Metoder för att identifiera källor till tillskottsvatten

Transkript

1 Samlad kunskap inom teknik, miljö och arkitektur Metoder för att identifiera källor till tillskottsvatten 1 Motiv Kunskapen om vilket stort problem som tillskottsvattnet orsakar är ingen ny kunskap. Föroreningsbelastningen på miljön är i stort sett proportionell mot flödena. Bräddningar gör inte saken bättre. Det är uppenbart att mycket pengar kan sparas på sikt om vi inriktar oss på att minska läckaget på vattenledningsnätet samt minskar det oönskade vattnet till avloppsreningsverken. Källaröversvämningar kostar betydande belopp både i form av ersättningar till drabbade fastighetsägare och i form av utredningskostnader. Städernas utbyggnadsplaner fordrar nya huvudledningar eftersom det tidvis är fullt i de befintliga. 2 1

2 Tillskottsvatten = allt vatten exklusive spillvatten som avleds till spillvattenförande avloppsledning. Tillskottsvatten kan med hänsyn till källan indelas i följande tre komponenter: Påverkan från läck- och dräneringsvatten, d.v.s. grundvatten som läcker in eller dräneras till avloppssystemet. Direkt nederbördspåverkan, d.v.s. flödesökning i samband med nederbörd orsakad av direkt anslutna hårdgjorda ytor som tak- och asfaltytor. Indirekt nederbördspåverkan, d.v.s. flödesökning i samband med nederbörd som överskrider det som kan förklaras med direkt anslutna ytor. Orsaken kan vara en mer eller mindre snabb grundvattenbildning som avleds till avloppsnätet via dräneringsledningar eller genom överläckage mellan otäta dag- och spillvattenledningar på privat eller kommunal mark. 3 Läck- och dräneringsvatten - källor *Otäta ledningsskarvar Otäta brunnsfogar Anslutna dräneringsledningar Grundvattenflöde vid 1-3 m under gvy - Tät jord, fin-medelkornig morän: 0,005-0,008 l/s - Måttligt genomsläpplig jord och sprickigt berg, normalgrov morän, finsand, rösberg: ca 0,03-0,05 l/s - Genomsläpplig jord, sand, grus: ca 0,6-1,7 l/s Inläckage via sprickor på ledningarna vilket gäller både huvud- samt servisledningar Dåliga servisinhuggningar (ej tätt mellan servis och huvudledning) Svarar ofta för >90% av den årliga tillskottsvattenmängden. 4 2

3 m 3 /24h Läck- och dräneringsvattentillskott Läck- och dräneringsvattentillskott till spillvattensystemet och då Qsundet = ca m3/d Översiktig flödesmätning från olika delområden klargör vilka områden som kan friskförklaras och vilka områden som skall prioriteras med avseende på läck- och dräneringsvattentillskott. 65 l/s 13% 118 l/m*d A 110 l/s 22% 120 l/m*d B C D E 70 l/s 14% 229 l/m*d 160 l/s 33% 333 l/m*d 75 l/s 15% 107 l/m*d F 20 l/s 4% 46 l/m*d Läck- och dräneringsvattentillskott till spillvattensystemet och då Qsundet = ca m3/d > 200 l/m*d l/m*d < 100 l/m*d C3 45 l/s 9% 393 l/m*d Vintervägen 25 l/s 5% Storgatan / Flanören 1 l/s 0,2% C2 C1 15 l/s 3% 119 l/m*d 10 l/s 2% 154 l/m*d > 200 l/m*d l/m*d < 100 l/m*d 5 Detaljerad kartläggning, nattmätning mars mars mars mars mars mars mars mars april april april april april april Utgående flöde m3/24h Bräddflöde m3 *Nattmätning vid hög grundvattennivå samt uppehållsväder (ej regn) Flödesmätning nattetid när andelen verkligt spillvatten är försumbar Avgränsning av delområden samt större vattentillskott Okulärbesiktning av ett stort antal brunnar TV-inspektion av prioriterade ledningar i nära anslutning till mätningen Det räcker inte med att bara göra TV-inspektion och använda detta som underlag till åtgärdsplaneringen. Flödesdata är en nödvändig pusselbit. 6 3

4 Analys av TV-inspektion, område 3 Delområde 3 0,5 l/s 230 l/m*d 190 m Sträcka Längd Dim Serviser Vattentill skott Övr defekter mm antal l/s l/s Vattentill skott SNB9895 SNB def inhuggen, intr 0 12* inl fog, inl spr, rötter SNB9901 SNB9901B * inl fog SNB9901B SNB9901A SNB9901A SNB * inl fog Inga serviser med flöde 15 fogar med synliga inläckage, sammanlagt ca 0,5 l/s 7 Kostnadsberäknad åtgärdsplan Åtgärdsförslag för att minska läck- och dräneringsvattentillskottet till spillvattensystemet Totalkostnad ca 1,73 milj kr Renovering av 1180 m, ca 1,3 milj Renovering av 13 brunnar, ca 260 kkr Punktåtgärder, omläggning på 4 ställen, ca 120 kkr Punktåtgärder, kortstrumpa på 2 ställen, ca 40 kkr Proppning av 1 servisledning, ca 10 kkr Effekten av åtgärderna bedöms minska läck- och dräneringsvattentillskottet med ca 3,3 l/s ( från 5,8 l/s till 2,5 l/s, reduktion med 57%) vid liknande förhållande som rådde vid genomförd nattmätning. Ytterligare 1,5 l/s har identifierats (0,5 l/s från 8 servisledningar och 1 l/s via mindre inläckage fördelat på 1550 m spillvattenledning). 8 4

5 Direkt nederbördspåverkan Anslutna tak- och asfaltsytor Inläckage via brunnslock Orsakar de flesta synliga problemen d.v.s. översvämningar och bräddningar (årsvattenmängd ofta < 10 %). 9 Direkt nederbördspåverkan Regnvattentillskott till spillvattensystemet 170 m3/mm 30% 1509 l/m*år Översiktig flödesmätning från olika delområden klargör vilka områden som kan friskförklaras och vilka områden som skall prioriteras med avseende på direkt nederbördspåverkan. 55 m3/mm 10% 810 l/m*år A B C 100 m3/mm 18% 2650 l/m*år 10 m3/mm 2% 191 l/m*år D E F 143 m3/mm 26% 2412 l/m*år 77 m3/mm 14% 889 l/m*år Regnvattentillskott till spillvattensystemet Vattentillskott vid 700mm nederbörd per år > 2000 l/m*år l/m*år < 1000 l/m*d 35 m3/mm 7% 2475 l/m*år C3 Liedbergsg / Vinterv 30 m3/mm 6% 40 m3/mm 6% 2570 l/m*år 25 m3/mm 5% 3120 l/m*år C2 C1 Storgatan / Flanören 4 m3/mm 1% Vattentillskott vid 700mm nederbörd per år > 2000 l/m*år l/m*år < 1000 l/m*d 10 5

6 Direkt nederbördspåverkan Flödesökning i samband med ett regn på 12,9 mm från ett område med duplikat ledningssystem. Röd kurva är flödesökningen i samband med regnet. Blå kurva är flödet vid torrväder dygnet före nederbördstillfället. Regnvattentillskottet är = m3 Den fiktiva ytan är 2 059/0,0129 = 16 ha 11 Anslutningskontroll Detaljerad kartläggning av regnvattentillskott: Informationsbrev till berörda fastighetsägare Varje stuprör, rännstensbrunn, spygatt mm dokumenteras Anslutningen av takytor, rännstensbrunnar och spygatter kontrolleras oftast med färgat vatten. Eventuella dolda överkopplingar mellan spill- och dagvattenledningar samt indikationer på överläckage mellan otäta dagvattenledningar och otäta spillvattenledningar kontrolleras med rök. Rök trycks in sektionsvis i dagvattenledningarna där dag- och spillvattenledningar ligger i samma ledningsgrav och där dagvattenledningar korsar över spillvattenledningar. Spillvattenbrunnslock i lågpunkter identifieras i samband med regn. Tydlig redovisning sker på textplansch och PM eller digitalt. OBS! Det räcker inte med att bara göra anslutningskontroll och använda detta som underlag till åtgärdsplaneringen. Flödesdata är en nödvändig pusselbit. 12 6

7 TECKENFÖRKLARING : rök ur luftare tak : överläckage mellan dag- och spillvattensystemet Överläckagekontroll med rök Dagvattenbrunn med brädd 13 Anslutningskontroll - redovisning 14 7

8 Indirekt nederbördspåverkan Överläckage - utläckage från dagvattenledningar som därmed belastar den lägre liggande spillvattenledningen Vatten från utkastare vid hus släpps vid huslivet och därmed belastar husets husgrundsdränering (ibland ansluten till spill). Bakvattenflöde från vattendrag/diken via bräddavlopp, alt. felplacerade brunnar Generellt beror läck- och dräneringsvattenflödet på markvattenförhållandena och grundvattentrycket runt ledningarna. Gränsen mellan läck- och dräneringsvatten och indirekt nederbördspåverkan är dock glidande samma fel och brister kan bidra med stora flöden. 15 Indirekt nederbördspåverkan Flödesökning i samband med 100 mm regn på 42 timmar den 2-4 juli 2003 i ett duplikat ledningssystem. * Nattflöde 29/6 = 150 l/s * Nattflöde 11/7 = 300 l/s * Tillskottsvatten under 1 vecka 5/7 12/7 = m3 16 8

9 Indirekt nederbördspåverkan Ledningsgravar fylls ofta med regnvatten från otäta dagvattenledningar. Finmaterial spolas efter hand bort. Ett otätt spillvattensystem kan medföra att betydande vattentillskott tillförs spillvattensystemet. Förloppen kan vara mer eller mindre snabba och svåra att skilja från direkt nederbördspåverkan. 17 Dämning av bäcken Vattennivån däms till + 69,20 m Vattennivån i bäcken övervakas kontinuerligt med RTU

10 Dämning av bäcken 2 punktinläckage, totalt ca 7 l/s 19 Dämning av bäcken 4 l/s från en fastighets servisledning (NOT 16) 20 10

11 Dämning av bäcken 1 l/s härrör från inläckage i 4 brunnar (NOT 8, 9, 10, 11). Dessutom ligger SNB2565 i en lågpunkt och tar in regnvatten via brunnslocket i samband med regn. 21 Algatan/Promenaden Delområdet mycket litet endast 20-tal fastigheter (villor). Det finns inte 1,2 ha hårdgjorda ytor. TV-inspektion visade ett generellt risigt tillstånd på ledningsnätet med otäta proppningar, blindserviser mm Sprickor i anslutning till korsningar med en senare lagd dagvattenledning

12 Flödesmätning i självfallsledningar Strömsnål, batteridriven flödesmätare som registrerar vattennivå och vattenhastighet med valfritt tidsintervall. 23 System Adcon Adcons GPRS-loggrar kopplas till önskvärd digital eller analog givare. Givaren är oberoende av fabrikat, så länge den tillämpar standardprotokoll för signalhantering. Loggrarna är extremt strömsnåla och drivs med ett 6,2V NiCd batteri och kan anslutas till solpanel eller extern strömkälla. Det interna minnet i loggern är 32kB som efterhand fylls då givaren registrerar in data till loggern. Data överförs från loggern till basstationen med valfritt tidsintervall, så innan minnet fyllts i själva loggern har data redan överförts till basstationen. Basstation hanterar all insamling av data från loggrarna. Basstationen har egen minneslagring och datan överförs därifrån till en Oracle-databas. Användaren arbetar mot Adcon-systemet via en personlig lösenordsskyddad hemsida. Programmet som körs efter inloggning heter addvantage Pro och hanterar användarens alla mätpunkter och loggrar. Det är enkelt att övervaka instrumenten och inregistrerade värden med programmet addvantage Pro (gränssnittet mot själva databasen). I addvantage Pro är det enkelt att sätta larmnivåer, periodisera data, se högstalägsta- och medeltal samt summor i valda perioder och exportera data från systemet. En grafisk trädstruktur, i vänstermarginalen, strukturerar upp alla de mätpunkter som är aktuella för dig som användare. Varje mätpunkt har en grafisk visning av registrerade värden. Vid visning av grafer öppnas dessa i ett nytt fönster. För en mätpunkt kan också göras statistiska sammanställningar, som kan presenteras i tabellform och/eller tillsammans med aktuella grafer. Exempel på mätningar Avloppspumpstation, till- och frånslagstider på pumpar, nivå i pumpsump Nederbörd eller komplett väderstation (temperatur, relativ luftfuktighet, vindhastighet, vindriktning, solstrålning, nederbörd) Bräddavloppsövervakning, bräddtid eller nivå Grundvattennivå eller nivå i vattendrag Flöden från vattenmätare med pulsutgång, vattentryck m.m

13 Sammanfattning Med hänsyn till de pengar som finns tillgängliga för förnyelse av spillvattensystemen bör det vara bättre att åtgärda de spillvattenledningar som belastas av tillskottsvatten än ledningar som inte tillförs tillskottsvatten såvida inte det föreligger akut behov (t.ex. risk för kollaps). Åtgärder för att minska oönskade vattentillskott till spillvattensystemen kan göras först när källan till tillskottsvattnet identifierats. Flödesmätningar ger besked på var ni ska börja leta och storleken på vattentillskotten Arbeta systematiskt och långsiktigt 25 13