Analyse av fordrøyningstiltak på eksisterende avløpsnett i Solumstrand rensedistrikt

Abstract

I denne masteroppgaven er det sett på påvirkningen av klimaendringer på avløpsnettet i Solumstrand rensedistrikt i Drammen Kommune. Framskrivinger for klima i verden og Norge viser en progressiv økning i nedbørintensitet og antall regnhendelser på grunn av et varmere klima. Dette gir utfordringer for det eksisterende avløpsnettet, da det allerede i dagens situasjon er utsatt for overkapasitet og fører til store mengder overløpsutslipp. Renseanleggene her er også utsatt for klimaendringer. Disse klarer ikke å håndtere avløpsmengden som kommer inn og effektiviseringen av rensingen blir svekket. På grunn av dette vil mye av avløpsvannet gå i overløp og urenset vann til resipient. Analyseområdet i oppgaven har i hovedsak vært Solumtunnelen og Konnerudtunnelen. Det er her sett på utnyttelsen av volumet til begge tunnelene og laget to scenarioer som fordrøyningstiltak i tunnelene for å redusere overløpsmengden inn til Solumstrand renseanlegg. I tillegg er det i oppgaven gjort et forsøk på en reduksjon av modellen til Solumstrand rensedistrikt med tanke på å effektivisere beregningstiden til modellen. Det ble til slutt gjort en analyse av kalibreringen av originalmodellen for å se på validiteten av kalibreringen. For simuleringen er det valgt å benytte konstruerte regnhyetogrammer med ulike gjentaksintervall. I tillegg ble det satt inn en klimafaktor for å se på regnhendelser for det neste 100 år. Reduseringen av modellen er gjort ved å bruke verktøy i modelleringsprogrammet ROSIE for sammenslåing av delfelt og redusering av ledninger på nettet. Reduseringen viste seg å gi avvik på resultatene i den reduserte modellen i forhold til originalmodellen. Dette avviket kan skyldes forskjell i inputparametere som ble sammenlignet i originalmodellen da reduseringen startet og en senere oppdatert originalmodell. For scenarioene viste det seg at de bidrar til en effektiv redusering av overløpsmengden. For lave gjentaksintervaller gir scenario 1 ved bruk av Solumtunnelen, en effektiv redusering av overløp på opp mot 82 %, mens for høye gjentaksintervaller viste det seg kun en reduksjon på opp mot 6%. Med en kombinasjon av Solumtunnelen og Konnerudtunnelen gav scenario 2 en ytterligere reduksjon for alle gjentaksintervaller. Resultatene viste en økt reduksjon av overløp på 53% for det høyeste gjentaksintervallet mot 6 % i scenario 1. Resultatene for kalibreringsanalysen viser en god sammenheng mellom målt og simulert vannføring. Det kan sies at original modellen brukt til beregningene er pålitelig. Scenariogrunnlaget i denne oppgaven er basert på kapasitetsanalyse av simulerte tunnelstrekkene i original modellen. Resultatene i denne oppgaven kan være i avvik fra virkeligheten og må derfor kvalitetssikres.

This thesis has looked into the effects of climate change on the sewer system in the wastewater district of Solumstrand, in the municipality of Drammen. Projections for climate in the world and in Norway shows a progressive increase in precipitation intensity and number of rain events due to warmer climate. This presents challenges for existing sewerage systems, as it is already in the current situation exposed to overcapacity and lead to large numbers of overflow discharges. Wastewater treatment plants are also vulnerable to this change, as these cannot handle the sewer amount and the efficiency of the purification becomes weakened. Because of this, much of the wastewater are discharged untreated in to the recipient. The analysis area of this paper has been mainly in the sewerage tunnels of Solum and Konnerud. It is looked at the volume capacity of both tunnels and made two scenarios for attenuation measures in the tunnels to reduce the overflow discharge into the wastewater treatment plant of Solumstrand. In addition, an attempt of reducing the modelling model of Solumstrand is done to optimize the calculation time of the model. Towards the end of this paper, it was done an analysis of the calibration for the entire model to look at the validity it. For the simulation, was chosen to use constructed symmetrical hyetogram for different return periods. In addition, the return periods are given a climate factor of 1.5 to look at rain events 100 years from now. The reduction of the model is done by using tools in the modelling program ROSIE, for merging subfield and reduction of pipes in the network. Reducing proved to give a deviation of the results of the reduced model in comparison with the entire model. This discrepancy may be due to difference in the input parameters, which were in the model when the reduction started, as the model were compared with a more completed model. The scenarios showed a contribution to an effective reduction of the overflow discharge. For today return period an implementation of scenario 1 gave an effectively reduction of overflows up to 82% for the lowest return period, while for the highest return period it resulted in only up to 6 % reduction. With a combination of the tunnel of Solum and Konnerud gave scenario 2 a further reduction for all return periods. The results showed an increase of reduction of overflow of 53% for the highest return versus 6% in scenario 1. The results of the calibration analysis shows a good correlation between measured and simulated water flow. It concludes that the model used for the calculation is reliable. The scenario basis of this thesis are based on the capacity analysis of simulated tunnel stretches in the model. The results in thesis can therefore be deviating from reality and has to be ensured.