Hydraulisk design af sedimentationseffektive vedligeholdelsesvenlige regnvandsbassiner

Abstract

Dette kandidatspeciale omhandler metoder til bibeholdelse af volumenet i regnvandsbassiner, så driften af bassinerne lettes. Projektet tager udgangspunkt i et mindre separatkloakeret boligområde i Aalborg med et tilknyttet regnvandsbassin. Der er taget sedimentprøver fra sandfang i vejbrønde og regnvandsbassinet i området, som indeholder lignende partikelstørrelser. Endvidere er der foretaget feltmålinger af sedimentopbygningen i vejbrøndene efter en oprensing, hvorved det konkluderes, at oprensning af sandfang ikke er tilstrækkeligt til at undgå reduktion af volumenet i regnvandsbassiner over tid, men at levetiden af et regnvandsbassin kan forlænges. Dernæst er et forbassin specialiseret til tilbageholdelse af partikler gennem sedimentation undersøgt. Formålet med forbassinet er at separere den stofmæssige og hydrauliske beskyttelse af recipienten i hhv. forbassinet og det efterfølgende regnvandsbassin. Der er opbygget numeriske hydrodynamiske modeller og udført forsøg til undersøgelse af forbassinet. På baggrund heraf er en opbygning, der fremmer sedimentation, fundet. For at gøre forbassinet vedligeholdelsesvenligt tørlægges det mellem regnhændelser, hvorved tilledningen af ilt potentielt kan fjerne organisk stof og olieprodukter ved biologisk nedbrydning. Der er således bestemt en strategi for funktionen af bassinet under regnhændelser, der sikrer god renseeffektivitet ved variende vandstande i bassinet. Afslutningsvis er omkostninger for oprensning af et regnvandsbassin kontra oprensing af sandfang og driften af forbassinet estimeret. Her er det påvist, at det er muligt at forlænge levetiden og dermed reducere udgifter til driften af regnvandsbassiner ved implementering af løsningerne fundet i dette projekt.

This Master’s thesis explores methods to reduce sediment filling in storm water basins in order to facilitate maintenance. A study is conducted in a small residential area in Aalborg that has a separated sewer system attached to a storm water basin. Tests are undertaken to determine a effectiveness of gully pots for sediment reduction in storm water basin. It is found that sediment samples from gully pots and the storm water basin contain similar particle sizes. Furthermore, field measurements of the sediment build up in the gully pots are carried out after a cleaning of the sewer system. It is concluded, that gully pots are not sufficient to prevent sediment from filling the storm water basin, but they can prolong the lifetime of the basin. A pretreatment basin specialized in retaining particles by sedimentation is also examined. The pretreatment basin is placed in front of the storm water basin. The purpose of the pretreatment basin and storm water basin is to clean and retard the rainwater respectively, before discharging it to the recipient. The pretreatment basin is studied using numerical hydrodynamic models and experiments. On the basis hereof, a construction, that enhances sedimentation in the pretreatment basin, is found. In order to make the pretreatment basin easy to maintain it is drained between rain events, hence a strategy is determined for the function of the basin during rain events. The strategy ensures good cleaning of the rainwater at varying water levels in the basin. Finally, the expenses for cleaning of a storm water basin versus cleaning of gully pots and the maintenance of the pretreatment basin are estimated. This shows it is possible to prolong the lifetime of storm water basins and thereby reduce expenses for maintenance through implementation of the solutions determined in this thesis. Niels

A master thesis from Aalborg University

Hydraulisk design af sedimentationseffektive vedligeholdelsesvenlige regnvandsbassiner

[Hydraulic design of basin, that has efficient sedimentation and are easy maintenable]