Virkningen av etterinstallering av LOD-tiltak i Mysen, Eidsberg kommune

Abstract

I årene som kommer vil klimaendringer og fortetting bidra til økt avrenningsintensitet og -volum, som vil føre til flere oversvømmelser og dermed skader på bygninger og infrastruktur. For å møte disse fremtidige utfordringene vil lokal overvannshåndtering (LOH eller LOD) være et alternativ ved videre utbygging av overvannssystemet i Mysen i Eidsberg kommune. Denne typen overvannshåndtering vil bidra til å redusere flomtopper og avrenningsvolum. I tillegg tilfører tiltakene et blågrønt element i bybildet og utnytter overvannet som en ressurs. I denne oppgaven ble effekten av utvalgte LOD-tiltak analysert i et hydraulisk og økonomisk perspektiv. Målet var å kartlegge kapasiteten på overvannssystemet i Mysen, og studere hvordan klimaendringene vil påvirke kapasiteten i fremtiden. Det var da interessant å se på hvilke tiltak som kan avbøte med skadene grunnet økt nedbørintensitet, hvor mye avrenning tiltakene kan holde tilbake og om implementeringen av slike tiltak vil være kostnadseffektiv. Det hydrauliske og hydrologiske modelleringsverktøyet Autodesk Storm and Sanitary Analysis (SSA) ble benyttet for å simulere overvannsnettet i Mysen. Norconsult hadde allerede opprettet en modell av nettet i Mysen, men det ble gjort en rekke justeringer for at modellen skulle beskrive nedslagsfeltet på en mer korrekt måte. Modellen la grunnlaget for den hydrauliske analysen, hvor nettets kapasitet ble testet for dagens nedbørintensiteter og de forventede nedbørintensitetene om 100 år, som ble simulert med 50 % klimatillegg. Det ble deretter gjort simuleringer med implementering av ulike tiltak i den fremtidige situasjonen, for å se om tiltakene klarte å bringe skadene ned på dagens nivå. Tiltakene som ble simulert var; frakobling av takvann, implementering av fordøyningsmagasiner og økning av rørdimensjoner. Den hydrauliske analysen la grunnlaget for en økonomisk sammenlikning av tiltakene, hvor det ble utført en netto nåverdianalyse av tiltakenes kostnadseffektivitet. Overvannssystemet i Mysen er sårbart for en økning i nedbørintensitet og impermeable flater. Resultatene fra simuleringene viser høy grad av oversvømmelser og skadeomfang selv ved nedbørshendelser med lave gjentaksintervall. Ledningsnettet kan synes å være underdimensjonert i forhold til gjeldende standard, og det trengs straks å implementere tiltak for å avbøte skader i nedslagsfeltet. De små intensive regnene med lave gjentaksintervall vil gi det største bidraget til de totale skadekostnadene i nedslagsfeltet. Frakobling av takrenner og utvidelse av rørdimensjoner har størst effekt på nedbørshendelser med lave gjentaksintervall, mens implementering av fordrøyningsmagasiner har tilnærmet lik effekt ved alle gjentaksintervallene. Det er kun frakobling av takrenner og utvidelse av rødimensjoner ved nedbørhendelsen med 2-års gjentaksintervall som klarer å bringe skadeomfanget ned på dagens nivå. Økning av rørdimensjoner vil være det mest kostnadseffektive tiltaket. Resultatene er preget av usikkerhet i bakgrunnsmateriale og modellen, samt forutsetninger og antagelser som er gjort i analysene. Modellen er ikke kalibrert og skadeomfanget er undervurdert. Manglende kostnadsdata fører til at den økonomiske analysen gir usikre resultater. For at ledningsnettet i Mysen skal klare å overholde dimensjoneringskravene i et fremtidig klima, er det nødvendig å utvide systemet i kombinasjon med implementering av LOD-tiltak. Det vil være hensiktsmessig å finne den optimale kombinasjonen av tiltak for å få best mulig forsinkelses- og tilbakeholdelseseffekt på avrenningen i nedslagsfeltet. Det burde også tas sikte på å separere avløpssystemet i Mysen.

In the years to come, climate change and urbanization will increase runoff intensity, which will lead to more floods and damage to buildings and infrastructure. To meet these future challenges, sustainable drainage systems (SUDS) should be implemented when the stormwater system in the city of Mysen, Norway is to be renwed or extended. Local stormwater management will reduce the flood peaks and runoff volume and use the stormwater as a resource while being a provision of urban habitat. In this study, the effect of SUDS is analyzed in a hydraulic and economic perspective. The goal was to determine the capacity of the stormwater system in Mysen and how the climate change will affect the capacity in the future. Several types of measures of stormwater management were considered to find which preventing action mitigates the damages due to increased runoff intensity, how much runoff they can hold back, and if the implementation of such preventing actions will be cost-effective. The hydraulic and hydrologic modeling program Autodesk Storm and Sanitary Analysis (SSA) formed the basis of the hydraulic analysis and was used to simulate the stormwater network in Mysen. Norconsult had already created a model of the network, but it was necessary to do a lot of adjustments for the model to describe the catchment area in a more correct manner. The SSA-model tested the network’s current capacity for rainfall intensity and the expected rainfall intensity in 100 years, which was simulated with a climate addition of 50 %. Then the preventing actions were then simulated in the future climate to see whether implementation of the measures could bring the damages down at the current level. The preventing actions that were simulated were: disconnecting of stormwater from roof areas, implementation of detention ponds, and increased capacity of the stormwater network. The results in the hydraulic analysis created the foundation for an economic analysis, where the cost-effectiveness of the preventing actions were found using a net present value analysis. The stormwater network in Mysen is sensitive to increased intensity of rainfall and percentage of impervious surfaces. The results from the simulations show a high degree of flooding and damage even during rainfall events with low frequency. Relative to current standard, the stormwater network is undersized, and actions must be made immediately to reduce the damages caused by flooding in the catchment area. The small intensive rainfall events with low frequency will give the largest contribution to the total damage costs in the catchment area. Disconnecting of stormwater from roof areas and increased capacity in the stormwater network has a great effect on rainfall events with low frequency. Implementation of detention ponds will have approximately the same effect for all the simulated rainfall events. Only disconnecting of stormwater from roof areas and increased capacity in the stormwater network will manage to bring the damages from a rainfall event with a frequency of 2 years down at the current level. Increasing the capacity in the stormwater network will be the most cost-effective measure. The results are affected by uncertainty in the background information and the model and from assumptions made in the analysis. The model is not calibrated and the damage level is underestimated. Due to lacking information about the cost factors, the economic analysis provides uncertain results. If the stormwater network in Mysen is to comply with the design requirements of a future climate, it is necessary to expand the system in combination with the implementation of SUDS. The optimal combination of preventative actions are necessary, to achieve the best possible delay and retention effect on runoff in the catchment area. Future studies should also consider the complete separation of the sewage system.