Dagvattendiken föremål för undersökning

N Y H E T S B R E V 11
september 2015
ges ut av Dag&Nät
Utblick
Kommande licentiat i VAteknik, LTU
Den 9 december 2015 ska Oleksandr Panasiuk presentera sin
licentiatuppsats ”Towards better
practices in detection of wastewater
pollution in stormwater sewers and
volume estimation of SSO discharges”.
Diskussionsledare kommer
vara professor Sveinung Sægrov från
NTNU Trondheim, Norge.
Välkommen att lyssna på presentationen som hålls kl. 10 på Luleå tekniska universitet, E-huset, sal E632 !
Pågående projekt
Dagvattendiken föremål för undersökning
För närvarande genomför
doktoranden
Hendrik Rujner omfatande fältförsök i Luleå
för att undersöka funktionen av gräsbevuxna
dagvattendiken. Syftet är att utvärdera
de olika faktorer som påverkar deras prestanda avseende fördröjning, infiltration
och transport av dagvatten. Regnsimuleringar och upprepade mätningar kommer att bidra till att förstå under vilka
förutsättningar svackdiken kan vara ett
lämpligt alternativ till det konventionella
ledningsnätet och därmed en viktig del
av verktygslådan för urban grön infrastruktur.
Svackdiken intill hårdgjorda ytor, vanligen
vägar, fungerar som en första dagvattenrecipient och är konstruerade för att fördröja,
infiltrera och transportera vidare stora vattenvolymer. Men dessa anläggningar är byggda av
olika jordmaterial, i olika storlekar, med olika
lutningar och på olika platser. Således förväntas
deras prestanda vara också olika.
I samarbete med Luleå kommun har fyra
dagvattendiken i Luleå (Östermalm, Örnäset,
Luleå centrum och Hertsön) valts ut med hänsyn till olika markförhållanden och ålder. Huvudsyftet är att undersöka infiltrationskapaciteten och avrinningsmönster under varierande
förutsättningar, det vill säga torr eller våt mark
och olika regn.
Inflödet av dagvatten simuleras genom utmatning av vattenvolymer på 3-15m3 från en
behållare till en 30-meters lång provsträcka.
Högupplösta mätningar av in- och utflödet
kompletteras med mätningar av vattenhalten i
marken vid 15 olika punkter i dagvattendiket.
Dessutom genomförs en manuell registrering av vattenföringens djup och bredd. All
insamlad data bör bidra till att bättre kunna
analysera flödesfördröjning, infiltration och
transport av dagvatten.
Utrustningen för experimenten består av en
vattenpump, fyra stora vattentankar, fyra
mätrännor med flödesmätare, 15 markfuktighetssonder och flera meter av rör
för vattenförsörjning och distribution.
Första mätningar visar att infiltrationskapaciteten av en väl utformat
gräsbevuxet svackdike återhämtar sig
snabbt efter ett simulerat regn. Data
visar också att markfuktigheten varierar betydligt inom det 30-meters långa
testavsnittet. Experimenten kommer att
fortsätta i ytterligare några veckor under hösten.
Hendrik Rujner
[email protected]
Günther Leonhardt
[email protected]
Pågående projekt
Kan infiltrationskapaciteten av igensatt asfalt återskapas?
Ahmed Al-Rubaei och Godecke
Blecken har i samarbete med doktoranden Ryan Winston
från North Carolina
State University genomfört en uppföljningsstudie
rörande
dränasfaltens infiltrationskapacitet i Luleå.
Tidigare har Ahmed visat att infiltrationskapaciteten av dränasfalten har sjunkit från
ungefär 300 mm/min till 0,5 mm/min på
grund av igensättning med fina partiklar.
Igensättning är ett vanligt förekommande
problem för infiltrationsanläggningar som
inte underhålls tillräckligt. Detta resultat har varit utgångspunkten för den aktuella studien där olika metoder för att
återskapa infiltrationsförmågan har testats.
Figur 1. Asfaltfräsning (till vänster) och högtryckstvätt (till höger)
Ahmed och Ryan har undersökt hur
dammsugning i kombination med högtryckstvätt och asfaltfräsning med 0,5 och
1,5 cm påverkar infiltrationskapaciteten. Alla
metoder har förbättrat infiltrationsförmågan
avsevärt som illustreras i figur 2. Framför allt
pades tillräckligt mycket infiltrationskapacitet för att kunna infiltrera ett 100-årsregn.
Studien har kompletterats med liknande
undersökningar i USA. Där har Ryan undersökt dammsugning av gräsarmerad betong. Även där kunde infiltrationskapaciteten höjas så att intensiva regn kan infiltreras.
Studien visar alltså att infiltrationsanläggningar med dränasfalt och gräsarmerad betong kan fungera under många år
om de underhålls rätt. I fall att igensättning uppträder kan infiltrationskapaciteten
återskapats med metoderna vi undersökt.
Resultaten kommer att publiceras i en gemensam forskningsartikel.
Figur 2
asfaltfräsningen har resulterat i en infiltrationsförmåga som var långt över förväntan;
vi har kunnat återskapa den ursprungliga
infiltrationskapaciteten (ungefär 300 mm/
min). Detta var första gången som effekten
av asfaltfräsning har undersökts i detta sammanhang. Även med högtryckstvätt återska-
Godecke Blecken
[email protected]
Ahmed Al-Rubaei
[email protected]
Undersökning av Sveriges första biofilter
Nyheter från GrönNano
i korthet
I samarbete med
Thomas Larm (Stormtac AB) och Tyresö
kommun undersöker
studenten Sara Eklund reningen av dagvatten i biofiltren som
byggdes i Tyresö 2012. Denna anläggning var det första biofiltret för rening
av dagvatten som anlades i Sverige.
Arbetet med
skärmdammen
för dagvattenrening i Östersund går vidare.
I våras karterades sjöbotten
för att kunna göra en mer detaljerad dimensionering av systemet.
Nu går projektet in i nästa fas som
innefattar tillståndsansökan för vattenverksamhet. Om allt löper väl ut
kan kanske anläggningsarbetet påbörjas nästa sommar.
Dagvattnet från en bostadsgata leds till
anläggningen där det perkolerar genom
en växtbevuxen filterbädd i vilket vattnet
renas med en kombination av biologiska
och (geo)kemiska sorptionsprocesser. Biofilter är en mycket populär anläggning i t
ex Australien och USA vilken på senare
år även börjat implementeras i Sverige.
Undersökningarna i Tyresö har pågått sedan Juli och provtagning av några regn har
genomförts. Planeringen är att provta flera
regn under vintern och våren för att kunna
utvärdera årstidsvariationerna. Resultaten
kommer att utvärderas i ett examensarbete.
De preliminära resultaten tyder på en fortsatt bra reningsförmåga. Metallhalterna i det
renade vattnet var betydligt lägre än i själva
dagvattnet. Resultaten visar även att val av
filtermaterial är av stor betydelse för reningsförmågan. Om fokus ligger på rening är det
viktigt att välja ett material med en låg andel
finkornigt sediment, en låg halt organiskt
material och en hög adsorptionsförmåga.
Projektet är en del av Dag&Nät och
GrönNano.
Personalnytt
Nya doktorander vid forskningsgruppen Stadens vatten
Anna Magnusson
Doktorand
[email protected]
0920-49 38 59
Alexandra Andersson Wikström
Doktorand
[email protected]
0920-49 30 78
Anna Magnusson anställdes
i juni 2015 som doktorand
i VA-teknik. Hon har en bakgrund som
civilingenjör i Samhällsbyggnadsteknik
från LTU. Anna har erfarenheter från att
arbeta som konsult med förorenad mark
och miljöprovtagning. Forskningen som
hon kommer att bedriva vid LTU handlar om gröna tak i kallt klimat. Gröna tak
i Umeå och Kiruna kommer att undersökas med avseende på regn, flöde från
taken, snösmältning, plantornas överlevnad samt provtagning av metaller och
näringsämnen. Målet är att kunna anpassa Gröna tak till det krävande klimat
som återfinns i subarktiska områden.
Alexandra Andersson Wikström anställdes i juli 2015
som doktorand i VA-teknik. Hennes
forskningsområde är främst relaterat
till att utreda föroreningskällor till dagvatten. Arbetet innebär att undersöka
bidraget av föroreningar från olika urbana ytor och material, t.ex. tak eller fasader, till ytavrinning. Alexandra
har tidigare studerat till civilingenjör
med inriktningen Miljöteknik på programmet Naturresursteknik vid LTU.
Examensarbetet utfördes på VA-teknik
inom dagvattenkvalitet, där lakning av
föroreningar från konventionella takmaterial undersöktes i laboratorieförsök.
Annelie Hedström utsedd
biträdande professor i VAteknik, LTU
Gruppen seniora forskare vid Stadens vatten förstärktes under sommaren genom att Annelie Hedström
som sedan tidigare var universitetslektor, nu har utnämnts till
biträdande professor.
Som avslutande steg i processen
höll hon den 15 september en populärvetenskaplig docentföreläsning på
Vetenskapens hus om avloppssystem
som en central samhällsfunktion igår,
idag och imorgon. På illustrativt sätt
skildrades hur systemen såg ut förr,
vilka var drivkrafterna för deras utbyggnad och vilka utmaningar finns
idag och i framtiden.
Lena Goldkuhl ny ledare för Working Group EcoSystem Services (WG ESS)
WG ESS är en Bryssel-baserad arbetsgrupp inom ramen för Europeiska
Plattformen för Vattenteknik (WssTP)
som strävar efter att stärka vattensektorn
på europeisk och nationell nivå genom
att påverka initiativ som tex EIP Water och Horizon2020. Gruppens mål
är att skapa synergier mellan forsk-
ning och privata aktörer för att främja
innovationer inom området, intensifiera
samarbetet och skapa ett nätverk och
på så sätt stärka branschens
konkurrenskraft internationellt. Lena Goldkuhl,
Dag&Nät vid LTU, har nu tagit över som
ledare för arbetsgruppen och kommer
framöver att verka för att nå dessa mål.
I korthet
Vattenstämman 2015
Den 19-20 maj hölls Vattenstämman
i Sundsvall som arrangerades av Svenskt
Vatten. I år var Sundsvalls, Timrås och
Nordanstigs kommuner genom Dag&Nät
parten MittSverige Vatten värd för arrangemanget.
Under konferensens två dagar bjöds
på intressanta föredrag och diskussioner.
Höjdpunkterna för detta år var bland annat den internationella utblicken i vilken
deltagarna fick ta del av hur VA-verksamheterna numera är organiserade i Skottland, Danmark och Schweiz.
Dag&Nät hade en monter i utställningen med många besökare och intressanta
samtal.
Godecke Blecken från LTU höll ett
föredrag angående den kunskapssammanställning som har gjorts på LTU avseende
reningsmetoder för dagvatten. Resultaten
kommer att publiceras i en Svenskt Vatten
Utveckling rapport.
17th IWA International Conference on Diffuse Pollution and
Eutrophication
Den sjuttonde upplagan av IWA:s International Conference on Diffuse Pollution and Eutrophication gick av stapeln
den 13-18 september i Berlin, Tyskland.
LTU och Dag&Nät representerades av
Alexandra Andersson Wikström som presenterade och diskuterade sin forskning
om bidraget av föroreningar från olika
takmaterial till dagvatten. Utöver presentationen deltog Alexandra vid en rad
andra presentationer och poster-sessioner
samt passade på att knyta värdefulla internationella kontakter i branschen.
10:e Urban Drainage Modelling
konferens, Québec, Kanada
Matthias Borris, Günther Leonhardt,
Jiri Marsalek och Stina Ljung har besökt
UDM 2015 konferensen, som denna gång
gick av stapeln den 21 - 23 september.
Stina och Günther höll varsin presentation under första dagen där de presenterade resultat från Green/Blue Cities projektet i Kiruna, Günther med avseende på
snömodellering och Stina med avseende
på den integrerade metod som utvecklats. Matthias presenterade sitt arbete med
föroreningskällbaserad modellering av
dagvattenkvalitet utifrån ett klimat- och
urbaniseringsperspektiv under poster sessionen.
Konferensen hade tre parallella sessioner under de tre dagarna. Huvudtemat för
konferensen var modellering av dagvatten
och ämnen som avhandlandes under konferensen var bland annat framtidens städer,
översvämning (övervakning, förvarning,
modellering), osäkerheter och kalibrering,
real time kontroll (förvarning, kvalitet och
kvantitet), bräddning från kombinerade
ledningar (kvalitet och kvantitet), samt
gröna lösningar.
Aktuellt
Påverkan på avloppsnätens funktion
till följd av förändringar av inkommande hushållsspillvatten
Den 12 juni 2015 försvarade Jonathan Mattsson sin doktorsavhandling ” Impacts on sewer performance
due to changes to inputs in domestic
wastewater” på ett seminarium med
David Butler, professor i VA-teknik
vid University of Exeter, Storbritannien, som opponent. I avhandlingen
undersöks hur avloppsnätens funktion kan komma att påverkas av förändringar av inkommande spillvatten från hushållen.
Sedan 1850-talet då större avloppssystem började konstrueras har frågan
om påverkan på avloppsnätens funktion
till följd av förändringar av hushållsspillvattnets kvalitet diskuterats. Förändringar
som rönt uppmärksamhet och som har
potential att negativt påverka avloppsnätens funktion är ökad användning av
fett och olja, införande av matavfallskvarnar samt installationen av apparatur med
låg vattenförbrukning. Sådan påverkan
har aktualiserats än mer på senare år då
många avloppsnät börjar bli gamla och
det finns en oro för redan nedsatt funktion. I Mattssons avhandling har undersökts hur förändringar av inkommande
spillvatten kan komma att påverka
funktionen hos befintliga avloppsnät.
Under avhandlingsarbetet skickades en
enkät ut till kommunala VA-ingenjörer
i Sverige och Norge för att undersöka
hur utbredd fettproblematiken i avloppsnät är. Vidare genomfördes en fältstudie
med syfte att studera långtidseffekter på
avloppsnät till följd av användandet av
matavfallskvarnar. Här TV-inspekterades
avloppsnät med inflöde från kvarnar med
avseende på förekomsten av avlagringar
och jämfördes med nät som helt saknade
sådant inflöde.Vidare gjordes en fallstudie
som syftade till att bedöma framtida påverkan på avloppsnät i två mindre svenska
orter när vattenförbrukningen minskar. I
första hand undersöktes till vilken grad
avloppsledningarnas självreningskapacitet påverkades av en minskad vattenför-
Senaste examensarbeten publicerade
inom VA-teknik:
Under senaste terminen presenterades
och publicerades fyra examensarbeten
med anknytning till VA-teknik.
• ”Potential Sources of Stormwater Pollutants:
Leaching of Metals and Organic Compounds
from Roofing Materials”. Alexandra Wikström Andersson. Civilingenjörsexamen, Naturresursteknik, 2015
• ”Risk- och Mervärdesanalys som verktyg
vid jämförelser av dagvattensystem: Fallstudie
av handelsområdet Solbacken”. Linda Bäckström. Civilingenjörsexamen,Väg- och vattenbyggnadsteknik, 2015
brukning och i vilken utsträckning detta
kunde motverkas med infordring av rör.
Enkäten visade på en ökning av
blockeringar i avloppssystem, i synnerhet vid pumpstationer. I fältstudien om
avfallskvarnars påverkan indikerades att
den observerade nivån av avlagringar
i ledningar ökade när många kvarnar
var påkopplade, särskilt för ledningar
med svag lutning kombinerat med stor
förekomst av svackor. Dock noterades
endast ett fåtal större avlagringar i ledningar med kvarnar påkopplade vilket
indikerar att kvarnar överlag har en mindre påverkan på ledningarnas funktion.
Resultatet från fallstudien kring minskad vattenförbrukning indikerade att
den lägre flödeshastigheten i ledningsnätet kunde motverkas med infodring
(som innebär en dimensionsminskning
av rören) när vattenförbrukningen inte
var lägre 130 liter/person och dygn.
Den påverkan på avloppsnätens funktion som studerats i avhandlingen influeras av en rad faktorer, exempelvis bruk
och vanor i hushåll och ledningsnäts
generella status. Därför är det nödvändigt att sätta förändringar av avloppsvattens karaktär från hushållen i en större
samhällelig kontext när
man diskuterar huruvida
det är lämpligt att transportera mer eller mindre avfall i avloppsnätet.
• ”Förstudie inför upprättande av verksamhetsområde för dagvatten i Luleå kommun”.
Carina Strandberg. Högskoleexamen, Samhällsbyggnad, 2015
• ”Jämförelse av tekniker för små avlopp:
Minireningsverk, markbäddar och fosforfällor”. Peter Lund.Teknologie kandidatexamen,
Samhällsbyggnadsteknik, 2015
Kalendarium
4-6 nov 2015: 14th Nordic Wastewater
Conference NORDIWA, Bergen, Norge
11 nov 2015: Föreningen Vattens seminarium Dagvattenkvalitet, Stockholm
2-3 dec 2015: SVU forsknings- och
innovationskonferens ”25 år - då, nu och
framtid”, Stockholm
9 dec 2015: Licentiatpresentation Oleksandr Panasiuk, LTU, Luleå
10-11 maj 2016: Vattenstämman (med
Svenskt Vattens föreningsstämma), Göteborg
7-9 jun 2016: HSM2016 IWA Conference on Holistic Sludge Management,
Malmö
[email protected]
- ett kompetensnätverk mellan forskningsgruppen Stadens vatten/VA-teknik vid Luleå tekniska universitet, Luleå kommun,
Skellefteå kommun, Umeva (Umeå), MittSverige Vatten (Sundsvall),Vatten Östersund. samt Svenskt Vatten
Kontaktuppgifter: Maria Viklander, professor VA-teknik, projektledare. [email protected]. Tel 0920 49 1634, 070 330 14 86
Sylvia Kowar, projektkoordinator Dag&Nät. [email protected]. Tel 0920 49 1473, 072 247 36 63
http://www.ltu.se/dag-nat
För att anmäla eller avanmäla dig till vårt elektroniska utskick av nyhetsbrevet, skicka gärna ett mejl med dina kontaktuppgifter till [email protected]