Sedimentation of stormwater from construction activities

Vattenhantering i infrastrukturprojekt är ett viktigt ämne eftersom det kan påverka den omgivande miljön på ett negativt sätt. I projekt med förorenat mark kan vattnet innehålla allt från metaller till polyaromatiska kolväten, vilket medför svårigheter att hantera. Vattenföroreningarna orsakas av utgrävning, grundläggning, injektering, betonggjutning och bergsprängning. Vattnet kan delvis bildas av regnvatten som faller på byggarbetsplatsen eller genom schaktning under grundvattennivån. Det vatten som genom pumpning avleds från en arbetsplats eller uppfodras är känt som länsvatten. Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur urvalet och tillämpningen av metoder för länsvatten kan förenklas och optimeras för att passa svenska förhållanden. Vidare är syftet att utvärdera hur informationen om olika tekniker är relaterad till hur entreprenörer arbetar i praktiken under vissa förhållanden. Avhandlingen består av tre delar. Den första delen är en teoretisk beskrivning av svenska lagar och utsläppskrav som gäller för länsvatten, vanliga reningsmetoder som används och hantering av länsvatten i Washington. Den andra delen är en fallstudie med ett studiebesök på byggarbetsplatsen Marieholmförbindelsen. Den tredje delen består av analytiska beräkningar och jämförelser mot provdata. Resultaten visar att vanliga container behållare bör endast användas för sedimentering av sandpartiklar eftersom ytområdet är begränsat vilket ger en kortare sedimenteringstid. De har också en begränsad flödeskapacitet vilket måste tas till hänsyn för att få en effektiv sedimentering. Specifika krav på övervakning och underhåll av container behållare bör finnas för entreprenören. I fall med mindre partiklar som till exempel silt bör användning av container behållare uteslutas, förutom vid användnings som försedimenteringssteg. Resultaten visar även att vid sedimentering av partiklar mindre än medelsilt är det nödvändigt med en uppehållstid på minst 10 timmar. Uppehållstiden kan däremot skilja sig från 10 timmar till allt uppemot 100 timmar för till exempel fin silt, som har en partikelstorlek mellan 0,0063 mm-0,002 mm. För lera skulle detta innebära en uppehållstid på minst 100 timmar vilket motsvarar mer än 4 dagar. Genom att använda traditionell sedimentering som reningsteknik skulle man antingen behöva ett stort sedimentationsområde eller ett mycket lågt flöde. Detta innebär att traditionell sedimentering är orimlig att använda sig av på grund av ekonomiska aspekter, rymdbegränsningar och effektivitet. Baserad på resultat och slutsatser, föreslås följande rekommendationer: •Vanliga container behållare som kräver hög underhållning och övervakning, rekommenderas inte att användas i större utsträckning än som ett försedimenteringssteg för partiklar som är mindre än grovsilt som har en partikeldiameter mellan 0,02-0,063 mm. •Det är viktigt att ha en helhetssyn genom att skapa tydliga riktlinjer för entreprenörerna. •Det är lämpligt att använda den hydrauliska effekten, A, för att säkerställa en korrekt konfiguration och god separationskapacitet.Water management in infrastructure projects is an important topic since it could affect the surrounding environment in a negative way. In projects with contaminated land, the water could contain everything from metals to polyaromatic hydrocarbons which entails difficulties in managing. The water can be formed partly by rainwater that falls on the construction site or by excavation below the water level. The water pollution is caused by excavation, foundation, grouting, concrete castings and rock blasting. This water is known as stormwater discharges from construction activities. The aim of the thesis is to investigate how the selection and application of methods for stormwater management from construction activities can be simplified and optimized in order to suit Swedish conditions. Further the aim is to evaluate how the information available about different techniques relates to how the contractors work in practice under some conditions. The thesis consists of three parts. The first part theoretical description of Swedish laws and requirements dealing with stormwater discharge from construction activities, common purification methods that are used and management of stormwater discharge in the state Washington. The second part is a case study with a study visit at the construction site of Marieholmförbindelsen. The third part consists of analytical calculations and comparisons to measured data. The results show that regular containers should only be used to sediment sand particles since the surface area is limited which gives a reduced sedimentation time. They also have a limited flow capacity, which must be followed to work properly. The requirement of self-monitoring and maintenance for the contractor should be increased. In other cases, with smaller particles to settle such as silt, regular containers should not be used greater than as a pre-sedimentation step. The results also show that for sedimentation of particles smaller than medium silt it is necessary with a residence time of minimum 10 hours. This means that for the soil type fine silt, which has a particle range between 0.0063mm-0.002mm, the residence time can differs between 10-100 hours. For the soil type clay this would mean a residence time of at least 100 hours which equals more than 4 days. By using traditional sedimentation as purification technique one would either need a huge sedimentation area or a very small flow. Either of these solutions is unreasonable due to economic aspects, space limitations and efficiency. Based on the results and conclusions, the following recommendations can be proposed: •Regular containers demands a high maintenance and self-monitoring, and isn’t recommended to use in greater occurrence than as a pre-sedimentation step for particles smaller than course silt, which has a particle diameter between 0.02-0.063mm. •Use a holistic approach by creating clear guidelines for the contractors. •Use the hydraulic efficiency, λ, to ensure a proper configuration and a good separation capacity