| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Tilbageholdelse af sedimenterbart stof og miljøfremmede stoffer i regnvandsbassiner i afløbssystemer

3 Beregningsmetode

Det ovenstående kapitel viste indholdet af både partikler og tungmetaller samt PAH der er indeholdt i det spildevand/regnvand der løber til et givet bassin under en regnhændelse. Som indikeret sker der en sedimentation og derved tilbageholdelse af partiklerne og der er i den forbindelse udviklet et edb-program som kan simulere dette. Edb-programmet er udviklet således at det kan regne alt fra beskrivelsen af hydrologien på oplandet til sedimentationen i bassinet. Programmet anvender historiske danske regnserier.
Nedenstående afsnit beskriver beregningsmetoden til edb-beregningen af tilbageholdelsen i et bassin.

3.1 Flow diagram

Nedenstående figur viser flowdiagrammet for opstillingen af metode til beregning af tilbageholdelsen af partikler i et bassin.

Figur 3.1
Flowdiagram for beregningen af tilbageholdelsen af partikler i et bassin.

3.1.1 Regnserier

For at kunne vurdere tilbageholdelsen af partikler i et bassin er det nødvendigt at anvende lokale historiske regnserier da kasseregn ikke kan anvendes i denne sammenhæng.
I Danmark sker der en registrering af nedbørsdata i forbindelse med Spildevandskomiteens regnmålere.

3.1.2 Sedimentationskurver

Der er taget udgangspunkt i gennemsnittet af 101 kurver. Som der ses på figur 2.2 er der nogen variation i sedimentationshastigheden på de forskellige kurver. En dybere gennemgang og sammenligning af sedimentationskurver kunne evt. frembringe en sammenhæng mellem nedbør, mellemliggende tørvejrsperiode og afstrømningen i kloaksystemet.

3.2 Sedimentationsmodel

Til beskrivelsen af tilbageholdelsen af partikler i bassinet er Hazen formel anvendt. Hazens formel angiver den nødvendige opholdstid T, for et givet bassin til at tilbageholde en partikel med sedimentationshastigheden W_s:

Hvor

T er opholdstiden [s]
h er højden af bassinet [m]
W_s er sedimentationshastigheden [m/s]
α er en empirisk konstant afhængig af turbulens samt design af bassin. Intervallet for α er 0,2-0,6. I dette regneeksempel er anvendt 0,3.

Da hydraulikken i bassinet er kendt kan der til hvert et tidsskridt regnes den aktuelle opholdstid udfra følgende relation:

hvor

V_bassin er bassin volumenet [m³]
Q_indløb er indløbsvandføringen til bassinet [m³/s]

Ved at sammenholde de 2 ovenstående ligninger fremkommer følgende sammenhæng:

Det betyder at hvis der til et tidsskridt udregnes en kritisk sedimentationshastighed for overløbsvandet på 1 cm/s, vil det betyde, at alle partikler med en sedimentationhastigedhed større end denne tilbageholdes i bassinet.

Dette er vist på figur 3.2 hvor den anvendte funktion til beskrivelsen af tilbageholdelsen af organisk stof er vist sammenholdt med den reelle funktion, som alternativt kan anvendes, hvis denne er kendt for bassinet.

Figur 3.2
Forskellen mellem reel og anvendt tilbageholdelsesfunktion..

Effektiviteten er defineret i nedenstående afsnit mens den relative sedimentationshastighed er forholdet mellem partikel sedimentationshastigheden og overfladebelastningen.

hvor

W_s^‘ er den relative sedimentationshastighed [-]
W_s er sedimentationshastighed [cm/s]
s er overfladebelastningen [cm/s]

hvor

Q_indløb er indløbsvandføringen [m³/s]
A er overfladearealet for bassinet [m²]

Alternativt til denne simple formel kunne anvendes andre empiriske formler som (se f.eks. Cock et al, 1998) eller en fuld dynamisk tre dimensional beskrivelse af strømningen og partikelsedimentationen i bassinet (Miljøstyrelsen, 2001 og Neerup-Jensen, O. et al, 1999).

3.3 Tilbageholdelse

Tilbageholden i overløbsvandet fra bassinet udregnes efter følgende forhold:

Hvor

er summen af alle partikler [kg TSS/m³]
er summen af tilbageholdelsen i bassinet [kg TSS/m³]
Qover   er overløbsvandmængden [m³]

Dvs. at der for alle partikelfraktion udregnes hvor mange kilo partikler der tilbageholdes i bassinet og det sammenlignes med tilfældet hvis der ikke blev regnet på tilbageholdelsen.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |