Comparison of storm water management measures : case Bekkestua Sør

Grunnet global oppvarming kan det ifølge Hanssen-Bauer mfl. (2015) i Norge forventes hyppigere og mer ekstreme nedbør i fremtiden. Ifølge SSB (2018) er det ventet befolkningsvekst i Norge og de siste årene har antall boliger i Norge vært økende ifølge SSB (2019). Utbygging og befolkningsvekst kan føre til urbanisering, og gjentetting av grønne flater. Sammen med endringene i nedbør krever dette håndtering av overflatevann. På Bekkestua i Bærum kommune skal et område etableres som boligfelt, og bygninger vil bli plassert på grønne områder. Dette prosjektet skal implementere håndtering av overvann. Bærum kommune krever i sin VA-norm (Norsk vann og Norsk rørsenter, 2019) at det dimensjoneres for en nedbørhendelse med gjentaksintervall 25 år og at en klimafaktor på 1.4 blir brukt. Denne oppgaven ønsker å sammenlikne hvordan ulik overvannshåndtering påvirker overflateavrenningen på tomten og total strømning i ledningsnettet som leder ut fra tomten. Overflatevann kan håndteres på en rekke ulike måter. Dette kan være på konvensjonell måte med ledningsnett, eller med lokal overvannshåndtering, kalt LOD, som grønne tak og regnbed. Konvensjonell håndtering er i oppgaven sammenliknet med en kombinasjon av konvensjonell håndtering og de nevnte LOD-tiltakene. LOD tiltakene er sammenliknet separert og i kombinasjon. Det er sett på hvilket LOD-tiltak som er rimeligst, med tanke på tilbakeholdelse av nedbør fra ledningsnettet. Det er i tillegg gjort sensitivitetsanalyse på infiltrasjonshastighet, overflateruhet på upermeabelt areal og gropmagasinering på upermeabelt areal. Dette viser hvordan en endring i disse parameterne forandrer maksimal strømning ved utløpet. For å sammenlikningen overvannstiltakene ble fire modeller opparbeidet i dataprogrammet EPA SWMM. En modell i SWMM bygger på et stort antall parametere og elementer som må bestemmes. Plassering av elementer og utforminger av arealer er gjort på bakgrunn av prosjektskisse levert fra landskapsarkitektfirmaet Grindaker. Siden oppbygningen av modellen inneholder mange parametere, og disse er hentet fra en rekke kilder, kan det forventes en betydelig feilmargin i resultatene. I tillegg ble det gjort enkelte feil ved opparbeiding av modellen. Resultatene må derfor betraktes som et unøyaktig estimat. Resultater fra kjøringer med modellene viser at de grønne takene, regnbedene og kombinasjonen av disse reduserer maksimal vannføring (Qmaks) med henholdsvis 34.7 %, 31.7 % og 43.9 % i utløpet av ledningsnettet, og henholdsvis 36.3 %, 30.9 % og 44.8 % redusert maksimal avrenning fra overflatene, i forhold til bruk av konvensjonell håndtering. Deler man tilbakeholdelsen av vann fra utløpet til ledningsnettet på arealet som er lagt inn av hvert LOD-tiltak, er det regnbed som er mest effektivt. Den rimeligste løsningen med hensyn på antall l/s som er holdt tilbake fra utløpet av ledningsnettet per kvadratmeter LOD-tiltak lagt inn, er også regnbed. Da dette har stor magasinkapasitet har det potensiale til å holde tilbake en god del vann.Due to global warming it is expected that in Norway, the frequency and intencity of rainfalls with high intensity will increase, this according to Hanssen-Bauer mfl. (2015). According to Statistics Norway, SSB (2018, 2019), there will be an increase in the Norwegian population, and in the last years the number of houses in Norway have been increasing. Development of property and rise in population are factors of urbanisation. This can lead to permeable areas replacing green area. The combination of more high intensity rainfalls and less permeable areas demand management of the runoff water. In Bekkestua in Bærum municipality in Norway there are plans to develop a residential area on the site of green areas. To develop this area, low-impact development (LID) measures will be implemented. For the use of rainfall data, Bærum municipality request a recurrence interval of 25 years and that a factorof 1.4 is multiplied with the rainfall intensities. This thesis compare how different surface runoff mitigation strategies impact the surface runoff and the flow in the outlet pipe of the property. The mitigation of surface runoff water can be done with several different methods. One method is the conventional method with drains and pipes. Another category of methods is LID. Example of LID techniques are green roofs and rain gardens. In this thesis, conventional strategy is compared with green roofs and rain gardens. The LID techniques are compared separately and in combination. Which LID technique that is cheapest, regarding its retention capabilities compared to its distribution, is assessed. In addition, a sensitivity analysis is conducted on the parameters infiltration rate, surface roughness in impermeable areas and depth of depression storage in impermeable areas. It indicates how a modification in these parameters affect the flow in the output pipe. To be able to compare the runoff mitigation strategies, four models were built in the computer program EPA SWMM. A model in SWMM consists of many parameters that must be determined. The placement of the elements and shaping of the areas was based on a project drawing file supplied from the landscape architect Grindaker. Many of the parameters in SWMM are fetched from different sources with different accuracy. This affects the accuracy of the models. In addition, some mistakes were done building the models. The results therefore has to be seen as an uncertain estimate. Running the four models and comparing results showed that the maximum flow in the output pipe was reduced by 34.7 %, 31.7 % and 43.9 % in the models with greens roofs, rain gardens and the combination of both, respectively. The surface runoff in the models with green roofs, rain gardens and the combination of both was reduced by 36.3 %, 30.9 % and 44.8 %, respectively. This is compared with the results from the model with conventional runoff mitigation strategy. If the retention of water is divided by the amount of area utilised by each LID technique, rain garden is the most efficient. Rain garden is also the cheapest option regarding how much water it retains compared to its area. This is due to its large capacity.M-V