Trollhättan Energi AB

Transkript

1 Trollhättan Energi AB Resultatsammanställning av kontrollberäkningar av det spillvattenförande avloppsledningsnätet i Håjum efter källaröversvämningar i augusti 2014 Trollhättan Energi AB Rapport november 2016

2 Denna rapport har tagits fram inom DHI:s ledningssystem för kvalitet certifierat enligt ISO 9001 (kvalitetsledning) av Bureau Veritas dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

3 Trollhättan Energi AB Resultatsammanställning av kontrollberäkningar av det spillvattenförande avloppsledningsnätet i Håjum efter källaröversvämningar i augusti 2014 Framtagen för Kontaktperson Trollhättan Energi AB Susanna Håkansson Projektledare Kvalitetsansvarig Handläggare Cecilia Wennberg Fredrik Bergh, Jessie Schroeck Henny Samuelsson, Andy Wilson, Conny Fransson, John Hägg Uppdragsnummer Godkänd datum Version Klassificering Slutrapport Öppen. Rapporten är skriven för dubbelsidig utskrift DHI Sverige AB Drakegatan 6, 6 tr SE Göteborg Sweden Telefon: Fax: info@dhi.se

4 dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Sammanfattning Inledning Förklaringar till rapport Metodikbeskrivning Modelluppbyggnad Mätningar Modellkalibrering Kontrollberäkningar Förutsättningar för kontrollberäkningar Känslighetsanalys Resultat Beräknade trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter Profiler över trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter Slutsatser Referenslista FIGURER Figur 3-1 Översikt över avloppsledningsnätet i Håjum och fastigheter som rapporterat om översvämning i augusti Figur 3-2 Placering av flödesmätare i Håjum Figur 3-3 Blockregn motsvarande ett 10-årsregn för varaktigheterna 5, 10, 20, 30, 60 och 120 minuter Figur 4-1 Plan över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Kronhjorten 4 ansluter. Sträcka för profil i turkos Figur 4-2 Profil över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Kronhjorten 4 (Faktorsgatan 4) ansluter. Maximal trycknivå vid beräkning med 10-årsregn redovisas som röd linje Figur 4-3 Plan över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Isbjörnen 4 ansluter. Sträcka för profil i turkos Figur 4-4 Profil över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Isbjörnen 4 (Industrigatan 1) ansluter. Maximal trycknivå vid beräkning med 10-årsregn redovisas som röd linje TABELLER Tabell 2-1 Förklaringstabell till figurer i rapporten Tabell 4-1 Beräknade trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter i Håjum Tabell 5-1 Beräknade fall där trycklinjen överskrider angiven källargolvsnivå i

6 BILAGOR Bilaga A-Kalibreringsresultat Bilaga B-Beräkningsresultat för drabbade fastigheter ii dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

7 1 Sammanfattning I augusti 2014 drabbades Trollhättan av kraftiga skyfall och i samband med det inträffade ett stort antal översvämningar på fastigheter inom olika områden i kommunen. Med anledning av detta har Trollhättan Energi AB (TEAB) påbörjat utredningar kring ansvarsfrågan för de drabbade fastigheterna. Kontrollberäkningar av det spillvattenförande avloppssystemet i området Håjum har genomförts. Metodiken för genomförda kontrollberäkningar utgår från de krav som finns ställda för avloppsystem enligt dimensioneringsanvisningar P90 (ref./1/.). För kombinerad avloppsledning så gäller som högst kravet på att trycklinje i ledningen inte ska överskrida nivå för fylld ledning/källargolvsnivå för ett regn med 10 års återkomsttid. Utredningen har syftat till att klargöra ansvarsfrågan för de inträffade översvämningarna. Därmed avses att utreda hur ledningsnätets funktion var vid tillfället för översvämningen och om ledningsnätet uppfyller funktionskraven. En känslighetsanalys har genomförts i två steg. I en första beräkning justerades ledningarnas råhet, dvs Mannings tal, för att åstadkomma en ökning av friktionsförluster och därmed en ökning av trycknivåer i systemet. Manning för betongledningar minskades till 60 och till 80 för plastledningar. För Håjum har justeringen av Mannings tal för plastledningar ingen betydelse för beräkningsresultaten. Ledningssystemet innehåller inga plastledningar. I en andra beräkning justerades den hårdgjorda ytan för att åstadkomma en ökning av flöden i systemet. Storleken på känslighetsanalysen för ökningen av anslutna ytor har satts till +10 %. Resultaten från beräkningarna visar att av totalt två översvämmade fastigheter inom Håjum får en fastighet trycknivåer i huvudledningen som överstiger fastighetens källargolvsnivå vid ett 10- årsregn. 1

9 2 Inledning I augusti 2014 drabbades Trollhättan av kraftiga skyfall och i samband med det inträffade ett stort antal översvämningar på fastigheter inom olika områden i kommunen. Med anledning av detta har Trollhättan Energi AB (TEAB) påbörjat utredningar kring ansvarsfrågan för de drabbade fastigheterna. Kontrollberäkningar av det spillvattenförande avloppssystemet i området Håjum har genomförts. Håjum är en stadsdel belägen nordost om centrala Trollhättan. Området utgörs av ett industriområde med stor andel hårdgjorda ytor. Avloppsledningsnätet är helt kombinerat inom området. Det finns inget separat dagvattensystem i området. Avloppsledningsnätet i Håjum avleds mot tunnelsystemet i områdets nordvästra del. Inom Håjum har totalt två stycken fastigheter rapporterat att de drabbades av översvämningar i samband med de kraftiga regnen i augusti Förklaringar till rapport Rapportens figurer ska tolkas enligt Tabell 2-1 nedan. Tabell 2-1 Förklaringstabell till figurer i rapporten. Beteckning i figur Förklaring Spillvattenförande ledning. Dagvattenledning. Vald sträcka för redovisning i ledningsprofil. SNBXX, SRBXX, SPLXX etc. Identitetsnummer för nedstigningsbrunn eller punkt på spillvattenförande ledningsnät. Vissa av dessa brunnar eller punkter på ledningsnätet återfinns även i ledningsprofilerna. DNBXX, DRBXX, DPLXX etc. Identitetsnummer för nedstigningsbrunn eller punkt på dagvattenledningsnät. Vissa av dessa brunnar eller punkter på ledningsnätet återfinns även i ledningsprofilerna. 3

11 3 Metodikbeskrivning Metodiken för genomförda kontrollberäkningar utgår från de krav som finns ställda för avloppsystem enligt dimensioneringsanvisningar P90 (ref./1/.). För kombinerad avloppsledning så gäller som högst kravet på att trycklinje i ledningen inte ska överskrida nivå för fylld ledning/källargolvsnivå för ett regn med 10 års återkomsttid. Utredningen har syftat till att klargöra ansvarsfrågan för de inträffade översvämningarna. Därmed avses att utreda hur det spillvattenförande ledningsnätets funktion var vid tillfället för översvämningen och om ledningsnätet uppfyller funktionskraven. Lösningsförslaget bygger på en metodik enligt följande: Uppbyggnad av datormodell för berört ledningsnät inklusive anläggningar och anslutningar. Spillvattenbelastning utifrån debiterad dricksvattenmängd och enligt förbrukningsmönster. Justering av modellbeskrivning utifrån resultat från inmätningar av kritiska nivåer samt analys av resultat från genomförda nivå- och flödesmätningar. Kalibrering av modell genom justering av deltagande ytor vid nederbörd motsvarande uppmätta flöden och vattennivåer. Vid kalibreringen har högupplöst uppmätt nederbörd från både fasta och tillfälliga regnmätare använts. Justering av ledningsråhet i anslutning till mätpunkter på ledningsnätet i syfte att efterlikna uppmätta förhållanden. Inmätning av källargolvsnivåer av TEAB. Inmätta nivåer har testats i beräkningarna. Utförande av kontrollberäkningar för dimensionerande nederbörd med återkomsttiden 10 år i enlighet med Svenskt Vattens publikation P90 i syfte att undersöka om skälig säkerhet mot källaröversvämning kan erhållas beträffande de drabbade fastigheterna eller om de riskerar att drabbas av översvämning. Sammanställning av beräkningsresultat i form av tabell och beräknade trycklinjeprofiler längs ledningssträckor med drabbade fastigheter i denna rapport. 3.1 Modelluppbyggnad Ledningsnätets funktion beskrivs genom hydraulisk modellering av systemet. Antingen utnyttjas en befintlig hydraulisk modell över ledningssystemet eller så byggs en ny modell upp. Belastningarna på ledningsnätet i modellbeskrivningen verifieras mot data insamlad genom fältmätningar. I den hydrauliska modellen över Håjum har samtliga avloppsledningar inkluderats. I modellbeskrivningen har spillvattenbelastningen beskrivits utifrån den verkliga förbrukningen under 2014 och uppgifter har hämtats från debiteringsregistret. Belastningen från dagvattenytor som ansluter till det kombinerade systemet har baserats på hårdgjorda ytor från GIS-material, enligt dimensioneringsanvisningar P90 (ref./1/.) Och därefter kalibrerats utifrån genomförda flödesmätningar. 5

12 Figur 3-1 visar en översikt över avloppsledningsnätet i Håjum tillsammans med en markering för varje enskild fastighet som rapporterat om översvämning i samband med händelserna Figur 3-1 Översikt över avloppsledningsnätet i Håjum och fastigheter som rapporterat om översvämning i augusti Mätningar För att kunna fastställa vilken belastning som ligger på avloppsledningsnätet krävs flödesmätningar i systemet. Flödesmätningarna genomförs tillsammans med nederbördsmätningar så att flödesökningarna vid regn kan kopplas ihop med en särskild regnhändelse. På så sätt möjliggörs en beskrivning av den aktiva yta uppströms respektive mätpunkt som ger en flödesökning vid regn dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

13 Inom denna utredning har mätningar genomförts för att möjliggöra en värdering av den direkta nederbördspåverkan som kan härledas till direktkopplade dagvattenytor och ett eventuellt direkt överläckage i samband med kortvariga högintensiva regn inom respektive område. Under sensommaren 2015 har flödesmätningar genomförts i Håjum i totalt tre punkter. Under samma period har nederbördsmätning genomförts i en punkt. Flödesmätpunkterna är valda så att de ligger i omedelbar närhet till drabbade fastigheter och på så vis väl representerar situationen i området. Fyra flödesmätare placerades i tre brunnar i Håjum enligt Figur 3-2 nedan. Figur 3-2 Placering av flödesmätare i Håjum. Beskrivning av metodiken och resultaten från mätningen finns att läsa i separat rapport, se ref./3/. 3.3 Modellkalibrering Genom att kombinera modellbeskrivningen av ledningsnätet med fältmätningar som verifierar belastningarna erhålls en kalibrerad/verifierad modell med korrekta belastningar som beskriver hur ledningsnätet fungerar i samband med nederbörd. Modellen kan sedan belastas med olika typer av nederbördshändelser varpå konsekvenserna av dessa situationer analyseras m a p kapacitet, maximala trycknivåer och risk för källaröversvämningar vid enskilda fastigheter. Modellen över Håjum har kalibrerats mot de uppmätta värden som tagits fram under mätkampanjen. Under mätperioden fanns ett antal lämpliga regn att kalibrera mot. Tre regn valdes ut att gälla som kalibreringsregn. Dessa inträffade den 8 juli, den 26 juli samt den 28 juli. Vid vissa av mätpunkterna uppvisade uppmätt data problem vid dessa tillfällen och därför valdes andra tillfällen ut att kalibreras mot i dessa punkter. I Bilaga A redovisas de slutliga flödena från kalibreringen för varje mätpunkt. 7

14 Under kalibreringsarbetet anpassas de bidragande ytorna i modellen både vad gäller storlek och rinntid så att modellerade flöden och nivåer stämmer så väl överens med uppmätta som möjligt. Fokus under kalibreringen lades på toppflödena då det är dessa som främst styr vilka högstanivåer som systemet kommer uppvisa. Slutresultatet av kalibreringen för Håjum ger ett medelfel för toppflödet för alla mätpunkter och alla kalibreringsregnen + 3 %. 3.4 Kontrollberäkningar Utifrån gällande dimensioneringskriterier så skall ledningsnätet klara en viss belastning. Separata eller duplikata spillvattensystem skall i teorin inte innehålla något annat vatten än spillvatten och dränvatten, därmed skall inte översvämning uppstå. För kombinerade system gäller som högst kravet på att klara fylld ledning/källargolvsnivå för ett 10-årsregn. Bedömningen av det kombinerade ledningsnätets kapacitet görs utifrån modellberäkningar med så kallade typregn motsvarande ett 10-årsregn. Om resultaten från kontrollberäkningarna visar att man ligger nära över-/underkapacitet bör känslighetsanalyser göras för de hydrauliska parametrar i beräkningarna som påverkar resultatet. Utifrån resultaten ovan görs slutligen en analys av ansvarsfrågan för det studerade systemet. I analysen vägs då in vilken typ av system som det aktuella området utgör, resultaten av kontrollberäkningarna, vilken händelse som inträffat och om det finns andra orsaker som kunnat leda fram till händelsen mm. Slutlig bedömning av ansvarsfrågan görs av TEAB Förutsättningar för kontrollberäkningar Kontrollberäkningar har genomförts med blockregn motsvarande ett 10-årsregn för varaktigheterna 5, 10, 20, 30, 60 och 120 minuter. Figur 3-3 Blockregn motsvarande ett 10-årsregn för varaktigheterna 5, 10, 20, 30, 60 och 120 minuter. Brunnsförluster har tillämpats i skarpa böjar/krökar eller i punkter i ledningsnätet där kännedom om särskilda förluster funnits. I övrigt har friktionsförluster endast beskrivits på ledningsnätet dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

15 Mannings tal har ansatts till 82 för betongledningar och 90 för plastledningar, enligt dimensioneringsanvisningar P90 (ref./1/.) Känslighetsanalys En känslighetsanalys har genomförts i två steg. I en första beräkning justerades ledningarnas råhet, dvs Mannings tal, för att åstadkomma en ökning av friktionsförluster och därmed en ökning av trycknivåer i systemet. Manning för betongledningar minskades till 60 och till 80 för plastledningar. För Håjum har justeringen av Mannings tal för plastledningar ingen betydelse för beräkningsresultaten. Ledningssystemet innehåller inga plastledningar. I en andra beräkning justerades den hårdgjorda ytan för att åstadkomma en ökning av flöden i systemet. Storleken på känslighetsanalysen för ökningen av anslutna ytor har satts till +10 %. 9

17 4 Resultat Resultaten redovisas per drabbad fastighet och visar om beräknade trycklinjer för det dimensionerande fallet överskrider källargolvsnivå eller ej för respektive fastighet. I profilerna framgår såväl maximal trycklinje från kontrollberäkningen som angiven nivå på källargolv för berörd fastighet. Lokalisering av fastigheternas servisledning och därmed placering av servisanslutningarna i profiler med angivna källargolvsnivåer är baserad på tillgängligt underlag i karta. Exakt koordinatangivelse för servisanslutningar saknas. Källargolvsnivåer är antingen inmätta eller bedömda utifrån fastighetens sockelnivå. 4.1 Beräknade trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter Följande kapitel redovisar resultat från kontrollberäkningar genomförda med ett blockregn med 10 års återkomsttid. Resultat redovisas även för den känslighetsanalys som har genomförts. För Håjum uppvisar kalibreringen av flödestoppar ett medelfel för hela området på +3%. Vid ansättandet av nya parametrar i känslighetsanalysen har hänsyn tagits till storleken på osäkerheten i modellkalibreringen. Resultaten från beräkningarna visar att av två st översvämmade fastigheter inom Håjum får Industrigatan 1 trycknivåer i huvudledningen som överstiger fastighetens källargolvsnivå vid ett 10-årsregn. Faktorsgatan 1 får trycknivåer i huvudledningen som ligger under källargolvsnivån i samtliga beräkningsfall. Tabell 4-1 redovisar beräkningsresultat för varje enskild fastighet i Håjum som rapporterat om översvämning i augusti Resultaten anger om beräknade trycknivåer i huvudledningssystemet överstiger respektive fastighets källargolvsnivå eller ej vid de olika beräkningsfallen. Tabell 4-1 Beräknade trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter i Håjum. Fastighet Adress Källargolvnivå [m] Grundfall [m] Över/under grundfall [m] M=60 /80 [m] Ökning A +10% [m] Över/under värsta fall [m] Kronhjorten 4 Faktorsg Över Över Isbjörnen 4 Industrig Under Under 4.2 Profiler över trycknivåer i förhållande till källargolv för drabbade fastigheter Figur 4-1 och Figur 4-3 visar i plan vilka ledningsprofiler som redovisas. Figur 4-3 och Figur 4-4 redovisar trycknivåer i huvudledningen vid beräkning med blockregn med 10 års återkomsttid för grundfallet samt den drabbade fastighetens källargolvsnivå. 11

18 Kronhjorten 4 Faktorsg. 4 Figur 4-1 Plan över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Kronhjorten 4 ansluter. Sträcka för profil i turkos dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

19 Figur 4-2 Profil över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Kronhjorten 4 (Faktorsgatan 4) ansluter. Maximal trycknivå vid beräkning med 10-årsregn redovisas som röd linje. 13

20 Isbjörnen 4 Industrig. 1 Figur 4-3 Plan över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Isbjörnen 4 ansluter. Sträcka för profil i turkos dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / CEW /

21 Figur 4-4 Profil över huvudledning för avloppsvatten till vilken servisen för fastigheten Isbjörnen 4 (Industrigatan 1) ansluter. Maximal trycknivå vid beräkning med 10-årsregn redovisas som röd linje. 5 Slutsatser Kontrollberäkningar av avloppsledningsnätets funktion har genomförts för området Håjum. I Tabell 5-1 redovisas en sammanställning av utfallet från beräkningarna. Tabell 5-1 Beräknade fall där trycklinjen överskrider angiven källargolvsnivå. Delområde Antal rapporterade översvämningar, aug Definition avloppssystem Antal fastigheter där källargolvsnivån överskrids för grundfallet i kontrollberäkningen Antal ytterligare fastigheter där källargolvsnivån överskrids för känslighetsanalysen i kontrollberäkningen Håjum 2 Kombinerat

23 6 Referenslista /1/ Svenskt Vatten Publikation P90. Dimensionering av allmänna avloppsledningar /2/ Svenskt Vatten. Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem. /3/ DHI DHI TEAB KÖV2014 mätrapport. 17

25 Bilaga A-Kalibreringsresultat 19

26 Håjum SNB2094 Kalibreringsresultat, rött-uppmätt flöde, svart-modellerat flöde dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / cew/

27 Referenslista SNB409 Kalibreringsresultat, rött-uppmätt flöde, svart-modellerat flöde. 21

28 SNB832 Kalibreringsresultat, rött-uppmätt flöde, svart-modellerat flöde dhi trollhättan köv2014 slutrapport håjum / cew/

29 Bilaga B-Beräkningsresultat för drabbade fastigheter 23

30

31 Beräkningsresultat för det värsta fallet för drabbade fastigheter Håjum, spillvattenförande system.

32

33