Udledningstilladelser ved hjælp af robusthedsanalyser af vandløbene Natur & Miljø 2016 Bits and bytes i miljøforvaltningen den 9. juni 2016, Nyborg Anja Thrane Hejselbæk Thomsen, anja@orbicon.dk Nicolaj Lykkebjerg Thomassen, ntho@orbicon.dk
Indhold Baggrund for robusthedsanalyser Afgørelse fra Natur og Miljøklagenævnet Hvorfor er det vigtigt at give den rigtige udledningstilladelse? Investeringer i kloaksystemet Hvad vil vi gerne opnå med metoden? Metode Robusthedsanalyse Beregning af oversvømmelsesrisiko Beregning af erosionsrisiko Resultater fra robusthedsanalyse i Haarby Å-systemet Samlet resultat fra analyse Diskussion Naturlig afstrømning som udledningsprincip Tømmetid
Afgørelse fra Natur og Miljøklagenævnet Sag NMK-10-00760 (Odder Kommune) Kommunen skal ved den fornyede behandling af sagen sikre, at den udledte vandmængde neddrosles i et sådant omfang, at vandløbets hydrauliske kapacitet respekteres. En neddrosling således at udledningen svarer til afstrømning fra vandløbets naturlige opland, vil i den forbindelse som udgangspunkt være tilstrækkeligt. I herværende sag finder nævnet, at et beregnet neddroslingskrav baseret på naturlig afstrømning svarende til medianmaksimum på 0,34 L/s/ha, og et reduceret oplandsareal på 8,74, vil være tilstrækkelig. Alternativt skal kommunen foretage en konkret vurdering af vandløbets hydrauliske kapacitet med henblik på at fastsætte et krav om neddrosling, der sikrer, at udledningen ikke medfører hyppigere eller større oversvømmelser af vandløbet, end hvad der ville være tilfældet ved afstrømning fra vandløbets naturlige opland. Kommunen bør ved vurderingen inddrage al tilgængelig viden om vandløbene, herunder bl.a. lokale afstrømningsdata. 10. juni 2016 3
Hvorfor er det vigtigt at give den rigtige udledningstilladelse? Øget fokus på at opnå målopfyldelse jævnfør vandplanerne og de nye vandområdeplaner Øget fokus fra landbruget på deres afvandingsinteresser Klimaforandringer sætter det danske miljø og afvandingsinteresser under pres Stigende urbanisering og øget befæstelse af arealerne medfører at mere vand skal håndteres i og omkring byerne Er der plads til de større bassiner, som skærpede krav vil medføre Nedslidte og miljøbelastende kloaksystemer skal renoveres Der vil i fremtiden derfor skulle investeres store summer i kloaksystemet Større faglig viden end tidligere, som bør implementeres i eksisterende praksis Vi har i dag et langt mere oplyst grundlag i form af digitale data og værktøjer til at vurdere konsekvenser ud fra, end vi havde tidligere, da vi begyndte at give udledningstilladelser
Investeringer i kloaksystemet Stor investering i regnvandshåndtering i Danmark indenfor de næste år Hvor meget kostede det at separatkloakere Glamsbjerg? Ca. 100.000 pr. ejendom Ca. 1.500 ejendomme 150 millioner 98 kommuner 100 200 millioner pr. kommune 10 20 milliarder!
Etableringsomkostninger [mio DKK] Etableringsomkostninger [mio DKK] Investeringer i kloaksystemet 35 30 25 20 Etableringsomkostninger til vådt bassin 15 10 Etableringsomkostninger ved T=5 5 0 0 1 2 3 4 5 6 Udledning [l/s/ha] Etableringsomkostninger til lukket betonbassin 350 300 250 200 150 100 Etableringsomkostninger ved T=5 50 0 0 1 2 3 4 5 6 Udledning [l/s/ha] Totalareal: 200 ha, befæstelsesgrad 25%, reduceret areal 50 ha
Hvad vil vi gerne opnå med metoden Skabe bedre vandløbskvalitet samtidig med at der sker byudvikling og klimaforandringer Sikre konkret vurdering af konsekvenser ved specifikke udledninger Sikre klarhed og gennemsigtighed omkring grundlag for vurdering af acceptabel udledningsmængde Skabe et grundlag for proaktivt at planlægge spildevandshåndtering Afklaring af potentialer inden der planlægges investeringer i kloaksystemet investering på et oplyst grundlag Skabe øget grad af omkostningseffektivitet i vandhåndteringen og investere pengene til kloaksanering på den mest værdiskabende måde Arbejde med en bred vifte af virkemidler i ådal og vandløb som alternativ til en regulering af bassinstørrelsen
Beregning af oversvømmelsesrisiko Oversvømmelsesberegning og ådalsanalyse VASP model (stationær) med oplandskorrigeret afstrømning Topografiske oplande er beregnet i GIS ved strømningsanalyse på modificeret højdemodel By-oplande stammer fra spildevandsplanen
Beregning af erosionsrisiko Stream Power beregninger Beregnes på baggrund af vandets hastighed Er er udtryk for energien i vandløbet
Oplande til Haarby Å-systemet 10. juni 2016 10
Oversvømmelsesrisiko Haarby Å-systemet
Erosionsrisiko for Haarby Å-systemet Reference 1 l/s/ha 2 l/s/ha 3 l/s/ha 8 l/s/ha
Besigtigelse - Alenbæk
Acceptable udledninger Haarby Å-systemet
Acceptable udledninger Haarby Å-systemet
Alternativer og/eller supplerende tiltag til regnvandsbassiner Problemer med oversvømmelse Vådområder Ådiger/hævede brinker Skygning Målrettet vandløbsvedligeholdelse Problemer med erosion Genslyngning Udlægning af sten og grus Brinksikring/træplantning Alternativ til traditionelt regnvandsbassin Risleenge Vådområder med forsinkelse Nødoverløb til ådalen Styret udledning
Eksempel: vådområde Priseksempel på regnvandsbassin i Haarby Etableringspris for regnvandsbassin: - Drosling til 1 l/s/ha: 16 mio. kr. - Drosling til 2 l/s/ha: 14 mio. kr. Priseksempel på vådområde Størrelse: 16 ha Anlægspris: ca. 320.000 kr. Arealerhvervelsespris: ca. 800.000 kr. eller vådområdedeklaration: 100.000 kr. Samlet pris: 420.000-1.120.000 kr.
Spørgsmål?
Maksafstrømning [l/s/km 2 ] Maksimumafstrømning [l/s/km 2 ] Naturlig afstrømning som udledningsprincip Årsmaksimumafstrømning Månedsmaksimumafstrømning år 2002 80 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 0 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Årstal 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Måned Afstrømning l/s/km 2 l/s/ha Median Minimum 1-2 0,01 0,02 Sommermiddel 4-6 0,04 0,06 Vintermiddel 10-15 0,1 0,15 Sommer median maksimum 15-30 0,15 0,3 Median maksimum 30-60 0,3 0,6 5-års maksimum 60-80 0,6 0,8 20-års maksimum 80-120 0,8 1,2 Mst.nr. 46.06 Haarby Å (1988 2007)
Tømmetid [dage] Tømmetid [dage] Tømmetider 70 60 50 Tømmetider 30 25 Tømmetider 40 30 20 10 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Udledning [l/s/ha] Tømmetid 20 15 Tømmetid 10 Kritisk for landmænd 5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Udledning [l/s/ha] Udledning [l/s/ha - total] Udledning [l/s/ha red.] Tømmetid 2 8 12 timer 1 4 30 timer Totalareal: 200 ha, befæstelsesgrad 25%, reduceret areal 50 ha 0,5 2 3 dage 0,1 0,4 28 dage
10. juni 2016 21
Indhold Baggrund for robusthedsanalyser Hvorfor er det vigtigt at give den rigtige udledningstilladelse? Investeringer i kloaksystemet Hvad vil vi gerne opnå med metoden? Metode Robusthedsanalyse Beregning af oversvømmelsesrisiko Beregning af erosionsrisiko Resultater fra robusthedsanalyse i Haarby Å-systemet Eksempel fra Alenbæk Samlet resultat fra analyse Diskussion
Metode - risikoen for erosion Grunddata: Oplandsareal: 15 km 2 ; Bundhældning: 5 ; Manningtal: 25 m 1/3 /s 60 40 l/s/km 2 Rektangulært profil: Vanddybde: 40,2 26,1 cm Hastighed: 0,89 0,75 m/s Stream Power: 18 12 W/m 2 Trapezformet profil: Vanddybde: 53,6 39,8 cm Hastighed: 1,02 0,93 m/s Stream Power: 24 18 W/m 2 Trapezformet profil Rektangulært profil
Alternative udledningsmetoder Styring af udledningen Styring på baggrund af kapaciteten i vandløbet Der udledes mere, når der er stor kapacitet og mindre, når der ikke er Orbicon har i samarbejde med Aalborg Universitet igangsat et erhvervsforskerprojekt med henblik på at belyse potentialet ved styring på baggrund af vandløbets kapacitet. I dette projekt undersøges i samarbejde med forsyninger og kommuner i Aarhus, Randers og Vejle følgende tre metoder: Konstant (ikke styret) udledning Realtidsstyring på baggrund af vandstandsloggere i vandløbet Prædiktiv styring på baggrund af vandstandsloggere og regnforudsigelser
Ikke styret udledning
Realtidsstyret udledning
Prædiktivt styret udledning
Udløbstyper Uforsinkede udledninger Maks. vandføring varierer Kortvarig Bølge Høj grad af dynamik Forsinkede udledninger Fast maks. vandføring Langvarig Lav grad af dynamik
Detaljeret analyse Høj grad af dynamik Dynamiske beregninger: - MIKE Urban - SWMM - MIKE11 Fordele/Ulemper: + Tidslig opløsning + Massebalance - Komplekse - Tidskrævende Lav grad af dynamik Stationære beregninger: - VASP - MIKE Urban - MIKE11 Fordele/Ulemper: + Nemme + Hurtige - Tidslig opløsning - Massebalance (ligevægt)
Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 5 år) vs. Stationær beregning T = 5 år VASP MIKE Urban Maks. vst. + + Maks. Hastighed + + Varighed - + Hyppighed - - (+LTS)
Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 1 år) vs. Stationær beregning T = 1 år VASP MIKE Urban Maks. vst. + + Maks. Hastighed + + Varighed - + Hyppighed - - (+LTS)
Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 0,1 år) vs. Stationær beregning T = 0,1 år VASP MIKE Urban Maks. vst. - + Maks. Hastighed - + Varighed - + Hyppighed - - (+LTS)
Dynamisk beregning MIKE Urban
Dynamisk beregning MIKE Urban Dynamisk beregning (T= 5 år) T = 5 år VASP MIKE Urban Maks. vst. - + Maks. Hastighed - + Varighed - + Hyppighed - - (+LTS)
Konklusion Trin 1: Sårbarhedsscreening af vandløb på kommuneniveau Kortlægning til overordnet vandplanlægning i forhold til vandløbenes fysiske forhold Oversvømmelsesrisiko Erosionsrisiko Udgangspunkt for dialog ml. kommune, forsyning o.a. i forbindelse med ansøgning om udledningstilladelser Trin 2: Trin 3: Detaljeret analyse Simple systemer med faste udledninger Lav grad af dynamik Simple stationære modeller Simple systemer med varierende udledninger Høj grad af dynamik Dynamiske modeller Komplekse systemer Høj grad af dynamik Dynamiske modeller Få brugbar viden om recipienterne ved biologiske undersøgelser v/eva Marcus, Orbicon & Christian Ammitsøe, VandCenter Syd DVFI (Dansk Vandløbs Fauna Index) og fysisk indeks i vandløb