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

Dimensionering, etablering og montitering af pileanlæg uden bund

2 Dimensionering

Pileanlæg med nedsivning er i dette projekt defineret som et kombineret anlæg hvor spildevandet dels nedsives og dels fordamper ved beplantningens evapotranspiration.

Anlæggene er i dette projekt udformet, så spildevandet efter rensning i bundfældningstank pumpes til pileanlægget. Herfra nedsives en del af spildevandet til den under.liggende jord, mens det resterende spildevand optages og fordampes af vegetationen.

De to af pileanlæggene er opbygget af en stenfaskine, et magasin.volumen af jord og skærver, et filterlag og et jordlag, der er beplantet med piletræer. Magasinvolumenet er dimensioneret til at opsamle og opmagasinere spildevand og nedbør i vinterhalvåret, hvor transpiration og fordampning er stort set nul. Filterlaget sikrer at der ikke skylles jord- og andre partikler ned og tilstopper magasinet. Det sidste anlæg er udformet, så spildevandet ledes ud under et skærvelag på jordoverfladen. I dette anlæg opstuves spildevand og regn på jordoverfladen og tilbageholdes af en jordvold rundt omkring anlægget.

Det er ved udformningen af anlæggene i Hillerød antaget, at piletræernes rødder vil vokse ned igennem filterlaget til skærvemagasinet i deres søgen efter vand. Denne antagelse er siden eftervist.. Hvis magasinkapaciteten i skærvelaget skal bevares må der med tiden påregnes en udskiftning af stenfaskinen i det denne vil tilstoppe med rødder. Med den viden, der findes om pileanlæg i dag forventes det dog ikke, at en delvis opfyldning af skærvefaskinen vil påvirke anlæggets funktion.

Nedenstående figurer 1-3 illustrerer princippet for de tre typer af pileanlæg med nedsiving, der blev etableret i Hillerød Kommune:

1. et anlæg hvor magasinvolumenet er nedgravet, og hvor den opgravede jord er anvendt som jorddække over magasinet. Mellem skærvemagasinet og jorddækket er indskudt et "filterlag" af grus, der skal sikre, at jorden ikke bliver vasket ned mellem skærverne.
2. et anlæg, hvor magasinvolumen (og derved anlæggets "bund" er hævet og derefter dækket af et filterlag og af jord. Anlægget er afgrænset mod omgivelserne af en jordvold. Denne type af anlæg er relevant i tilfælde hvor grundvandsspejlet står højt.
3. et anlæg hvor regn og spildevand opmagasineres på terræn som frit vandspejl. Anlægget er dimensioneret, så der i en vinterhalvåret vil stå vand i anlægget. I anlægget tilføres spildevand i drænrør under terræn, men kunne principielt også udledes på jordoverfladen. Da der i dette anlæg står spildevand over jordoverfladen en del af året kræver anlægget en særlig tilladelse fra amtet. Denne type anlæg er særlig interessant på grund af de lave anlægsomkostninger.

Figur 2-1 Pileanlæg som er delvist nedgravet, og hvor den opgravede jord er anvendt som jorddække til beplantning med piletræer.

Figur 2-2 Pileanlæg som er placeret oven på eksisterende terræn. Er relevant i tilfælde hvor grundvandsspejlet står højt.

Figur 2-3 Pileanlæg hvor magasinvolumenet er på terræn som frit vandspejl. I denne anlægstype vil der i vinterhalvåret stå vand i anlægget. Spildevandet kan evt. tilføres i åbne render direkte på overfladen.

2.1 Dimensionering

Dimensioneringsgrundlaget for de 3 anlæg er beskrevet i Bilag 1, der bl.a. rummer beregning af vandbalancer for anlæggene ved flere forskellige anlægsstørrelser og ved forskellige værdier for jordbundens permeabilitet. Det er i dimensioneringen forudsat, at der foregår en vis nedsivning på de enkelte anlæg, svarende til en mindre andel af den nedsivning der ville være foregået på et normalt nedsivningsanlæg. Størrelsen af denne nedsivning – og derved i sidste ende dimensionerne af anlæggene er vurderet ud fra en teksturanalyse af de lokale jordbundsforhold de steder, hvor pileanlæggene blev placeret.

Jordbunden er i to af anlæggene egnet til nedsivning. Det har betydet, at der i dimensioneringen af disse anlæg er kalkuleret med en væsentlig nedsivning og derved nogle meget små anlægsdimensioner.

I det sidste anlæg er jorden uegnet til nedsivning. Dette anlæg er dimensioneret større.

2.1.1 Nedsivning

Nedsivningen afhænger generelt af hvilken jordart vi har med at gøre og af jordens hydrauliske ledningsevne. Pileanlæg med nedsivning vil normalt kun komme på tale hvor jordbundsforholdene er så lerholdige, at traditionelle nedsivningsanlæg ikke har tilstrækkelig nedsivningskapacitet.

Den hydrauliske ledningsevne for lerholdig jord varierer meget (10-9 - 10-6 m/s, svarende til en årlig nedsivningskapacitet på 0,03 - 30 m³ pr. m² ), specielt er variationen stor i de øverste jordlag hvor der er mange sprækker og planterester mv.

På baggrund af de gennemførte teksturanalyser vurderes den hydrauliske ledningsevne af jordbunden i de tre anlæg at ligge inden for dette interval. For de 2 første anlæg er den hydrauliske ledningsevne dog så høj, at jorden er egnet til traditionel nedsivning af spildevand, hvorfor det har været muligt at dimensionere anlæggene mindre.

2.1.2 Grundvand

Højeste grundvandsstand skal ligge mindst 1 meter under bund af anlægget, for at sikre en tilstrækkelig rensning af det spildevand der nedsives. Bunden af anlægget defineres som bunden af det magasineringsvolumen, der er anlagt af skærver i de to af anlæggene. I det anlæg, hvor spildevandet stuves op på jordoverfladen defineres bunden ved de drænledninger, der fordeler vandet i anlægget.

2.1.3 Transpiration og beplantning

Mængden af spildevand som kan fjernes ved transpiration og fordampning afhænger af beplantningen og dennes bladindex. En detaljeret beskrivelse af forholdene omkring fordampning fra pileanlæg findes i "Etablering af pileanlæg - Baggrundsrapport".

De tre pileanlæg i Hillerød Kommune blev dimensioneret og etableret før dette datagrundlag var til rådighed. Dimensioneringsgrundlaget var derfor dels empirisk baseret (via erfaringer fra eksisterende pileanlæg) og begrundet i litteraturdata for piletræers potentielle fordampning.

Vandoptagelsen i 3 m høje piletræer beskrives i litteraturen at variere over året som vist i figur 2.4. Et piletræ antages således optage op til ca. 300 liter vand pr. måned i sommerperioden, eller ca.. 800 liter på et år. Med en tæthed på to piletræer pr. m², vil der således kunne fordampes ca. 1600 liter pr. m² pr. år. Som grundlag for dimensioneringen er der i dette projekt regnet med en årlig fordampning fra anlægget på 1500 mm /6/.

Data i figur 4 stammer fra engelske forsøg, men antages også at være gældende i Danmark. Til sammenligning med disse data for pil er den potentielle fordampning målt i Frederiksborg amt er vist på figur 2.5. Det ses, at fordampningen fra en beplantning af piletræer kan fordampe i størrelsesorden 2,5 gange så meget som den potentielle fordampning.

Figur 2-4 Målt fordampning fra pil /6/

Figur 2-5 D en gennemsnitlige potentielle fordampning fordelt på måneder. Målt i Frederiksborg amt /5/

I Frederiksborg amt er den årlige nedbør ca. 500 - 800 mm, og den er fordelt som vist på figur 2.6. Det antages at al nedbør skal fordampes fra anlægget, hvor det vil blive optaget og fordampet gennem piletræerne. Potentialet for optagelse og fordampning af spildevand gennem piletræerne, vil således være yderligere ca. 750 mm pr. år.

2.1.4 Magasinvolumen

Ved dimensionering af anlæggene er det antaget, at der ikke sker nogen væsentlig fordampning fra anlægget i vintermånederne, og at der derfor skal opmagasineres spildevand og nedbør fra medio oktober til medio maj, som så i sommerperioden vil blive optaget og fordampet gennem piletræerne.

I vinterperioden vil en større del af nedbøren derfor sive ned i anlægget. I vinterperioden falder der 300 - 400 mm nedbør, og det antages på baggrund af de lokale jordtyper, at ca. 250 mm siver ned gennem jorden og derfor ikke skal opmagasineres i anlægget. Tilførslen af spildevand i vintermånederne sættes til 300 mm. Der sikres derfor et magasinvolumen på 400 mm i de to anlæg med underjordisk magasinvolumen. For det sidste anlæg med magasinvolumen på terræn som frit vandspejl, antages tilsvarende, at ca. 400 mm skal opmagasineres – dels over og dels under jorden.

Figur 2-6 Månedsnedbør målt i Frederiksborg amt

Der er ved dimensioneringen regnet med et effektivt porevolumen på 30 % i jord og skærvemagasin.

2.1.5 Etablering og pleje af vegetation i anlægget

Anlægget vil være belastet med spildevand hele året. De fysiske betingelser vil adskille sig fra forholdene i et moseområde ved at anlægget dimensioneres, så det principielt tørrer ud om sommeren. Beplantningen vil kunne vælges blandt de plantetyper som forekommer i moseområder. Piletræer og tagrør har et meget stort bladindex, og er velegnet til at fjerne store mængder vand ved transpiration. Tagrør har dog svært ved at klare sig i sommerperioden hvor anlægget vil være tørlagt som følge af den store transpiration. Også andre plantetyper kan være egnede i anlægget. Det gælder f.eks. Californisk gedeblad eller Blærespirea. Det vil dog ikke være muligt at etablere disse planter sammen med pil, da piletræerne vil udkonkurrere disse.

Anlæggene i Hillerød Kommune blev beplantet med følgende sorter og kloner, Salix Schwrini (Klonen Aage), Saliz Viminalis (Klonerne Maria, Christina), Dugpil (klonerne Rød Amarica, Rød belgier og Carl Jensen). Beplantningen i anlæggene inddeles i tre parceller som på skift skæres ned for at forny beplantningen og for at få en tæt vegetation.

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

Version 1.0 Marts 2004, © Miljøstyrelsen.