Risici ved nedsivning ifbm. afløb fra befæstede overflader Thomas Hauerberg Larsen The heavy storm have ceased - but high groundwater persist
Agenda for de næste ca. 40 min Skala - udfordringer i forhold til vandmængder Et par eksempler på anvendelse af test og evalueringer Indholdsstoffer (Hvad er der fundet - hvad er det, der er svært ved at måle) Risiciscreening i forhold til jord & grundvand Rensning ifbm nedsivning regnbede, permeabel asfalt og effektivitet Måledata fra Gladsaxe/Gentofte kommune 2
Vandmængder 3
Klimaeffekter Ukorrigeret nedbør Skal typisk korrigeres med en faktor 1,15-1,2 for at komme til de samlede vandmængder Fed kurve er 9 års Gaussfiltrerede værdier. 4
Den overordnede vandbalance Kilde: GEUS 0% Befæstet areal (oprindeligt land) 800 mm nedbør 600 mm evapotranspiration 200 mm rent vand til grundvand og vandløb 40 % befæstet areal (tæt villakvarter mm.), fælleskloakeret 800 mm nedbør 360 mm evapotranspiration 320 mm til tæt kloak 120 mm rent vand til grundvand og vandløb 40 % befæstet areal (tæt villakvarter mm), alt ledes til nedsivning (bogstavelig talt den våde drøm ) 800 mm nedbør 400 mm evapotranspiration 400 mm beskidt vand til grundvand, dræn (ledningsgrave, kloakker), vandløb 5
Gamle og nye kort Herlev som eksempel I dag Ca. 1850-1900 6
Vurdering af nedsivningsevne Helt lokal skala Konceptuel modelforståelse LAR anlæg Kloakgrav Fyld GV Moræneler Kalk LAR anlæg Kloakgrav Fyld GV Sand Kalk Hvor hurtigt forsvinder en spand vand? 7
Geologisk information 8
Dybde m Nedsivningsevne i moræneler Når nedbøren stiger og den hydrauliske ledningsevne i moræneleren er konstant, så stiger grundvandsspejlet i de terrænnære magasiner (med mindre der er dræn.). Hydraulisk ledningsevne m/s 9
Vertikal strømning Hydraulisk ledningsevne oversat til nedsivningskapacitet 10
Sjælør Boulevard Semi regional skala 3D-figur med moderne kort 11
Sjælør Boulevard Ved Sjælør Boulevard ønsker to boligselskaber at nedsive alt tag- og vejvand Området er lavtliggende omkring kote +3 m og tæt bebygget Der ønskes nedsivet fra alle befæstede arealer og tagvand, i alt ca. ca. 30.000 m² Ved 700 mm årlig nedsivning fra disse arealer, skal der nedsives ca 21.000 m³/år, eller i gennemsnit ca. 2,4 m³/time 12
Sjælør Boulevard 3D-figur med moderne kort 13
Sjælør Boulevard Der er udført nedsivningstests, der viser, at nedsivning gennem de øvre jordlag er uproblematisk Hvad er så problemet? 14
Sjælør Boulevard Vandes drænes ikke væk i undergrunden. Kalken træffes ca. 5 meter under terræn og det er i denne, at det nedsivende vand skal drænes væk Kortet viser vandledningsevnen (Tværdien) i kalken, som på ejendommene er ca. 2 10-4 m²/s Pumpetest efterfølgende udført og semi-regional T- værdi bestemt 15
Sjælør Boulevard analytisk model 3D der viser, at vejen oversvømmes Ved nedsivning af 2,4 m³/time hæves vandspejlet til over terræn = Det er ikke muligt at nedsive 100 % Figuren viser de arealer, der bliver oversvømmet, hvis forudsætningen om dårlig dræning i kalklaget holder stik, og der nedsives op 2,4 m³/time 16
Lyngby Taarbæk/Gentofte Kommune Regional skala - Grundvandsmodel Stigning i potentialet i Sand2 ved maksimal anvendelse af LAR i Gentofte og Lyngby Modelberegning
Stigning i øvre vandspejl ved maksimal anvendelse af LAR i Gentofte og Lyngby Modelberegning
Forøgelse af drænafstrømning til recipienter ved maksimal anvendelse af LAR i Gentofte og Lyngby Modelberegning
Beregning af vandbalance på stor og lille skala Dynamikken i naturlige og menneskeskabte vandkredsløb er kompleks Vi kan regne på det, men usikkerhederne er store Eksempel: Antagelse i model om drændybde på 1 m i hele modelområdet, dvs. at vandspejlet kun kan stige til 1 m.u.t. Eksempel: De hydrauliske ledningsevner kan variere med minimum en faktor 100 indenfor samme jordtype Nedsivning medfører umiddelbart øget magasinering og forsinkelse Hvornår opstår der ligevægt og hvad medfører det? Hvor stor en andel infiltrerer vs. afdræner til kloak/recipient Afhænger af skala nedsivning opstrøms kan afdræne nedstrøms Dynamisk nedsivning forskubber ligevægten i vandbalancen
Vandkvalitet 21
Rapporter og notater der har belyst problemstillingen de seneste år 22
Dagens Danmark 43.000.000 hektar totalt 26.000.000 hektar under plov (60 % af areal), udvaskning af N,P samt?. Ca. 50.000 hektar tage (1,2 % af arealet) (DS) Ca. 74.000 km veje (Vejdirektoratet) Skønnet samlet vejareal mm. 100.000 hektar (2,3 % af det samlede areal) Der nedsives i dag på et ukendt areal med ukloakerede veje, et skøn kan være 10-20 % primært i landzonen (men inkluderende veje med høj trafikbelastning) 23
Hvad er der analyseret for i overfladevand Benzen, toluen, ethylbenzen, xylen, total kulbrinter, total olie, naphthalen, acenapthen, phenantren, pyren, benz(a)pyren, aluminium, bly, cadmium, chrom, kobber, nikkel, zink, jern, SS, BOD, COD, tot-n, Tot-P, chlorid, ammonium, nitrat, coli-bakterier, vira, klorofyl-a, TCE, PCE, DEHP, DOP, DEP, DBP, nonylphenol, chlorbenzener, lindan, atrazin, 2,4 D, HCB, isoproturon, dichlobenil, mechlorprop, MCPA, simazin, terbutylazin, Phenol, fedtsyrer, aldehyder, chlorphenoler, 1,1,1-TCA, PCB (7 congenerer), dioxiner, dibenzofuraner, microtox, algetest, dafnietest mm. Suspenderet stof Metaller PAH Næringssalte og iltforbrug Oliestoffer Bakterier og Vira Plastblødgørere Detergenter Opløsningsmidler Pesticider (fungicider mfl.) PCBer Dioxiner/Furaner 24
Antal prøver Stor variabilitet i data 10000 Fordeling af koncentrationer 1000 100 Serie1 10 1 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Koncentration af SS 25
Antal prøver Stor variabilitet i data illustration af 90 % fraktil 10000 Median er 33 90 % Fraktil er 252 Fordeling af koncentrationer 1000 100 Hyppighed Median 90 % fraktil 10 1 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Koncentration af parameter x 26
Binding til jord/sediment Risikoscreening DTU model trin 1 Potentielle stoffer Aerob nedbrydelighed Lav Mellem Høj Lav Mellem Høj Binding (l/kg) Aerob nedbrydelighed Stoffer går videre til vurdering for risiko for forurening af ressourcen : Kan udgøre en potentiel grundvandsrisiko / bør undersøges nærmere : Udgør ikke en en potentiel grundvandsrisiko Lav Mellem Høj 1. K d < 100 1. 100 K d < 1000 1. K d 1000 2. K oc < 500 2. 500 K oc < 5000 2. K oc 5000 3. Log K ow < 3 3. 3 Log K ow < 4 3. Log K ow 4 1. Svært nedbrydelig/persistent 1. Potentielt nedbrydelig 1. Let nedbrydelig 2. t ½ 180 d. 2. 60 d. t ½ < 180 d. 2. t ½ < 60 d. Anaerob nedbrydelighed t ½ 180 d. 60 d. t ½ < 180 d. 2. t ½ < 60 d. 27
Anaerob nedbrydelighed Risikoscreening DTU model trin 2 Potentielle stoffer, der kan udgøre en risiko for lokal forurening Aerob nedbrydelighed Lav Mellem Høj Lav Mellem Høj Binding (l/kg) Aerob nedbrydelighed : Kan udgøre en potentiel grundvandsrisiko / bør undersøges nærmere : Udgør ikke en en potentiel grundvandsrisiko Lav Mellem Høj 1. K d < 100 1. 100 K d < 1000 1. K d 1000 2. K oc < 500 2. 500 K oc < 5000 2. K oc 5000 3. Log K ow < 3 3. 3 Log K ow < 4 3. Log K ow 4 1. Svært nedbrydelig/persistent 1. Potentielt nedbrydelig 1. Let nedbrydelig 2. t ½ 180 d. 2. 60 d. t ½ < 180 d. 2. t ½ < 60 d. Anaerob nedbrydelighed t ½ 180 d. 60 d. t ½ < 180 d. 2. t ½ < 60 d. 28
Hvilke stoffer falder ud som problematiske på DTU-modellen efter det vi har set på Vand i sig selv På grænsen: Mellem klasse PAH (Pyren, Phenantren, mv.). Metaller (men de sorberes og tilbageholdes kraftigt og hænger i stedet i jorden). Chlorid Colibakterier (ved vi så fra anden side dør pga. opholdstiden, lav temperatur og lavt organisk indhold) = ikke et problem. 29
Vandkvalitet & rensning Nedsivning 30
Ved Renden (Søborghusrenden) 31
Ved Renden (Søborghusrenden) 32
Marielyst 33
Kildeparken 34
Analyseprogram Parameter Metode Detektionsgrænse Del af tilladelse Suspenderede stoffer DS/EN 872 0,5 mg/l Ja Bundfald efter 2 timer DS233:2007 0,1 ml/l Ja ph DS 287 Ja Konduktivitet DS/EN 27888 0,5 ms/m Ja Chlorid, filtreret SM 17 udg. 4500 1,0 mg/l BTEX og olie Benzen I-11423-2 GC/MS 0,04 μg/l Toluen I-11423-2 GC/MS 0,04 μg/l Ethylbenzen I-11423-2 GC/MS 0,020 μg/l o-xylen I-11423-2 GC/MS 0,020 μg/l m+p-xylen I-11423-2 GC/MS 0,020 μg/l Naphthalen I-11423-2 GC/MS 0,020 μg/l Benzen-C10 I9377-2m GC/FID 2,0 μg/l C10-C25 I9377-2m GC/FID 8,0 μg/l C25-C35 I9377-2m GC/FID 10 μg/l Sum (Benzen-C35) I9377-2m GC/FID 2,0 μg/l Ja 16 PAH er Naphthalen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Acenaphthylen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Acenaphten MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Fluoren MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Phenanthren MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Anthracen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Fluoranthen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Pyren MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Benc(a)anthracen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Chrysen/triphenylen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Benzfluoranthener (b+j+k) MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Benzo(a)pyren MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Indeno(1,2,3-cd)pyren MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Dibenz(ah)anthracen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Benzo(ghi)perylen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Benzo(ghi)perylen MK0250 GC/MS 0,010 μg/l Ja Metaller Bly (felt filt) ISO17294m-ICPMS 0,5 μg/l Ja Chrom (felt filt) ISO17294m-ICPMS 0,5 μg/l Ja Kobber (felt filt) ISO17294m-ICPMS 1 μg/l Ja Nikkel (felt filt) ISO17294m-ICPMS 1 μg/l Ja Zink (felt filt) ISO17294m-ICPMS 5 μg/l Ja Cadmium (felt filt) ISO17294m-ICPMS 0,05 µg/l 35
Analyseprogram (fortsat) Alm. spildevandsparametre Total-N DS/EN/ISO 11905-1 0,05 mg/l Ja Total-P DS/EN/ISO 6878 0,005 mg/l Ja Ammoniak+Ammonium-N SM 17 udg. 4500 0,0050 mg/l Ja filtreret Nitrat-N filtreret SM 17 udg. 4500 0,50 mg/l Sulftat, filtreret SM 17 udg. 4500 0,5 mg/l Ja COD, kemisk iltforbrug ISO 15705 5 mg/l Ja BiI5, biokemisk iltforbrug DS/EN 1899-1 0,5 mg/l Ja Phthalater (blødgørere) Di-n-butylphthalat (DBP) MK0250 GC/MS 0,5 μg/l Butylbenzylphthalat (BBP) MK0250 GC/MS 0,1 μg/l Nonylphenol og ethoxylater Nonylphenoler MK0250 GC/MS 0,05 μg/l Ja Nonylphenolmonoethoxylat MK0250 GC/MS 0,05 μg/l er Nonylphenoldiethoxylater MK0250 GC/MS 0,1 μg/l Flygtige syrer Myresyre (formiat) Ionkromatografi 0,4 mg/l Eddikesyre (acetat) Ionkromatografi 0,4 mg/l Propionsyre (propionat) Ionkromatografi 0,4 mg/l Diethylhexylphthalat (DEHP) MK0250 GC/MS 0,1 μg/l Di-(2-ethylhexyl)adipat MK0250 GC/MS 0,1 μg/l Di-n-octylphthalat (DOP) MK0250 GC/MS 0,1 μg/l Diethylphthalat (DEP) MK0250 GC/MS 0,2 μg/l Diisononylphthalat Isomerbl MK0250 GC/MS 0,30 μg/l Kildeparken: NSO forbindelser herudover 36
Jordprøver - filtermuld Parameter Mg/kg TS Ved Renden Indhold Ren jord Cl 30-630 10-30 Total N 650-1900 Ca. 500 Total P 350-1000 200-400 Zn 40-80 20-50 Ni 5-10 3-10 Pb 10-20 10-15 C6-C35* <5-110 <5 Sum PAH* 0,2-0,6 DEHP <0,01-0,9 <0,01 Parameter Mg/kg TS Marielyst Indhold Ren jord Cl 20-700 10-30 Total N 1300-1800 Ca. 500 Total P 700 200-400 Zn 50-70 20-50 Ni 5-10 3-10 Pb 15-25 10-15 C6-C35* 25-65 <5 Sum PAH* 0,2-0,6 DEHP <0,01-0,1 <0,01 * Kan være påvirket af naturlige organiske stoffer 37
01-02-2014 01-03-2014 01-04-2014 01-05-2014 01-06-2014 01-07-2014 01-08-2014 01-09-2014 01-10-2014 01-11-2014 01-12-2014 01-01-2015 01-02-2015 01-03-2015 01-04-2015 01-05-2015 01-06-2015 01-07-2015 01-08-2015 01-09-2015 01-10-2015 01-11-2015 01-12-2015 01-01- 01-02- 01-03- 01-04- 01-05- 01-06- 01-07- 01-08- 01-09- Månedsnedbør (mm) Porevolumener gennemskyllet Hydraulisk belastning Ved renden: 6,3 m² vej/m² filter Marielyst: 9,5 m² vej/m² filter Kildeparken: Ca. 1 m² vej/m² filter Nedbør i driftsperioden og gennemskyllede porevolumener 300 80.00 250 70.00 60.00 200 50.00 150 100 40.00 30.00 Månedsnedbør Kildeparken Ved Renden Marielyst 20.00 50 10.00 0 0.00 38
Ved Renden: Vand Rent vand < 50 mg/l Rent vand < 0,05 mg/l 39
Ved Renden: Vand MKK(F) (enkeltstoffer) = 0.002-4 ug/l MKK (S) (enkeltstoffer) = 0.002-0,4 ug/l MKK(F) (enkeltstoffer) = 10-20 ug/l MKK (S) (enkeltstoffer) = 1-2 ug/l 40
Ved Renden: Vand MKK(F) = 1,3 ug/l MKK (S) = 1,3 ug/l MKK(F) = 0,3 ug/l MKK (S) = 0,3 ug/l 41
Ved Renden: Vand MKK(F) = 3,1-7,8 ug/l MKK (S) = 7,8 ug/l 42
Kildeparken (prøvetaget april og juni) Parameter Indløb I brønde Sand 2 GV krav Chlorid (mg/l) 10-320 170-3300 410 250 Total P (mg/l) <0,003-0,16 0,04-0,46 0,53 - PAH (μg/l) <0,01-0,07 <0,01-0,06 <0,01 0,1 Olie (μg/l) <5-70 <5-100 <5 9 DEHP (μg/l) <0,1 <0,1 <0,1 1 Nonylphenoler (μg/l) < 1,0 < 1,0 < 1,0 20 Zink (μg/l) 10-15 3-30 3 100 Pyridin (μg/l) <0,2-0,6 <0,2-0,35 <0,2 - Indol (μg/l) <0,2-1,2 <0,2-0,6 <0,2-43
Konklusion Rensning i jordbede Ved Renden har nu haft ca. 75 PV igennem bedet. Svarer til gennembrud af naphthalen. Rimelig effektivt overfor de organiske komponenter, foreløbige rensegrader 80-95 %, lavest for nonylphenol. Mange stoffer vil dog ikke have gennembrud endnu. Ingen problemer i forhold til GV kriterier, muligvis undtagen for chlorid (svært at se i data). Udfordringer med næringsstoftilsætning til filtermuld ved udledning til recipient (højt P indhold) og muligvis Zn. Permeabel asfalt ser ikke ud til at afgive NSO forbindelser af betydning. 44
Konklusioner - overordnede Hav tjek på vandet på alle skalaer og husk hvis området før var vådt, så bliver det vådt igen. Tænk i kombinationer det behøver ikke være 100 % nedsivning. Hvis man vil nedsive i tæt bebyggede områder, så undgå saltning. Nedsivningsområderne bliver forurenet i overfladejorden. I min optik er de miljøfremmede stoffer ikke et specielt stort problem ifbm. nedsivning, hvis man tænker sig om. Vand og chlorid er de primære udfordringer ifbm. nedsivning 45
Danmark forsumper Danmark forsumper 46