Last ned
MILJØDIREKTORATET GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER JANUAR 2015 Foto: Uelandsgate, Oslo, Tharan Åse Fergus, 4.august 2014 OPPDRAGSNR. A060729 UTGIVELSESDATO 12.01.2015 OPPRAGSGIVERS KONTAKTPERSON Maria Malene KvalevågType equation here. OPPDRAGSGIVERS PUBLIKASJONSNR. M-293|2015 Miljødirektoratet UTARBEIDET Roar A Grønlund Magnussen KONTROLLERT Kim H Paus GODKJENT Svein Ole Åstebøl 2/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER INNHOLD 1 Innledning 3 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Eksempler på kilder til avrenningsfaktorer Norsk Standard NS-EN 12056-3:2000 Norsk Standard NS-EN 752:2008 Vassdragshåndboka Norsk Vann rapport 193|2012 Håndbok N200 Vegbygging (juni 2014) Svensk Vatten Publikation P90 SFT TA-550 "Veiledning ved dimensjonering av avløpsledninger" 5 5 5 5 6 6 7 9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 Potensial for en forenklet tilnærming Type avrenningsberegning/detaljeringsgrad Størrelse på nedbørfelt Permeabilitet Urbaniseringsgrad Felleskartbasen (FKB) 10 10 10 10 11 11 4 4.1 4.2 4.3 Diskusjon Usikkerhet Bruk av avrenningsfaktor Krav til avrenningsfaktor 12 12 12 13 5 5.1 Beregningseksempler 15 Beregning avrenningsfaktor og urbaniseringsgrad ved bruk av arealer fra FKB 15 Beregning avrenningsfaktor ved bruk av % Bebygd areal (BYA) 16 Beregning av regnvannsavrenning med ulike avrenningsfaktorer 16 5.2 5.3 6 Konklusjon 17 7 Referanser 18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 1 3/18 Innledning Avrenningsfaktoren er forholdet mellom avrenningen fra et område og nedbøren over samme område. Avrenningsfaktoren er avhengig av overflatens permeabilitet, beskaffenhet og fallforhold i terrenget. I den rasjonelle metode for beregning av regnvannsavrenning er avrenningsfaktoren en viktig faktor som ofte må skjønnsmessig estimeres. Avrenningsfaktor kalles også avrenningskoeffisient og mer sjeldent arealreduksjonsfaktor. Her foretas en gjennomgang av avrenningsfaktorer som benyttes til dimensjonering av overvannsanlegg i byer og tettsteder. Vurderinger av avrenningsfaktor i forhold til flomberegninger og avrenningsberegninger fra større nedbørsfelt er derfor ikke inkludert. I Kommunalt Tidsskrift nr. 10 β 1968 skriver Roar Finsrud: "I Norge finnes det svært få nedbør- og avrenningsmålinger som kan benyttes ved dimensjonering og planlegging av avløpsanlegg, og ofte anvendes derfor utenlandske verdier. Dette kan midlertidig føre til helt feilaktige dimensjoneringsdata, med risiko for store økonomiske konsekvenser. Nedbøren varerier nemlig fra sted til sted og riktige data vil man bare få ved langvarige observasjoner innenfor de aktuelle områdene." Det er observert store nedbørvariasjoner innenfor samme kommune. Store nedbørmengder og problemer på avløpsnettet og i overvannsystemene skaper diskusjon om ansvarsforhold. Derfor velger stadig flere norske kommuner å registrere kortidsnedbør. Nedbørmålerne er som oftest plassert i nærheten av eksisterende VA-infrastruktur i kommunene. Innsamling / registrering og overføring av nedbørdata gjøres som oftest ved å bruke virksomhetenes egne automatiseringssystemer og kommunikasjonsinfrastruktur. Med bakgrunn i ønsket om et mer standardisert opplegg for bruk av nedbørdata med basis i kommunenes egne driftskontrollsystemer har en gruppe kommuner gjennomført et spleiselagsprosjekt i samarbeid med met.no (Meteorologiske Institutt) og COWI i 2010 (COWI, 2010). Hovedmålsettingen med dette prosjektet var å etablere et rammeverk / generelle løsninger for innhenting / kvalitetskontroll /lagring og presentasjon av nedbørdata, herunder beskrivelse av grensesnitt mellom driftskontroll og de øvrige systemene. I Norge er det 86 målestasjoner med feltstørrelse < 5 km² og 59 målestasjoner med feltstørrelse 5 - < 10 km² (NVE, 2013). Totalt antall stasjoner er 460 og totalt antall aktive stasjoner er 179. Det er få stasjoner med lange findataserier, det vil si data med kortere enn 1 døgns oppløsning. Dette viser at det i Norge fortsatt finnes svært få nedbør- og avrenningsmålinger som sammen kan benyttes ved dimensjonering og planlegging av avløpsanlegg. Dermed er man fortsatt avhengig av å bruke standardiserte verdier for avrenningsfaktorer som antas å ha utgangspunkt i utenlandske studier. Det er ønskelig å etablere nasjonale verdier for avrenningsfaktorer med optimal detaljeringsgrad som kan benyttes sammen med lokale nedbørintensiteter som er kvalitetssikret av Meteorologisk Institutt og kan hentes fra www.eKlima.no. Forøvrig, arbeider Meteorologisk Institutt for tiden med å oppdatere intensitet-varighet-frekvenskurvene for ekstremnedbør med kort varighet i Norge (NVE, 2013). 4/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER Beregning av regnvannsavrenning utføres enten basert på ulike manuelle metoder eller ved hjelp av beregningsprogrammer som SWMM, NIVANETT eller MOUSE. Den mest benyttede manuelle metoden er den rasjonelle metode (Lloyd-Davies, 1906) hvor det benyttes ett areal med ett regnskyll (en nedbørsvarighet) basert på feltets konsentrasjonstid og en gjennomsnittlig avrenningsfaktor: π = π΄ β πΆ β πΌ β πΎπ π: πΆ: π΄: πΌ: πΎπ : Regnvannsavrenning Avrenningsfaktor (midlere) Areal (Horisontalt) Nedbørintensitet Klimafaktor (denne faktoren er lagt til i senere tid) En midlere verdi av avrenningsfaktoren beregnes som: πΆπππππππ = πΆ1 βπ΄1 +πΆ2 βπ΄2 +...+πΆπ βπ΄π π΄1 +π΄2 +...+π΄π Avrenningsfaktorer for ulike typer arealer/nedbørsfelt utvikles ved å måle regnvannsavrenningen ved målte regnintensiteter. Det viser seg at avrenningsfaktoren er en funksjon av tiden innenfor hvert regnskyll, av regnskyllets intensitet, av vegetasjonen, gropsformasjon og terrenghelning, men aller mest av overflatens tetthet (NTH Institutt for Vassbygging, 1981). GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 2 5/18 Eksempler på kilder til avrenningsfaktorer Det kan generelt bemerkes at det opprinnelige grunnlaget for disse verdiene på avrenningsfaktorer er ofte lite beskrevet. 2.1 Norsk Standard NS-EN 12056-3:2000 Norsk Standard NS-EN 12056-3:2000 sier at avrenningsfaktoren settes til 1,0 med mindre annet er fastsatt ved nasjonale og lokale forskrifter og fremgangsmåter (Norsk standard, 2000). Denne standarden beskriver avrenningsfaktor for svært små felt (tak) og benytter dermed en høy verdi for avrenningsfaktoren. Det bør også benyttes klimafaktor som har blitt aktuelt etter denne standarden ble publisert. 2.2 Norsk Standard NS-EN 752:2008 Norsk Standard NS-EN 752:2008 standarden (Norsk Standard, 2008 ) beskriver avrenningsfaktor for svært små felt (eiendommer) og benytter dermed en høy verdi for avrenningsfaktorer (Tabell 1). Det bør også benyttes klimafaktor som har blitt aktuelt etter denne standarden ble publisert. Tabell 1: Avrenningsfaktor for overflatetyper iht. Norsk Standard NS-EN 752:2008. Tabellen er oversatt fra engelsk til norsk Overflatetype Impermeable arealer og bratte tak* Avrenningsfaktor, C 0,9 β 1,0 Kommentar Avhengig av gropsformasjon/lagring Store flate tak 0,5 Over 10 000 m² Små flate tak 1,0 Mindre enn 100 m² Permeable arealer 0,0 β 0,3 Avhengig fall og overflate * Impermeable arealer kan økes med 30 % ved store vertikale flater. 2.3 Vassdragshåndboka Alle andre kompliserte og variable tilstander i nedbørsfeltet som har betydning for avrenningen er klumpet sammen i avrenningsfaktoren C (NVE, 2010). Denne faktoren varierer erfaringsmessig fra opp mot 0,9 i urbane områder og områder med bart fjell, til ned mot 0,1 i parker og områder med dyrka mark. Som nevnt tidligere anbefales ikke metoden benyttet til større felt enn 0,2-0,5 km² (Lindholm, et al., 2008). I Vassdragshåndboka (NVE, 2010) beskrives den store spredningen i avrenningsfaktorer uten å spesifisere disse noe nærmere. Avgrensningen av feltstørrelsen for bruk av den rasjonelle formel (med av avrenningsfaktorer) er vesentlig mindre enn i kapittel 2.5. 6/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 2.4 Norsk Vann rapport 193|2012 Spissavrenningsfaktoren πΆπ πππ π angir forholdet mellom maksimalt avløp fra et område og midlere regnintensitet over området (Norsk Vann, 2012). Maksimale avrenningsfaktorer for noen flatetyper er gitt av i Tabell 2. Tabell 2: Maksimale avrenningsfaktorer for ulike typer flate rapportert av Mays (2001). Type flater πͺπππππ Tak 0,8 β 0,9 Asfalterte veger og gater 0,7 β 0,8 Grusveger 0,4 β 0,6 Plen 0,05 β 0,1 De lave verdiene anvendes for flatere områder og de høyere verdiene for brattere områder. For tett bebygde områder kan avrenningsfaktoren tilnærmet settes til andelen aktivt bidragende tette flater. Bruk av avrenningsfaktor på 0,05-0,1 for plen (dvs. grøntområder etc.) kan være altfor lavt under vintersituasjoner og høstregn der avløpsfeltet har en stor andel slike flater. I enkelte kommuners VAnorm tillates ikke avrenningsfaktorer mindre enn 0,3. De lokale forholdene bør vurderes nøye ved valg av avrenningsfaktorer, blant annet deltakende arealer, arealets størrelse, andel tette flater, fallforhold, grunnvannsstand og grunnforhold. Videre bør man spesielt analysere situasjoner som: βΊ Avrenning fra tørr mark med intense sommer-regn (konvektive byger) βΊ Avrenning etter langvarige høstregn og høy grunnvannstand med et etterfølgende kraftig høstregn βΊ Avrenning på frossen mark med et høst- eller vinterregn Hvis man beregner avrenning fra regn som faller om vinteren eller i kalde perioder, må man ikke bruke IVF-kurver som ikke har frasortert sommer-regnene. Denne rapporten benytter spissavrenningsfaktorer som ofte benyttes på samme måte som avrenningsfaktorer fra andre kilder. Ved dimensjonering er det maksimalt avløp som det ønskelig å beregne. Verdiene på spissavrenningsfaktorene er like avrenningsfaktorene i andre kilder. 2.5 Håndbok N200 Vegbygging (juni 2014) Ved felt større enn 10 km² kan dimensjonering med den rasjonelle formel gi store usikkerheter (Statens vegvesen, 2014). Ved avrenningsfelt mindre enn 2-5 km2 kan den rasjonelle formel brukes. GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 7/18 Tabell 3: Avrenningsfaktorer for ufrosset overflatetyper med returperiode på 10 år (Statens vegvesen, 2014). Overflatetype Avrenningsfaktor, C Betong, asfalt, bart fjell og lignende 0,6 β 0,9 Grusveger 0,3 β 0,7 Dyrket mark og parkområder 0,2 β 0,4 Skogsområder 0,2 β 0,5 1. For flate og permeable over-flater med stor avstand ned til grunnvannet brukes de laveste verdier i Tabell 3. For mer bratte og tette overflater eller der grunn-vannspeilet ofte går opp til over-flaten brukes de høyeste verdiene. 2. De lave C-verdiene i Tabell 3 gjelder for regn med varighet kortere enn 1 time og de høye verdiene gjelder for regn med varighet lenger enn 3 timer. For nedbør med returperiode lengre enn n = 10 år økes C-verdiene etter følgende retningslinjer (opp til en maks. faktor C = 0,95): 25 år: legg til 10 % 50 år: legg til 20 % 100 år: legg til 25 % 200 år: legg til 30 % Regn på frosset og islagt område og vannmettet grunn, f.eks. etter lengre nedbørsperioder, kan gi avrenning som for βbart fjellβ. Denne håndboka gir vesentlig større avgrensning av feltstørrelsen for bruk av den rasjonelle formel (med av avrenningsfaktorer) enn i kapittel 2.3 (2 km² = 200 ha = 2 000 000 m²). Verdiene på avrenningsfaktorene for dyrket mark og skogsområder synes å være høye i forhold til andre kilder. Håndboka introduserer sikkerhetsfaktor for avrenningsfaktoren i forhold til returperioden på nedbøren og dermed nedbørintensiteten. 2.6 Svensk Vatten Publikation P90 Denne publikasjonen har en finere oppdeling av avrenningsfaktorene for ulike typer flater enn de andre kildene her (Tabell 4). Samtidig har den avrenningsfaktorer for ulike typer av bebyggelse (Tabell 5) som også er benyttet i Norsk Vann Rapport (kapittel 2.4). 8/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER Tabell 4: Avrenningsfaktor for ulike overflatetyper fra Svensk Vatten (2004). Tabellen er oversatt fra svensk til norsk. Type flater Avrenningsfaktor Tak 0,9 Betong og asfaltflater, berg i dagen med sterkt fall 0,8 Steinsatte flater med grus fuger 0,7 Grusveger, bergmessig park med stort fall med lite vegetasjon 0,4 Berg i dagen med lite fall 0,3 Grusplass og grusgang, ubebygde tomter 0,2 Park med rik vegetasjon, kupert bergmessig skog 0,1 Jordbruksområder, gress, enger 0 β 0,1 Flat tettbevokst skog 0 β 0,1 Tabell 5: Avrenningsfaktorer for ulike bebyggelsestyper fra Svensk Vatten (2004). Tabellen er oversatt fra svensk til norsk. Bebyggelsestype Avrenningsfaktor Flatt Kupert Tettbebyggelse, ingen vegetasjon 0,7 0,9 Tettbebyggelse med noe vegetasjon, industri og skoleområder 0,5 0,7 Åpen bebyggelse, flermansboliger 0,4 0,6 Rekkehus og kjedehus 0,4 0,6 Villatomter < 1 000 m² 0,25 0,35 Villatomter > 1 000 m² 0,15 0,25 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 2.7 9/18 SFT TA-550 "Veiledning ved dimensjonering av avløpsledninger" Figur 1 viser hvordan avrenningsfaktoren øker med økende regnintensitet (SFT, 1979). Denne tidlige veilederen har blant annet denne figuren som gir en god illustrasjon på hvordan avrenningsfaktoren øker med økende nedbørintensitet. Figur 1: Avrenningsfaktorers variasjon med regnintensiteten. Figuren er hentet fra SFT (1979). 10/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 3 Potensial for en forenklet tilnærming 3.1 Type avrenningsberegning/detaljeringsgrad Det bør skilles mellom hvilken type avrenningsberegning som skal utføres: βΊ Overslagsberegninger βΊ Dimensjonering av overvannsanlegg βΊ Kontroll av flomhendelser Avhengig av ønske om detaljeringsgraden på avrenningsberegningen kan det være naturlig å dele avrenningsfaktorer i ulike nivåer: βΊ Type område: Urban, Boligområde, Naturlig βΊ Type areal basert på overflatens permeabilitet: Asfalt, Grus, Gress etc. βΊ Bruk av beregningsprogrammer og integrerte 1D-2D modeller med både avløpsnett og terrengmodell 3.2 Størrelse på nedbørfelt Det skilles ofte mellom flomberegninger i svært små nedbørfelt (< 0,5 km²), små nedbørfelt (< 20 km²) og store nedbørfelt som kan bli flere tusen kvadratkilometer (NVE, 2010). Denne gjennomgangen av avrenningsfaktorer som benyttes til dimensjonering av overvannsanlegg i byer og tettsteder gjelder for svært små nedbørfelt. 3.3 Permeabilitet Arealene innenfor nedbørsfeltet deles opp i forhold til 3 typer permeabilitet. Avrenningsfaktoren velges i forhold nedbørintensitet. Omtrentlige verdier for avrenningsfaktoren er gitt i Tabell 6 (NTH Institutt for Vassbygging, 1981). GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 11/18 Tabell 6: Omtrentlige verdier for avrenningsfaktoren (NTH Institutt for Vassbygging, 1981). Permeabilitet C C I = 50 l/s * ha I = 200 l/s * ha 0,7 β 0,9 0,8 β 0,9 Semipermeabel Hardtråkket grusdekke, leire/silt ol 0,3 β 0,4 0,4 β 0,6 Helt permeabel 0,01 β 0,05 0,1 β 0,2 Impermeabel 3.4 Type overflate Tak, asfalterte veier og plasser, betongdekker, fjell i dagen ol Plen, park, grus/singeldekke ol Urbaniseringsgrad Her utrykkes urbaniseringsgraden som andelen tette flater av det totale bebygde områdets areal. Det sees bort fra helt permeable flater og semi-permeable flater (NVE, 1971; NTH Institutt for Vassbygging, 1981). πΆ = πΆπ‘ππ‘π‘π ππππ‘ππ β π’ πΆ: Avrenningsfaktor πΆπ‘ππ‘π‘π ππππ‘ππ r: 0.7 β 0.9 π’: Urbaniseringsgrad Urbaniseringsgraden er videre gitt som: π’= π΄π π’π ππ¦ππππππππ+ π΄π π’π π£πππππππ π΄π‘ππ‘πππ‘ ππππ¦ππ πππππ Utrykket er bare gjeldende for urbaniseringsgrader over 0,1 β 0,2. 3.5 Felleskartbasen (FKB) FKB, spesielt FKB-Arealbruk, FKB-Bygning og FKB-Veg spesifiserer ulike objekttyper. Ved å assosiere disse objekttypene med spesifikke avrenningsfaktorer vil arbeidet med å beregne midlere avrenningsfaktor for nedbørsfeltet bli betydelig enklere. FKB inneholder også høyder slik at høydeforskjeller og fallforhold i nedbørsfeltet kan hentes til bruk for beregning av konsentrasjonstid (tilrenningstid). 12/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 4 Diskusjon 4.1 Usikkerhet Det er forholdsvis store usikkerheter i flere ledd av utrykket for beregning av regnvannsavrenning. Den midlere avrenningsfaktoren er avhengig mange faktorer som nevnt tidligere. Gjennomgang av avrenningsfaktorer fra disse ulike kildene viser at dimensjonerende avrenningsfaktor som benyttes øker med minskende nedbørsfelt. Dette er en naturlig konsekvens av ønske om større sikkerhet for at regnvannsavrenning beregnes stor nok. Videre er det kjent at avrenningsfaktoren øker med nedbørintensiteten. I nyere beregninger av regnvannsavrenning benyttes nedbør med lengre returperioder og dermed høyere nedbørintensitet. Det horisontale arealet må antas å være det mest sikre, selv om størrelsen på ukjente inn og utlekkinger i feltet må antas å øke med størrelsen på feltet. Sikkerheten på returperioden nedbørintensiteten er avhengig av hvor mange år det er med høyoppløselige nedbørsmålinger som er representative for det aktuelle nedbørsfeltet. Sikkerheten på bruk av dimensjonerende nedbørsvarighet er både avhengig av riktig konsentrasjonstid for nedbørsfeltet og om det beregnes maksimalt avløp (spissavrenning) eller maksimal volumavrenning (ved dimensjonering av utjevningsvolum). 4.2 Bruk av avrenningsfaktor 4.2.1 Overslagsberegninger I overslagsberegninger for svært små og små nedbørsfelter kan det være tilstrekkelig å bruke omtrentlige verdier for avrenningsfaktoren ved å benytte seg av de 2 typene permeabiliteter i henhold til kapittel 3.3: Impermeabel og Helt permeabelt. Videre bør verdiene for høy nedbørintensitet benyttes. Ved å benytte arealer fra FBK og følgende avrenningsfaktorer gir beregningseksemplene i kapittel 5.1 rimelige verdier for midlere avrenningsfaktor gitt i Tabell 7. Tabell 7: Midlere avrenningsfaktorer for type-areal. Type flater Avrenningsfaktor Bygningsareal 0,9 Veiareal 0,8 Helt permeabelt (resten av nedbørsfeltet) 0,2 Bruk av avrenningsfaktorer for semipermeable arealer vil ikke ha stor påvirkning på beregningen av den midlere avrenningsfaktoren da disse er av samme størrelsesorden. GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 13/18 Beregningseksemplene i kapittel 5.1 viser at ved å benytte den impermeable areal andelen og urbaniseringsgraden vil midlere avrenningsfaktor bli lav. Dette skyldes at avrenningsfaktoren til permeable flater og semipermeable flater i praksis settes til 0. 4.2.2 Dimensjonering For dimensjonering av overvannsanlegg i svært små og små nedbørsfelter bør det være tilstrekkelig å beregne midlere avrenningsfaktor i henhold til overslagsberegningene i foregående kapittel 4.2.1. Videre må den midlere avrenningsfaktoren tilpasses i henhold til retningslinjene i kapittel 2.5. Ved ønske om ytterligere detaljeringsgrad ved dimensjonering av overvannsanlegg i svært små og små nedbørsfelter kan avrenningsfaktorer for ulike overflatetyper benyttes. Disse må deretter tilpasses i henhold til retningslinjene i kapittel 2.5. Videre bør det kontrolleres om den midlere avrenningsfaktoren før tilpasning virker rimelig i forhold til ulike typer nedbørsfelter som: Byområder, boligområder og natur/landbruksområder. Her kan verdier fra kapittel 2.6 være retningsgivende. 4.2.3 Kontroll av flomhendelser Ved kontroll av flomhendelser i svært små og små nedbørsfelter bør det brukes integrerte 1D-2D modeller med både avløpsnett og terrengmodell. Her kan den faktiske nedbørhendelsen simuleres om det finnes nedbørsmålinger for denne. Eller det kan benyttes syntetiske hyetografer (nedbørskurver) som gir bedre tilnærming enn "kasse-regn" som benyttes i den rasjonelle metode. 4.2.4 Bruk av % bebygd areal (BYA) i reguleringsplaner I kapittel 5.2 er det beregnet midlere avrenningsfaktor ved bruk av noen ulike % bebygd areal (BYA) som ofte brukes som krav ved maks tomteutnyttelse i reguleringsplaner. Selv om det er en direkte sammenheng mellom % bebygd areal og den midlere avrenningsfaktoren for tomten, blir det her ikke tatt hensyn til for eksempel impermeable gårdsplasser og biloppstillingsplasser. Et ofte brukt krav på 25 % bebygd areal (BYA) vil gi en midlere avrenningsfaktor på 0,38. Med en tomt på 1 000 m² og en impermeabel gårdsplass på 100 m² i tillegg vil den midlere avrenningsfaktor øke til 0,44. 4.3 Krav til avrenningsfaktor Et krav til bruk av midlere avrenningsfaktor for boligområder med eneboliger synes å kunne settes i området 0,45 til 0,50. Andre bebyggelsestyper med høyere % bebygd areal vil måtte ha høyere krav til bruk av midlere avrenningsfaktor. Det mest konservative er å sette den midlere avrenningsfaktoren til 1,0. Dette øker sikkerheten men vil gi en usikkerhet i hvor mye den er økt. Det vil være mer oversiktlig å øke den midlere avrenningsfaktoren med en ytterligere faktor i forhold til nedbør lengre returperioder og dermed høyere nedbørintensitet slik det er beskrevet i kapittel 2.5. Utrykket for beregning av regnvannsavrenning er da: π = π΄ β πΆ β πΌ β πΎπ β ππ 14/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER ππ : Sikkerhetsfaktor 1,1 β 1,3 i forhold til lengden på returperioden for nedbøren Totalt sett vil dette kunne gi større beregnet regnvannsavrenning enn den aktuelle nedbørhendelsen tilsvarer. I kapittel 5.3 er det beregnet regnvannsavrenning og nødvendig indre diameter på selvfalls-ledninger som skal transportere vekk regnvannsavrenningen. Den midlere avrenningsfaktoren er direkte proporsjonal med regnvannsavrenningen som dermed øker tilsvarende. Beregningene viser at å sette den midlere avrenningsfaktoren til 1,0 for nedbørsfelt med midlere avrenningsfaktor 0,35 (boligområder) vil for nedbørsfelt på 1 ha (10 000 m²) øke nødvendig indre diameter på selvfallsledningen fra 355 mm til 525 mm. For å illustrere effekten av å bruke sikkerhetsfaktor og klimafaktor vises det tilfølgende beregningseksempel. Ved å multiplisere 25-års nedbør (10 min) målt ved Oslo β Blindern (263,8 l/s*ha) med 1,1 og 1,3, vil dette gi en intensitet på 377.2 l/(s·ha) som er mer enn 200-års nedbør (355,7 l/(s·ha)). GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 15/18 5 Beregningseksempler 5.1 Beregning avrenningsfaktor og urbaniseringsgrad ved bruk av arealer fra FKB Tabell 8 viser beregnet avrenningsfaktor og urbaniseringsgrad ved bruk av arealer fra FKB. Nedbørsfeltene er ikke nøyaktig inntegnet etter avrenningsforhold, men er skjønnsmessig vurdert i forhold til tilknytning til overvannsnett og avløpsnett. Avrenningsfaktor for semi-permeable arealer er satt lik permeable arealer. Tabell 8: Beregningseksempler hentet fra kjente nedbørfelt/avløpssoner. Verdiene viser ikke nødvendigvis et representativt utvalg. Kommune Bebyggelsestype Lørenskog Industri Lørenskog Rekkehus Lørenskog Eneboliger Sarpsborg Bygårder Sarpsborg Rekkehus Sarpsborg Eneboliger Tønsberg Forretningsbygg Tønsberg Flermannsboliger Tønsberg Eneboliger Nedbørsfelt (ha) 49,9 16,1 117,7 46,0 1,5 2,5 2,0 13,6 4,9 Nedbørsfelt (m²) 498 813 161143 1 176 503 460 480 15 424 24 537 20 282 135 767 49 413 Byggareal (m²) 100 508 30881 180 363 101 820 2 438 3 744 5 528 27 847 7 058 Veiareal (m²) 44 086 7895 68 508 43 317 2 494 435 1 846 14 398 1 264 C-Bygg C-Vei 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,9 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 C-Permeabelt 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Avrenningsfaktor 0,39 0,36 0,34 0,41 0,41 0,32 0,45 0,41 0,32 Urbaniseringsgrad 0,29 0,24 0,21 0,32 0,32 0,17 0,36 0,31 0,17 16/18 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 5.2 Beregning avrenningsfaktor ved bruk av % Bebygd areal (BYA) Tabell 9 viser beregnet avrenningsfaktor basert på krav til maks tomteutnyttelse i form av % bebygd areal (BYA). Avrenningsfaktor for semipermeable arealer er satt lik permeable arealer. Tabell 9: Beregnet avrenningsfaktorer basert på krav til maksimal tomteutnyttelse i form av % bebygd areal. Bebygd areal (BYA) C-Bygg C-Permeabelt Avrenningsfaktor 5.3 10 % 0,9 0,2 0,27 20 % 0,9 0,2 0,34 30 % 0,9 0,2 0,41 40 % 0,9 0,2 0,48 Beregning av regnvannsavrenning med ulike avrenningsfaktorer I Tabell 10 er det beregnet regnvannsavrenning og nødvendig indre diameter på selvfalls-ledningen som skal transportere vekk regnvannsavrenningen. Det er benyttet ulike avrenningsfaktorer og retningslinjer i henhold til i kapittel 2.5. Tabell 10: Beregnet regnvannsavrenning og nødvendig indre diameter på selvfalls-ledning. Midlere avrenningsfaktor Nedbørsareal (ha) Nedbørintensitet (l/s*ha)) Sikkerhetsfaktor Klimafaktor Regnvannsavrenning (l/s) Selvfalls ledning, nødvendig Di **) 0,25 1 263,8 1,1 1,3 94 0,35 1 263,8 1,1 1,3 132 0,50 1 263,8 1,1 1,3 189 0,75 1 263,8 1,1 1,3 283 1,00 1 263,8 1,1 1,3 377 310 355 405 470 525 *) Oslo - Blindern med returperiode 25 år og nedbørvarighet 10 min **) Indre diameter for selvfalls ledning med 7 promille fall og ruhet 1 mm GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER 17/18 6 Konklusjon Beregning av midlere avrenningsfaktoren kan forenkles ved å kun ta hensyn til impermeable og permeable flater. Ved å benytte arealer fra FKB (Felleskartbasen) for bygninger og veier samt benytte avrenningsfaktorer for nedbør med høy intensitet vil den midlere avrenningsfaktoren bli i størrelsesorden som bebyggelsestypen tilsier. Mer detaljerte beregninger av ett større utvalg av felt vil kunne gi bedre indikasjon på hvor store variasjoner u avrenningsfaktorer man kan forvente. Ved å benytte avrenningsfaktoren for impermeable arealer, samt urbaniseringsgraden, vil midlere avrenningsfaktor ofte bli for lav til å kunne benyttes til dimensjonering av regnvannsavrenning. Dette skyldes i hovedsak at man ser bort fra permeable og semi-permeable flater. Dvs. at avrenningsfaktoren settes til null for disse arealene (se kap. 3.4). Å sette den midlere avrenningsfaktoren til 1,0, uavhengig av felttype, vil resultere i meget høye verdier for beregnet regnvannsavrenning. Det vil derfor være mer oversiktlig å benytte en sikkerhetsfaktor som tar hensyn til økt nedbørintensitet i dag, i tillegg til klimafaktor tar hensyn til en forventet økt nedbørintensitet i framtiden. 18/18 7 GJENNOMGANG AV AVRENNINGSFAKTORER Referanser COWI. 2010. Bruk av nedbørdata. s.l. : Prosjekt nr. 127084, side 6, 2010. Lindholm, Oddvar, et al. 2008. Veiledning i klimatilpasset overvannshåndtering, Norsk Vann Rapport 162. 2008. Rapport 162-2008. Lloyd-Davies, D.E. 1906. The elimination of storm water from sewerage systems. s.l. : Proc., Inst. Civ. Eng., London, 164, 41β67., 1906. Mays, L. 2001. Stormwater Collection Systems Design Handbook. s.l. : McGraw Hill, 2001. Norsk standard. 2000. Norsk Standard NS-EN 12056-3:2000 Avløpssystemer med selvfall i bygninger, Del 3: Takavløp, planlegging og dimensjonering. s.l. : side 7, 2000. Norsk Standard. 2008 . Norsk Standard NS-EN 752:2008 Utvendig stikklednings- og hovedledningssystemer. s.l. : Vedlegg E, side 97, 2008 . Norsk Vann. 2012. Veiledning i dimensjonering og utforming av VA-transportsystem. s.l. : Rapport 193, 2012. NTH Institutt for Vassbygging. 1981. Grunnkurs i VAR-TEKNIKK Del II. s.l. : side 17-9, 1981. NVE. 1971. Urbaniseringens innvirkning på avrenningsforhold i små nedbørfelt. s.l. : NVE Hydrologisk avdeling, 1971. β. 2013. Flood estimation i small catchments. s.l. : side 18, 2013. β. 2013. Vannføringsstasjoner i Norge med felt mindre enn 50 km². s.l. : side 34, 2013. β. 2010. Vassdragshåndboka. s.l. : side 52, 2010. SFT. 1979. SFT TA-550 "Veiledning ved dimensjonering av avløpsledninger". 1979. Statens vegvesen. 2014. Håndbok N200 Vegbygging. s.l. : Vegdirektoratet, 2014. Svensk Vatten. 2004. Dimensjonering av allmänna avlopsledningar. s.l. : Svensk Vatten Publikation P9, side 21, 2004.
© Copyright 2024