Capacity assessment of the main sewer system in Arendal municipality using SWMM

Denne rapporten er resultatet av min masteroppgave som har utførts på oppdrag av Arendal kommune, avdeling kommunalteknikk. Arendal kommune etterlyste en metode for å kunne gjøre kapasitetsvurderinger for deres hovedavløpssystem. Målet med oppgaven ble derfor å etablere en hydraulisk modell og at gjennom simuleringer danne et bilde av den eksisterende belastningen i avløpssystemet. Det var også ønskelig å kunne gjøre vurderinger for å se hvordan avløpssystemet kommer at påvirkes av framtidig økt belastning. For oppbygging av den hydrauliske modellen og for gjennomføring av analyser så blev simuleringsprogrammet EPA SWMM (Storm Water Management Model) brukt. Informasjon fra kommunens ledningsnettdatabase Gemini VA ble brukt som grunnlag for oppbygging av modellen. I tillegg har driftspersonell hos Arendal kommune bidratt med å hente inn nødvendig informasjon om alle knutepunkter. Av rapporten fremgår det at avløpssystemet klarer å håndtere mengden avløpsvann som kommer under en normal tørrværsperiode, men systemet blir fort overbelastet ved økt belastning. Simuleringene viser også at systemet allerede ved dagens eksisterende belastning ikke klarer å håndtere perioder med mye nedbør og pumpestasjoner blir fort overbelastet. Ved større mengder nedbør så går pumpene ved de ulike knutepunktene for fullt og overløp ved pumpestasjonene trer i kraft. Ved en framtidig økt belastning så leder dette til at avløpsvann kommer at gå i overløp allerede ved mindre nedbørsmengder. I rapporten presenteres forslag på tiltak som kan bidra til at avløpssystemet skal klare å håndtere den forventede økte belastningen for avløpssystemet og dermed redusere mengden avløpsvann som går i overløp.This thesis is the result of my master’s project that has been assigned by the engineering department in Arendal municipality. Arendal municipality was looking for a method that could perform capacity assessment and evaluations of their main sewage treatment system. The objective of the thesis is therefore to establish a hydraulic model of the main sewage system and perform simulations in order to evaluate the current load in the sewage system. Simulations was also to be performed to evaluate how the sewage system will be affected by the expected future increase of sewage. EPA’s Storm Water Management Model (SWMM) was chosen as software for the hydraulic simulations. Information from Gemini VA, which is the network database used by Arendal municipality, was used as foundation for the model in SWMM. In addition, other relevant information required for the simulations was gathered from the engineering- and operational department. According to the simulations that was performed, the main sewage system can manage the current load of sewage that is collected in the system during a regular dry period without precipitation. The sewage system will however struggle to handle the expected future increase of sewage. The simulations indicate that the sewage system quickly becomes overloaded in periods with precipitation, which results in overflow of sewage to sea. With the expected future increase of sewage, the overflow of sewage to sea, will occur at less and shorter periods of precipitation than today. Finally, possible actions that can contribute to increase the capacity of the sewage system was proposed.submittedVersionM-V