| dc.description.abstract | Overvannsanlegget i Nansenparken på Fornebu er et av Norges største og mest kjente, der Nansendammen utgjør det sentrale elementet. Anlegget er bygget i henhold til prinsippet om en bærekraftig overvannshåndtering. Dette innebærer åpne, multifunksjonelle anlegg som blant annet tar hensyn til spredning av forurensing, flomvern og habitater. Nansenparken er i tillegg tilrettelagt for menneskelige rekreasjonsaktiviteter, og stiller således strenge krav til vannkvaliteten. Derfor er det i forbindelse med Nansendammen er det bygget et omfattende renseanlegg, der tre biofiltre utgjør hovedrensetrinnet.
Det har imidlertid siden ferdigstillelsen av Nansenparken i 2008 vært periodevis omfattende algevekst i vannanlegget. Det har medført at det har blitt stilt spørsmålstegn vedrørende biofiltrenes funksjonalitet. Blant annet har ikke vannfordelingen på biofiltrenes overflate vært tilfredsstillende og har medført at vegetasjonsetablering i biofiltrene har mislyktes. På grunn av driftsproblemene ble Bioforsk engasjert for å vurdere biofiltrene. Bioforsks vurdering, gjort på bakgrunn av eksisterende dokumentasjon og befaring, var at biofiltrene ikke var funksjonsdyktige etter intensjonene.
Som et resultat av Bioforsk sin rapport ble det besluttet å gjennomføre grundigere undersøkelser av biofiltrene for å vurdere biofiltrenes funksjonalitet og vurdering av årsaker algevekst i vannanlegget. Parallelt med dette ble det besluttet å teste ulike metoder for vannfordeling til de tre biofiltrene. I et av biofiltrene ble driftet etter det opprinnelige designet med umettet punkfordeling, et med et spiralsystem som dekket store deler filterflaten, mens det siste ble driftet mettet med et overliggende vannspeil. Disse undersøkelsene, som er utført i driftssesongen 2012 og før driftsoppstart 2013, danner grunnlaget for denne masteroppgaven.
Den limnologiske undersøkelsen ble gjort på bakgrunn av observasjoner, innhenting av vannprøver og algeprøver. I henhold til SFTs klassifikasjonsveileder for miljøkvalitet i ferskvann utviklet vannkvaliteten i Nansendammen seg fra «meget dårlig» til «god» gjennom driftssesongen, og tilbake til «dårlig» etter driftsstans på vinteren. Sammenlignet urbant overvann var vannkvaliteten svært god i hele undersøkelsesperioden. Videre indikerte undersøkelsene at ferskvannsbiologiske prosesser kan ha stor betydning for utvikling i vannkvaliteten. Det ble også observert at algeveksten ble redusert utover i sesongen ettersom næringstilgangen ble redusert. Dette gav også endringer i algesammensetningen og at alger kan vokse ved begrenset tilgang på næringsstoffer. Dette medfører at biofilteret selv ved svært høye renseeffekter ikke vil kunne hindre algevekst.
Undersøkelsen av biofiltrene ble gjort ved observasjoner, vannprøvetakning, kornfordelingsanalyse, infiltrasjonsforsøk, logging av driftsperioder og måling av hydraulisk belastning. Undersøkelsene viste at infiltrasjonskapasiteten til filtermediet var svært høy. På grunn av dette var det kun biofilteret som ble driftet mettet som gav en tilfredsstillende fordeling av vann på filterflaten. Umettet drift av filtermediet vil medføre kortslutninger i filtermediet og gi en dårlig utnyttelse av filtermediet. Videre gav en høy hydraulisk belastning, kort oppholdstid i et umettet filtermedium. Undersøkelsen av filtermediene viste begrenset evne til reduksjon av partikler i vannet og sorpsjon av fosfor. Dette sammen med problemene med etablering av vegetasjon, som trolig har medført en begrenset biofilmdannelse i filtermediet, gjør at biofiltrene har begrenset renseegenskaper på nåværende tidspunkt. Dette bekreftes av vannprøvene fra innløpet og utløpet til biofiltrene viste liten eller ingen renseeffekt. ABSTRACT:
Nansenparken at Fornebu is one of the largest and most well know stormwater facilities in Norway, which in the dam Nansendammen constitutes the central element. The facility is built according to the principle of sustainable stormwater management. This involves an open and multifunctional facility, which is including measures to prevent spreading of pollution, flood protection and creation of habitats for urban wildlife. Nansenparken is also facilitated for human recreation activities, and thus set high standards for water quality. Hence, a comprehensive treatment plant is built in connection with Nansendammen, where three biofilters are the main treatment step.
However, since the opening of Nansenparken in 2008 it has periodically been a extensive algal growth in the water facility. This has resulted in questions regarding the functionality of the biofilters. One source of concern has been poor water distribution to the biofilters surface. This has resulted in several failed attempts to establish vegetation in the biofilters. Because of the operational problems Bioforsk were engaged to evaluate biofilters. Bioforsks assessment, made on the basis of existing documentation and site inspections, was that the biofilters didn’t function as intended.
As a result of Bioforsks report, it was decided to conduct thorough investigations of the biofilters for assessing their functionality, as well as an assessment of causes for algae growth in water facility. Parallel to this, it was decided to test different water distribution systems. One biofilter were operated according to the original design, which included an unsaturated point distribution, a second biofilter was operated with a spiral system, covering much of the filter surface, while the third biofilter was operated saturated with a free water surface. These investigations were conducted during the operating season in 2012 and in the winter 2013, and form the basis for this master thesis.
The limnological investigations included observations and collection of water and algal samples. According to SFT classification of environmental quality in freshwater, the water quality in Nansendammen developed from "very poor" to "good" during the season, but returned to the "very poor" during the following winter. Compared to the quality expected in urban stormwater, the water quality was very good during the study period. The investigations indicated that freshwater biological processes may be important for the development of water quality. It was also observed that when the nutrient availability decreased, the growth of algae was reduced and the algal composition changed. It also showed that algae growth can proceed even with limited availability of nutrients. This implies that the biofilters, even at very high treatment efficiency not will be able to prevent algae growth.
The investigations of the biofilters was made by observation, water sampling, grain size distribution analysis, infiltration experiments, logging of operational periods and measurement of hydraulic loading. The infiltration experiments showed a very high hydraulic conductivity. Because of this, only the saturated filter media gave a satisfactory distribution of water. An unsaturated operation lead to preferential flow, and gave a poor utilization of the filter media. Further, a high hydraulic loading, results in a short hydraulic residence time in the unsaturated filter media. The investigations also showed that the filter media have limited ability to reduce particles in the water and limited phosphorus sorption capacity. Together with the problems of establishing vegetation, which probably causing a limited formation of biofilm formation in the filter media, this will result in a limited capability to reduce the nutrient content in the water. This was confirmed by the water samples from the inlet and outlet of the biofilters, which showed little or no removal of nutrients. | no_NO |
