Maj 2017
Måling og dokumentation af
nedsivningsanlæg
Titel: Måling og dokumentation af nedsivningsanlæg
Projektdeltagere:
Teknologisk Institut Frederiksberg Forsyning Frederiksberg Kommune Furesø Egedal Forsyning Hillerød Forsyning HOFOR
Lyngby-Taarbæk Forsyning Nordvand
Silkeborg Forsyning Brøndby Kommune DHI
Gladsaxe Kommune Københavns Kommune Odense Kommune Skanderborg Forsyning Silkeborg Kommune Vejle Forsyning Wavin
Udarbejdet af:
Teknologisk Institut Gregersensvej 1 2630 Taastrup Rørcentret
Maj 2017
Indholdsfortegnelse
1. Baggrund for projektet husk udtagede projekter ... 5
2. Formål og målgruppe ... 6
3. Metode og dataindsamling ... 7
3.1 Beregningsmetode af ledningsevnen ... 7
3.2 Klima ... 9
4. Lokalitetsbeskrivelser og resultater ... 10
4.1 Vejle, Beckersvej ... 11
4.1.1 Baggrundsdata ... 11
4.1.2 Resultater fra målinger infiltrationsbrønd 302 ... 12
4.1.3 Resultater fra målinger infiltrationsbrønd 303 ... 14
4.3 Marielyst vejbed ... 15
4.3.1 Baggrundsdata ... 15
4.3.2 Resultater fra målinger ... 16
4.4 Marielyst Nordahl Griegs vej 80... 18
4.4.1 Baggrundsdata ... 18
4.4.2 Resultater fra målinger ... 19
4.5 Marielyst Søborg Parkalle 206 ... 20
4.5.1 Baggrundsdata ... 20
4.5.2 Resultater fra målingerne ... 21
4.6 Hillerød station, UCC ... 23
4.6.1 Baggrundsdata ... 23
4.6.2 Resultater fra målinger ... 24
4.7 Lindevang ... 26
4.7.1. Baggrundsdata ... 26
4.7.2 Resultater fra målinger ... 27
5. Forskelle i tømmetider/ledningsevne ... 28
5.1 K over tid/året ... 28
5.2 K over dybde ... 30
6. Nedsivningsanlæg i samspil med terrænnært grundvand. ... 32
7. Anbefaling til afstandskrav... 34
8. Skybrudsforsøg ... 37
8.1 Metode ... 37
8.2 Skybrudsforsøg i Vejle ... 38
8.3 Skybrudsforsøg på regnbede i Gedvad, Bagsværd ... 40
8.4 Skybrudsforsøg Lindevang ... 43
8.5 Skybrudsforsøg Marielyst ... 45
8.5.1 Søborg Parkalle 206 ... 45
8.5.2 Nordahl Griegs Vej 80 ... 46
1. Baggrund for projektet
Nedsivning af regnvand er et centralt element i værktøjskassen, når der etableres klimatilpasningsløsninger til håndtering af regnvand. Nedsivningsanlæg bliver oftere brugt i kombination med andre løsninger til regnvandshåndtering, hvorfor det er vigtigt at få en bedre forståelse af de begrænsninger og muligheder nedsivningsanlæggene har.
Med dette projekt ønsker vi at skabe et øget vidensgrundlag om nedsivning.
På baggrund af konkrete målinger på eksisterende nedsivningsanlæg ønskes det at tydeliggøre, hvordan vi opnår det optimale design og hvornår denne type
regnvandshåndtering er en god idé. Faskinens tømmetid skal belyses, samtidig med at de kontinuerlige målinger giver information om, hvordan dimensioneringen passer til de faktiske regnmængder.
Projektet var oprindeligt sat til at indsamle data fra 10 forskellige lokaliteter. Der var dog et faskineprojekt i Skanderborg, der blev sløjfet hvorfor der ikke har været en lokalitet til dataindsamling. Derudover er et faskineprojekt i en villa i København også taget ud, da opbygning med overløb og kobling til dræn ikke gjorde det muligt at tolke entydigt på data.
Projektet er opstartet for at besvare nogle af de spørgsmål som blev rejst i forbindelse med resultaterne fra Vand i Byers innovationsprojekt nr. 13 ”Dokumentation af LAR- anlæg ved Pilebroen på Bornholm” fra 2014.
Resultaterne herfra viser, at vi har en manglende forståelse af faskiners funktion og påvirkning af det sekundære grundvandsspejl. Eksempelvis viste det sig, at
tømmetiderne var længere end målt ved indledende nedsivningstests samt at den horisontale spredning af vandet var større end først antaget.
Disse resultater ønskes videre belyst med dette projekt.
2. Formål og målgruppe
Formålet med dette projekt har været:
- At afdække og dokumenter nedsivningsanlægs effektivitet og påvirkning af omgivelserne, for derved at øge grundlaget for vurderingen af teori mod praksis.
- At danne et grundlag for at videreudvikle og optimere nedsivningsanlæg.
- At undersøge effektiviteten over tid.
Målgruppen er primært kommuner og forsyninger der anvender nedsivningsanlæg som et element i klimatilpasningsløsninger. Derudover er det også vigtigt for rådgivere mv. der projekterer LAR-anlæg, at have en bred forståelse af nedsivningsanlægs effektivitet og påvirkning fra omgivelserne.
3. Metode og dataindsamling
I dette projekt er der målt på 8 lokaliteter; 2 vejfaskiner, 3 faskiner placeret i græsareal, 1 faskine placeret på en grus p-plads og 2 infiltrationsbrønde. Lokaliteterne blev udvalgt blandt projektets deltagende parter. Et krav til valget af lokaliteterne var, at da de var relativt nyetableret ved projektets start.
Nedsivningsanlæggenes funktion er undersøgt ved kontinuerlige registreringer af vandstanden i anlægget. Herved fås oplysninger om tømmetid og dermed effektivitet.
Data blev logget hvert 10. minut i måleperioden, som har varieret imellem lokaliteterne.
Den specifikke måleperiode fremgår under lokalitetsbeskrivelsen.
Målingerne blev udført med tryktransducere (MiniDiver), som var placeret i
nedsivningsanlægget. For at indsamle viden om den horisontale spredning af vandet er to af lokaliteterne udstyret med ekstra MiniDivere omkring anlægget.
3.1 Beregningsmetode af ledningsevnen
Udsivningshastigheden fra faskinerne kan beregnes via ”tømningsskurver”. Dette er perioder i tidsserien, hvor vandstanden falder som direkte resultat af udsivning. På baggrund af de indsamlede tidsserier er der udvalgt en række af disse tømningsskurver.
Hver enkelt nedsivningsanlægs udsivning (ledningsevne) afhænger bl.a. af det omsluttende jordmateriale, og vandstandsdata kan således bruges til at bestemme ledningsevnen med udgangspunkt i Darcy’s lov:
= · ·∆∆
Her er K (m/sek) den mættede hydrauliske ledningsevne, A (m2) er det tværtsnitsareal hvorigennem udsivningen foregår, Q er flowraten (m3/sek) og Δh/Δl er gradienten. I dette tilfælde kan Q betragtes som mængden af vand, der udsiver fra anlægget over tid.
Når fald i vandspejl samt dimensionerne er kendte, kan denne estimeres.
=∆ · ·
Hvor l og b er henholdsvis længde og bredde på anlægget og h er vandstanden i anlægget ved tiden t. A udgør infiltrationsarealet, dvs. den del af anlægget som er i kontakt med vandet. Vandstanden bestemmer sidernes infiltrationsareal, og bunden forventes at være i spil, så længe der er vand i anlægget.
= 2 · ℎ ·( + ) + ( · ) Hvor h er det vandspejle til tiden t=0.
Hvis man omskriver formlen, og antager vertikal gradient (1) samt udsivning gennem både bund og sider, fås følgende:
= ∙∆
∆
= ∙ ∙(∆∆ ∙ ∙) ( · )
For at sikre at hver beregning foretages ved ens betingelser, er de enkelte
tømningskurver valgt ud fra en række kriterier; varigheden (Δt) > 1 dag, nedbør i
vandstand på 5 cm, da det ellers er svært at finde tilstrækkeligt med perioder.
Tømningskurverne for hver enkelt anlæg er markeret med rødt i de efterfølgende afsnit.
Der er under hver lokalitet anvendt tre forskellige metoder til beregning af den hydrauliske ledningsevne, da denne kan beregnes på forskellige måder, efter hvilke forudsætninger der stilles.
K (Fald i vandstand over tid)
Denne metode tager ikke højde for faskinens overflade areal, og er således ikke særlig fyldestgørende, når man vil
sammenligne forskellige anlægs K-værdier, men den er forholdsvis enkelt at udregne, hvorfor den kan være interessant at sammenholde den med de øvrige metoder.
( ) = =∆ℎ
∆ K (Funktion af cylinderside/våde sider)
Ved denne beregningsmetode benyttes den udledte ligning på forrige side, og det antages, at udsivningen fra faskinen/cylinderen udelukkende foregår gennem siderne.
I takt med at vandet nedsiver, vil infiltrationsarealet mindskes. Ulempen ved denne metode er derfor, at beregningen foretages med den indledende værdi for det våde areal. Dette er naturligt nok ikke fuldt repræsentativt, når faskinen går fra fuld til tom.
( ) = ∙ ∙(∆∆ ∙ ∙ ) ( ø ) =∆∆∙ ∙ ∙∆∙
K (Funktion af cylinderside + bund/våde sider + bund)
Ved denne beregningsmetode udbygger man forrige metode til også at omfatte bundens areal. I korte træk gør man altså infiltrationsarealet større. Normalt antages det, at hovedparten af udsivningen foregår gennem siderne, og ulempen ved at inkludere bunden er derfor, at man antager et 1:1 forhold mellem sidernes og bunden K-værdier.
( ) = ∙ ∙(∆∆ ∙ ∙) (∙ ) ( ø ) = ∆∆∙ ∙∆∙ ( ∙ ∙ )
3.2 Klima
Meget regn er faldet og nedsivet i løbet af projektet, dog er de helt store skybrud udeblevet. Målingerne blev opsat løbende, og tidsserierne strækker sig over forskellige perioder fra 2014 til 2016, hvoraf følgende måneder markerede sig med meget regn:
November 2015 blev med 145 mm den næst-vådeste af sin slags siden 1874, og december 2014 og 2015 var, sammenlignet med tidligere december måneder, begge blandt de vådeste nogensinde med hhv. 118 mm og 115 mm. Sidstnævnte oplevede desuden en særdeles våd 2. juledag med en døgnnedbør på 56 mm.
Afslutningsvis bør april 2016 også fremhæves, da der i gennemsnit faldt 74 mm i løbet af måneden, hvilket er 80 % over normalen på 40 mm (1961-1990), se figur 1.
I meget våde perioder, såsom november og december 2015, kan det ved visse lokaliteter være svært at vurdere, hvornår fluktuationer skyldes afledt regnvand eller indtrængende grundvand. Disse våde perioder gør det også svært at finde udsivningskurver som opfylder nedbørskriteriet, hvorfor ovenstående perioder ofte er uden beregninger.
Figur 1: Klimadata for måleperioden, landstal for nedbør og temperatur
-5 0 5 10 15 20
200 4060 10080 120140 160180 200
Middeltemperatur [C°]
Nedbør [mm]
Klimadata 2014-2016 (landstal)
Nedbør 2014 Nedbør 2015 Nedbør 2016 Temp 2014 Temp 2015 Temp 2016
4. Lokalitetsbeskrivelser og resultater
I det følgende afsnit vil der være en beskrivelse af de anvendte lokaliteter og en præsentation af de måleresultater projektet har vist. Med udgangspunkt i data er der valgt en række repræsentative udsivningskurver med henblik på at bestemme tømmetiden.
Skybrudsforsøgene behandles særskilt i afsnit 8.0.
4.1 Vejle, Beckersvej 4.1.1 Baggrundsdata
Anlægget i Vejle består af flere infiltrationsbrønde og vejrister. Ved denne lokalitet er der målt på NS_IB.302 og NS_IB.303, begge Ø315 og med dybder på 8 meter omkringfyldt med grus. De to brønde modtager vejvand og tagvand fra to private lodsejere. Færdig- udført 1. december 2014. Billede fra Beckersvej og tegning over anlægget ses i figur 2 og 3.
Figur 4: Skitse over sammenhæng mellem brøndene. Alle overløb sidder inden for den første meter under terræn.
Figur 3: Oversigt over anlægget.
Figur 2: Billede fra Beckersvej. Vejle Fjord i baggrunden.
De to infiltrationsbrønde er koblet til hinanden, se figur 4. Brønd 302 har indløb fra skelbrønd og overløb til brønd 303. Brønd 303 har indløb fra brønd 302 og overløb til brønd 304.
Brønd 302 har indløb fra skelbrønd 113 under terræn og overløb til brønd 303, 88 cm under terræn.
Brønd 303 har indløb fra brønd 302 83 cm under terræn og overløb til brønd 304, 88 cm under terræn.
Tabel 1: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer Opland:
Beckersvej 1 tagarealer: 209 m²
Beckersvej 3 tagarealer: 352 m²
Vejareal: 200 m²
I alt: 761 m2
Antal divere: 2 + 1 barometer
Måleperiode: Fra februar 2016 – oktober 2016
K: 5x10-4, og 5x10-3
Jordbund: Blandet sand og ler
Skybrudsforsøg Ja, se sektion 8.
4.1.2 Resultater fra målinger infiltrationsbrønd 302
Nedenfor ses alle resultaterne fra måleperioden for infiltrationsbrønd 302.
Figur 5: Måleserie for infiltrationsbrønd 302, Beckersvej, Vejle. De udvalgte infiltrationskurver er markeret med rødt.
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5
Vandstand [m over bund]
Vandstand infiltrationsbrønd 302
1
2
3
4
5
6
Måleserien viser, at udsivningen foregår relativt hurtigt i de øverste meter af brønden, hvorefter udsivningshastigheden falder, med skel omkring 4,5 meter over brøndens bund. Dette skyldes sandsynligvis en ændring fra lerholdig jord i bunden, og mere sandholdig jord i toppen hvilket stemmer overens med de observationer der blev gjort i forbindelse med nedgravning af brønden.
Ud fra måleperiodens data ser det ikke ud til at overløbet til brønd 303 har været i brug.
Ud fra de 6 markerede udsivningskurver, markeret med rødt på figur 5, er K-værdien beregnet ud fra de tre metoder beskrevet i afsnit 3.1. Resultatet af beregningerne ses i tabel 2. Tre af kurverne er fra den sandede del af jordmaterialet og tre kurver er fra den lerholdige del af jordmaterialet.
Tabel 2: Beregnede K-værdier for infiltrationsbrønd 302, Beckersvej, Vejle
Infiltrationskurve [m/s] 1 2 3 4 5 6
K (Fald i vandstand over tid) 5,2E-06 1,9E-07 2,1E-05 3,2E-07 6,0E-05 6,0E-07 K (Funktion af cylinder side) 8,3E-05 2,1E-09 1,7E-07 3,5E-09 4,5E-07 6,6E-09 K (Funktion af cylinder side+bund) 3,7E-05 2,1E-09 1,7E-07 3,5E-09 4,5E-07 6,5E-09 Infiltrationskurverne for brønd 302 er meget karakteristiske, idet udsivningen foregår markant hurtigere når vandstanden er i kontakt med sandmaterialet, dvs. > 4,8 meter og bunden (kurve nr. 1, 3 og 5). Når vandstanden kommer under dette punkt, ses en tydelig overgang til langsommere udsivning, hvor kurven delvist flader ud, idet udsivningen hovedsageligt foregår genne lerjord (kurve nr. 2, 4 og 6).
Sidstnævnte udsivningskurver har alle ledningsevner i omegnen af 10-9 m/s, hvis man betragter side/bund-udregningerne (se metode 2+3, tabel 2). Dette må siges at være meget lavt for et infiltrationsanlæg, og det kan da også konstateres, at brønden aldrig er tom under måleperioden.
For beregningsmetode nr. 1 (fald i vandstand) har første infiltrationskurve en lavere ledningsevne sammenlignet med nr. 3 og 5. Forklaringen er her, at jo mere vand der er i brønden, desto mere vand har kontakt med ”sandlaget”. Da (Δh) er baseret på et mindre udsnit af kurven, som ligger tættere på bunden af brønden, ses også en udfasning af kurvens hældning. Ved de to andre metoder, bliver beregningen et gennemsnit af hele vandstandsfaldet (figur 5).
4.1.3 Resultater fra målinger infiltrationsbrønd 303
Nedenfor ses alle resultaterne fra måleperioden for infiltrationsbrønd 303.
Figur 6: Måleserie for infiltrationsbrønd 303, Beckersvej, Vejle. Dataindsamlingen stoppede i maj 2016, lidt før data fra infiltrationsbrønd 302.
Måleserien for infiltrationsbrønd 303 viser, at brønden tømmer helt ud imellem
regnskyllene, og sjældent fyldes mere op end 2 meter, der er derfor rigeligt med plads i brønden. Overløbet fra brønd 303 til brønd 304 har derfor ikke været i brug i
måleperioden, da vandstanden i brønden ikke har været i nærheden af overløbet.
Ud fra de 6 markerede udsivningskurver, markeret med rødt på figur 6, er K-værdien beregnet ud fra de tre metoder beskrevet i afsnit 3.1. Resultatet af beregningerne ses i tabel 3.
Tabel 3: Beregnede K-værdier for infiltrationsbrønd 302, Beckersvej, Vejle
Infiltrationskurve [m/s] 1 2 3
K (Fald i vandstand over tid) 5,6E-05 2,9E-05 6,1E-05 K (Funktion af cylinder side) 1,8E-06 9,0E-07 1,7E-06 K (funktion af cylinder side+bund) 1,8E-06 8,7E-07 1,6E-06
Infiltrationsbrønd nr. 303 har, i modsætning til 302 på forrige side, en relativ ensformig udsivningskurve for hele måleperioden. De beregnede ledningsevner for metode 2 og 3 ligger alle i omegnen af 1,0E-6 m/s, og sammenligner man med brønd nr. 302 tyder noget altså på, at ledningsevnen ikke er influeret af leret jord.
Metode 1 har konsekvent højere ledningsevner, da faldet i vandstand over tid ikke divideres med det samlede våde areal.
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Vandstand [m over bund]
Vandstand infiltrationsbrønd 303
1 2 3
4.3 Marielyst vejbed 4.3.1 Baggrundsdata
Adresse: Søborg Parkalle 206, 2860 Søborg
Faskinen er opført for enden af Søborg Parkallé og modtager vand fra selvsamme vej.
For at rense vejvandet er der etableret et tilhørende vejbed ovenpå faskinen, som omsætter potentielt forurenende stoffer. I løbet af vintersæsonen (1 nov. – 1 apr.) tilkobles anlægget dog kloakken grundet risikoen for vejsalt.
Faskinen har et volumen på 160 m3 og modtager vand fra et areal svarende til 1320 m2.
Figur 7: Billede af anlægget
Figur 8: Opbygning af vejfaskinen
Tabel 4: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer
Opland: 1320 m2 vejareal
Dimensioner 28,5m x 3,5m x 1,6m (160 m3)
Antal divere: 1
Måleperiode: Fra december 2015 – december 2016
K: 6,05 x 10-7
Jordbund: Blandet sand og ler (håndboring)
Skybrudsforsøg Nej
Observationer i forbindelse med dataindsamling:
4.3.2 Resultater fra målinger
Målingerne blev påbegyndt i slutningen af november 2015. Som det fremgår af afsnit 3.2 faldt der på landsplan over 140 mm i denne måned, hvilket i figur 11 bl.a. ses i form af en næsten fyldt faskine.
Faskinen bliver delvist afkoblet sit afvandingsareal om vinteren, men modtager dog stadigvæk vand fra noget af Søborg Park allé. Målingerne indikerer da også, at
vandstanden i faskinen stiger flere gange i løbet af vintermånederne, hvorefter den tager et drastisk fald omkring 1. marts. Sidstnævnte kan muligvis forklares ved, at faskinen her er frakoblet i stedet for tilkoblet, det har ikke været muligt at sammenholde data med dette.
Alternativt skyldes vandstandsvariationerne indvirkningen fra et sekundært
grundvandsspejl, hvilket kan forklare den pludselige og store stigning i juledagene 2015.
Fra start-marts til midt-juni er faskinen så godt som tom, men en våd periode får vandstanden til at stige 85 cm.
Figur 9: Måleserie vejfaskine, Marielyst, Gladsaxe 0
20 40 60 80 100 120 140 160
Vandstand i faskine [cm over bund]
Marielyst vejbed
1
2
Tabel 5: Beregnede K-værdier for vejfaskine, Marielyst, Gladsaxe
Infiltrationskurve [m/s] 1 2
K (Fald i vandstand over tid) 4,6E-07 1,7E-07 K (Funktion af våde sider) 5,0E-07 3,4E-07 K (funktion af våde sider+bund) 2,4E-07 1,1E-07
4.4 Marielyst Nordahl Griegs vej 80 4.4.1 Baggrundsdata
Adresse: Nordahl Griegs vej 80 + 82
Faskinen er etableret ud for Nordahl Griegs Vej 80, og modtager tagvand fra de to omkringliggende boligblokke. Vandet ledes via tagrør ud i en lavning, hvorfra det nedsiver fra græsplænen. Faskinens volumen er på 5,5 m3 og tagarealet udgør 418 m2. Foruden målingen af vandspejlet inde i selve faskinen, er der opsat seks divere rundt om; to stk. ud for hver langside, og én diver ud for hver af de korte ender, se figur 12.
Figur 10: Oversigt over anlægget
Tabel 6: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer
Opland: 418 m2
Dimensioner 11m x 1m x 0,5m (5,5 m3)
Antal divere: 7
Måleperiode: Fra november 2015 – august 2016
K: Ikke oplyst
Jordbund: Blandet sand og ler (håndboring)
Skybrudsforsøg Ja, se sektion 8
4.4.2 Resultater fra målinger
Observationer i forbindelse med dataindsamling:
I slutningen af september 2015, blev der observeret vandpytter på 5-10 cm dybde oven på faskinen. Ved samme lejlighed blev ’prøvebrønden’ åbnet, og det kunne konstateres, at faskinen langt fra var fyldt op.
I starten af december 2015, blev samme fænomen observeret, dog blev brønden ikke åbnet. Der blev udført infiltrationsforsøg i forskellige dybder direkte over anlægget. Disse konkluderede, at vandpytterne formentlig skyldtes fejl under etableringsfasen, hvor den ovenpå liggende jord er blevet stampet for hårdt af maskiner eller lign. En anden teori, er, at luften i faskinen er forhindret i at blive udskiftet (som følge af netop vandpytten), hvorfor vandet kun langsomt nedsiver. Sidstnævnte kunne dog ikke eftervises.
Figur 11: Måleserie for faskine i Nordahl Griegs vej 80, Marielyst, Gladsaxe Tabel 7: Beregnede K-værdier for faskinen Nordahl Griegs vej 80
Infiltrationskurve [m/s] 1 2 3 4 5
K (Fald i vandstand over tid) 1,9E-06 1,5E-06 1,3E-06 3,5E-06 1,8E-06 K (Funktion af våde sider) 9,5E-07 1,9E-06 2,2E-06 3,3E-06 3,5E-06 K (funktion af våde sider+bund) 6,3E-07 8,2E-07 8,3E-07 1,7E-06 1,2E-06 Faskinen har generelt mange perioder med lavt vandspejl eller sågar ingen vand.
Hvorvidt disse tørre perioder (tom faskine) skyldes langsom nedsivning fra overfladen, eller blot en effektiv udsivning fra faskinen, er svært at vurdere ud fra tidsserien. Dog ses det, at målingerne antageligt påvirket af det sekundære grundvandsspejl i november 2015, idet vandstanden stiger op til terrænniveau. Opstuvningen finder ligeledes sted d.
26 december under de våde juledage og i juni/juli 2016, hvor sommerregnen gjorde sit indtog.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Vandstand i faskine [cm over bund]
Marielyst, Nordahl Griegs vej 80
1 2 3
4
5
Top af faskine Terræn
4.5 Marielyst Søborg Parkalle 206 4.5.1 Baggrundsdata
Adresse: Søborg Parkallé 206 + 208
På samme måde som anlægget ved Nordahl Griegs vej 80, er denne faskine opsat mellem to boligblokke med nedsivning fra græsplænen. Fra det nordøstlige tag løber tagvandet via trug i græsplænen til faskine-lavningen, mens tagvand fra det sydvestlige tag ledes ud på plænen via tagrør. Faskinens volumen er på 8 m3 og tagareal + fliser udgør 479 m2.
Udsivningen måles vha. seks opsatte divere rundt om faskinen; to stk. ud for hver langside, og én diver i hver af de korte ender, se figur 14.
Figur 12: Oversigt over anlæg ved Søborg Parkalle 206, Marielyst Gladsaxe. Diveren ved husgavlen er placeret for at måle grundvandsspejlet som ikke påvirkes af faskinen
Tabel 8: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer
Opland: 479 m2 (tagareal + fliser)
Dimensioner 10m x 1m x 0,8m (8 m3)
Antal divere: 9
Måleperiode: Fra september 2014 – august 2016
K: 6,05*10-7
Jordbund: Moræneler
Skybrudsforsøg Ja, se sektion 8
4.5.2 Resultater fra målingerne
Figur 13: Måleserie for faskinen i græsarealet ved Søborg Parkalle 206, Marielyst, Gladsaxe Figur 15 viser vandstandsmål inger fra perioden september 2014 – august 2016, og de løbende variationer, heriblandt udsivningen ved simuleret skybrud. Manglende
variationer i sommeren 2015 skyldes ikke en tom faskine, men at hukommelsen på diveren løb ud, hvilket først blev opdaget i oktober 2015.
Ud fra håndboringer kunne det konstateres, at faskinen er nedgravet i fed moræneler, som fremkommer 1-1½ meter under terræn. Da faskinen samtidig har et lille volumen i forhold til afvandingsarealerne (60 m2/m3), er der i våde perioder risiko for en høj belastning.
På figur 15 ses dette tydeligt ved, at vandstanden hyppigt overstiger faskinens kapacitet, og sågar medfører opstuvning af vand på overfladen. Det sker i perioder, hvor regnbedet og den overliggende jord er fuldt mættet. Hvor man, til en vis grad, normalt vil forvente en opstuvning af vand i våde vintermåneder, er det bemærkelsesværdigt at dette også
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Vandstand i faskine [cm over bund]
Marielyst, Søborg Parkallé 206
1 2 3
4 5
6
Top af faskine Terræn
De valgte udsivningskurver har alle ledningsevner i omegnen af 10-7, se tabel 10, og indikerer således ikke de store udsving set over måleperioden. Dette er uafhængig af beregningsmetoden.
Tabel 9: Beregnede K-værdier for faskinen, Søborg Parkalle 206
Infiltrationskurve [m/s] 1 2 3 4 5 6
K (fald i vandstand over tid) 4,7E-07 2,6E-07 3,6E-07 1,8E-07 2,6E-07 4,4E-07 K (funktion af våde sider) 4,3E-07 2,5E-07 2,5E-07 3,1E-07 3,7E-07 3,3E-07 K (funktion af våde sider+bund) 2,2E-07 1,3E-07 1,5E-07 1,1E-07 1,5E-07 1,9E-07
4.6 Hillerød station, UCC 4.6.1 Baggrundsdata
Adresse: Campusvej (parkeringspladsen), Hillerød station
Figur 14: Faskinen er placeret under grus-parkeringspladsen ved Campus, Hillerød Tegning af opbygningen:
Dimensioner: 3 faskiner forbundet til hinanden. Ifølge Hillerød Forsyning skulle volumen være ca. 800 m3, men de præcise tal har de ikke.
Tabel 10: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer
Opland: Ukendt? m2
Dimensioner 3 sammenhængende faskiner:
A. 38,4 m x 1,9 m x bredde?
B. 66,4 m x 1,9 m x bredde?
C. 50,4 m x 1,9 m x bredde?
Antal divere: 5 (2 i faskinen)
Måleperiode: December 2015 – maj 2016
K: Ej oplyst
Jordbund: Grus og sand
Skybrudsforsøg Nej
4.6.2 Resultater fra målinger
Observationer i forbindelse med opsætning af divere:
December 2015, da diverne skulle sættes op blev der observeret vandpytter på terræn få meter fra faskinen. Der var ikke noget vand i faskinen.
Observationer i forbindelse med dataindsamling:
Figur 15: Måleserie for faskinen, Campus, Hillerød
Ovenstående figur viser vandstandsmålinger fra perioden maj 2016 – januar 2017, og de løbende variationer, heriblandt stigninger ved regnskyl.
0 10 20 30 40 50 60
Vandstand i faskine [cm over bund]
Hillerød faskien (UCC)
Nordlig brønd Sydlig brønd
målingerne indikerer, at anlægget sjældent bliver tømt. Der har været en mistanke om, at anlægget sjældent havde vand i sig grundet jordbundens indhold af sand/grus, men tidsserien bekræfter altså at faskinen har en funktion.
Selvom fluktuationerne for begge brønde er nogenlunde ens, tyder noget på, at faskinen hælder mod syd, idet målingen i den sydlige brønd har tendens til at registrere et ca. 10 cm højere vandspejl. Dette forklarer midlertidigt ikke hvorfor den nordlige brønd
registrerer højere vandspejl i maj måned.
Der er ikke foretaget beregning af K-værdier pga. manglende information om faskinens dimensioner.
4.7 Lindevang 4.7.1. Baggrundsdata
Adresse: Lindevang, 2605 Brøndby
Selve Lindevang-anlægget består af 6 vejbede med underliggende faskiner udført som fartnedsættende chikaner. Størrelsen på hver faskine er 2x8 meter i hhv. bredde og længde, og dimensioneringen er tiltænkt en 3 års hændelse. Det afkoblede vejareal (for hele Lindevang) udgør ca. 2000 m2. I projektet er der blevet målt på ét af disse vejbede startende fra juni 2015 til og med september 2016.
Figur 16: Billede af vejbedet som er etableret oven over faskinen
Tabel 11: Baggrundsdata oplyst af anlægsejer
Opland: 2000 m2
Dimensioner 2m x 8m x højde (ej opgivet)
Antal divere: 2 (1 i faskinen)
Måleperiode: Juni 2015 – September 2016
K: 3,26*10-6
Jordbund: Ej oplyst
Skybrudsforsøg Nej. Dog udført på et nærliggende
regnbed.
4.7.2 Resultater fra målinger
Observationer i forbindelse med dataindsamling:
Variationer i faskinens vandstand afspejler perioder med/uden regn (figur 19), eksempelvis en tør oktober 2015, men kommer generelt aldrig over 20 cm. Den våde periode fra november-december 2015 afspejles ligeledes i målinger, som viser at faskinen ikke bliver tømt før midt-januar.
Hastigheden hvorved faskinen tømmes er nogenlunde konstant, uafhængig af årstiden, dog ses en markant forskel i K-værdier for de to beregningsmetoder, der inkluderer våder sider/bund. Hvor K-værdierne for metode nr. 2 (kun sider) generelt resulterer i ledningsevner omkring 1E-06, er K-værdier for metode nr. 3 (sider + bund) generelt lavere, og ligger i nærheden af 1E-07. Som udgangspunkt en faktor 10 til forskel.
Figur 17: Måleserie for vejfaskine, Lindevang, Brøndby
Tabel 12: Beregnede K-værdier for vejfaskine, Lindevang, Brøndby
Infiltrationskurve [m/s] 1 2 3 4 5 6 7
K (Fald i vandstand over tid) 2,3E-07 2,7E-07 2,9E-07 2,4E-07 1,0E-07 1,1E-07 1,3E-07 K (Funktion af våde sider) 1,1E-06 1,2E-06 1,2E-06 1,2E-06 9,9E-07 9,4E-07 1,1E-06 K (funktion af våde sider+bund) 1,9E-07 2,2E-07 2,3E-07 2,0E-07 9,4E-08 9,9E-08 1,1E-07
0 5 10 15 20 25
Vandstand i faskine [cm over bund]
Lindevang, Brøndby
1 2 3 6
4 5 7
5. Forskelle i tømmetider/ledningsevne
5.1 K over tid/året
Nedstående figurer viser faskinernes beregnede ledningsevner over tid (figur 20) og på månedsbasis (figur 21).
Umiddelbart kan det ikke konkluderes, hvorvidt faskinernes ledningsevner forbedres eller forringes over tid. Faskinen på Klintevej og ved ’Fællesarealet’ (Marielyst) har således en nogenlunde konstant værdi, som ikke kommer meget over 2,0E-7 m/s. Omvendt ses der både ned- og opadgående tendenser for faskinen ved Nordahl Griegsvej nr. 80 samt vejbedet ved Lindevang. Ledningsevner spredt ud over en længere periode, ville muligvis have givet et andet billede.
Figur 18. Udviklingen i ledningsevner over tid (beregnede værdier listet efter tidspunkt)
Sæsonmæssigt er billedet heller ikke entydigt. Faskinerne på Nordahl Griegsvej nr. 80 antyder, at udsivningen er mere effektiv om sommeren sammenholdt med forår/vinter – en tendens som antageligt skyldes et lavere grundvandsspejl samt mindre våde
jordbundsforhold.
Tager man derimod udgangspunkt i Lindevang og fællesarealet v. Marielyst, er der ikke den store tendens at spore, om end værdierne varierer en lille smule fra måned til måned.
Generelt kunne datasættet med fordel have været større. Mere lempelige kriterier til 0,0E+00
2,0E-07 4,0E-07 6,0E-07 8,0E-07 1,0E-06 1,2E-06 1,4E-06 1,6E-06 1,8E-06
1 2 3 4 5 6 7
Udsivning [m/s]
Udsivningskurver (kontinuerlig rækkefølge)
udvælgelsen af udsivningskurver, ville formentlig have givet flere værdier ledningsevnerne, og således et større datasæt til sammenligning.
Figur 19. Sæsonmæssige variationer i ledningsevner.
0,0E+00 2,0E-07 4,0E-07 6,0E-07 8,0E-07 1,0E-06 1,2E-06 1,4E-06 1,6E-06 1,8E-06
Udsivning [m/s]
Fællesareal Nr. 80 Lindevang
5.2 K over dybde
Som nævnt i afsnit 3. foretages beregningerne af udsivning med den indledende værdi for det våde areal. Der tegner sig dog et mønster af, at udsivningen foregår relativt
-5 0 5 10 15 20 25
0,E+00 5,E-05 1,E-04 2,E-04 2,E-04 3,E-04 3,E-04 4,E-04 4,E-04 5,E-04 5,E-04 Udsivning (m/sek)
Lindevang
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0 0,00005 0,0001 0,00015 0,0002 0,00025 0,0003
Vandhøjde (m)
Udsivning (m/sek)
fællesareal: Udsivning som funktion af højden
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
0,00E+00 1,00E-04 2,00E-04 3,00E-04 4,00E-04 5,00E-04
Vandhøjde (m)
Udsivning (m/sek)
nr. 80: Udsivning som funktion af højden
hyppigere at den er ”høj” ved mere vand. Forklaringen her på, skal findes i, at det våde areal er større, jo mere vand der er i faskinen. Desuden er trykket fra vandsøjlen også større, jo højere denne er.
Kort sagt betyder dette, at vandet bliver ”presset” hårdere mod siderne ved en fyld faskine, samtidig med at udsivningsarealet er større.
6. Nedsivningsanlæg i samspil med terrænnært grundvand.
Der er indikationer på, at faskinen beliggende ved Søborg Park Alle 206, Marielyst
periodevis bliver påvirket at et terrænnært grundvandsspejl. Med udgangspunkt i data og observationer er der derfor opstillet en todimensionel LAR-model (MODFLOW-LID) for denne lokalitet, i samspil med en underliggende grundvandsmodel.
Faskine, regnbed og mellemliggende jordlag, figur 20, implementeres i
grundvandsmodellen for de 10 celler, der svarer til deres reelle placering. Herudover defineres de omkringliggende afvandingsarealer såsom tag, fliser og græsplæne, figur 21.
Figur 20: Konceptuelt opbygning af anlægget i modellen
Figur 21: Omkringliggende afvandingsarealer til brug i model
I figur 22 er vist resultaterne fra modelarbejdet. De grå linjer repræsenterer hhv. bunden af faskinen, toppen af faskinen, terrænoverfladen og overløbskoten. Den røde linje viser observeret faskine-vandstand, den blå linje viser simuleret faskine-vandstand og den grønne linje viser modellens simulerede grundvandsspejl.
Modellen indikerer, at vandstanden i (faskinen) vinterhalvåret er et resultat af afledt regnvand i kombination med højt sekundært grundvandsspejl. I perioder hvor
grundvandet står over faskinebunden sættes denne delvist eller helt ud af funktion, idet den naturlige udsivning er tiltænkt at foregå fra den umættede zone. Det skal
understreges at modelberegningerne er basseret på et relativt lille modelområde, og således ikke tager repræsenterer de faktiske grundvandsforhold, men eksemplet viser tydeligt problematikken ift. LAR-installationers grundvandsinteraktion.
Faskinetop
Faskinebund Terrænoverflade
Overløb (top af regnbed)
Figur 22: Resultat af modelarbejde
7. Anbefaling til afstandskrav
Nuværende afstandskrav jf. Gabriel et al. (2012) anbefaler, at faskiner/nedsivningsanlæg installeres med 5 meters afstand til huse med beboelse, mens afstanden kan nedsættes til 2 meter mellem anlæg og huse uden beboelse og uden kælder.
Da de divere, som har været placeret rundt om faskinerne, maksimalt kun har været 3 meter væk fra faskinen, er det svært at drage nogen konklusioner omkring de aktuelle afstandskrav, for ingen målinger har været længere væk end afstandskravet.
For de lokaliteter, hvor vandspejlet både er målt i og omkring faskinen, er det tydeligt at størstedelen af udsivningen foregår gennem de lange sider, som illustreret ved figur 23 og 24. Figur 23 viser vandspejlet omkring faskinen i hhv. 1 og 3 meters afstand, for en periode hvor udsivningen er stor. Her ses det, at boringerne for enden af faskinen registrerer en udsivning (vandspejl), som er mellem 1 - 1½ meter lavere end det, som registreres langs siderne.
Samme mønster er illustreret i figur 24, som til trods for lavere vandspejl i faskinen, stadigvæk resulterer i en mærkbar forskel mellem de to sider.
Et umiddelbart forslag til kommende anvisninger vil derfor være, at etablere faskinen i en ret vinkel ift. nærmeste bygning, således at udsivningen foregår parallelt med denne, fremfor at udsivningen leder vandet tilbage mod nærmeste kældervæg. Såfremt lokalitetsforholdene tillader det, er denne anbefaling nem at indføre, og ændrer som sådan ikke ved dimensioneringen.
Figur 23: Udsivning fra faskine under en våd periode (start-december 2015). Vandspejlet omkring
Figur 24: Udsivning fra faskine under en ’tør’ periode (slut-januar 2015). Vandspejlet omkring faskinen, dvs. det gul-blå område, er baseret på pejlerør i hhv. 1 og 3 meters afstand. Det højere udsving 3 meter fra faskinen skyldes, at udløbet fra tagrenden ender her.
Figur 25:
Figur 26:
8. Skybrudsforsøg
8.1 Metode
Skybrudsforsøgene blev udført ved nogle af de lokaliteter som er præsenteret i afsnit 4.
Derudover er der udført supplerende skybrudsforsøg på nogle regnbede for at undersøge om regnbedene kan klare den hændelse, de er dimensioneret til.
Alle forsøg blev udført i sommerhalvåret, for at undgå alt for våd jord og eventuelt indflydelse fra det sekundære grundvandsspejl.
I Marielyst, Gladsaxe blev skybruddene udført i maj 2016, mens forsøgene på Lindevang, 2 haver i Gedvad og infiltationsbrøndene i Vejle blev udført i september 2016.
Fremgangsmåden for alle skybrudsforsøg var, at regnbedet, faskinen eller
infiltrationsbrønden blev fyldt op med vand hurtigst muligt med hjælp fra en tankbil fra det lokale beredskab. Vandet blev så vidt muligt ledt direkte ned i faskinen/anlægget, fremfor at lede det ud på afvandingsarealet (tage, veje etc.). Herefter blev der målt med en diver hvor hurtigt regnbedet, faskinen eller brønden blev tømt for vand. Der var ikke nedbør på de pågældende dage, hvor forsøget fandt sted. Derudover blev en diver opsat overterræn for at måle barometertrykket i måleperioden.
8.2 Skybrudsforsøg i Vejle
Forsøget med infiltrationsbrønd nr. 303 (ud for nummer 3) blev udført d. 19. september 2016. Vandforbrug: 5 m3 vand.
Figur 27: Vandstanden i infiltrationsbrønd 303, Vejle, under skybrudsforsøg
Infiltrationsbrønden havde en vanddybde på 314 cm da vandtilførslen stoppede. Vandet var forsvundet på 2 timer og 20 minutter, hvilket giver en nedsivningsevne på 3,7*10-4 m/sek under skybruddet.
Forsøg med infiltrationsbrønd nr. 302 (ud for nummer 1) blev udført 26. september 2016 af Vejle Spildevand. Der kom 2 m2 vand i brønden.
Brønden burde være sat i sand i de nederste 2 meter, men det ser ud til på alt data, at der ligger et permanent vandspejl i ca. 4,5 meters højde over bunden. Dette stemmer overens med observationerne der blev gjort under måleserien. Se mere i afsmit 4.1.
0 50 100 150 200 250 300 350
13:00 13:30 14:00 14:30 15:00 15:30 16:00 16:30
Cm vand i brønden
Tidspunkt
Vejle, 303
Figur 28: Vandstanden i infiltrationsbrønd 302, Vejle, under skybrudsforsøg
Infiltrationsbrønden havde en vanddybde på 214 cm da vandtilførslen stoppede. Vandet var forsvundet på 7 timer og 10 minutter, hvilket giver en nedsivningsevne på 8,3*10-5 m/sek under skybruddet.
Af begge forsøg fremgår det, at infiltrationshastigheden er højest i starten testen og lavest til sidst. Det skyldes bl.a. det større udsivningsareal, hydraulisk gradient samt et højere tryk fra vandsøjlen.
0 100 200 300 400 500 600 700 800
12:00 13:15 14:30 15:45 17:00 18:15 19:30 20:45 22:00
Cm vand i brønden
Tidspunkt
Vejle, 302
8.3 Skybrudsforsøg på regnbede i Gedvad, Bagsværd
Her blev der lavet forsøg på to regnbede i private haver. Begge regnbede blev fyldt op med hjælp fra Beredskab Øst.
8.3.1 Kornmarken 3
Skybrudsforsøg udført 23. september 2016, vandforbrug 1,9 m3, svarende til regnbedet blev fyldt op.
Figur 29: Billede af regnbed, Kornmarken 3, Gedvad, Bagsværd
Infiltrationsevnen i jorden blev målt inden skybruddet, umættet, med et ringinfiltrometer til 1,5*10-4 m/sek.
Figur 30: Vandstanden i regnbed, Gedvad, Bagsværd under skybrudsforsøg Regnbedet havde en vanddybde på 30,4 cm da vandtilførslen stoppede. Vandet var forsvundet på 41 minutter, hvilket giver en nedsivningsevne på 1,2*10-4 m/sek under skybruddet.
Efter skybruddet, mættet jord, blev infiltrationsevnen målt til 5,0*10-5 m/sek.
8.3.2 Oldmarken 17
Skybrudsforsøg udført 23. september 2016, vandforbrug 1,2 m3, svarende til regnbedet blev fyldt op.
Figur 31: Billede af regnbed, Oldmarken 17, Gedvad, Bagsværd -5
0 5 10 15 20 25 30 35
11:35 11:44 11:52 12:01 12:10 12:18
Cm vand i regbedet
Tidspunkt
Kornmarken 3
Figur 32: Vandstanden i regnbed, Gedvad, Bagsværd under skybrudsforsøg Regnbedet havde en vanddybde på 13,7 cm da vandtilførslen stoppede. Vandet var forsvundet på 6 timer og 20 minutter, hvilket giver en nedsivningsevne på 6,0*10-6 m/sek under skybruddet.
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
10:46 11:58 13:10 14:22 15:34 16:46
Cm vand i regnbedet
Tidspunkt
Oldmarken 17
8.4 Skybrudsforsøg Lindevang
Forsøget blev udført 27. september 2016.
Infiltrationsevnen i jorden blev målt inden skybruddet, umættet, med et ringinfiltrometer til 5,6*10-5 m/sek.
Figur 33: Billede af regnbed, Lindevang, Brøndby
Figur 34: Vandstanden i regnbed, Lindevang, Brøndby, under skybrudsforsøg -5
0 5 10 15 20 25
10:17 10:24 10:32 10:39 10:46 10:53 11:00
Cm vand i regnbedet
Tidspunkt
Lindevang 27
Regnbedet havde en vanddybde på 21 cm da vandtilførslen stoppede. Vandet var forsvundet på 33 minutter, hvilket giver en nedsivningsevne på 1,1*10-4 m/sek under skybruddet.
8.5 Skybrudsforsøg Marielyst
Der blev udført 2 skybrudsforsøg på faskiner i Marielyst, 13. Maj 2016. Både på faskinen ved Søborg Parkalle 206 og på faskinen ved Nordahl Griegs vej 80.
8.5.1 Søborg Parkalle 206
Figur 35: Påfyldning af vand, direkte i faskinen
Figur 36: Vandstanden i faskine, Marielyst, Gladsaxe, under skybrudsforsøg
8.5.2 Nordahl Griegs Vej 80
Figur 37: Påfyldning af vand, direkte i faskinen 0
20 40 60 80 100 120 140
Vandstand i faskine [cm over bund]
Marielyst, Søborg Parkalle 206
Figur 38: Vandstanden i regnbed, Lindevang, Brøndby, under skybrudsforsøg
Tendensen var den samme i Marielyst, som ved infiltrationsbrøndene i Vejle:
Infiltrationshastigheden var højest i starten af forsøgene, men aftog i løbet af en dag eller to. Ved skybrudsforsøget på Nordahl Griegs Vej 80 blev faskinen tømt i løbet af 2 dage, hvorimod faskinen ved Søborg Park allé fortsat havde 60 cm vand i sig 7 dage efter forsøgets start. Jordbundforholdene er i begge tilfælde meget afgørende for
faskinernes effektivitet, som står i kontrast. Den ene nedgravet i moræneler, den anden i en blanding af ler, sand og grus.
Udsivningen efter skybruddene svarer til ledningsevner på hhv. 2,6*10^-7 og 3,4*10^-6 m/s, men skal ses i lyset af regn 6,5 mm som faldt de efterfølgende 2 dage, hvilket ikke udgør de samme forudsætninger, som værdierne i sektion 4.4 og 4.5.
0 10 20 30 40 50 60 70
Vandstand i faskine [cm]
