Vad händer med vattnet i öppna dagvattenlösningar hur funkar de? Hendrik Rujner Doktorand Stadens Vatten, LTU Luleå

Transkript

1 Vad händer med vattnet i öppna dagvattenlösningar hur funkar de? Hendrik Rujner Doktorand Stadens Vatten, LTU Luleå

2 Vad är öppen dagvattendränering? Dagvattenledningar Alternativa eller kompletterande gröna dräneringslösningar med flera funktioner men även underhållskrav

3 Öppna dräneringslösningar i den urbana miljön Imiterar naturlig hydrologi och retention av dagvatten lokalt Reducerar avrinningsvolym och flödesfördröjning Dämpar översvämningar, kan skydda recipient Inkluderar naturliga processer såsom infiltration, evapotranspiration grundvattenbildning och lagring i mark.

4 Fältutvärdering av diken Studie 1 Långtidsstudie av en sluttning och ett dike för hantering av en parkeringsytas avrinning Skellefteå, Solbacken handelsområde. Studie 2 Avrinning i ett svackdike vid olika kontrollerade inflöden. Fyra diken i Luleå.

5 Studie 1: Långtidsstudie av öppet dagvattensystem - Årstidsvariationer 70 meter dike och sluttning (50% öppen dräneringsyta), består av gruslager och naturlig jord, viss växtlighet Ett exempel på dräneringsområde som utformats utifrån funktion Överskottsvatten leds till dagvattennätet

6 Vattenbalansdata Regn Vattenhalt i jord Parkeringens avrinning ISCO Grundvattensnivå Områdets avrinning

7 Sammanfattning av data April-September 23 naturliga regnhändelser Grunt grundvatten 49cm Utöver avrinningshändelser från regn, registrerades ytterligare 13 avrinningshändelser Djupt grundvatten 300cm

8 Avrinningskurva ytavrinning Tydlig minskning av avrinning och fördröjning observerades Vattenmättade jordförhållanden som kan inträffa strax efter tidigare regnhändelser kan öka den vattenvolym som måste avledas.

9 Studie 1: Avrinningsrespons av ett grönt dike för olika kontrollerade inflöden Fyra diken med olika jordsammansättningar kontrollerade inflöden som simulerar regnintensiter på 0.5-, 1- och 2- års återkomsttider Vattenbalans av dike Utvärdering av torra och våta dikeförhållanden Studie plats 1 Luleå Östermalm

10 Pumped water Experimentuppställning IBC container IBC container IBC container IBC container IBC container Inflow Inflow Monitor 2 Monitor 3 Flow distribution 1 Flow distribution 2 Inflow Monitor Discharge Monitor 4 Lateralt och koncentrerat flöde Flödesmätning, markfuktighetsmätning och loggning av hydrauliska parametrar effektiviteten kan beskrivas.

11 Torra initiala förhållanden, avrinning minskar med upp till 56% Flow Rate (l/s) 4,0 0,40 3,5 0,36 3,0 0,32 2,5 0,28 2,0 Event no. 15 (dry) 0,24 1,5 Inflow volume: 2.19 m 3 1,0 0,20 Discharge volume: 0.98 m 3 0,5 0,16 0,0 0,12 00:00 00:10 00:20 00:30 00:40 00:50 01:00 01:10 01:20 01:30 Simulation time (hh:mm) Soil water content (Vol.-%) Våta initiala förhållanden, avrinning minskar med upp till 6% Flow Rate (l/s) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0,12 00:00 00:10 00:20 00:30 00:40 00:50 01:00 01:10 01:20 01:30 Simulation time (hh:mm) Event no. 5 (wet) Inflow volume: 6.08 m 3 Outflow volume: 5,74 m 3 0,40 0,36 0,32 0,28 0,24 0,20 0,16 Soil water content (Vol.-%)

12 Effekter från tidigare regnhändelser Soil water content change during runoff event 0,37 Soil water content (Vol.%) 0,32 0,27 0,22 0,17 Little volumes stored (3 % of soil volume) Large volumes stored (15% of soil volume) Dry swale Wet swale 0,12 00:00 00:15 00:30 00:45 01:00 01:15 Simulation time (hh:mm) Relativt snabbt återhämtning av lagringskapacitet (3% per timme)

13 Observationer Skellefteå, Solbacken Total volymreduktion vid regnintensiteter upp till 0,5 mm / timme vid torra initiala markförhållanden, Total volymreduktion för korta, intensiva regn motsvarande 2,1 mm / 30 min, Fördröjning av avrinning speciellt efter torra dagar, Avrinningsprocesser tar längre tid, Lokala jord / geologiska förhållanden begränsar ytterligare infiltration speciellt efter tidigare regnhändelser, Erosion på grund av slutningar Grundvatten rinner ut i diket.

14 Observationer bevuxna svackdike Initiala markförhållanden innan en regnhändelse är en styrande faktor för prestanda, Volymreduktion upp till 55% och flödesdämpning av upp till 40% Omedelbar lagring av upp till 18 liter per 100 liter jord Större avrinning fördröjs men inte alltid volymreduktion.

15 Preliminära slutsatser från två studier Dagvattenavrinning kan minskas och tydlig fördröjas genom infiltration och lagring i marken Mindre förutsägbara flöden jf med rördränering - naturliga processer är involverade Svagt sluttande terräng bör övervägas för områden som avses för öppna dräneringsområden Det faktiska området som påverkar den öppna dagvattenlösningen kan vara betydligt större än den synliga.

16 Frågor? Hendrik Rujner Stadens Vatten, LTU Luleå Följ oss på