Kvantificering af sandsynligheder for fejl i regnvandsanlæg og gråvandsanlæg8 Eksponering8.1 Teoretiske overvejelser for modelberegninger8.2 Symboler 8.3 Eksponering 8.4 Risikoberegning for fejl i anlæg (uden at trykket går af nettet) 8.4.1 Udbredelse 8.4.2 Risiko 8.4.3 Danmarks scenarium 8.5 Risikoberegning for trykket går af nettet og fejl i anlæg 8.6 Beskrivelse af udvalgt vandforsyning 8.7 Beskrivelse af de forskellige modelscenarier 8.7.1 Tryk går af det offentlige vandforsyningsnet 8.7.2 Tryk i lokalt genbrugssystem større end tryk i det offentlige vandforsyningsnet 8.8 EPANET2 8.9 Beregninger 8.9.1 Tryk i lokalt genbrugssystem større end i det offentlige vandforsyningsnet 8.9.2 Tryk går af det offentlige vandforsyningsnet. 8.10 Diskussion af modelberegninger I det følgende beskrives nogle teoretiske overvejelser, der er gjort angående modelberegningerne. Derefter beskrives hvilken vandforsyning, der er er udvalgt til modelberegninger, og til sidst præsenteres resultaterne som derefter diskuteres. 8.1 Teoretiske overvejelser for modelberegningerTeoretiske overvejelser i forbindelse med modelberegningerne I dette underafsnit beskrives, hvilke teoretiske overvejelser, der er foretaget i forbindelse med modelberegninger af hændelserne: trykket går af den offentlige vandforsyning eller tryk i det lokale genbrugssystem er større end i den offentlige vandforsyning samtidig med, at en af de uønskede hændelser (regnvand eller spildevand i den offentlige vandforsyning) indtræder i et regnvandsanlæg. Som defineret i afsnit 2 om risikoterminologi og metode er risiko defineret som produktet af sikkerhedsniveauet og konsekvensen, svarende til hyppigheden gange antallet af eksponerede personer. Sikkerhedsniveauet er hyppigheden for fejl i anlæg og er blevet behandlet i detaljer i de forudgående afsnit. Sikkerhedsniveauet er altid udtrykt som fejl i et anlæg per tidsenhed. Den konsekvens som en fejl medfører kan afgrænses på mange forskellige måder. I denne undersøgelse er konsekvensen et mål for omfanget af påvirkede personer på grundlag af en enkelt fejl - udtrykt i antal personer, der får urent vand i drikkevandsforsyning. 8.2 SymbolerSymboler benyttet ved den teoretiske gennemgang Følgende symboler er benyttet ved den teoretiske gennemgang nedenfor. a areal (for et enkelt forsyningsområde) A areal (for flere forsyningsområder samlet) n antal (for et enkelt forsyningsområde) N antal (for flere forsyningsområder samlet) tæthed (dvs. per areal enhed) y brøkdel (eller procent angivelse) f hyppighed (antal per år) r risiko (for et enkelt forsyningsområde) R risiko (for flere forsyningsområder samlet) 8.3 EksponeringFejl i regnvandsanlæg Et regnvandsanlæg placeres i et distributionsnet. Der betragtes en enkelt ledningsstrækning, hvorpå der sker en fejl i et regnvandsanlæg. Regnvand føres ud af anlægget og ind i forsyningsledningen med en vandføring på q [m3/s], som afhænger af trykforskellen mellem forsyningsnettet og regnvandsanlægget samt dimensionerne af kobling mellem de to systemer. Antages det, at der ikke sker store ændringer i trykforholdene under et udslip vil denne vandføring være konstant, indtil der ikke er mere regnvand i regnvandsbeholderen. Længden af udslips perioden Udslipsperioden kan udtrykkes som:
Figur 8.1: Forureningsprop Som illustreret i figur 8.1 vil proppen af forurenet vand bevæge sig hen mod neutralpunktet. Ethvert punkt på ledningen mellem fejlen og neutralpunktet vil blive berørt af forureningen. Perioden for påvirkningen vil afhænge af proppens længde og den aktuelle lokale vandhastighed. Ved denne forenklede betragtning vil proppens længde umiddelbart efter udslippet kunne beregnes til:
8.4 Risikoberegning for fejl i anlæg (uden at trykket går af nettet)8.4.1 UdbredelseRegnvandet spredes i forsyningsnettet fra fejlpunktet hen mod neutrallinien. Ethvert punkt der strømningsmæssigt ligger mellem fejlpunktet og neutrallinien vil i en periode få regnvand i vandforsyningen. Da fejlpunktet kan optræde et tilfældigt sted i systemet, vil det påvirkede areal, apåvirket, også variere meget. Det påvirkede areal skønnes i middel til at være lig med halvdelen af arealet på den pågældende side af neutrallinien.
Figur 8.2: Antal personer, som er berørt, npåvirket, af en fejl i et tilfældigt anlæg, kan derfor skønnes til:
Hvor befolkningstætheden, Pperson , er en parameter, som beskriver antal personer pr. arealenhed. 8.4.2 RisikoI det følgende vurderes risikoen i forhold til samfundet som en helhed, den enkelte person og risikoens relation til forsyningsområdets størrelse. Risikoen for samfundet Eksemplet der her gennemgås er opstillet i tabel form i tabel 8.1. I tabellen fremlægges eksemplet med en forholdsvis lav fejlhyppighed. I tabellen vises yderliggere risikoen for en fejlhændelser med en høj hyppighed. I hele dette afsnit benyttes ”fejl” til at beskrive situationen, at der føres urent vand fra et anlæg ud i den offentlige vandforsyning. Betragtes et forsyningsområde på 5000 personer med et enkelt tilfældigt placeret regnvandsanlæg, som fejler 1 x 10-7 gang per år. Da ca. halvdelen af området eksponeres i middel ved en fejl fås risikoen til:
Det vil sige, at risikoen for forsyningsområdet som helhed ved dette ene anlæg er 0.00025 eksponeret personer per år. Hvilket svarer til at en person i gennemsnit over mange år bliver udsat for urent vand i drikkevandsforsyningen hvert 4000 år. Betragtes det samme område som ovenfor men nu med 100 regnvandsanlæg der hver især har et sikkerhedsniveau på 1 x 10-7 fejl per år fås risikoen til:
Eksponeringen er den samme, altså 2500 personer/fejl, men hyppigheden for fejlen er større svarende til antallet af anlæg. Hvilket svarer til, at en person i gennemsnit over mange år bliver udsat for urent vand i drikkevandsforsyningen hvert 40 år. Er der tale om 1000 sådanne forsyningsområder med 100 anlæg hver fås en samlet eksponering til:
For de 1000 forsyningsområder med en samlet befolkning på 5 millioner (5000 personer x 1000 områder) er risikoen på 25 eksponeret personer per år svarende til en eksponeret person hver 15. dag. Dette fremkommer ved, at der i gennemsnit en gang hver 100 år vil ske en eksponering af 2500 personer et eller andet sted i de omtalte områder. Risikoen for den enkelte borger
I snit vil den enkelte borger altså opleve urent vand i drikkevandsforsyningen en gang hvert 200000 år. Ud fra denne risiko kan sandsynlighed for, at man i sit ca. 80 år lange liv oplever urent vand i forsyningsnettet beregnes til 0.0004. Eksemplet ovenfor er altså svarende til fejlen med forholdsvis lav hyppighed. I tabel 8.2 ses hvordan fejlen med den høje hyppighed fører til en risiko for den enkelte borger på 0.25 eksponeringer / år. Den enkelte borger vil så kunne forvente at blive udsat for regnvand i den offentlige vandforsyning i gennemsnit en gang hvert 4 år. Forsyningsområdernes størrelses betydning for risikoen Betragtes igen et enkelt forsyningsområde med et enkelt regnvandsanlæg kan risikoen udtrykkes som: r1 = npåvirket · fF = Pperson · ypåvirket · a*tot · fF Er der nanlæg i forsyningsområdet bliver risikoen tilsvarende større: rn = Pperson · ypåvirket · a*tot · fF · nanlæg Ved indsættelse af omregningsudtryk kan denne risiko skrives på flere forskellige former. rn = Pperson · ypåvirket · Panlæg · a*tot2 · fF da nanlæg = Panlæg · a*tot rn = yap · Pperson2 · ypåvirket · a*tot2 · fF da Panlæg = yap · Pperson rn = yap · ypåvirket · nperson2 · fF da Pperson = nperson / a*tot For et givet antal regnvandsanlæg per person, Yap , stiger den samlede risiko for forsyningsområdet proportionalt med områdets størrelse (udtryk i antal personer, nperson ) opløftet i anden potens. For store forsyningsområder vil risikoen for urent vand i vandforsyningen være meget større end for mindre områder. Dette forhold er illustreret i figur 8.3, hvor der på den vertikale akse er vist risikoen (udtrykt i 1 eksponeret person per X år), og der på den horisontale akse er vist forsyningsområdets størrelse (udtrykt i personer). Betragt eksemplet som er fremhævet ved de røde pile i figur 8.3. Forsyningsoplandet antages at være på 5000 personer, og det antages, at der er 1 regnvandsanlæg per 50 personer i området. Regnvandsanlæggene antages at fejle 1 x 10-7 gange per år. Ud fra denne teoretiske betragtning bliver risikoen for forsyningsområdets befolkning 1 eksponeret person per 40 år. Er forsyningsområdet derimod kun på 1000 personer reduceres risikoen drastisk til kun på 1 eksponeret person per 1000 år. Betragtes nu en tilsvarende situation med den højere, men mere usikre (se tidligere afsnit) fejlhyppighed for fejl i regnvandsanlæggene på 1 x 10-3 gange per år fås den teoretiske sammenhæng, som vist i figur 8.4. Af eksemplet, fremhævet ved de røde pile, ses det, at risikoen for et pumpeområde med 5000 personer og 1 regnvandsanlæg per 50 personer nu er på 1 eksponeret person per 0.004 år (dvs. ca. 1 eksponeret person per 1½ dag).
Betragtes nu risikoen for flere forsyningsområder samlet fås følgende udtryk: R = Nområder · rn hvor Nområder er antallet af forsyningsområder for hvilket risikoen er udtrykt ved . R = Nområder · yap · ypåvirket · n2person · fF hvor nperson er antallet personer i hvert enkelt forsyningsområde. Dette kan omskrives til Betragtes for eksempel hele landet som et stort område (med et givet befolkningstal og et givet antal regnvandsanlæg) bestående af et antal mindre forsyningsområder ses det, at risikoen for landet som helhed er omvendt proportionalt med antallet af forsyningsområder. Betragt for eksempel følgende to tilfælde:
I begge tilfælde er der i alt 5 millioner personer og i begge tilfælde er der i alt 100000 regnvandsanlæg. Udregnes risikoen for hvert tilfælde ved at benytte udtrykket ovenfor fås:
Eksemplet ovenfor er gengivet og udvidet i tabel 8.2. Eksempel til illustration af hvordan delområdernes størrelse, antal anlæg i hvert delområde og antal betragtede områder påvirker risikoen. Udfra ovenstående fremgår det, at forsyningsområdernes størrelse har stor betydning for risikoen. Det forholder sig sådan, at for samme anlægstæthed øges risikoen for landet som helhed omvendt proportionalt med antallet af forsyningsområder. I denne teoretiske betragtning er det antaget, at alle forsyningsområder har samme størrelse. Dette er naturligvis ikke tilfældet i praksis og risikoen vil da også forventes at være større i store forsyningsområder og mindre i de mindre forsyningsområder. 8.4.3 Danmarks scenariumFor at give et estimat for hele Danmark er der nødvendigt at foretage nogle skøn for blandt andet antal regnvandsanlæg i hvert forsyningsområde, størrelsen af forsyningsområderne (antal personer) m.v.. Disse skøn er foretaget i samråd med Danske Vandværkers Forening og er baseret på statistikker for vandforsyningen. I tabel 8.3 er der vist tre forskellige Danmarks scenarier, hvor antal personer per forsyningsområde er angivet som en middelstørrelse udregnet fra Vandstatistikken 1999. Det skal bemærkes, at denne størrelse har en meget stor usikkerhed. Antallet af regnvandsanlæg i hele Danmark varierer fra 500 til 5000 anlæg for at vurdere betydningen af antallet af anlæg. Det fremgår af tabel 8.3, at antal eksponeringer per år i samfundet varierer meget afhængig af hvilken fejlhyppighed, der tages udgangspunkt i. Variationsintervallet går mellem 0.04 eksponeringer per år til 3904 eksponeringer per år. Antal af anlæg spiller ligeledes en rolle på antallet af eksponeringer per år, dog ikke ligeså meget som fejlhyppigheden. Dette hænger dog direkte sammen med, at antallet af anlæg varierer fra 500 til 5000 anlæg, altså med en faktor 10, mens fejlhyppigheden varierer fra 10-7 til 10-3, altså med en faktor 1000. Den lave fejlhyppighed er gældende for anlæg, der stort set overholder anvisning 003 fra Rørcentret, mens den høje fejlhyppighed er for anlæg, hvor der er foretaget grove kortslutningsfejl mellem det ordinære vandværksvand og genbrugsvandet. Tidligere i rapporten er det angivet, at der ved 6 % af alle anlæg var registreret kortslutningsfejl, dog ikke alle af den grove art. For at give et mere korrekt billede af risikoen for samfundet, er det valgt at foretage en vægtning af scenariet med lav fejlhyppighed og scenariet med høj fejlhyppighed. Vægtningen er anslået til 0.94 for lav fejlhyppighed og 0.06 for høj fejlhyppighed (fordelingen er anslået udfra antallet af anlæg med kortslutningsfejl). Ovenstående vægtning medfører, at risikoen for samfundet udtrykt i antal eksponeringer per år, når der tages udgangspunkt i, at der forefindes 5000 anlæg i Danmark i alt, kan udregnes til følgende: Risiko for samfundet = = 0.94 * 0.39 + 0.06 * 3904 = 235 eksponeringer/år Det fremgår, at anlæggene, der er indregnet med den lave fejlhyppighed, ikke spiller en rolle i det store perspektiv. Det er kun den andel af anlæg med høj fejlhyppighed, der har betydning for resultatet. Det vil sige, at med 5000 anlæg i Danmark, hvor der i 6 % af anlæggene er kortslutningsfejl, vil der ske 235 eksponeringer per år. Foretages den samme beregning, hvor høj fejlhyppighed udskiftes med skønnet fejlhyppighed, bliver resultatet små 4 eksponeringer per år i stedet for de 235 eksponeringer per år. Det realistiske billede for hele Danmark med 5000 regnvandsanlæg er nok et sted mellem 5 eksponeringer per år og 300 eksponeringer per år. Det er vigtigt at huske, at der er en stor usikkerhed i forbindelse med angivelse af denne risiko. 8.5 Risikoberegning for trykket går af nettet og fejl i anlægI tilfældet, hvor trykket går af vandforsyningsnettet samtidig med, at der er etableret og aktiveret en fejlforbindelse i et regnvandsanlæg, sker der kun en forurening af vandforsyningen med regnvand, såfremt det fejlbehæftede regnvandsanlæg ligger indenfor den zone af systemet, hvor trykhøjden i vandforsyningsnettet falder under terrænkoten eller regnvandstankens placering i højden. Dette er illustreret i figur 8.5 nedenfor.
Størrelsen på dette areal afhænger primært af bruddets størrelse, størrelsen på den ledning, hvori bruddet sker, og hvor kuperet et terræn, der er tale om. Hvis det fejlbehæftede anlæg ligger lavere end bruddet, vil der ikke komme regnvand ud i forsyningsnettet. Hvis anlægget ligger højere end bruddet vil regnvand fra regnvandstanken blive suget ud i vandforsyningsnettet, såfremt tryktabet i ledningsnettet mellem de to punkter er mindre end højdeforskellen mellem regnvandstanken og koten for bruddet. Generelt set vil der være tale om meget mindre udbredelser ved denne type hændelser end ved de tidligere omtalte tilfælde, hvor der pumpes regnvand ud i forsyningsnettet. Det er ved denne type fejl meget vanskeligt at opstille nogle overordnede teoretiske betragtninger, da der her er mange flere faktorer, som spiller ind. Til gengæld bliver hyppigheden for fejl ved ledningsbrud flere størrelsesordener mindre end det ovenfor omtalte tilfælde, hvor regnvandssystemets pumpe pumper ud i vandforsyningsnettet. Dette svarer til, at sandsynligheden er meget mindre for, at der sker et brud samtidig med, at der er en direkte fejltilslutning af anlægget. 8.6 Beskrivelse af udvalgt vandforsyningDer bruges en kalibreret model Da det har været ønskeligt at beregne udvalgte scenarier, der simulerer de faktiske forhold så godt som muligt, har det i udvælgelsen af en mulig vandforsyning været vigtigt at finde et område, hvor ledningsnettet i byen er indlagt i en tilgængelig model, som er kalibreret hydraulisk og stofudbredelsesmæssigt, således at de faktiske forhold afspejles i modellen. En af de byer, som er længst fremme med kalibrering af vandforsyningsnet i modeller er Århus. Århus er Danmarks næststørste by med et befolkningstal på ca. 216.000 personer (1999). I Århus er der allerede på nuværende tidspunkt registreret 10 regnvandsanlæg, som er blevet opført på forsøgsbasis og derfor et relevant område at betragte. Delområde: Zone 80-syd For at bevare overblikket i scenarierne, tages der udgangspunkt i et delområde af Århus. Zone 80-syd er udvalgt i samarbejde med Århus Kommunale Værker, som værende det område, der bedst kan benyttes til modelarbejdet. Befolkningstallet for området er 12500 personer. Området består af en blanding af parcelhuse, etageejendomme, forretninger og industri og endda et lille område med landbrug. Det gennemsnitlige vandforbrug i Århus er 128 l/person/døgn. I området er et totalt forbrug på 2350 m3 per døgn. Omregnes dette betyder det, at 68 % af forbruget hidrører beboelse og resten hidrører erhverv/industri o. lign. På figur 8.6 ses vandforsyningsnettet i delområdet. Det fremgår af figuren, at der er fire vandværker i området (Viby Vandværk, Lysengværket, Observatoriestien og Hermelinvej) samt en højdebeholder (Bushøj). Det fremgår ligeledes, at der er tale om et traditionelt ledningssystem med ringforbindelser og hovedledninger.
For yderligere at simplificere modelarbejdet er størrelse af pumper og højdebeholder dimensioneret på baggrund af det faktiske forbrug i området, det vil sige, at der ikke er benyttet de faktiske data for pumper og højdebeholder i området. De faktiske forhold er for komplicerede til, at der kan laves en rimelig modelberegning på baggrund af de virkelige forhold. Det skyldes, at området er i forbindelse med andre områder, og derfor bliver forsynet med vand fra andre områder og selv forsyner andre områder med vand. 8.7 Beskrivelse af de forskellige modelscenarierEn forudsætning for, at der kan ske forurening af det offentlige vandforsyningsnet via et regnvandsanlæg er enten, at trykket går af den offentlige vandforsyning eller, at trykket i det lokale genbrugssystem er større end trykket i den offentlige vandforsyning, foruden at der selvfølgelig skal ske de fejl, der er beskrevet i kapitel 7. Disse to situationer behandles hver for sig i det følgende. 8.7.1 Tryk går af det offentlige vandforsyningsnetForenkling af de faktiske forhold Tryk går af den offentlige vandforsyning Betragtes data oplyst af forskellige vandforsyninger i Danmark, kan trykket gå af vandforsyningsnettet ved følgende hændelser:
Elafbrydelse Foruden de ovenstående punkter kan en strømafbrydelse ligeledes medføre, at trykket går af nettet, da distributionspumpen ved vandværket går i stå afhængig af hvilken nødelektricitetsforsyning, der forefindes. Modelteknisk beskrivelse af tryk går af vandforsyningen
Hver af de ovennævnte begivenheder medfører, at trykket går af det offentlige vandforsyningsnet, og dermed er der mulighed for tilbagesug fra diverse alternative vandreservoirer. 8.7.2 Tryk i lokalt genbrugssystem større end tryk i det offentlige vandforsyningsnetTryk større i lokalt genbrugssystem end i den offentlige vandforsyning I dette tilfælde skal trykket ikke gå af det offentlige vandforsyningsnet, men der opstår en situation, hvor trykket i det lokale genbrugssystem, som transporterer regnvand, er større end trykket i det offentlige vandforsyningsnet. Normalt varierer trykket i et dansk vandforsyningsnet mellem 20 og 40 meter vandsøjle. De pumper, som almindeligvis benyttes til regnvandsanlæg kan yde et tryk, der er højere. Dette bevirker, at hvis der opstår en kortslutning mellem det lokale genbrugssystem og den offentlige vandforsyning samt, at et par kontraventiler og måske en tilbagestrømningssikring fejler, vil det urene vand blive pumpet direkte ud i den offentlige vandforsyning. Modelteknisk beskrivelse Modelteknisk modelleres dette ved at lave et negativt forbrug i det punkt, hvor regnvandsanlægget er placeret. Vandet fra dette punkt følges i modellen, og antallet af husstande og dermed personer, som påvirkes af forureningen registreres. I begge de to ovenstående situationer – tryk går af den offentlige vandforsyning og tryk i lokalt genbrugssystem er større end tryk i den offentlige vandforsyning – afhænger forureningsudbredelsen af mange faktorer. Nogle af disse behandles i det følgende:
8.8 EPANET2Hvad er EPANET? Til modelberegningerne af det udvalgte vandforsyningssystem benyttes softwareprogrammet EPANET2. Programmet er udviklet det amerikanske miljøministerium (United States Environmental Protection Agency). Programmet er anvendt overalt i verden inden for vandforsyningsmodellering. Det skyldes dels, at programmet er gratis og dels, at der er adgang til kildekoden, så enhver kan videreudvikle modellen. Bl.a. benytter DHI - vand og miljø også EPANET2 som beregningskerne for deres produkt MIKE NET. Hvad kan EPANET? EPANET kan forudsige den dynamiske hydraulik og vandkvalitet inden for et vandforsyningssystem over en længere periode. Et vandforsyningssystem består af rør, bygværker, pumper, ventiler, højdebeholdere og andre reservoirer. EPANET følger flowet i rørerne, trykket i hvert punkt, højden i hver beholder og koncentrationen af et kemisk stof gennem hele systemet inden for en simuleringsperiode. Desuden er det muligt i stedet for undersøgelse af kemisk stof at lave en undersøgelse af vandets alder i systemet eller spore vandet fra et specifikt punkt. EPANET er et værktøj, der er udviklet for at øge vores forståelse for drikkevandets bevægelse og tilstand i et vandforsyningssystem. EPANET er udvalgt til modelberegningerne, fordi det er et velkendt og meget benyttet program, og det indeholder faciliteter, der gør det muligt at simulere et brud på en ledning samt følge en forurenings udbredelse igennem systemet. 8.9 BeregningerBeregningerne foretages på et udvalgt område af Århus, kaldet zone 80syd. Dette område er i sin virkelige opbygning forholdsvis kompliceret. Dette skyldes forhold, som ikke er relevante for vores projekt, og det vil føre for vidt at uddybe de komplekse forhold her. Derfor er det valgt at idealisere området, således at der arbejdes med et uafhængigt område. Det betyder derfor også, at pumper og højdebeholder er dimensioneret efter områdets forbrug og ved at sikre at ethvert punkt har en minimumstrykhøjde på 20 m. Der er benyttet reelle forbrugstal fra systemet fra en standard hverdag. Modelkriterier I beregningerne benyttes følgende kriterier:
Regnvandstankens størrelse varierer en del, idet etageejendomme kan have tanke på f.eks. 15000 l og parcelhuse kan have tanke på 2500 l. Derfor er valgt en mellemstørrelse på 5000 l. Det anses for realistisk, at regnvandet er pumpet ud i løbet af 1 time. Ofte vil det være pumpet ud hurtigere med de pumper, der i dag benyttes til regnvandsanlæg. En begrænsning i EPANET gør dog, at det ikke er muligt at lave en simulering, hvor forureningen sker på mindre end 1 time. Tidspunktet for forureningen er valgt for at få en situation, hvor det forurenede vand har den længste opholdstid - om natten er forbruget lavt, og der vil derfor gå længere tid inden det forurenede vand vil forsvinde ud af systemet. Vandforbruget er det gennemsnitlige forbrug fra 1999. Bagatelgrænsen betyder, at hvis regnvandet er mindre end 0,05% af det uforurenede vand regnes forureningen lig 0. Der vurderes ikke på graden af forureningen, men kun om det pågældende område er berørt. Der tages ikke stilling til om forureningen har en så høj koncentration, at det er skadeligt. Antallet af berørte personer udregnes ud fra vandforbruget fra parcelhuse og etageejendomme i det berørte område sammenholdt med det gennemsnitlige daglige vandforbrug. Det er klart, at man i virkeligheden vil forsøge at udbedre en skade - f.eks. et ledningsbrud - så hurtigt som muligt. I de tilfælde, hvor der ikke er ledningsbrud, kan det dog være svært at registrere en fejl, da forureningsmængden fra regnvandsanlæg er forholdsvis lille. Enkelte tilfælde vil man registrere det pga. klager fra borgere eller lign men i andre tilfælde vil det nok aldrig blive opdaget, medmindre borgeren der har oplevet problemet indberetter det til myndighederne. 8.9.1 Tryk i lokalt genbrugssystem større end i det offentlige vandforsyningsnetSom nævnt sker der i dette tilfælde en forurening af vandforsyningsnettet, fordi pumpen til regnvandsanlægget har en trykhøjde større end vandforsyningsnettet. Modelkriterier Dette simuleres i EPANET ved at lede en konstant vandmængde fra et punkt i løbet af den første time. Derefter kan man spore vandet fra dette punkt rundt i nettet. På den måde kan udbredelsen af det forurenede vand bestemmes. Eksempel 1 I det første eksempel er der placeret et regnvandsanlæg midt i forsyningsområdet. I figur 8.7 er regnvandsanlægget markeret med et kryds. Det røde område viser udbredelsen af forureningen.
Modelberegningerne viser, at 2700 personer bliver berørt af forureningen, og ved normalt forbrug tager det 37 timer inden alt det forurenede vand er ude af systemet. Eksempel 2 I næste eksempel foretages den samme modelberegning, dog er den forurenende vandmængde reduceret fra 5000 l til 2500 l.
Det ses, at udbredelsen som forventet er mindre end før. Beregningerne viser, at der nu er 750 personer, der bliver berørt af forureningen. Forureningen er forsvundet efter 12 timer. Eksempel 3 I det tredje eksempel er regnvandsanlægget placeret et andet sted i vandforsyningsnettet, men er ellers identisk med eksempel 1. Området indeholder mest parcelhuse og lidt byerhverv og nogle enkelte etageejendomme.  Se billede i fuld størrelse Figur 8.9: I forhold til eksempel 1 er udbredelsen meget mindre. Kun 480 personer bliver berørt af forureningen, og efter 23 timer er forureningen ude af systemet. Eksempel 4 I eksempel 4 er regnvandsanlægget placeret i det vestlige område. Her er også flest parcelhuse, men der er også landbrug og nogle få etageejendomme.
I dette tilfælde bliver 400 personer berørt af forureningen og forureningen er forsvundet efter 34 timer. 8.9.2 Tryk går af det offentlige vandforsyningsnet.Som nævnt kan der ske en forurening af vandforsyningsnettet, hvis trykket går af det offentlige net og der er fejl i regnvandsanlægget. I dette tilfælde vil regnvandstanken blive tømt ud i nettet. Hvor stor betydning et ledningsbrud får for trykket i nettet er meget afhængig af, i hvilken type rør bruddet sker i -sker det på en hovedledning, kan trykket gå af i et stort område, men sker det på en stikledning er det ikke sikkert, at det kan registreres andre steder end i det aktuelle punkt, fordi pumper og højdebeholder nemt kan følge med til at opretholde trykket på trods af det øgede "forbrug". Regnvandsanlæggets kote i forhold til hvor bruddet sker har også betydning for udbredelsen. Kun hvis regnvandsanlægget er placeret højere end bruddet vil der kunne komme en forurening. Der vil i de følgende blive set på et par ydersituationer. Modelkriterier I modellen simuleres et regnvandsanlæg ved at placere en tank med størrelsen 5000 l i tilknytning til et punkt. Regnvandstanken placeres på niveau med det pågældende punkt. Der går således en ledning fra tanken til det pågældende punkt - ledningen har en kontraventil, så vandet kun kan gå ud i vandforsyningsnettet. Vi ønsker ikke at se på situationen, hvor vandværksvandet ledes ind i regnvandstanken, da den situation er uinteressant i forhold til den ønskede undersøgelse af alvorlige risici. Ledningsbruddet simuleres i EPANET ved at give et punkt i nettet en høj afgivelseskoefficent (emitter coefficent). Dette betyder, at der i punktet ledes en stor mængde vand ud i punktet, hvorved trykket falder i et område omkring punktet. I programmet er det derefter muligt at spore vandet fra regnvandstanken igennem systemet over en periode og dermed kan man bestemme udbredelsen af det forurenede vand. Eksempel 1: Hovedledning I det første eksempel er der brud på en hovedledning midt i systemet og regnvandsanlægget er placeret et stykke væk i den østlige del. På figur 8.11 kan anlægget ses som en større rød firkantet boks og bruddet kan ses ved et sort kryds. I følge teorien beskrevet i afsnit 8.8 vil området mellem regnvandsanlægget og ledningsbruddet blive forurenet. Det ses tydeligt af figur 8.11, at det også er tilfældet for modelberegningen. Figur 8.11: Eksempel 2: mindre ledning I eksempel 2 er ledningsbrud og regnvandsanlæg placeret tættere på hinanden og bruddet sker også i en lidt mindre ledning. Resultatet af simuleringen ses af figur 8.12. Et noget mindre område er omfattet af forureningen - alligevel drejer det sig om 1450 personer, der er berørt. Det skyldes, at der i området er nogle store etageejendomme. Allerede efter 3 timer er forureningen forsvundet ud af nettet. 8.10 Diskussion af modelberegningerStørrelsen af tanken har betydning I eksempel 1 og 2, hvor trykket er større i det lokale genbrugssystem end i den offentlige vandforsyning, er den eneste forskel størrelsen af regnvandstanken (5000 l kontra 2500 l) og eksponeringen bliver henholdsvis 2700 personer og 750 personer. Det viser tydeligt, at størrelsen af eksponeringen afhænger af, hvor stor en mængde forurenet vand, der ledes ud i vandforsyningssystemet. Eksponeringstiden er også meget forskellig henholdsvis 37 timer og 12 timer. Grunden til den mindre eksponering ved en lille tank skyldes, at forbruget af vand sikrer, at det forurenede vand forlader systemet hurtigere, og dermed ikke når den samme udbredelse. Det skal her bemærkes, at der i beregningerne ikke er taget højde for, at bakterier sætter sig på vandforsyningsledningerne som belægninger, og dermed reelt forefindes i ledningssystemet i længere tid end angivet via beregningerne. Modelberegninger sammenlignes med de teoretiske overvejelser Umiddelbart er dette i strid med de teoretiske overvejelser, idet disse forudsætter, at enhver forurening vil spredes ud til neutralpunktet uanset mængde. Et problem med de teoretiske overvejelser er, at disse ikke tager højde for forbrugets variation i døgnet. Regnvandsanlæggets placering i forsyningssystemet Eksempel 3 og 4 bekræfter, at regnvandsanlæggets placering i forsyningsområdet har stor betydning. I begge eksempler er anlægsstørrelsen på 5000 l, og der sker en eksponering af mellem 400 og 500 personer. Altså betydeligt lavere end eksponeringen i eksempel 1. Der kunne vises mange andre eksempler, der vil bekræfte denne store spredning - i det tilfælde, hvor højdebeholderen bliver forurenet, vil der være en stor risiko for, at endnu flere end de i eksempel 1 anførte, vil blive eksponeret. Trykket går af den offentlige vandforsyning Eksemplerne for situationen, hvor trykket går af nettet, viser, at også i dette tilfælde kan mange blive eksponeret. I eksempel 1-trykket går af den offentlige vandforsyning, hvor udbredelsen er forholdsvis stor, eksponeres 2950 personer. Men der er langt mindre sandsynlighed for at denne hændelse sker i forhold til, at trykket er større i det lokale genbrugssystem jf. kapitel 7, og det vil ofte være tilfældet, at der ikke sker nogen forurening, selvom trykket går af nettet, og der er en fejlforbindelse, fordi anlægget skal være placeret i en højere kote end koten for ledningsbruddet, og bruddet skal ske i en større ledning for, at det vil få effekt på systemet. I eksempel 2-trykket går af den offentlige vandforsyning er udbredelsen en del mindre, og der sker en eksponering af 1450 personer. Det kan umiddelbart undre, at der sker eksponering af så mange personer i betragtning af den lille geografiske udbredelse, men det skyldes, at der er nogle store etageejendomme i området. De to eksempler bekræfter ligeledes, at bruddets placering og placering af anlægget har stor betydning for eksponeringen. |
