Stofkoncentrationer i regnbetingede udledninger fra fællessystemer

3. Bearbejdning af hændelsesmiddelkoncentrationer

3.1 Variation af hændelsesmiddelkoncentrationer
3.2 Beregnede hændelses- og stationsmiddelkoncentrationer
3.3 Typetal baseret på danske hændelsesmiddelkoncentrationer

3.1 Variation af hændelsesmiddelkoncentrationer

I Miljøstyrelsen (1997) er det påpeget, at beregning af stationsmiddelkoncentrationer medfører markant højere koncentrationer på de tre nye stationer, op til 5 gange de hidtil anbefalede værdier. Det, der sammenlignes, er fordelingen af hændelseskoncentrationerne med den hidtil anbefalede værdi. Denne sammenstilling bør foretages med varsomhed, idet den hidtil anbefalede værdi ikke er baseret på væsentlig flere data end det nye datamateriale. Derfor bør man i stedet for betragte fordelingen af hændelsesmiddelkoncentrationer for de seks oplande under et.

3.1.1 COD

Empirisk fordelingsfunktion

De empiriske fordelingsfunktioner for COD for alle oplande er vist i figur 3.1. Det ses, at de tre gamle oplande har stort set sammenfaldende fordelinger (bemærk afbildningen er i log-skala) og at 2 af de nye oplande har et stort sammenfald med de tre gamle, dog med en forhøjet risiko for hændelser med meget høje koncentrationer. Oplandet i Hasseris har tilsyneladende generelt høje koncentrationer.

Små hændelser fjernes

En del af hændelserne i de nye oplande er baseret på meget små hændelser, ned til 0,1 mm afstrømmet overvand. Den mindste hændelse, der er medtaget selvstændigt i de gamle oplande er på 1,6 mm. En så lille hændelse vil kun yderst sjældent medføre aflastning. Derfor slettes alle hændelser med et afstrømmet volumen på under 1 mm også for de nye oplande. Ved fjernelse af disse små hændelser ekskluderes 4 hændelser fra Soldalen og en fra hvert af oplandene Vissing og Hasseris. Fordelingerne af hændelsesmiddelkoncentrationer af COD ser herefter ud som vist på figur 3.2. Det ses umiddelbart, at de fem af oplandene tilhører samme fordelingsfunktion, mens Hasseris adskiller sig markant fra de øvrige.

3.1.2 P, N og SS

Konklusionerne for COD kan overføres til de øvrige stoftyper. Målingerne af P indikerer dog, at fordelingen af HMK for Soldalen og Vissing ligger lidt lavere end de gamle oplande

3.1.3 Sammenligning mellem oplande

Hasseris er outlier

Hasseris adskiller sig klart fra de andre fem oplande. Oplandet er meget stort i forhold til de øvrige oplande. Det burde dog ikke i sig selv give anledning til så store forskelle. Det virker mere sandsynligt, at årsagen skal findes i flade strækninger i afløbssystemet samt områder med problemer med sedimentation. Man er påbegyndt renovering af oplandet og har konstateret store problemer med rodindtrængning og sammenfaldne rør. I en selvstændig analyse konkluderer Larsen et al (1998), at der fra oplandet i Hasseris er tale om en kraftig First Flush effekt, idet den afstrømmede masse af COD er bedre korreleret til den forudgående tørvejrsperiode end til regnafstrømningen. Fraktionerede prøver fra oplandet udviser da også betydelige koncentrationsændringer i løbet af hændelserne, se kapitel 5.

Modellering af forskelle

Bearbejdningen som er anskueliggjort i figur 3.2 viser, at der eksisterer mindst to typer af oplande i Danmark. Hvis variationen var rent stokastisk kunne opbygges en compound-model, der angav sandsynligheden for at et opland tilhørte den ene eller anden fordeling. Det er dog ikke rimeligt i denne situation, hvor det er sandsynliggjort, at der er tale om en forskel, der kan forklares og modelleres deterministisk. I oplande hvor det er sandsynliggjort at der ikke er problemer med sedimentation kan benyttes koncentrationer svarende til de fem oplande i dette notat. Hvis der derimod er tale om et opland med kendte problemer og et stort renoveringsbehov må der benyttes forhøjede koncentrationsniveauer. De aktuelle koncentrationsniveau bør da fastlægges ved at sammenligne med Hasseris eller f.eks. hollandske data.

3.2 Beregnede hændelses- og stationsmiddelkoncentrationer

Den primære forskel på oplandene er tilsyneladende graden af resuspension under regn, hvor Hasseris adskiller sig fra de øvrige fem oplande. Nærværende bearbejdning vil derfor primært fokusere på at modellere de fem oplande med begrænset resuspension. I tabel 3.1 – 3.4 er angivet såvel HMK som SMK for alle stoftyper og alle måleoplande. Endvidere er angivet vægtede værdier af stationsmiddelkoncentrationer fra de fem oplande med ens karakteristika svarende til, at alle hændelser var målt på samme opland. Det bemærkes, at dermed vægtes Vestre Paradisvej og Cedervej højt i forhold til de øvrige oplande, se tabel 2.1.

Af tabel 3.1 – 3.4 fremgår det, at SMK for Hasseris er meget lav sammenlignet med fordelingen af HMK. Det skyldes, at der er en ekstrem hændelse på 73 mm, der indgår i beregningen. Denne hændelse har selvsagt den laveste HMK, jf. diskussionen omkring first flush i oplandet.

På figur 3.3 er vist de beregnede SMK-værdier for alle målestationer. For Hasseris er indtegnet to værdier. Den lave SMK værdi svarer til beregningen i tabel 3.1 – 3.4, hvorimod den høje værdi er beregnet ved at se bort fra den ekstreme hændelse.

3.3 Typetal baseret på danske hændelsesmiddelkoncentrationer

Der er generelt god overensstemmelse mellem de gamle og de nye data, bortset fra Hasseris. Der er udført et test for, hvorvidt fordelingerne af HMK mellem oplande er tilfældig for de fem øvrige oplande ved at lave en variansanalyse mellem oplandene. En hypotese om ens fordelinger accepteres for COD og N og forkastes for SS. For P er hypotesen accepteret, men er tæt på at blive forkastet. Der er 10% sandsynlighed for, at de empiriske fordelinger af HMK for P er ens; normalt forkaster man hypotesen ved kun 5% sandsynlighed. Når hypotesen forkastes, må middelværdien til brug for beregning af årsbelastningen opgives som et interval.

For oplande uden sedimentationsproblemer er der dermed kun behov for mindre justeringer af de hidtidige typetal, se tabel 3.5. Intervallerne for SS skyldes, at der er en signifikant variation mellem oplande, mens intervallerne for de ekstreme værdier skyldes et begrænset antal målinger. En analyse af de fraktionerede prøver giver dog anledning til at begrænse typetallenes anvendelse til oplande med begrænsede voluminer, se kapitel 5.