Lokal afledning af regnvand - effekten af et detaljeret projektforslag på Tingbjerg

2 Andre projekter af tilsvarende karakter

Lokal afledning af regnvand har rejst mange spørgsmål hos rådgivere og myndigheder. Mange projekter om lokal afledning af regnvand har været sat i gang. Hver for sig bidrager projekterne til et overblik og en større forståelse for vigtige faktorer. Samtidig kan man få inspiration til mulige løsninger. Forståelsen for sammenhængen mellem faskiners nødvendige størrelse og den omkringliggende jords beskaffenhed har udviklet sig fra en tommelfingerregel (1m³ faskine pr. 30 m² flade) til beregningsmetoder, der er mere realistiske, men som også kræver stillingtagen til dimensioneringsgivende parametre.

En af de mere realistiske dimensioneringsmetoder findes beskrevet i Spildevandskomitéens skrift nr. 25: Nedsivning af Regnvand- dimensionering (Spildevandskomiteen, 1995). Metoden forudsætter, at man tager stilling til gentagelsesperiode for overbelastning og jordens hydrauliske ledningsevne. Med den hydrauliske ledningsevne, faskinens bredde og porøsitet kan tømningstiden beregnes, og magasineringsvolumenet kan aflæses i et diagram, når man har besluttet en gentagelsesperiode. Magasineringsvolumenet gør, at man kan beregne faskinens samlede volumen og dermed fastsætte dens geometri. Bruger man Spildevandskomiteens metode kan man regne ud, at tommelfingerreglen er baseret på et magasineringsvolumen på 8,4 mm, som svarer til et 10 minutters ”dimensioneringsregnskyl” med en gentagelsesperiode på 2 år og med en intensitet på 140 liter pr. sekund pr. ha. Denne intensitet svarer til en normalt anvendt størrelse ved dimensionering af afløbsledninger men tager ikke højde for de situationer med langvarig regn, der som oftes er kritiske for nedsivningsanlæg i danske jordtyper, og eksemplet viser hvor fastlåst traditionel beregning af faskiner er. Spildevandskomiteens model kræver stillingtagen til dimensioneringsgivende parametre men er et bedre værktøj, fordi man kan bruge den mere fleksibelt og f.eks. undersøge konsekvenser for faskinen ved at bruge forskellige værdier for de dimensionsgivende parametre.

Forståelse for funktion af faskiner kan man bl.a. få fra et projekt på Nørrebro i København (Mikkelsen et al., 1998; Warnaars et al., 1999). I en karrégård er der foretaget en sammenligning af ovenfor nævnte tommelfingerregel og konkrete målte data over 2¾ år. Faskinerne blev anlagt i 1994. Målingerne viser, at der er stor forskel mellem infiltrationen (faktor 10) i de to faskinerender, der ligger tæt på hinanden. To regnhændelser bliver fremhævet. Den første er et overløb til kloakken efter 26,3 mm regn, der samlet bliver til 14,6 m³ vand. Den anden er en 20 dages periode med 63,6 mm nedbør, i alt 27,4 m³ vand, hvor faskinen er fyldt, men ikke har overløb. Undersøgelsen viser, at den beregnede størrelse på faskinerne holder overløb inden for den valgte gentagelsesperiode på 2 år, og at forskelle i infiltration indenfor små afstande kan udjævnes ved at forbinde faskinerne med rør. De to fremhævede regnbegivenheder antyder, at regn ikke alene kan ses som enkelthændelser men som serier af regnhændelser, og at det i nogen tilfælde er regnen over længere tid – dage og uger – som giver anledning til overbelastning af faskiner.

Lokal afledning af regnvand kan foregå på mange andre måder end i faskiner. I den tyske bog, Neue Wege für das Regenwasser (Geiger & Dreiseitl, 1995) gennemgås en lang række eksempler og typer for infiltration og perkolation, bassiner, forbehandling og udnyttelse af regnvand. I slutningen af bogen gennemgår man større sammenhængende bebyggelser, der afleder regnvand lokalt, og fortæller om principperne. I en anden bog, Waterscapes (Dreiseitl, 2001) gennemgås flere konkrete projekter med komplekse afledningssystemer. Fotos, diagrammer, planer og arealstørrelser vises for hvert eksempel, men der henvises ikke til beregninger af de komplekse systemer til afledning af regnvand. Bøgerne diskuterer kun betydningen for afløbssystemet og grundvandet på overordnet niveau. Det er hensigten at forbedre forholdene for miljøet, men ingen konkrete beregninger anviser betydningen af lokal afledning af regnvand. Tilsvarende gælder for et meget ambitiøst projekt med lokal afledning af regnvand i bydelen Augustenborg, Malmö (Stahre, 2002).

I et forskningsprojekt om ”Byøkologiske muligheder og samfundsmæssige perspektiver i planlægning og forvaltning af friarealer” har man i en delrapport foretaget studier af Ballerup Kommune (Dahl et al., 1997). Man illustrerer og kvantificerer betydningen af den bymæssige bebyggelse og grundvandsindvindingen på det hydrologiske kredsløb under naturlige forhold ved at beregne en vandbalance for Ballerup Kommune før og efter urbanisering (se Tabel 2.1).

Ballerups samlede areal er 34,1 km², det befæstede areal er 8,46 km² svarende til 25%. Nedbøren angives som en middelværdi (766 mm/år). Fordampningen baseres på viden om potentiel fordampning for ubefæstede arealer (567 mm). Overfladeafstrømningen reduceres til 75% af den potentielle fordampning på ubefæstede og 4% af den potentielle fordampning på befæstede arealer. De 4% fås ved at bruge befugtningstabet i nedbørsmålere som størrelsesorden for fordampningen fra befæstede arealer. Den overfladiske afstrømning på ubefæstede arealer sættes til 1%, og for befæstede arealer reduceres årsnedbøren med 50 mm. Drænvandsafstrømning i Ballerup er ikke kendt, men fra Susåens opland, der antages at ligne Ballerup, ved man at dræn opfanger 120 mm af årsnedbøren. Dette tal bruges. Den samlede vandindvinding angives til 3,9 mio. m³, der fordelt på Ballerups areal omregnes til 115 mm nedbør. Tabel 2.1 viser, at urbaniseringen generelt fører til en mindskning af fordampningen (fra 425 til 332 mm), en forøgelse af det overfladiske afstrømning (fra 8 til 183 mm), og en mindskning af drænafstrømningen (fra 94 til 63 mm). Alt i alt fører dette til, at nedsivningen fra rodzonen mindskes med 51 mm (fra 239 til 188 mm). Grundvandsafstrømningen falder desuden voldsomt (fra 239 til 73 mm), hvilket især skyldes den mindre nedsivning samt vandindvindingen. Vandløbsafstrømningen bevares samlet set, men der sker et skift fra langsom afstrømning fra grundvandsmagasiner til hurtigere afstrømning fra befæstede overflader.

Tabel 2.1. Årlig vandbalance for Ballerup kommune uden og med bymæssig bebyggelse (Der ses bort fra magasinering fra år til år). Uddrag af tabel fra Dahl et al. (1997).

  Før urbanisering Efter urbanisering
Mm % mm %
Nedbør N 766 100 766 100
   Aktuel fordampning (befæstet) Ebef     13 1
   Aktuel fordampning (Ubefæstet) Eubef 425 56 319 42
   Overfladisk afstrømning (befæstet) Abef     177 23
   Overfladisk afstrømning (ubefæstet) Aubef 8 1 6 1
   Drænafstrømning D 94 12 63 8
Nedsivning fra rodzonen G 239 31 188 25
   Grundvandsafstr. sekundært magasin* Qs 164 21 73 10
   Vandindvinding P     115 15
   Grundvandsafstr. primært magasin* Qp 75 10    
Vandløbsafstrømning (Abef + Aubef + D + Qs + Qp) 341 45 319 42
*Fordelingen mellem grundvandsafstrømning fra sekundært og primært magasin kendes ikke præcist

Spørgsmålet er derefter, om man kan genskabe afstrømningsforholdene i Ballerup fra før urbaniseringen ved at aflede regnvand lokalt med den nuværende urbanisering? Rapporten beregner, at lokal afledning af regnvand fra 29% af det befæstede areal i Ballerup kan kompensere for de 51 mm, som byudviklingen har reduceres nedsivning fra rodzonen med. Skal man også kompensere for grundvandsindvinding, skal regnvandet afledes lokalt fra de samlede befæstede areal. På den måde sandsynliggøres, at man kan genskabe afstrømningsforholdene i Ballerup fra før urbanisering.

I Danmark er lokal afledning af regnvand og almindelige forsinkelsesbassiner sammenlignet ved flere lejligheder (Anthonisen et al, 1992; Hovgaard et al., 1992) - senest med udgangspunkt i fire parametre: Det årlige overløbsvolumen, det årlige antal overløb, ekstreme udledninger og total forureningsudledning fra afløbssystemer og renseanlæg (Jacobsen & Mikkelsen, 1996; Mikkelsen et al., 1996).

Det viser sig, at forsinkelsesbassiner generelt er gode til at reducere det årlige overløbsvolumen og antallet af overløb, men at de kun påvirker de ekstreme udledninger marginalt og faktisk forøger forureningsudledningen fra overløbsbygværker og renseanlæg samlet set. Det sidste er en konsekvens af, at bassiner øger længden af perioderne med forhøjet tilstrømning til renseanlæg pga. regn, og at renseanlæggene i denne periode udleder spildevand med samme eller højere stofkoncentrationer som i tørvejr (Durchschlag et al., 1992). Samlet set overstiger den forøgede stofudledning fra renseanlægget den reduktion, man opnår opstrøms pga. af forsinkelsesbassiner, med mindre man kombinerer bassiner med andre tiltag som f.eks. en udvidelse af efterklaringstanken eller etablering af styring.

Omvendt er total afkobling af befæstede overflader fra afløbssystemet en effektiv måde at reducere det årlige overløbsvolumen, ekstreme udledninger fra overløbsbygværker og den samlede forureningsudledning fra overløb og renseanlæg, mens effekten på antallet af overløb er marginal (Mikkelsen et al., 1996). Det er desuden klart, at etablering af lokal afledning af regnvand, hvor der åbnes mulighed for ”internt overløb” til kloaksystemet når f.eks. faskiner overbelastes, har effekt som en mellemting mellem forinkelsesbassiner og afkobling af befæstede overflader (Petersen et al., 1994), men det har ikke været forsøgt at simulere denne effekt detaljeret.

Gennem de senere år er der i udlandet gennemført flere projekter med detaljeret kortlægning af byoverflader med GIS-systemer med henblik på at identificere egnede lokaliteter til nedsivning af regnvand (Sieker & Klein,1998; Makropoulos et al., 2001; Ahlman & Svensson, 2002). Tilsvarende er der udviklet modelværktøjer, som gør det muligt at simulere, hvordan selv komplicerede LAR-systemer med mange indbyrdes forbundne komponenter som trug, faskiner og bassiner fungerer gennem længere perioder med regn (Sieker, 2000, 2001; IfS, 1999). Ingen af delene har imidlertid endnu været anvendt i kombination med grundvandsmodeller. De overordnede målsætninger med lokal afledning af regnvand – at det skal reducere overløb fra afløbssystemet og forbedre grundvandsdannelsen - figurerer som begrundelser for næsten alle beskrevne LAR-projekter i Danmark og udlandet, men det har kun sporadisk været forsøgt at kombinere beregningsmodeller for grundvand og lokal afledning af regnvand, så det bliver muligt at vurdere betydningen af LAR-systemer for den samlede vandbalance for en bydel som helhed.

 



Version 1.0 Januar 2004, © Miljøstyrelsen.