figur 4.6 Princip for overgang mellem afgravning og påfyldning hhv. fra trug til grøft jf. VDtypetegning 773. Ved grøfteafslutninger skal man være opmærksom på udformning af skråningsanlæg og rørgennemløb, så disse ikke udgør en unødig trafikrisiko. Skråningsanlæg bør her fx som minimum etableres med anlæg 6 ved en hastighed på 80 km/h. For yderligere information henvises til [37] Bundopbygning Grøfter opbygges primært i råjord med meget forskellig nedsivningsevne afhængig af jordtype. Inden for de enkelte jordtyper kan der også være store variationer i jordens sammensætning (jordens heterogenitet). Fx kan der i nogle lerjorde forekomme sandlommer, hvor vandet hurtigt vil nedsive jf. afsnit I byområder kan grøfterne etableres som tætte render, for dels at undgå nedsivning og dels at sætte fokus på regnvandshåndtering. Til etablering kan der anvendes granit, støbt beton og fliser. I grøfter hvor der er krav til, at nedsivning ikke må finde sted, er det vigtigt at kende jordtypen. Dette gælder fx grøfter med permanent vandspejl eller områder med særlige drikkevandsinteresser (OSD) og andre grundvandsfølsomme områder, hvor der kan stilles krav til udlægning af membran under grøftebunden. Typisk bruges enten lermembran, polymermembran eller bentonitmåtte, som alle er beskrevet i [14]. For at opnå samme tæthed anlægges lermembranen med en tykkelse på ca. 0,3-0,5 m, hvorimod tykkelsen på polymermembranen og bentonitmåtten er ofte hhv. 1,5 og 7 mm [14] Indløb og udløb De fleste grøfter modtager overfladevand ved diffus afstrømning fra veje og pladser og har dermed ikke et egentligt indløb. Ved rørindløb anbefales indløbet anlagt min. 0,05 m over grøftebunden for at undgå tilslemning af røret [15]. Udformning af ind- og udløb afhænger af rørdimensioner, se [5]. Derudover bør alle ind- og udløb sikres mod erosion, se afsnit Juni 2017 (høringsudgave)

35 Ved indløb til ledningssystemer eller udløb til recipient fra grøft er det vigtigt, at der etableres et sandfang forinden for tilbageholdelse af suspenderet materiale. Sandfanget kan etableres vha. en sandfangsbrønd [5] eller en uddybning i grøften (se figur 4.7). Figur 4.7 Foto af udløbssikring til grøft. Ligesom grøfter kan modtage diffus afstrømning, kan de også udlede diffust ved udløb over den ene langside over en længere strækning. Dette kræver, at den pågældende strækning er sikret mod erosion (se afsnit 4.3.5) Forsinkelseselement Grøfter kan også anvendes som forsinkelsesbassiner et såkaldt grøftebassin (figur 4.8). Grøftebassinet kan anlægges som tørre grøfter eller med permanent vandspejl for at fremme sedimentation og tilbageholdelse af sand og andre partikulære materialer. Grøftebassiner etableres som udgangspunkt med en bundbredde på ca. 1,0-3,0 m og skråningsanlæg på 3. Såfremt grøftebassinet skal være permanent vandfyldt, bør der etableres ca. 0,5 m vanddybe. Ved permanent vandspejl skal det sikres, at vejkassen fortsat tørholdes. Endvidere skal der opsættes autoværn eller grøften placeres uden for sikkerhedszonen. Som udgangspunkt anbefales tørre grøftebassiner, dvs. ingen permanent vandspejl. Stuvningshøjde afhænger af de konkrete forhold. Såfremt nedsivning ikke er ønsket, skal der eventuelt etableres membran afhængig af de lokale forhold (se også afsnit 4.3.2). Afløbet kan etableres som dykket udløb og kan desuden forsynes med skydespjæld af hensyn til eventuelle olie- eller kemikaliespild. Hvis det permanente vandareal ligger indenfor sikkerhedszonen, skal der opsættes autoværn af hensyn til trafiksikkerheden [16]. Permanent vandareal defineres ved en vanddybde på over 1,0 m indenfor en afstand på 5 m fra vandkanten under normale klimatiske forhold. Juni 2017 (høringsudgave) 35

36 Figur 4.8 Principper for grøftebassin Erosionssikring Områder omkring indløb, dræntilløb, gennemløb fra en nærliggende grøft e.lign. skal sikres mod erosion. Dette kan ske med betonplade og sten som vist på Vejdirektoratets typetegninger 26511, 26512, og For yderligere beskrivelse af bygværkstyper henvises til [5]. I de senere år har det vist sig vanskeligt at få leveret den foreskrevne stensammensætning som vist på typetegningerne. Figur 4.9 Eksempel på erosionssikring af skråning jf. VD-typetegning Hvis påfyldningsskråningen er placeret indenfor sikkerhedszonen bør anlæg være mindst Juni 2017 (høringsudgave)

37 Alternativt kan derfor etableres stensikring af bund og brinker med sten typisk af størrelsen mm (ca. 75%) og mm (ca. 25%) og efterfølgende udfylde eventuelle mindre hulrum med 8-32 mm grus. Stensikringen overdrysses med muld og tilsås med græs. Uanset valgte indløbssikring anbefales det at etablere en banket foran indløbet med fald væk herfra [15]. Genbrugsmaterialer som knust beton kan ikke anbefales, da det vil medføre ph-stigning i afløbsvandet. Udløb bør etables med tilsvarende erosionssikring, som beskrevet for indløb. Derudover bør der etableres erosionssikring i grøfter og trug af jord med vandhastigheder over 0,3 m/s og/eller stort længdefald (større end ca. 10 ). Erosionssikring af bund og grøftesider kan foretages med stensikringer som ovenfor beskrevet eller med betonflader, fliser e.lign. Størrelsen af anvendte sten kan også beregnes som følger: D = 8,4 R max I hvor: R max er hydraulisk radius af grøften I er energilinjefald, dvs. grøftens længdefald (i rent tal). Dimensionen på stenstørrelsen D angives med denne formel med samme enhed, som er anvendt til hydraulisk radius [38]. For at beskytte recipienten og lette driften kan der med fordel etableres tværdæmninger (se afsnit 4.4.4) eller sandfang for at tilbageholde partikulært materiale. For at sikre mod erosion af skråninger ved veje på dæmninger større end 3,0 m, bør der etableres kantopsamling i den lave side med aflastning til grøften. 4.4 Nedsivningsgrøfter I nedsivningsgrøfter nedsives alt overfladevandet som udgangspunkt. Dette kræver dog tilladelse fra myndighederne, ligesom egnede geologiske og hydrologiske forhold skal være til stede. Nedsivningsgrøfter kan anlægges for at sikre lokal tilbageholdelse af regnvandet eller en bedre vandbalance i området og/eller for at reducere udledning til recipient pga. risiko for negativ påvirkning i form af øget erosion. Der er dog også i nyere tid kommet fokus på ønsket om at rense vejvandet for skadelige stoffer (se afsnit 5) Geometrisk udformning Nedsivningsgrøfter opbygges i princippet som traditionelle grøfter (afsnit 4.3.1). Dog anbefales bundbredden øget - gerne til 1,0 m - for at sikre en så stor nedsivningsflade som muligt. Ligeledes bør grøftedybden øges til tilstrækkelig dybde under terræn for at sikre et tilstrækkeligt volumen i grøfterne Bundopbygning Bunden i nedsivningsgrøfter skal have en passende hydraulisk ledningsevne ( m/s) for at sikre nedsivning. Hvis den hydrauliske ledningsevne er lavere, er der ingen/begrænset nedsivning, og hvis den er højere, er der ingen/begrænset rensning [12]. Såfremt de naturlige forhold ikke betinger god nedsivning anbefales nedsivningsgrøfter opbygget af jord med god nedsivningsevne (K 10-5 m/s) på mindst 0,1 m, et sandlag på mindst 0,1 m (K 10-4 Juni 2017 (høringsudgave) 37

38 m/s) og dernæst et egnet filtermateriale - typisk vasket grus 8/32 mm, [12]. Filterkriteriet jf. DS436 skal søges opfyldt. For at sikre nedsivningen skal der i anlægsfasen være fokus på, at tunge maskiner ikke komprimerer råjorden. I et velfungerende anlæg bør vandet nedsive i løbet af højest 2-3 dage. Figur 4.10 Princip for bundopbygning i en nedsivningsgrøft. I det følgende er beskrevet forskellige filterelementer, som kan anvendes supplerende, når de naturlige nedsivningsforhold ikke vurderes at være tilstrækkelige i forhold til renseeffekt. Fordelen ved nedsivningsløsninger er, at en stor del af de partikulære stoffer bliver tilbageholdt. Afhængigt af den anvendte jord- eller filtermatrice kan der desuden opnås en øget tilbageholdelse af den opløste fraktion. Stoftilbageholdelsen i forskellige filtermaterialer er nærmere beskrevet i afsnit 5.4. Filterelementer kan således også anvendes udelukkende med rensning for øje fx i områder, hvor overfladevandet ikke må nedsive til grundvandet. I disse tilfælde udlægges et drænlag under filterelementerne og herunder en membran (se afsnit 4.3.2), så vandet i stedet opsamles og ledes til fx recipient. Filterelementet vil i denne sammenhæng bidrage med yderligere forsinkelse og stuvning. Filterjord Filterjord har længe været kendt og anvendt i udlandet fx Tyskland og Holland. Men i Danmark er filterjord et forholdsvis nyt begreb, som startede i forskningsverdenen omkring 2008, og siden har spredt sig til hele den danske afvandingssektor. Filterjord er en jord, hvor der kan ske infiltration såvel som stoftilbageholdelse. Der mangler dog stadig tilbundsgående forsøg, som kan dokumentere kvaliteten og effekten af filterjord. Fx er der udfordringer med tilbageholdelse af visse stoffer. Filterjord kan derfor anvendes på forsøgsbasis, men er ikke BAT. Betegnelsen filtermuld ses også anvendt for filterjord, men denne bør undgås, da det misvisende hentyder til muldjord, hvilket ikke er korrekt. I Danmark er der pt ingen landsdækkende krav eller standarder for sammensætning og brug af filterjord, hvilket har givet varierende anlæg. Ud fra anbefalinger i danske videnblade og artikler, er de danske anlæg med filterjord blevet mere ensartede. Desuden er der kommet fokus på tyske standarder og udenlandske erfaringer. Det er vigtigt at filterjorden er plantedækket, da rødderne er med til bl.a. at skabe en god jordstruktur. Filterjord består af en blanding af ler/silt, sand og organisk materiale. Det anbefalede indhold af ler og silt er 5-10 vægt-% [12 og 17]. Indholdet af ler og silt bør ikke overstige 10 vægt-%, da det dels hæmmer infiltrationen pga. den lave hydrauliske ledningsevne og dels kan skabe 38 Juni 2017 (høringsudgave)

39 sprækker ved udtørring, som lader vandet løbe direkte igennem og derved forringer rensningen betydeligt. På den anden side er et vist indhold af ler og silt nødvendigt, da det indgår i kemiske reaktioner, som dels er vigtig for tilbageholdelse af forureningsstoffer og dels skaber en mere porøs struktur. Organisk materiale er en blanding af humus, dyr og planter. Humus er langsomt nedbrydeligt og dermed stabilt, hvorimod det øvrige materiale er biotilgængeligt og dermed ustabilt, dvs. nedbrydes relativt hurtigt og kan transportere ellers bundet forurening videre. Ustabilt materiale er derfor ikke så attraktivt i filterjorden, men kan ikke undgås pga. bl.a. ønsket om vegetation mv. Organisk materiale binder organisk forurening, fremmer den mikrobielle aktivitet og stabiliserer strukturen i jorden. Indholdet af organisk materiale bør ligge på 1-3 vægt-% [12 og 17] og bør primært bestå af stabilt materiale (humus). Indholdet af organisk stof måles typisk vha. glødetab og stabiliteten vha. iltforbruget efter Ter Meulen metoden (bestemmelse af dannet CO 2 ) eller efter den tilnærmede bestemmelse (behandling af jorden med dikromat-svovlsyre) [40]. I en almindelig jord ligger indholdet af organisk materiale på 0,1-1 vægt-% (højest i overfladen). Det organiske indhold kan øges ved at iblande humusrig jord, dog frarådes kompost, da det er meget let omsætteligt dvs. ustabilt. Endvidere gøres opmærksom på, at humus har en meget lav rumvægt, fx kan 4 vægt-% humus fylde 30 volumen-%. ph-værdien er vigtig for tilbageholdelse af forurening. Tungmetaller bindes bedst ved ph 7 og derover, mens organisk materiale er mest stabilt ved lav ph. Det anbefales derfor, at ph er omkring 6,5-7 [17]. ph kan opjusteres ved at tilsætte kalk. Opholdstiden i filterjorden eller afdræningstiden bør være under 24 timer [12], for at det kan tømmes før næste regnhændelse. Af hensyn til stoftilbageholdelse bør opholdstiden være mindst ca. 1 time [18], se også afsnit 5.4. Ved nyanlæg bør den hydrauliske ledningsevne ligge på m/s, hvilket kan justeres med sand [12]. Filterjorden bør opbygges i et lag på 0,3-0,5 m. Opbygning af lag med filterjord Indhold af ler og silt (vægtprocent) 5-10% Indhold af (stabilt) organisk materiale (vægtprocent) 1-3% ph 6,5-7 Opholdstid/afdræningstid Hydraulisk ledningsevne Lagtykkelse Figur 4.11 Anbefalet opbygning af lag med filterjord. ca timer m/s 0,3-0,5 m Filterjord er i princippet en efterligning af en naturlig lerholdig jord med god infiltration. Hvis den eksisterende jord i et givent nedsivningsegnet område har de ovennævnte egenskaber - og ikke er forurenet - kan den anvendes som filterjord. På nuværende tidspunkt er der, trods flere forsøg, ikke praksis for krav til fx hvordan jordtypen dokumenteres for en given lokalitet, hvornår almindelig jord kan anvendes, og hvornår jorden skal forbedres (fx hvor mange prøver pr. ton, analyseparametre, krav til tilsat materiale mv.). Juni 2017 (høringsudgave) 39

40 I figur 4.12 ses en oversigt over forskellige danske anlæg med filterjord. Det bemærkes, at alle anlæggene er forsøgsanlæg, igangsat efter kommunale krav om filterjord, og alle er introduceret i forbindelse med frakobling af regnvand. Sted Etableringsår Dybde filterjord SDU, Odense (grøft) Dahlsvej, Odense (regnbed) Strandvejen, Bredballe (vejbed) Møllebakken, Brønshøj* (vejbed) Lindevang, Brøndby* (vejbed) Lørenskogvej, Rødovre* (vejbed) Langelinje, Odense* (vejbed) Oplandsareal : filterjordssareal Oplandstype cm 5:1 P-plads, 200 biler cm - Nyt boligområde Forår cm 28:1 Gennemgående vej, 2000 køretøjer/dag Sammensætning filterjord Jord og sand Kalk 50% jord 50% sand/grus 2% kompost 15% kalk 83% sand Efterår cm 23:1 Villavej RGS90 Vækst- Muld (blanding 4) Efterår cm 25:1 Villavej RGS90 Vækst- Muld (blanding 4) cm 8:1 Villavej, 700 køretøjer/dag cm 17:1 Gennemgående villavej * Filterjorden overholder anbefalingerne i [12 og 19]. Figur 4.12 Opsummering af udvalgte danske anlæg med filterjord. Kilde: [19 og 20]. RGS90 Vækst- Muld (blanding 4) <10% ler/silt 1-3% organisk materiale Modificerede filtermaterialer Filterjorden kan opnå en større stoftilbageholdelse, hvis den blandes med materialer med høj bindingskapacitet. Dette vil typisk være materialer med et højt indhold af især jern eller aluminium. Calcium (kalk) har samme egenskaber men bruges mest til at stabilisere det organiske materiale. Tilsætning af materialer er fortsat på forsøgsbasis og dermed ikke BAT på området. Et eksempel på dette er forsøg med aluminiumoxid-coatet sand (ALCOsand). Laboratorieforsøg har vist en effektiv tilbageholdelse af opløst organisk materiale, de fleste tungmetaller og fosfor. Denne effekt kunne dog ikke dokumenteres i kolonneforsøg med filterjord, da forsøgsopstillingen medførte udvaskning af partikler. Fuldskala forsøg kan formentlig påvise den faktiske effekt. ALCOsand er et meget stabilt materiale overfor de fleste påvirkninger (tørke, iltfrie forhold, salt) men tåler ikke lav ph, som derfor skal ligge på 6,5-8, [21]. Det frarådes at bruge ALCOsand i sphagnum og tørvejorde, men i de øvrige danske jorde vil lav ph normalt ikke være et problem. På Syddansk Universitet arbejdes der i øjeblikket med at bruge det jernholdige okker-slam fra vandværker og okkerudfældningsdamme til rensning af drænvand fra marker. Der laves laboratorieforsøg med okker-blandet jord og fuldskalaforsøg med udlægning af okker ovenpå jorden. Sene- 40 Juni 2017 (høringsudgave)

41 re påtænkes det at lave forsøg, hvor okker blandes i filterjord. De foreløbige resultater tyder på, at der er en effekt på fosfortilbageholdelsen [22]. Øvrige filtermaterialer Knust beton er et genbrugsmateriale fra nedbrydning af fx bygninger o.lign. Cementfraktionen har et højt indhold af calcium (63%) og indeholder desuden aluminium (5%) og jern (3%), som alle er kendt for deres evner til at tilbageholde fosfor. Knust beton er desuden et basisk materiale og har derfor stort potentiale i tilbageholdelse af tungmetaller [23]. Udover mindre laboratorieforsøg er knust beton blevet testet som filtermateriale efter et regnvandsbassin i et storskala-forsøg. Forsøget viste, at knust beton effektivt tilbageholder organisk materiale, fosfor, jern, aluminium, tungmetaller og oliekomponenter. Kvælstof tilbageholdes kun i mindre grad, mens krom kan lækkes fra cementfraktionen. Den største udfordring ved at bruge knust beton til rensning af overfladevand er håndtering af den høje ph-værdi på [18]. Umiddelbart vurderes ph ikke at skulle håndteres ved nedsivning - men kun ved direkte udledning til recipient. Dette bør dog undersøges nærmere før implementering Indløb og udløb Ind- og udløb i nedsivningsgrøfter etableres som for almindelige grøfter (afsnit 4.3.3). I de fleste anlæg nedsives alt overfladevandet, og der er derfor intet udløb. Hvor nedsivning vurderes at være vanskelig i perioder, kan der etableres udløbs-/afløbsmulighed i perioder med dårlige nedsivningsforhold og nedsivning i den resterende del af tiden. Løsningen benævnes kuppelristløsningen og består i princippet af nedsivningsgrøfter med overløb via kuppelriste til en tæt ledning, som sikrer afledning af opsamlet vejvand i perioder, hvor nedsivning ikke er muligt fx pga. højtstående grundvand. Driftsmæssigt kan løsningen være mere vedligeholdelsesvenlig, da tætte ledninger ikke tilstoppes i samme grad som drænrør, hvor rødder kan infiltrere og tilstoppe rørene, hvis disse periodevis står vandfyldte. Kuppelristløsningen kan også anvendes i områder med risiko for jordskred ved åbne grøfter og/eller sandede områder med periodevis højtstående grundvand. For yderligere oplysninger om ledninger og brønde i dette system henvises til [5] Forsinkelseselementer For at øge nedsivningen og derved stoftilbageholdelsen, kan nedsivningsgrøften opdeles med dæmninger eller store sten (figur 4.13). Dette reducerer desuden flowet og øger sedimentationen af partikulært materiale i grøften. Sektionering er også velegnet i områder med stort fald, da en større del af kapaciteten udnyttes. Ved etablering af denne type grøfter skal man være opmærksom på udformningen af sektioneringen af hensyn til trafiksikkerheden ved påkørsel eller placere elementerne uden for sikkerhedszonen. Juni 2017 (høringsudgave) 41

42 Figur 4.13 Skitse af grøft med dæmninger for opstuvning af vand [13]. Nedsivningsgrøfter kan også anvendes som forsinkelsesbassiner et såkaldt grøftebassin. Grøftebassiner etableres som udgangspunkt med en bundbredde på min. 1,0 m og skråningsanlæg på 2-3. Stuvningshøjde afhænger af de konkrete forhold. Principper for grøftebassiner er beskrevet i afsnit Såfremt nedsivningen ikke er tilstrækkelig stor i forhold til tilløbet kan der etableres et styret overløb således, at overløbsvand ledes kontrolleret til en recipient. Alternativt vil der ved regnhændelser større end dimensionsgivende regn eller i vinterperiode med streng frost ske ukontrollerede overløb til omgivende terræn. Princippet for en nedsivningsgrøft med styret overløb er illustreret på figur Figur 4.14 Princip for nedsivningsgrøft med styret overløb jf. VD-typetegning nr For at øge forsinkelsesvolumen kan der også etableres faskiner under grøftebund. 42 Juni 2017 (høringsudgave)

43 4.5 Beplantning De fleste trug og grøfter etableres med græsdækning. For at sikre gode vækstbetingelser bør det øverste jordlag bestå af mindst 0,3 m god muldjord. Dette er dog ikke hensigtsmæssigt på smalle veje, hvor der ofte køres ud i rabatten. Græsblandinger til diger og rabatter er ofte velegnede til danske forhold [13]. Sådanne græsblandinger indeholder typisk en aggressiv 1-årig rajgræs, som hurtigt etablerer et kraftigt rodnet og en stor plantebestand. Under rajgræssen etableres de vedvarende græsser, som bl.a. kan bestå af rødsvingel, strand-/bakkesvingel, alm. hvene og krybende hvene [13]. Hvis grøften skal have et mere rekreativt udtryk, kan græsserne suppleres med prydgræsser, sommerblomster, stauder, buske og/eller træer. Planterne skal kunne tåle både kortvarig oversvømmelse og længerevarende tørke, og så skal de kunne tåle salt og klare sig uden gødning. Planterne skal desuden danne et tæt dække og have en tæt rodstruktur for at forhindre erosion. Det anbefales at benytte naturligt forekomne arter, da de fungerer som naturlige spredningskorridorer og erstatningsbiotoper [24]. Derudover skal følgende forhold tages i betragtning: Det er vigtigt at beplantningen etableres med lysåbne steder, så græsserne bevares [24] Planterne må ikke reducere kapaciteten i vandførende grøfter men kan evt. indregnes i kapaciteten Ved placering ved siden af udlægs- og frømarker kan der stilles krav til slåning før blomstring Planterne skal kunne tåle almindelig pleje, dvs. slåning flere gange om året Vurder behov for skånsom pleje eller særlig pleje fx fjernelse af afklip Vurder om plejen kræver særlige maskiner, eller skal den foretages med håndkraft. Hvis der af rekreative eller andre grunde skal stå permanent vand i grøften, kan den i princippet betragtes som et meget aflangt bassin, se afsnit og På grund af den lave vanddybe er der stor risiko for at hele grøften hurtigt fyldes op af sumpplanter, hvorved stuvningsvolumenet reduceres betragteligt. Dunhammer og tagrør bør undgås, da de er meget aggressive. I stedet bør man vælge kant- og sumpplanter, som er langsomt-voksende. Inspiration til egnede arter kan ses i [4]. 4.6 Valg af design Valget mellem trug og grøft - med eller uden nedsivning - afhænger af mange forskellige faktorer, hvoraf de vigtigste er opsummeret i figur Juni 2017 (høringsudgave) 43

44 Egenskaber Vejanlæg Trafiksikkerhed ved placering inden for sikkerhedszonen Trug Grøfter Nedsivningsgrøfter Transporterer overfladevand Primært afgravning. Placeres mellem vej og skråning, i skillerabat og i midterrabat. Følger vejen Kan indgå som en del af sikkerhedszonen ved tilstrækkeligt bærelag Opmagasinerer og transporterer overfladevand Primært påfyldning. Placeres mellem skråningsanlæg og tilstødende terræn. Følger terrænet Valg af profil jf. figur 4.5 Opmagasinerer og nedsiver overfladevand Se grøfter Hvis permanent vandspejl skal grøften ligge udenfor sikkerhedszonen eller der opsættes autoværn. Se desuden grøfter Udførelse - - Undgå komprimering af råjorden Drift/vedligehold Fjerne affald, blade og sand. Tilsyn og rensning af brønde og dræn. Græsslåning Fjerne affald, blade og sand. Græsslåning Rensning Ingen Begrænset Middel-God Fordele Ulemper Forsinkelse af vand. Relativt lille areal-behov Ledningssystem er oftest påkrævet Enkel at anlægge. Alt er synligt. Relativ stor forsinkelse Større arealbehov Økonomi Mellem Lav Høj Figur 4.15 Valg af design. Fjerne affald, blade og sand. Evt. tilsyn og rensning af brønde. Regelmæssig inspektion ift. tegn på tilstopning. Græsslåning Lokal nedsivning. Lokal tilbageholdelse af miljøfremmede stoffer. Stor forsinkelse Større arealbehov end almindelige grøfter. Evt. reetablering af nedsivningsevne hvert år 5 STOFTILBAGEHOLDELSE 5.1 Generelt Regnvand fra veje og andre befæstede arealer indeholder partikulære og opløste stoffer, som vandet har haft kontakt med, se figur 5.1. En del af stofferne stammer direkte fra vejen fx slitage af 44 Juni 2017 (høringsudgave)

45 vejbane, bildæk og bremseklodser samt fra forbrænding og oliespild. Andre stoffer stammer fra aktiviteter ved vejen fx bilvask og saltning eller fra atmosfærisk deposition og bidrag fra omkringliggende haver og marker jf. [25]. Stofgruppe Kilder Anbefalede måleparametre Suspenderet stof Organisk materiale Næringsstoffer Slid af materialer, naturligt organisk materiale Omkringliggende haver og jordbrug, antropogent bidrag Omkringliggende haver og jordbrug, atmosfærisk deposition Suspenderet stof Opløst og total organisk stof Metaller Køretøjer, bygnings- og vejmaterialer Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn Salte Vejsaltning Cl N, P Hydrocarboner Atmosfærisk deposition, trafik BTEX PAH er PCB er Dryp fra køretøjer, trafikudstødning, afbrænding af træ og fossile brændstoffer Atmosfærisk deposition, industri, bygningsmaterialer, benzin Blødgørere Bygningsmaterialer DEHP Naphthalen, pyren, benzo(a)pyren, fluoranthen, benzo(b+j+k)fluoranthen 7 forskellige varianter af PCB Detergenter Bilvask Lineære alkylbenzensulphonater Pesticider Landbrug, vejsider, jernbaner, haver, parker, landbrug Organotin PVC, katalysatorer MBT, DBT Glyphosat, AMPA, fungicider fra tagmateriale og vejmateriale Phenoler Industri, bygningsmaterialer, benzin Bisphenol A, nonylphenol Metaboliter Nedbrydning af alle organiske forbindelser Patogener Byens dyr, evt. overløb fra fælleskloak E. Coli AMPA, BAM Figur 5.1 Kritiske stofgrupper der kan forekomme i vejvand, deres kilder og forslag til måleparametre, modificeret ud fra [26]. 5.2 Stofkoncentrationer i vejvand Indholdet af forurenende stoffer i vejvand varierer afhængigt af arealanvendelsen (trafikmængde og -karakter, køretøjernes vedligeholdelsesstand og hastighed) samt klimatiske forhold (forudgående tørvejrsperiode, regnmængde og -intensitet). Eksempelvis stiger indholdet af forurenende stoffer på vejstrækninger, hvor der sker mange accelerationer eller deceleration, fx på ramper, kryds eller strækninger med store fald/stigning. Typisk vil områder med størst menneskelig aktivitet (trafik og industri) modtage flest forurenende stoffer og i højeste koncentrationer [27]. Desuden er der en tendens til at belastningen stiger ved stigende oplandsstørrelser og befæstelsesgrader [28]. Sæsonbetonet forurening og uheld Indholdet af stoffer varierer med årstiden såvel som udefrakommende hændelser som uheld. Juni 2017 (høringsudgave) 45

46 Den mest almindelige forureningskilde, som afhænger af årstiden, er salt til glatførebekæmpelse. Salt opløses let i vand og er derfor ikke muligt at tilbageholde i trug og grøfter. Saltet påvirker dels planterne i trug, grøfter og rabatareal og dels dyr og planter i modtagerrecipienten. Derudover frigives zink fra overfladebehandlingen på autoværnene pga. saltpåvirkningen. Hensynet til naturen skal holdes op imod trafiksikkerheden, hvor sidstnævnte altid vejer tungest. For at begrænse eventuelle påvirkninger i recipienten kan alternative glatførebekæmpelsesmidler anvendes jf. afsnit 6.5. En anden forureningskilde, som kan risikere at optræde, er uheld med tankbil. Udslip af store mængder olie, benzin eller kemikalier vil give en kraftig forurening på et begrænset areal. I værste fald kan udslippet spredes, så jord, grundvand, sø og/eller vandløb forurenes. Sandsynligheden for at et større område påvirkes er lille, og der skal derfor kun træffes forholdsregler mod dette for hovedlandeveje og motorveje. For at begrænse og afspærre forurening fra uheld kan der etableres skydespjæld i eventuelle udløbsbrønde fra grøfter/trug. Desuden bør der være en beredskabsplan, så det er muligt hurtigt at begrænse konsekvenserne og udbredelsen af uheldet samt træffe beslutning om afværgeforanstaltninger. 5.3 Stoftilbageholdelse i trug og grøfter Trug og grøfter uden nedsivning er typisk anlagt med tæt belægning, membran eller i fed lerjord. Stoftilbageholdelsen sker derfor primært ved sedimentation af partikulært materiale. Derudover er der en mindre andel af de opløste stoffer, som optages af planter eller nedbrydes at mikroorganismer. Begge dele er dog begrænset til vækstmånederne, og typisk er tilbageholdelsespotentialet lavt [29]. Den større dybde i grøfter ift. trug giver et øget magasineringsvolumen, hvilket forlænger opholdstiden og muliggør fordampning. Herved bliver stoftilbageholdelsen størst i grøfter. For både trug og grøfter gælder dog, at det store forhold mellem længde og bredde kan gøre vandhastigheden meget høj [30]. En kraftig regnhændelse vil derfor kunne bevirke, at tidligere aflejret materiale bliver hvirvlet op og transporteret videre til nedstrøms systemer. Sandfang og tværvægge - som beskrevet i afsnit og vil kunne reducere risikoen for dette. Da størstedelen af de opløste stoffer passerer uhindret igennem trug og grøfter, og da sedimentationen primært sker i sandfangsbrønden ved udløbet, vurderes den samlede stoftilbageholdelse at være begrænset i grøfter og især i trug. 5.4 Stoftilbageholdelse i nedsivningsgrøfter For at øge stoftilbageholdelsen i grøfter kan de etableres med nedsivning. Udover sedimentation, planteoptag og mikrobiel nedbrydning, som sker i almindelige grøfter uden nedsivning, fjernes desuden partikulært materiale ved filtrering og opløste stoffer ved sorptionsprocesser, se figur Juni 2017 (høringsudgave)

47 Figur 5.2 Stoffjernelsesprocesser i nedsivningsgrøfter. Hvis opholdstiden bliver for kort (fx 15 min.) vil de opløste stoffer passere uhindret igennem jorden/filteret [18], hvorimod en stor del af de partikulære stoffer filtreres fra i grøftebunden og i filtermaterialet. Hvis opholdstiden bliver for lang (fx flere dage) kan der opstå problemer med manglende magasineringsvolumen. Denne effekt forværres gradvist, da de øverste cm af filtermaterialets porer langsomt bliver fyldt med aflejret materiale, hvorved opholdstiden forlænges betragteligt. For at sikre en effektiv nedsivning kan det derfor blive nødvendigt at fjerne det øverste tilstoppede lag (se afsnit 6.4). Nedsivning i trug og grøfter er meget udbredt i Tyskland, hvor man siden 1990 erne har haft retningslinjer for design af hensyn til vandkvaliteten [31]. Der er dog kun foretaget få undersøgelser af effekten. En undersøgelse af stoftilbageholdelsen i to tyske grøfter (13 års levetid) med filterjord jf. [12] er høj for kadmium, kobber og zink (over 70%) og varierende for krom (37-73%). En analyse af tungmetalindholdet i jorden fra 8 tyske infiltrationsgrøfter med varierende trafikintensitet (5-14 år) [31] og 4 danske motorvejsgrøfter (16-26 år) [32] viste, at jorden i de fleste grøfter var lettere forurenet, da flere stoffer overskred kvalitetskriteriet [33]. Det er primært kadmium og bly, som overskrider grænseværdien. Generelt er de danske motorvejsgrøfter mere forurenede end de yngre tyske vejgrøfter, hvilket sandsynligvis skyldes højere alder og trafikintensitet. I den forbindelse bør det nævnes, at indholdet af forurenende stoffer falder ned gennem jordmatricen [31]. Ligeledes er indholdet af bly generelt faldende efter forbud af blyholdig benzin i I Danmark arbejdes der i øjeblikket på alternative filtermaterialer, som øger tilbageholdelsen af næringsstoffer og/eller tungmetaller og andre miljøfremmede stoffer. Som eksempel kan nævnes knust beton (Syddansk Universitet), olivin (Life-projekt, Aalborg Universitet), kalk (Dobbeltporøs filtrering, Københavns Universitet). De nævnte materialer fjerner effektivt de opløste stoffer, men de er anlægs- og driftsmæssigt væsentligt dyrere end sand og jord. Jord kan også være en rigtig god sorbent, men det afhænger af sammensætningen, hvilket er beskrevet i afsnit 4.4. Juni 2017 (høringsudgave) 47