Punktkilder 1997

5 Regnvandsbetingede udløb

 

5 Regnvandsbetingede udløb

Opgørelse over regnvandsbetingede udløb omfatter alle regnvandsudledninger til vandløb, søer og havet fra afvandede arealer, såsom tagarealer, vejarealer, stier og pladser, i det omfang disse er tilsluttet et kloaknet. De regnvandsbetingede udløb kan opdeles i separate udledninger af overfladevand, og overløb fra fælleskloakerede områder, der udgør en blanding af overfladevand og spildevand.

Indberettede mængder for 1997
Overløbsmængder fra fælleskloakerede områder og udløbsmængder fra de separatkloakerede områder indberettes hvert år af amterne og Københavns kommune. Der indberettes både for det konkrete år (1997) og for et såkaldt normal år. Indberetningen har nu været foretaget i 8 år.

 

5.1 Opgørelsesmetoder

 

5.1.1 Datagrundlag og beregningsmetoder

Datagrundlaget
Datagrundlaget for opgørelsen over de regnvandsbetingede udledninger er hovedsageligt kommunernes spildevandsplaner.

Opgørelsesnøjagtigheden af de opmålte oplande er stigende, idet kommunerne løbende foretager mere detaljerede opmålinger af oplande, typisk i forbindelse med revision af spildevandsplaner, udarbejdelse af kloaksaneringsplaner og endelig i forbindelse med dimensionering af regnvandsbassiner.

Beregningsmetode for separate regnvandsudløb
Udledningerne fra de separate regnvandsudløb opgøres typisk ved arealenhedstal. Her kan enten anvendes landsmiddeltal (baseret på den såkaldte Odense regnserie) eller lokale enhedstal, beregnet ud fra lokale regnobservationer. For hovedparten af amterne anvendes enhedstal beregnet udfra lokale regnserier, men enkelte amter anvender landsmiddeltal, der korrigeres ud fra bruttonedbør i amtet og i Odense regnserien.

Til beregning af stofindholdet i regnvand anvendes generelt i amterne erfaringsværdier for stofkoncentrationer: tot-N: 2 mg /l, tot-P: 0,5 mg/l og COD : 50 mg/l, jf. (Miljøstyrelsen, 1990).

Beregningsmetode for fælleskloakerede overløb
I overvågningsprogrammet for de regnvandsbetingede udløb har Miljøstyrelsen fra starten lagt op til, at amterne anvendte det højeste beregningsniveau, der var praktisk gennemførligt. Det er målsætningen med tiden at forbedre beregningsniveauet i amterne for at opnå mere præcise overløbsmængder.

Udledningerne fra de fælleskloakerede overløb kan opgøres på 3 niveauer, mellem niveau 1 svarende til simple arealenhedstal og niveau 3 svarende til edbberegning med MOUSE - SAMBA modellen.

En gennemgang af amternes beregningsmetoder viser for de fælleskloakerede overløb en meget stor variation i beregningsmetoderne. Yderligere er der typisk også indenfor amtet stor variation i beregningsniveau fra kommune til kommune.

I nogle amter anvendes kun egne gennemregninger, mens andre amter anvender kommunernes SAMBA edb-beregninger.

Siden starten af overvågningsprogrammet har man forøget antallet af beregningsniveauer/metoder, idet nogle amter anvender en modificeret niveau 1 beregning. Den modificerede beregning anvender arealenhedstal konstrueret ud fra lokale regnmålinger ved hjælp af fx. SAMBA.

Usikkerhed på beregningsmetoder
Beregningsniveauet har indflydelse på nøjagtigheden af beregningsresultatet.

Det er dog væsentligt ikke kun at fokusere på beregningsniveau. Inddata mht. befæstede arealer og afløbstal bør fastlægges med størst mulig nøjagtighed. Der ses i indberetningerne eksempler på, at når kommuner reviderer spildevandsplaner og derved beskriver oplande og afløbstal mere nøjagtigt, opnås reduktioner i overløbsmængder på 50%. Altså har overløbsmængderne tidligere været 100% overestimeret. En sådan afvigelse er langt større, end hvad der kan forventes ved at se isoleret på beregningsniveau 1 kontra niveau 3, hvor afvigelsen kan forventes værende ± 10 - 20%.

Usikkerhed på arealopgørelse
Betydningen af arealopgørelser er belyst i (Miljøstyrelsen, 1992). Heraf fremgår, at en fejl på f.eks. 10% på arealopgørelsen vil give større end 10% fejl på udledning for fælleskloakerede oplande.

Endelig er der usikkerhed knyttet til den anvendte nedbør, hvilket er belyst i afsnit 5.2.

Miljøstyrelsens samlede indtryk af de meget forskelligartede beregningsmetoder i amterne er, at det bør overvejes fremover at udføre beregningerne på et mere ensartet grundlag, eksempelvis et ensartet valg af hydrologisk reduktion, hvor ikke vides bedre (f.eks. på baggrund af målinger).

 

5.1.2 Resultater fra det intensive måleprogram

Det intensive måleprogram har til formål at udbygge og verificere de beregningsforudsætninger, som benyttes i det generelle program. Måleprogrammet har været i drift siden 1989.

Tidligere undersøgelser har vist, at erfaringsværdierne, der anvendes for hydrauliske- og stofparametre for separatkloakerede områder, er i rimelig god overensstemmelse med målingerne, fagdatacenterrapport (Miljøstyrelsen, 1994a).

Der er i København, Frederiksborg, Fyn, Århus og Nordjyllands amter samt Københavns kommune gennemført målinger på 5 målestationer i fælleskloakerede oplande, både hydrauliske målinger og stofkoncentrations målinger. Disse målinger er rapporteret i 1997 (Miljøstyrelsen, 1997). Resultaterne har vist, at der er stor variation fra opland til opland, men at der er en tendens til, at de generelt anvendte typetal for fælleskloakerede områder er lave, særligt for COD og BI5. Det er anbefalet at fortsætte med at anvende de tidligere udmeldte typetal, indtil der er udført en nærmere statistisk analyse af målingerne. I 1998 har Miljøstyrelsen iværksat en undersøgelse, der skal belyse, om de tidligere typetal skal revideres, på baggrund af de nyeste målinger.

 

5.2 Nedbør

Den væsentligste parameter ved beregning af udledningen fra de regnvandsbetingede udløb er nedbøren. I figur 5.1 er vist hvilken nedbør, der i den enkelte amtskommune er anvendt ved beregningerne for henholdsvis normalåret og for 1997.

For de separatkloakerede arealer er den udledte stofmængde af kvælstof 8,1 kg/bef. ha. for et normalår. Til sammenligning har Odenseregnserien 7,6 kg N/bef. ha. i middeludledningen for regnseriens 33 år, svarende til, at udledningen i et normalår er 5% større end Odenseregnseriens middeludledning. Samme forhold gælder i øvrigt for udledningen af fosfor og organisk stof.

Nedbøren i 1997 har været noget mindre end i et normal år. Dette har medført en noget lavere udledninger fra både separat- og fælleskloakerede områder.

Figur 5.1
Anvendt nedbør for normalår og konkret år 1997 i amterne og Københavns kommune.

For mange amter anvendes en simpel korrektion mellem normalår og konkretår ud fra årsnedbør, og her vil de udledte mængder være direkte proportional med nedbøren.

Med tidligere indberetninger er vist, at fordelingen af nedbøren har afgørende betydning for de udledte mængder, (Miljøstyrelsen, 1994). Ved anvendelse af 3 forskellige lokale nedbørsobservationer i en SAMBA model i Vejle Amt viste resultaterne to bemærkelsesværdige forhold:

* Der er stor forskel på nedbørsmålinger for 3 stationer indenfor samme amt.

* Der er ikke sammenhæng mellem den største nedbørsmængde og aflastningsmængden. Således gav den største bruttonedbør det mindste aflastede volumen, samt at den mindste regnserie gav 100 % mere udledning end de øvrige regnserier.

 

5.3 Kloaksystemet

Antallet af regnvandsbetingede udløb fordelt på amtskommunerne med tilhørende totale og befæstede arealer fremgår af bilag 2.2. Det samlede kloakerede areal udgør 240.700 ha, og det befæstede areal udgør 71.600 ha. Fordelingen mellem fællessystem og separatsystem er for de befæstede arealer tæt ved 50%, men med en stor regional variation. Københavns kommune har ca. 90% fælleskloakerede arealer, mens Københavns Amt har ca. 30% fælleskloakerede arealer. Der er registreret i alt 5.207 overløbsbygværker og 8.950 separate udløb af overfladevand. Det ses af bilag 2.1, at de befæstede arealer er stort set uændrede. Samtidig ses en tydelig tendens til at flere arealer er med bassin, både for fælles- og separatkloakerede arealer.

Bassiner, fælleskloak
Indenfor fælleskloakerede områder, er der i perioden 1992-97 sket en stigning på 34% af det befæstede areal, hvorfra der udledes via bassiner, og tilsvarende er arealet faldet med 7% for områder, hvorfra der udledes uden bassiner. Stigningen tilskrives etableringer af nye bassiner. I 1997 er der bassiner på udledninger fra 34% af de fælleskloakerede befæstede arealer.

Bassiner, separatkloak
Der er i 1997 bassiner på 38% af det samlede separatkloakerede befæstede areal.

For både bassiner i fælles- og separatkloakerede områder er der stor regional variation i antal bassiner. I Københavns Amt er således 77% af de separatkloakerede arealer og 69% af de fælleskloakerede arealer forsynet med bassiner. I Storstrøms Amt er der bassiner på 19% af de separatkloakerede arealer og kun på 4% af de fælleskloakerede arealer.

Renseeffekt for bassiner
For bassiner beliggende både i fælles- og separatkloakerede oplande skal det bemærkes, at der beregningsmæssigt ikke er indregnet nogen renseeffekt i selve bassinerne. For at kunne bedømme renseeffekt for bassinerne er der behov for et nøjere kendskab til opbygningen af bassinerne. Renseeffekten særligt for kvælstof vurderes at være begrænset, effekten er noget større for fosfor og endelig størst for COD. Dette skyldes, at bassiner hovedsageligt er egnede til at tilbageholde suspenderet materiale. Bassinernes renseevne for suspenderet stof er stigende med volumen pr. befæstet areal.

Den samlede overestimering ved ikke at indregne renseeffekter vurderes at være af størrelsesorden 5 - 10% for kvælstof og fosfor.

 

5.4 Udledning af næringssalte og organisk stof

Udledning for normalår
I et normalår (middel for perioden 1981- 1990) udledes med en vandmængde på 198 mill. m3, 847 ton kvælstof, 217 ton fosfor og 13.645 ton COD.

Den samlede udledning i et normal år fra de regnvandsbetingede udløb opgjort amtsvis fremgår af bilag 2.3.

Der er med 1997 indberetningen samlet set kun sket mindre justeringer af de udledte mængder.

Udledning 1997
Udledningen i 1997 var 5% lavere end for et normal år, en vandmængde på 188 mill. m3, og et stofindhold på 801 ton kvælstof, 204 ton fosfor og 12.660 ton COD. Den lavere udledning skyldes den generelt lavere nedbørsmængde.

De regnvandsbetingede udledninger i 1997 er vist amtsvis i bilag 2.4. Der er i hovedparten af amterne mindre udledninger end normalår, både for separat- og fælleskloakerede områder.




Figur 5.2
Middel arealenhedstal for kvælstof beregnet ud fra amterne og Københavns kommunes opgørelser for separat- og fælleskloakerede områder, normalår.

For at kunne sammenligne de beregnede udledninger med generelle værdier f.eks. fra Odense regnserien og desuden sammenligne udledninger amterne imellem, er der ud fra indberetningerne beregnet gennemsnitlige amtslige arealenhedstal, for både separate regnvandsudløb og de fælleskloakerede overløb.

De beregnede arealenhedstal amtsvis er vist i figur 5.2. Umiddelbart ses det af figuren, at der ikke er proportionalitet mellem nedbør og arealenhedstal, og desuden ses, at der for flere amter ikke umiddelbart er sammenhæng mellem amternes udledninger fra separat- og fælleskloakerede områder. Til sammenligning skal bemærkes, at der i bearbejdningen af Odense regnserien på modelopland (Miljøstyrelsen, 1990), for separate regnvandsudløb er beregnet ca. 6 kg tot-N/bef.-ha-/år. For de fælleskloakerede områder er sammenligningen noget vanskeligere, men antages en middel aflastningshyppighed på ca. 21 aflastninger pr. år, ved f.eks. 2 mm bassin, afløbstal 0,3 mm/s fås en udledning på ca. 6 kg tot-N/bef.-ha/år.

For de fælleskloakerede områder er der en tendens til, at amter med stor andel af ældre kloaksystemer, dvs. de større byer, også har store aflastede volumener. For de separatkloakerede områder er der derimod sammenhæng med bruttonedbøren. Dog falder Storstrøms Amt uden for dette billede, ved dels at have særskilt stor udledning fra fælleskloakerede arealer, og særskilt lille udledning fra separatkloakerede arealer. En væsentlig faktor er dog, at man i Storstrøms Amt anvender en hydrologisk reduktion på 1,0, hvorved udledningsmængden bliver 25% større i forhold til den mere generelt anvendte 0,8. I Nordjyllands Amt ses også en markant høj udledning pr. hektar for de fælleskloakerede områder. Det har ikke været muligt at finde en særskilt forklaring herfor.



Figur 5.3
Procentvis udledt vand i forhold til den potentielt mulige udledte vandmængde, sammenholdt med amtsbruttonedbør. Fælleskloakerede områder, normal år.

I figur 5.3 er vist den procentvise del af udledningen i forhold til den potentielt mulige udledning beregnet på baggrund af bruttonedbøren pr. befæstet areal. Det bemærkes, at udledningerne i Storstrøms Amt er ca. 1/3 af den potentielle udledte mængde, mens den i Vejle Amt kun er 1/8, samt at dette er uafhængigt af nedbørsmængden. Landsmiddeludledningsmængden er ca. 1/5. Det er uvist, om dette kan tilskrives forskelle i opgørelsesmetoder, forskelle i regnfordeling eller reelle regionale forskelle i opbygning af afløbssystemer. Desuden er der anvendt middel nedbør i amter, hvor der er anvendt flere nedbørsmålinger.

Det må konkluderes, at de beregnede udledningsmængder pr. befæstet areal generelt er væsentligt højere, end hvad der kunne forventes ud fra beregningerne (Miljøstyrelsen, 1990).

Odense regnserien, der er anvendt i (Miljøstyrelsen, 1990), anses i dag ikke længere som repræsentativ dansk middel regn. Observationer fra de seneste 10 - 15 år på andre stationer i landet og i Odense viser, at Odense regnserien indeholder mindre regn end disse observationer.

Endelig kan forskelle i de aktuelle nedbørsfordelinger sammenholdt med Odenseregnserien være årsag til de højere udledningsmængder jvf. afsnit 5.2.

 

5.5 Usikkerhed på belastningsopgørelse

I tidligere punktkilderapporter er det beskrevet, at der er stor usikkerhed forbundet med opgørelserne af udledninger under regn, når disse opgørelser sammenlignes med konkrete målinger. (Miljøstyrelsen, 1996).Der bør derfor også fremover arbejdes med at forbedre datagrundlaget for opgørelserne.

 

5.6 Sammenfatning

Resultaterne af opgørelserne viser, at udledningen i et nor-mal år udgør 13.650 ton COD, 847 ton kvælstof, 217 ton fosfor og en vandmængde på 198 mill. m3. Der er i 1997 indberetningen samlet set kun sket justeringer af indberetningen for normalår. Dette tilskrives forbedrede opgørelser.

Udledningerne af vand, organisk stof, kvælstof og fosfor har i 1997 været ca. 5 % mindre end i et normal år. Dette skyldes en mindre nedbørsmængde i 1997 end normalt. I 1997 blev der udledt en vandmængde på 188 mill. m3, og med et stofindhold på 801 ton kvælstof, 204 ton fosfor og 12.660 ton COD.

Antallet af beregningsmetoder har udviklet sig fra de oprindeligt 3 metoder til langt flere metoder. Det er særligt valg og bearbejdning af regndata, der medfører de varierende beregningsmetoder.

Der er tidligere vist, at der er stor usikkerhed på opgørelsen af udledninger i forbindelse med regn. Det anbefales, at der fortsat arbejdes på at forbedre beregningsgrundlaget, særligt hydrauliske forhold ved/umiddelbart før selve renseanlæggene. Særligt skal der fokuseres på forbedring af det grundlæggende materiale, typisk fra de kommunale spildevandsplaner.