Stofkoncentrationer i regnbetingede udledninger fra fællessystemer

1. Indledning

1.1 Hidtidig bearbejdning
1.2 Paradigme for denne undersøgelse

Som led i Vandmiljøplanens generelle overvågningsprogram beregnes hvert år for alle regnvandsbetingede udløb de årlige udledninger af vand, organisk stof, kvælstof og fosfor, både for det specifikke år og for et normalår. Det drejer sig om mere end 4000 overløbsbygværker i fælleskloakerede oplande samt et tilsvarende stort antal udløb fra separatsystemer. Disse beregninger gennemføres af amterne og indberettes til Miljøstyrelsen.

Beregningerne gennemføres på basis af en specielt udarbejdet vejledning (Miljøstyrelsen, 1990b). Denne vejledning indeholder anvisninger for, hvorledes beregningerne kan gennemføres, og hvorledes man kan foretage en supplerende bestemmelse af de grundlæggende data ved gennemførelse af et intensivt måleprogram. Vandmiljøplanens intensive måleprogram er nu gennemført og rapporteret for de fælleskloakerede oplande (Miljøstyrelsen, 1997b).

Der er i dag voksende erkendelse af, at den årlige udledning af organisk stof, kvælstof og fosfor ikke repræsenterer alle de mulige recipienteffekter, der har interesse i forbindelse med overløb fra fællessystemer. For eksempel kan der sås tvivl om relevansen af at opgøre COD på årsbasis, idet udledt organisk stof giver anledning til iltforbrug i vandløb og dermed en potentielt akut forureningseffekt. COD er desuden et udtryk for den samlede mængde organisk stof, der imidlertid kan have meget forskellig bionedbrydelighed afhængigt af oprindelsen. Fremtidige koncepter for modellering af forureningsbelastning og recipienteffekter må nødvendigvis koncentrere sig om mere detaljerede indikatorparametre, men det ligger udenfor rammerne af dette projekt at gå nærmere ind i dette. Nærværende projektrapport koncentrerer sig om de etablerede indikatorparametre som beskrevet ovenfor.

1.1 Hidtidig bearbejdning

Den foreløbige bearbejdning af data fra dette måleprogram har for en række parametre vist rimelig overenstemmelse med det hidtigt anvendte grundlag. Dog er der indikationer for, at stofkoncentrationerne for fælleskloakerede oplande generelt ligger på et højere niveau end de hidtidigt anvendte typetal; specielt for organisk stof er der tale om væsentlige forskelle (Miljøstyreslen, 1997b). Endvidere indikerer de nye data, at der i nogle oplande er tale om kraftige variationer i stofkoncentrationer under og mellem hændelser. Disse variationer kan muligvis forklares ved forskelle i oplandenes hældning og generelle vedligeholdelsestilstand samt ved parametre relateret til regnafstrømningen, såsom maksimal regnintensitet, afstrømmet volumen, tid siden sidste hændelse mv.

Der er derfor behov for en fornyet bearbejdning, der opsamler viden fra både de oprindelige og de nye oplande, og ser resultaterne i lyset af undersøgelser, der er gennemført i udlandet.

1.2 Paradigme for denne undersøgelse

I nogle undersøgelser opstilles modeller for enkelte oplande og enkelte regnhændelser, der detaljeret og med brug af mange parametre beskriver variationen i stofafstrømning fra enkelte hændelser. Det er ikke formålet med denne undersøgelse at fastlægge den eller de modelbeskrivelser, der giver den bedste beskrivelse af observerede variationer. I stedet fokuseres der på processer og fænomener, der kan påvises ved statistisk analyse af datamaterialet. På denne måde kan der arbejdes hen imod fremtidige modeller og beregningsmetoder til rutinemæssig brug ved beregning af årsafstrømning, svarende til det informationsgrundlag, der findes i måledata.

Projektets indhold

Nærværende undersøgelse omfatter tre komponenter:

• Dataindsamling og -bearbejdning, hvor alle data bearbejdes på standardiseret vis som anvist i (Miljøstyrelsen, 1990a) samt med moderne statistiske metoder for at afdække eventuelle sammenhænge i data.
• Videnindsamling og -systematisering, hvor der ved et systematisk litteraturstudie indsamles data fra nyere udenlandske undersøgelser.
• Perspektivering, hvor der på basis af de gennemførte undersøgelser foreslås koncepter for fremtidige beregningsmetoder og måleprogrammer.

Tolkning af variationer

Der opstilles i rapporten en ramme for tolkningen af variationer af stofindhold i afstrømningshændelser. Det væsentligste element er at finde variationsområder for hændelsesmiddelkoncentrationer (HMK) og stationsmiddelkoncentrationer (SMK) i overvand, baseret dels på litteraturstudiet og dels på den gennemførte databearbejdning. Desuden søges dette variationsområde forklaret via en række uafhængige variable, der efterfølgende benyttes til at perspektivere mulighederne for at opstille nye og bedre beregningsmetoder.

Variationen i koncentration for en given stoftype vil blive opdelt efter variationer mellem oplande (variation af stationsmiddelkoncentrationer), variationer mellem og under regnhændelser (variation af hændelsesmiddelkoncentrationer) og tilfældige variationer.

Variationer mellem oplande og mellem hændelser

Variationer mellem oplande tilskrives egenskaber ved oplandet såsom topografi, hældning af rørsystem, arealudnyttelse, indbyggertal mv. Variationer mellem regnhændelser tilskrives egenskaber ved den forudgående tørvejrsperiode, og variationer under hændelsen tilskrives egenskaber ved afstrømningen såsom maksimal vandføring, totalt volumen mv. Den tilfældige variation er den variation, som ukendte processer og en usikker eller fejlagtig model medfører.

Undersøgelsen rapporteres i nærværende hovedrapport samt i tre bilag, der uddyber hhv. litteraturstudiet og bearbejdningen af danske data samt giver en summarisk oversigt over de danske data.