Måling af øget afstrømning fra grønne arealer og konsekvens af uvedkommende vand på Viby RA v. Lene Bassø, Aarhus Vand

Transkript

1 Måling af øget afstrømning fra grønne arealer og konsekvens af uvedkommende vand på Viby RA v. Lene Bassø, Aarhus Vand

2 Det samlede Vandkredsløb Mange niveauer (Overordnet planlægning til enkelt tilslutning) Vi bruger målte tidsserier om tilstanden i systemet og hydrauliske modeller til at understøtte vores beslutninger på alle niveauer

3 Planlægning, Realtidsmodellering og -styring Modellens resultat er afhængig af : God beskrivelse af det fysiske system God beskrivelse af overfladen (overfladen ændres afhængig af funktionssituation) Gode inddata (Regn, vandstand i recipienter, uvedkommende vand osv.) Funktionssituationer Tørvejr Dagligdagsregn Dimensions-givende regn Skybrud kontrolleret Skybrud ukontrolleret (beredskab) Planlægning Ledningsregistrerings -database Detailmodel Kalibrering Målinger Løbende evaluering og læring Realtidsmåling, modellering og realtids-styring (afløbssystem og RA) SAS: FPM: Semi-automatisk simplificering Fit-for-purpose models Valide inddata fører til valide resultater

4 Tilsigtede og utilsigtede vandstrømme i det samlede vandkredsløb

5 Har afstrømning fra grønne arealer og ikke tilsluttede befæstede arealer betydning for responsen til afløbssystemet og renseanlæg? Betydning for overløb fra afløbssystem og renseanlæg og dermed for tilstanden i recipienterne. Betydning for modellernes output og dermed valg af løsning til beskyttelse af borgerne og recipienterne Konsekvens: Større anlæg Ændret drift af afløbssystem og Renseanlæg Og/eller øget påvirkning af recipient

6 VTUF projekt: Monitering af Overfladeafstrømning fra Grønne Områder (alias MOGO) Formålet er: at beskrive afstrømningen fra de ubefæstede områder til korrekt varsling af oversvømmelsesrisikoen i byområder. at forudsige og varsle om risiko for afstrømning fra ubefæstede områder at bestemme hydrologiske modelparametre under forskellige klimaforhold at opstille en guideline for at inkludere afstrømning fra grønne områder til dimensioneringen af klimatilpasningsløsninger i byområder at konstruere kunstige dimensioneringsregn, der er kritiske i forhold til overfladeafstrømning fra ubefæstede områder. Vandløbsmonitering Forbedret hydraulisk modellering af regnafstrømning Monitering af overfladeafstrømning Relation beskriver risikoen for overfladeafstrømning i byen Jordmonitering Varslingssystemer for overfladeafstrømning fra grønne områder

7 Lysimeter Lysimeter til måling af overfladeafstrømningen benyttes til direkte kvantificering af størrelsen på denne. Jordmålinger vej

8 Overfladeafstrømning pga. vandmætning Stigende grundvandsspejl Slides fra og AAU

9 Overfalde-afstrømning pga. lav infiltrationskapacitet Slides fra og AAU

10 Respons på afløbssystemet Mulige konsekvens af overfladeafstrømning til afløbssystemet: 1. Ingen eller kun lille respons på afløbssystem 2. Der er en synlig effekt, men afløbssystemet opfylder kravene til serviceniveau 3. Serviceniveau overholdes ikke grundet overfladeafstrømning fra grønne arealer 4. Serviceniveau overholdes, men under kraftige regn og skybrud bidrager grønne arealer mere og tidligere i hændelsen end forventet Slides fra KRI@envidan.dk og AAU

11 Resultat Overflade afstrømning Resultat fra målt regnhændelse 71.1 mm nedbør 47.6 m 3 ~ 11 mm afstrømmet volumen 15.5 % af total nedbør ender som Overflade-afstrømning Vi zoomer ind på afstrømningsprofil (rød kasse) Slides fra KRI@envidan.dk og AAU

12 Resultat Overflade afstrømning 0 Våd jord Vi zoomer ind på afstrømningsprofil (rød kasse) 1 Flowmålerbrønd er fuld Intet væsentligt sker 3 Overfladeafstrømning starter Slides fra KRI@envidan.dk og AAU

13 Resultat Overflade afstrømning Lille nedbørsmængde medfører stor afstrømning Tegn på jorden næsten er vandmættet. Risiko for overfladeafstrømning Yderligere nedbør - også små hændelser kan medføre øjeblikkelig overfladeafstrømning. Slides fra KRI@envidan.dk og AAU

14 Resultat Overflade afstrømning Bemærk at afstrømningen forsætter i dagevis efter regnens ophør Hvilken konsekvens kan dette få for design af afløbssystemer og renseanlæg Slides fra KRI@envidan.dk og AAU

15 Overflademonitering Forventet output MOGO Jordmonitering Hydraulisk modellering af regnafstrømning Relation beskriver risikoen for overfladeafstrømning i byen Vandløbsmonitering Varslingssystemer Overfladeafstrømning fra grønne områder Nedbørsmonitering

16 Overløb Udløb Konsekvens ved overfladeafstrømning fra grønne arealer i planlægning Strukturplan Nedlæggelse af Åby og Viby RA Bassin m3 QRA= 825 l/s 2 overløb/år Åby Renseanlæg Aarhus Å Overløb Udløb Bassin m3?? Overløb Bassin m3 Viby Renseanlæg QRA= 1360 l/s 2 overløb/år QRA= 1450 l/s 2 overløb/år Marselisborg Renseanlæg Udløb

17 Overløb Strukturplan Nedlæggelse af Åby og Viby RA Få adskilt og klimatilpasset 83 red ha (ca. 300 ha) i Viby og 23 red ha (ca. 125 ha) i Åby senest år 2025 Etablering af pumpeledninger til Marselisborg RA Nyt Marselisborg RA og bassin. Bassin m3 Åby Renseanlæg Overløb P Aarhus Å Qp= 625 l/s 2 overløb/år Separering Bassin m3 Overløb Bassin m3 Viby Renseanlæg P Qp= 825 l/s 2 overløb/år Separering Qind= 2500 l/s Marselisborg Renseanlæg Udløb

18 Regnvandsdisponeringsplan for Åby og Viby ( ) Unik mulighed for at skabe holistisk regnvandshåndtering ved langsigtet rammesætning i gældende lovgivning Fra fælles til adskillelse i et ca ha stort område fra Ved planlægning og udførelse fokuseres på at opnå synergi imellem regnvandssystemet og de naturlige terrænnære vandveje. Synergien opnås ved at systemet klimatilpasses samtidig med opnåelse af liveability og multifunktionelle regnvandsløsninger i veje og parker til glæde for byens borger i hverdagen. Fokus på adaptive løsninger, men vi starter ved udløbene nu Differentieret serviceniveau på terræn

19 Regnvandsdisponeringsplan for Viby ( ) System for skybrud skal ligge i samme trace, som de naturlige vandveje. Såvidt muligt placeres system for serviceniveau i samme trace som system for skybrud På denne måde minimeres skaderne og risikoen ved oversvømmelser fra system for serviceniveau. Dette vil minimere de samfundsmæssige omkostninger ved skybrud.

20 Infiltrationsanalyse/Afstrømning fra grønne arealer For Viby er der lavet en infiltrationsanalyse. Analysen udspringer af flere års målinger på Viby Rensningsanlæg, hvor der er oplevet væsentlig flere overløb til recipient end der kan modelleres i Aarhus Vands Mike Urban modeller. Gennem analyser af overløb og regnhændelser fra Viby regnmåler er det konkluderet, at oplandet som afstrømmer er svarende til ca. 120 red. ha yderligere. Dette betyder, at udover de allerede tilsluttede befæstede arealer, opleves der afstrømning til Viby Rensningsanlæg på 120 red. ha.mere. Problemet er mest markant om vinteren. I analyserne er der lavet tiltag i Mike Urban modellerne som skal hjælpe til forståelsen af hvordan de 120 red. ha kan beskrives. Dette har ført til implementering af grønne arealer for hele oplandet samt befæstede ikke tilsluttede arealer. Der er ligeledes implementeret lavninger, hvor vand fra grønne arealer vil magasineres. Fra disse arealer sker der en nedsivning/indsivning til kloaksystemet. Med implementering af disse parametre har det være muligt at modellere regnhændelser og overløb således disse stemmer bedre overens med det målte. Konklusionen er at der sker en væsentlig indsivning/overfladeafstrømning til kloaksystemet om vinteren, hvor de længere hændelser giver en stor effekt. Opsummering: Sommerhændelser uden infiltration/afstrømning fra grønne arealer er dimensionsgivende og skal fremadrettet bruges til dimensionering af rør. Efterår/Vinter/Forårshændelser med infiltration/afstrømning fra grønne arealer er dimsionsionsgivende. Og skal fremadrettet bruges til dimensionering af bassiner og ved aflastningsberegninger. Det aftales med CME (myndighed), hvordan dette medtages i udledningstilladelsen

21 Har afstrømning fra grønne arealer og ikke tilsluttede befæstede arealer betydning for responsen til afløbssystemet og renseanlæg Det reducerede opland til Viby RA er 260 red. ha optalt udfra orto-foto Uvedkommende vand til Viby RA: Ikke regnbetinget indsivning l/s i vinterperioden 0-75 l/s i sommerperioden Uvedkommende vand til Viby RA: Regnbetinget indsivning fra grønne arealer og ikke tilsluttede befæstede arealer 120 ha reduceret opland efterår/vinter/forår (Set i forhold til oplandsarealet er 260 Red. HA) Dette har betydning for design af både system for spildevand, system for serviceniveau, system for skybrud og design/drift af renseanlæggene Dette ekstra bidrag betragtes som uvedkommende vand, som betyder flere utilsigtede overløb, dårligere drift af renseanlæggene og dermed forringet vandkvalitet i vores recipienter System Spildevandssystem System for serviceniveau System for skybrud Selvrensning Svovlbrinte Uvedkommende vand i tørvejr og under regn Flere utilsigtede overløb Øget risiko for oversvømmelse fra system for serviceniveau til system for skybrud grundet usikkerhed på forudsætningerne Forøget miljømæssig påvirkning Risisko for flere og større oversvømmelser og dermed også større samfundsmæssige omkostninger ved skybrud

22 Konsekvens for bassiner og overløb grundet uvedkommende vand fra grønne områder Overløb Konsekvens ved at afstrømningen sandsynligvis sker fra: Det topografiske opland uden for det kloakerede opland Grønne arealer i det kloakerede opland Befæstede arealer, som ikke er tilsluttet kloaksystemet. Aflastningerne ved bassin: Vedr Vi kan ikke holde de 2 aflastninger med mindre vi adskiller 126 red ha i stedet for de oprindelige 83 red ha, hvilket vi opnår ved den blå hovedvandvej Qp= 825 l/s 2 overløb/år Separering Bassin m3 P Vedr Vi skal have etablere meget mere bassinvolumen for T= 10 år eller acceptere en forøget påvirkning på recipienten Og muligvis også mere bassinvolumen for skybrud, da vi ikke har regnet med fuld afstrømning fra ovenstående Viby Renseanlæg Vi er i dialog med vores myndighed vedr. usikkerheden og hvor skal vandet være i de forskellige funktionssituationer

23 Systemet designes efter distribueret regn En regnhændelse er ikke ensartet fordelt over hele oplandet. Hvad er udbredelsen af en regn med en gentagelsesperiode på henholdsvis 5 år og 100 år de har helt sikkert ikke samme udbredelse? Vi designer systemet med en areal-reduktionsfaktor på regnen. Arealreduktionsfaktoren stiger med størrelsen på regnen. Vi opkvalificeres vores viden omkring dette gennem VUDP-projektet KLIMAKS Vi designer systemet med Fit for purpose regnhændelser, således systemet er designet for alle funktionssituationer

24 Areal-reduceret regn Analysen viser at en reduktion af regnen først er betydende når der er over 100 total ha opland til en ledning - ellers bliver reduktionen for lille (<10 %). Konklusion er at arealreduktionsfaktoren er op til 20 % næsten svarende til klimafaktoren

25 Usikkerheden på forudsætningerne ændrer praksis for design Forudsætning X vedr. hovedvandvej fra Viby RA til Viby Torv Løsning meget fleksibel Klimafaktor 1,25 (5 år) Regnreduktionsfaktor 20 % Sikkerhedsfaktor 0 % Fortætning: 25 % Forudsætning Y vedr. hovedvandvej fra Viby Torv opstrøms hovedvandvej Løsning fleksibel Klimafaktor 1,25 (5 år) Regnreduktionsfaktor % Sikkerhedsfaktor 0 % Fortætning 25 % Forudsætning for detailområder Jf. projekthåndbog for serviceniveau for klimafaktor, regnfaktor og sikkerhedsfaktor Klimafaktor 1,25 (5 år) Regnreduktionsfaktor 0 % Sikkerhedsfaktor 0 % Fortætning 25 %

26 Tak for opmærksomheden Spørgsmål?