Infiltrasjon i regnbed og val av verdi for metta hydraulisk konduktivitet ved dimensjonering

Abstract

Aukande urbanisering og høgare nedbørintensitetar stiller større krav til overvasshandtering, og i byar og tettstadar vert det lagt meir og meir vekt på bruk av blågrøne, lokale overvassdisponeringstiltak. Regnbed er døme på eit slikt tiltak, som gjennom infiltrasjon fokuserer på tilbakehalding av overvatn, flaumtoppavlasting og betring av vasskvalitet. Ved dimensjonering nyttar ein ofte metta hydraulisk konduktivitet (Ksat) på 10 cm/t som eit estimat på infiltrasjonsevna til regnbeda, men det fins lite informasjon om korleis infiltrasjonsevna faktisk er i felt, kva variablar som påverkar denne og korleis den utviklar seg over tid og med plassering i regnbeda.

Dette studiet samla inn informasjon om 34 regnbed og totalt 463 infiltrasjonsmålingar, i tillegg til å utføre 25 eigne infiltrasjonstestar ved hjelp av Modified Philip-Dunne Infiltrometer. Statistiske analysar blei nytta for å sjå om det fans ein samanheng mellom Ksat og stadsspesifikke, romlege og tidsavhengige variablar. Frå feltmålingane blei det i tillegg gjort ei skjønsmessig vurdering for å finne kva verdi som best representerer infiltrasjonskapasiteten i regnbed, og som kan nyttast ved dimensjonering.

Det blei funne statistisk signifikant (α = 0,05) positiv samanheng mellom Ksat og driftsår og avstand frå innlaup i eit mindre tal regnbed, men dette var ikkje konsistent for alle regnbeda. Mellom regnbed blei det ikkje funne signifikant samanheng med Ksat og dei stadsspesifikke variablane fiberduk, skråstilt drenslag, dreneringsrøyr, maksimal vasstand og regnbedet sitt areal relativt til nedbørfeltet sitt areal. Samla median for Ksat for alle regnbeda var 19,7 cm/t, som tilseier at ein kan nytte høgare verdi enn sjablongverdi for Ksat ved dimensjonering. Høgare Ksat reduserer arealet til regnbedet, og frigjer verdifullt areal i byar og tettbygde område. I tillegg kostar mindre regnbed mindre pengar, noko som kan vere eit incentiv for val av regnbed framfor konvensjonelle tiltak.

Increased urbanisation and higher precipitation intensities demand improved stormwater management. In urban areas bluegreen and decentralised systems are preferred over conventional structures. Rain garden is an example of such practice, which through storage and infiltration leads to retention of stormwater, peak flow reduction and water quality improvement. The infiltration potential is important for designing rain gardens, and a saturated hydraulic conductivity (Ksat) at 10 cm/h is often used as an estimate for the infiltration potential when sizing the practice. However, there is little information about the actual infiltration rates, which variables that affect it and how it evolves over time and space in rain gardens.

This study gathered information from 34 rain gardens and a total of 463 infiltration measurements, in addition to performing 25 infiltration tests with a Modified Philip-Dunne Infiltrometer. Statistical analyses were conducted to test for relationships between Ksat and spatial and temporal variables. A discretionary evaluation from the field measurements found which value that represents the infiltration capacity in rain gardens and which further can be used in the designing process.

There was a significant (α = 0,05) positive relationship between Ksat and service time and distance from inlet in a smaller amount of rain gardens, however this was not consistent for all the rain gardens. Between rain gardens there was no relationship between Ksat and the site specific variables geotextile fabric, inclined drainage layer, underdrain pipe, ponding depth or the rain garden’s area relative to the catchment area. Overall the median of Ksat in all the rain gardens was 19,7 cm/h, which indicates that a higher standard value than 10 cm/h can be used in design. A higher Ksat reduces the rain garden area, hence valuable area is released in urban areas for other purposes. Also, smaller rain gardens costs less, which could encourage to choose this system.