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

Danske pileanlæg

14. Etablering af pileanlæg

14.1 Indledning

I dette kapitel gives en detaljeret beskrivelse af anlæggenes opbygning og etablering, samt fagfolks og anlægsejeres erfaringer med etablering af anlæggene. Desuden nævnes fagfolks vurderinger, baseret på erfaringer med jord-, kloak- og anlægsarbejde. Pileanlæggenes overordnede opbygning er beskrevet i Afsnit 2.2.

14.2 Periode for etablering

Pileanlæg bør etableres om foråret, med tilplantning senest 1. juni. Denne dato er sidste egnede dato for pilestiklingernes dannelse af rodfæste og mulighed for at fordampe tilstrækkeligt af væsken i anlægget (Hansen 2000). Hvis anlægget etableres om efteråret, akkumuleres regnvand, evt. også spildevand, i den mest nedbørsrige halvdel af året. Når pilen begynder at sætte rødder næste forår, skal den både klare den væskemængde, der er akkumuleret gennem efterår og vinter, samt det der kommer i vækstsæsonen. Dette overstiger fordampningskapaciteten for endnu ikke etablerede 20-25 cm stiklinger. Derfor er der en alvorlig risiko for, at der forekommer overfladisk afstrømning den efterfølgende vinter, med hygiejniske risici til følge. Der er i projektet registreret anlæg, der er etableret om efteråret, hvor der forekommer overfladisk afstrømning pga. etableringstidspunktet.

14.3 Betydningen af læ og skygge

Af de i projektet 6 mest undersøgte anlæg er anlæg 4 og 6 placeret i delvis læ for store træer, bebyggelse og/eller skråning på 2-3 sider af anlæggene. Der er desuden en sø tæt ved den ene side af anlæg 4, se Figur 14.2. Anlæg 6 udviser en fordampning af samme størrelsesorden som fra de øvrige anlæg. Der er dog indikationer for, at fordampningen fra Anlæg 4, der ligger mest i læ, samt i delvis skygge til 2 sider, er hæmmet.

14.4 Afstandskrav

Anlæggene skal, ifølge Spildevandsbekendtgørelsen (Bek. nr. 501 af 21/06/1999), placeres minimum 15-50 m fra nærmeste vandindvinding. Amtsrådet har mulighed for at fravige afstandskravene, hvis det sandsynliggøres, at anlægget kan etableres uden risiko for forurening af vandindvindingsanlæg (Bekendtgørelsens §41, stk.2).

Afstanden til grundvandsspejl har betydning for, hvor dybt der kan graves (eller om der kan graves). Hvor stor afstanden skal være, afhænger af, hvor dybt anlægget bør være.

Alternativt kan pileanlæg etableres helt eller delvist over jorden vha. tilført jord. Dette er gjort for anlæg 4, 5 og 6, se Figur 14.1 og Figur 14.2.

Figur 14.1:
Anlæg 4 etableres over jorden, delvist ind i en skråning. Jorden fra skråningen anvendes til at lave vold omkring anlægget.

Figur 14.2:
Anlæg 4 er etableret. Ved sammenligning med Figur 14.1 ses, at der er skabt en sø foran anlægget. Søen er dannet ved, at der er taget jord fra arealet til at fylde i anlægget.

I områder med højt grundvandsspejl, hvor den mulige dybde for et anlæg er begrænset, får den mulige hældning på siderne afgørende betydning for, om der overhovedet kan etableres et pileanlæg, der kan akkumulere vand og spildevand udenfor vækstsæsonen.

14.5 Skråninger

Der har de første år efter etableringen af anlæg 4 været problemer med betydelig oversvømmelse af anlægget. Problemerne skyldes trykvand fra en skråning lige over anlægget, se Figur 14.3. Problemerne blev afhjulpet med etablering af et dræn i skråningen. Ved voldsomme regnskyl og tøning af dyb sne vil der dog være risiko for overbelastning af anlægget. Etablering nedenfor en stejl skråning kan derfor ikke anbefales.

Figur 14.3:
Anlæg 4, Vejle, etableres nedenfor en skråning juni 1993.

14.6 Hældning på siderne

Hældningen på udgravningens sider i de undersøgte anlæg er mellem 45 og 60º. Hældningen bør være så stejl, som jordtypen tillader, da hældningen har stor betydning for hvor meget af anlæggets volumen, der fyldes af nedbør udenfor vækstsæsonen. Hældningen har således betydelig indflydelse på anlæggets nødvendige størrelse. Dette uddybes i Afsnit 4.6 og Afsnit 4.9.

Ifølge de administrative bestemmelser vil jordens beskaffenhed være afgørende for, hvor stejl en hældning der kan graves (bekendtgørelse nr. 1017 af 15. december 1993). Den bør ikke graves så stejl, at det medfører risiko for nedstyrtning af jord fra siderne, dels af sikkerhedsmæssige årsager, dels fordi membran og membranafdækning således ikke kan lægges korrekt. Der skal om nødvendigt, inden arbejdet påbegyndes, foretages undersøgelser af jordbundsforholdene og indhentes oplysning om eventuelle installationer på området samt tidligere aktiviteter på arealet. I bekendtgørelsen nævnes, at gravning i regnvejr øger risikoen for nedstyrtning. Udpræget regnvejr bør derfor undgås. I praksis er det entreprenøren, der vurderer, hvor stejle skråningerne kan graves (Elving 2001; Jensen 2001). Arbejdstilsynet ser ingen sikkerhedsmæssige problemer i at grave op til forholdet 1:2, når udgravningen er op til 1,7 m dyb og bunden er 5-8 meter bred, fordi der således altid er en flugtmulighed (Elving 2001).

14.7 Dræn under anlægget

Der er lagt et dræn under hvert af anlæggene 5 og 6. Drænene munder begge ud i en inspektionsbrønd, hvor evt. vandstand kan registreres og prøver udtages til analyse. Drænene er lagt m.h.p. registrering af eventuel lækage fra anlæggene. Da drænene kun fylder en brøkdel af arealet under anlæggene, giver de dog ingen garanti for, at eventuelt lækket vand fra anlægget finder vej ind i drænene.

14.8 Membranvalg

Alle de undersøgte anlæg har en forventet vandtæt membran i bunden og op ad siderne af anlæggene. Membranen er fæstnet i en rende langs kanterne. Der er påregnet ca. 40 cm membran til fæstning langs hver kant i de anlæg, hvor forbruget af membran til fæstning er registreret. Forbruget af membran til fæstning afhænger meget af, hvor præcist udgravningen er foretaget (Groth 1999).

Membranen i anlæg 5 er af bentonit, mens de øvrige anlæg har membraner af 0,5 mm LDPE (lav densitet polyetylen). Til anlæg 6 er der dog anvendt en 0,75 mm LDPE membran.

Polyetylen er bedre end PVC, fordi det er mere termoplastisk. PVC knækker i frost. HDPE (høj densistet polyetylen) kan klare trykket fra en 4-6 m væskesøjle, mens LDPE (lav densitet) sagtens kan klare op til 4 m, altså er nok til pileanlæg. Til pileanlæg er 0,2 mm LDPE nok, fordi det er membranafdækningen (se Afsnit 14.9), der skal modstå sætninger og skarpe genstande (Christiansen 1999). Den tykkelse og membrantype, der er anvendt i de undersøgte anlæg med plastmembran (0,5 mm LDPE), bør således kunne bevare anlæggene tætte i anlæggenes levetid. Membranernes tykkelse og type modsvarer kravene til membraner i vejledningerne for rodzoneanlæg og biologiske sandfiltre for op til 30 PE (Miljøstyrelsen 1999a og 1999c). Fordelene ved benyttelse af plastmembranerne fremfor bentonit er det relativt lave materialeforbrug, elasticiteten og den kemiske resistens og dermed membranens holdbarhed (Christensen 1998).

Hvis tilledningen af spildevandet sker underjordisk og på en sådan måde, at der er behov for svejsning af plastmembranen, vil 0,75 mm LDPE membraner arbejdsteknisk være at foretrække (Haahr 1999). Af økonomiske årsager bør svejsning så vidt muligt undgås.

Bentonitmembraner er, med deres tykkelse, mere robuste end plastmembraner (Christensen 1998). Lermaterialets vandstandsende funktion er baseret på dets meget ringe vandgennemtrængelighed (Christensen 1998). Den anvendte membran i anlæg 5 er fabriksproduceret med påsyet fiberdug.

Figur 14.4:
Membraner og fiberdug lagt i udgravning før tildækning med jord.

14.9 Membranafdækning

Membranerne bør beskyttes mod sætninger i jorden, skarpe genstande og gnavere indenfor og under anlægget. Til dette formål er der anvendt halm, sand og fiberdug.

Halmen er lagt som indvendig beskyttelse af membranen i anlæg 1, 2 og 3. Der er benyttet halm, da det har medført en besparelse på materialeudgifterne, fordi der var adgang til gratis halm. Halmen er spredt ved håndkraft, hvilket ifølge ejerne har været meget tidskrævende. Den er spredt i et 10-20 cm tykt lag, der ved gentagne undersøgelser i 2000, 3 år efter etablering, var presset sammen til et 1,5-7 cm lag af helt intakte, gyldne halmstrå. Det vurderes, at halmstråene holdes intakte pga. den overvejende sammensætning af lignin og cellulose, der ikke nedbrydes under reducerende betingelser.

Der er lagt 5-10 cm sand indvendig i anlæg 4, 5 og 6, samt udvendigt i anlæg 5 og 6. Alle 3 anlæg har 45° hældning på siderne. Ejerne af anlæg 5 har udtrykt, at der ikke var problemer med at lægge sandlaget på de 45° skrånende sider med bentonit. Groth 1999 har udtrykt tvivl om muligheden for at lægge et jævnt sandlag på en 45° hældning.

Alle øvrige inder- og ydersider er afdækket med fiberdug. Udgifterne til fiberdug er en relativt lille del af de samlede udgifter, men har for de undersøgte anlæg været højere end udgifterne til sand og halm. Der foreligger ikke information om anvendte typer af fiberdug.

Jensen 2001 vurderer, at 5 cm sand under og over fiberdugene i bunden vil øge sikkerheden mod skade fra skarpe genstande betydeligt. Der er ved etablering af rodzone-, sandfilter- og lossepladser erfaring for, at membran og fiberdug kan skades af skarpe genstande under etableringen.

14.10 Tilledning af spildevand

Alle anlæg er etableret med to- eller trekammertanke til forrensning af spildevandet. Alle bundfældningstankene er dimensionerede således, at de modsvarer den spildevandsmængde, der tilledes. Bundfældningstanke forventes at fjerne 20-30% af spildevandets BI₅, og mindsker risikoen for tilstopning af rørene og evt. fordelerlag i det efterfølgende pileanlæg.

Ved anlæg 1, 2 og 3 flyder spildevandet fra bundfældningstankene til en pumpebrønd, hvorfra det pumpes med en dykpumpe af typen Grundfoss AP 12.40.06, via en 40 mm trykslange op til overfladen af anlægget. Slangen er isoleret, hvor den hen over volden omkring anlægget ligger på jordens overflade. En pumpes energiforbrug koster ca. 10 kr./år for en husholdning.

I anlæg 1, 2 og 3 blev spildevandet oprindelig fordelt i anlæggene vha. 6 membrandrypslanger, se Figur 14.5. Slangerne ligger i anlæggets længde placeret mellem pilerækkerne på jordoverfladen. Membrandrypslangernes drypsystem tilstoppes delvist af urenset spildevand. Derfor er slangernes ender i anlæg 1 og 2 åbnet og fungerer som tilledning. I anlæg 3 er et Ø 50 mm PVC rør hængt op i pæle hen gennem anlægget. Røret har en svag hældning. Hver 60 cm er der boret et 6 mm hul. Nær tilløbet er hullerne oppe ad siden, mens de længere henne langs røret er boret længere og længere ned mod undersiden for at fordele udsivningen ned gennem anlægget. Udsivningen i dette anlæg sker en lille meter over jordens overflade.

Figur 14.5:
Et problem har været overjordisk tilledning via membrandrypslanger, der stoppede til eller blev gnavet i stykker af gnavere.

Ved anlæg 4, 5 og 6 er højdeforskellen mellem producent og anlæg så betydelig, at spildevandet tilføres ved gravitation. I anlæg 5 og 6 fordeles spildevandet i anlæggets bund via et enkelt 160 mm rør med Ø 100 mm huller på undersiden hver 1,5 m i anlæg 5, og hver 5 meter i anlæg 6. Røret ligger i et ca. 20 cm nøddestenslag, der dækker hele anlæggets bund. Stenlaget er dækket af rodfast, vandgennemtrængelig fiberdug, der hindrer rodindtrængning og sikrer adskillelse af jordlaget og stenlaget. I anlæg 4 sker fordelingen, ifølge Vejle Kommunes tegninger, via et Ø 110 mm tværgående rør i bunden af den ene ende af anlægget og nøddesten i resten af anlæggets bund. Registreringer af bunden af 2 inspektionsbrønde i anlægget tyder dog på, at fordelersystemet er som i anlæg 5 og 6.

Sammenligning af overjordisk og underjordisk tilledning
Fordelene ved overjordisk tilledning er, at pilens rødder ikke skal ned i bunden af anlægget for at hente vand om sommeren, og at hele – eller store dele af – anlæggets jordvolumen indeholder minimum så meget vand som markkapaciteten# tillader. Idet vandpotentialet bliver højere i overfladen, øges fordampningen i forhold til et lavt potentiale nær overfladen. Omsætningsraten af både letnedbrydelige og sværtnedbrydelige forbindelser øges generelt af tilgangen til ilt. Der er mere ilt på overfladen end nede i anlægget.

Ulemperne ved overjordisk tilledning er problemer med tilstopning af rør og slanger pga. frost; lugt af spildevand inde i anlæggene samt risikoen for kontakt med spildevand.

En fordel ved underjordisk tilledning er eliminering af lugtgener og hygiejniske risici, der potentielt kan være forbundet med overjordisk tilledning af spildevand.

En fordel ved tilledning i bunden er, at ikke bundet eller adsorberet vand kan pumpes ud af anlægget via røret i bunden. Dette er f.eks. en fordel ved eventuelt behov for at fjerne opkoncentrerede salte i væskefasen, se Afsnit 8 om salte.

En ulempe ved tilledning i et stenlag i bunden er, at stenlaget nødvendigvis må tildækkes med rodfast fiberdug. Det horisontale lag af sten kan således ikke tømmes for væske, hvilket medfører, at stenlaget må betragtes som et dødvolumen i beregninger af anlæggets kapacitet for opmagasinering.

Rødder fra mindre buske søger ikke ned gennem et tykkere lag af tør jord (Thorsen 1999). Dette taler for, at udledningen sker så tæt på overfladen, at pilestiklingernes rødder søger derned og sikrer fordampning fra første sæson. I øjeblikket udføres alle af forfatteren kendte anlæg med underjordisk tilledning i 50-70 cm’s dybde, svarende til den dybde, der er erfaring for i rodzoneanlæg, nedsivningsanlæg og biologiske sandfiltre til op til 30 PE. Derved er afstanden mellem rødder og væske kort, og al væske i anlægget kan udnyttes af planterne, således at hele anlæggets volumen bidrager til anlæggets kapacitet for opmagasinering. Samtidig kan fordelingssystemet relativt let graves op, hvis der er et problem. Fordelingssystemer af denne type giver ikke anledning til problemer ved frost. Disse anlæg kan ikke pumpes fri for evt. væske med opkoncentrerede salte. En bund, der skråner mod midten eller mod den ene ende, koblet til et mindre, fiberdugsbeskyttet stenlag i den skrånende del, samt et lodret rør til overfladen, - ville give mulighed for oppumpning af eventuelt koncentreret væske.

14.11 Påfyldning med jord

Infiltrationshastigheden kan være meget lav i pileanlæg, fordi nedbør og spildevand ikke skal sive gennem anlægget, men bare ind i anlægget. Derfor kan jordtyper, der kun tillader lav infiltrationshastighed, anvendes i pileanlæg. Dette illustreres af, at 3 af 6 undersøgte anlæg indeholder lerjord med ca. 20% ler og 15-20% silt, se Afsnit 4.4 om jordtypernes betydning for kapacitet og fordeling af vandet.

I nogle anlæg lægges det opgravede muldlag et stykke under jordoverfladen ved tilbagelægning for at begrænse den initielle ukrudtsmængde. I meget lerholdige jorde betyder dette samtidig, at overfladen af anlægget får et lavt humusindhold og således kan glattes så meget ud, at der kan ske overfladisk afstrømning af regn ved meget kraftige regnskyl. Denne mulighed øges i anlæg med konveks overflade. Denne forebyggelse af overbelastning ved ekstreme regnhændelser modsvarer de forebyggende tiltag, der gøres i centrale renseanlæg. Forebyggelsen er dog i strid med § 40 stk.2 i Spildevandsbekendtgørelsen (Bek. nr. 501 af 21/06/1999), hvor det angives, at ingen overfladeafstrømning er tilladt. Det vurderes derfor, at § 40 stk.2 i Spildevandsbekendtgørelsen bør omformuleres til, at der ikke må ske overfladisk afstrømning af spildevand.

Det er vigtigt, at anlæggenes overflade i anlæg med overjordisk tilledning er vandret. Der er i projektperioden registreret adskillige eksempler på, at væksten hæmmes betydeligt i fordybninger i pileanlæg med overjordisk tilledning. Dette skyldes, at fordybningerne konstant er vandlidende#.

Historien har givet mange eksempler på rødders ødelæggelse af kloak og dræn. Hver af de garvede kloakmestre, der har været konsulteret i dette projekt, har sine historier om monstrøse pilerødder i dræn- og kloakrør. Undersøgelser har vist, at pil er blandt de 3 mest problematiske planteslægter mht. rodindtrængning i afløbsrør i Danmark. Udgifterne til rodfjernelse er vurderet til 13,4 mio. kr./år i Danmark, mens udgifterne til fornyelse af ledningssystemer pga. rodindtrængning er vurderet til 44,3 mio. kr./år (Barfoed Randrup og Faldager 1997).

Problemerne med rodindtrængning er oftest skabt af træer, der har stået op til 6 meter fra afløbsrør (Barfoed Randrup og Faldager 1997). I pileanlæg plantes pilen tæt, ned til ½ meter fra tilledningen. Derfor har der været en del bekymring om hvor gode rødderne i et pileanlæg var til at bore sig igennem fiberdug og membraner i pileanlæg.

For at beskrive røddernes fordeling i anlægget i forhold til vandstanden (reaktion på stigende ledningsevne i den mættede zone om sommeren, samt udtørring i de øvre jordlag), er der i projektet udviklet nogle relativt simple minirhizotroner# til observation af røddernes fordeling i pileanlæggene. Minirhizotronerne#, der er gravet ned i Anlæg 5 og 6, kan sandsynligvis bruges mange år frem. Samtidig kan risikoen for røddernes gennemtrængning af membranen i bunden af anlægget sandsynligvis be- eller afkræftes.

Når pil stynes, bliver der aldrig et stort træ ud af det. Når der samtidig er rigeligt med vand og næring, bruger pilen ikke energi på at lave store rødder, der kan holde den forholdsvis lille plante fast eller bringe vand og næringsstoffer langvejs fra. Der er en signifikant sammenhæng mellem jordens kvælstofstatus og planternes fordeling mellem tørvægt blade, grene og rødder. Jo højere næringsstatus, des mindre rødder og des mere blade (Ericsson 1981). Den høje næringsstatus i pileanlæggene taget i betragtning (se afsnit 7) kan rodsætningen således forventes at være svag i de danske pileanlæg. Dette er bekræftet ved alle gravninger i alle de i projektet undersøgte pileanlæg, se Figur 14.6 for et eksempel. Der er således ikke grundlag for større bekymring om destruktion af rør eller tilstopning pga. rødder, sålænge anlæggene etableres indenfor rammerne af det her beskrevne.

Der er igennem de sidste år gennemført en del undersøgelser af forskellige typer fiberdugs vandgennemtrængelighed og rodstoppende egenskaber (eks: Bjerregaard 1996, Waagepetersen 1988). Disse egenskaber varierer med type. De anbefalede og frarådede typer vil ikke blive nævnt her, da der kan være sket udvikling i mellemtiden. Det bør dog bemærkes, at det er en betingelse for undgåelse af problemer med tilklogning og rodindtrængning, at tillednings- og fordelingssystemet adskilles fra omgivelserne med en type af fiberdug, der har de rette egenskaber, samt at der sikres rigelig overlap, hvor mere end én rulle fiberdug er nødvendigt.

Figur 14.6 :
Et typisk billede af svag rodsætning i pileanlæg. Billedet er fra et forholdsvis ler- og silt-holdigt anlæg. Det ses, at et anlæg i sådan en jordtype kan graves med relativt stejle sider, jævnfør Afsnit om hældningens betydning for nødvendigt overfladeareal og nødvendig anlægsvolumen.

14.13 Tilplantning

Tilplantning kan foretages fra når jorden er 5 ºC til 1. juni (Hansen 2000).

Betydningen af variationer i stiklingernes initielle vægt

Flere undersøgelser har vist, at den relative variation i vægten af pilestiklinger vil øges med årene. Det skyldes konkurrence mellem stiklingerne. De største stiklinger har et større lager af organiske energikilder og næringsstoffer, hvorved de hurtigere danner skud og blade end de lettere stiklinger. Derved bliver tilvæksten kraftigere i de tungeste stiklinger, således at lagringen i rodsystemet i slutningen af vækstsæsonen også bliver kraftigere. Med årene øges den relative variation i planternes vægt, indtil de kraftigste planter overskygger de spinklere planter, der dør ud (Verwijst 1996 a og b, Willebrand og Verwijst 1993). "Loven om konstant høstudbytte" (Kira et al. 1954) beskriver, hvorledes de kraftigste planter udnytter lysningen efter de døde planter og modsvarer den tabte tilvækst. Denne sammenhæng kan dog kun være gyldig indtil en vis dødelighed. Undersøgelser af overlevelsen af stiklinger, der er sat i eksisterende plantager for at erstatte uddøde planter, viser, at stiklingernes overlevelse er meget ringe, hvilket underbygger, at ældre planter har et lager i rodsystemet, der giver dem det vækstforspring, der muliggør skygning af nye stiklinger i konkurrencen om lyset (Verwijst 1996b).

Plantetæthed

Tørstofproduktion er uafhængig af plantetætheden, når der er mellem 1 og 4 planter pr. m² (Willebrand et al. 1993). Idet der over længere perioder er en sammenhæng mellem tørstofproduktion og fordampning, er det sandsynligt, at fordampningen således også vil være uafhængig af plantetætheden, når der er mellem 1 og 4 planter pr. m². Til gengæld er dødeligheden stigende med stigende plantetæthed (Willebrand og Verwijst 1993). Derfor anbefales i nyere manualer 1,5- 1,8 plante pr. m² (Svalöf Weibull 1997, Danfors et al. 1998, Landbrugets rådgivningscenter 1998).

I de undersøgte anlæg er der plantet mellem 1,5 og 4,15 pil/m2. Der er ikke foretaget registreringer af overlevelsen.

Typer af kloner

Litteraturen når frem til modsigende resultater angående klonvalg: Willebrand et al. 1992 konkluderer, at udbyttet er størst ved blanding af kloner, fordi de stærke kloner kan udfylde hullerne efter de svagere, uddøde kloner. Verwijst 1993 konkluderer derimod, at forskelle i klonernes styrke øger konkurrencen og dermed dødeligheden blandt planterne. Willebrand og Verwijst 1993 konkluderer, at produktiviteten af en klon i blandingskultur ikke kan forudsiges fra produktiviteten i monokultur. Der er gjort forsøg med 10 kloner i mono- og blandingskultur, hvor udbyttet fra nogle kloner mere end fordobles i blandingskultur i forhold til i monokultur, mens udbyttet fra andre kloner mere end halveres ved, at de sættes i monokultur. Der er således hverken konkurrencemæssige eller produktionsmæssige argumenter for eller imod blanding af kloner. Ikke desto mindre er der flere kloner i alle de anlæg, der indgår i nærværende projekt. Argumentet har været mindre sårbarhed overfor en eventuel reaktion på tilværelsen i spildevand, pests eller frost. Der kan således ikke konkluderes på spørgsmålet om mono- eller blandingskultur.

De kloner, der er anvendt i de undersøgte anlæg, gennemgås i Afsnit 6 om tørstofproduktion.

Der er ikke lavet specifikke undersøgelser af kloners evne til tilpasning til betingelserne i pileanlæg, samt disse kloners fordampning i pileanlæg.