Beregningseksempel – Klimaendringers konsekvenser
For å demonstrere hvilken innvirkning økte regnintensiteter, som følge av klimaendringer, kan få på overvannsavrenning, er det utført en analyse av et boligområde kalt Rustadskogfeltet i Ås kommune. Området har en bebyggelse på 255 bygninger fra 1973 og består hovedsakelig av eneboliger og noen rekkehus. Området er på 24,4 ha, hvorav 25,4 % er takflater og asfalterte veger.
Analysemodellen er delt inn i 116 delfelt og 107 knutepunkter og data om overvannsnettet og kummer er lest inn i datamodellen SWMM. Den matematiske avløpsmodellen er kalibrert mot 9 forskjellige virkelige regnhendelser hentet fra NVE sin database Hydra II.
Ved moderate regnintensiteter vil all nedbør som faller på permeable flater infiltrere til grunnen og ikke bli en del av overvannet. Overvannet kommer da bare fra de tette flatene. Ved sterke regnintensiteter vil ikke infiltrasjonskapasiteten til de permeable flatene være stor nok til å ta unna all nedbør, og deler av nedbøren på de permeable flatene vil da bidra til overvannsavrenningen. Infiltrasjonsmengdene blir i SWMM analysert med Hortons infiltrasjonsligning. Modellen beregner forholdet mellom nedbør, infiltrasjon og avrenning som: Nedbør = overvannsavrenning + infiltrasjon til grunnen
Samspillet mellom disse tre størrelsene er vist i et beregningseksempel under.
Tabell 1. Forholdet mellom nedbør, infiltrasjon og overvannsavrenning ved klimaendringer.
| Nedbør m3 | Infiltrasjon m3 | Overflateavrenning m3 | |
| 20 års regn | 5917 | 4887 | 1030 |
| 20 års regn + 50 % klimaendring | 8875 | 6568 | 2307 |
|
2958 | 1681 | 1277 |
| % klimaøkning | 50 % | 34 % | 124 % |
Fordi et avløpssystem i et boligområde bør dimensjoneres for å klare et 20 års regn, ble feltet påført et 20 årsregn. Dette tilsvarte 5917 m3, hvorav 1030 m3 rant av som overvann. Resten på 4887 m3 infiltrerte til grunnen. Da det ble antatt at klimaendringene vil medføre at de intense regnskyllene vil øke med 50 % i løpet av dette århundre, ble regnintensitetene økt med 50 % for 20 års regnet. Tabell 1 viser at nedbøren da naturligvis økte med 50 %, men infiltrasjonen økte ikke med mer enn 34 %. Dette skyldes at infiltrasjonskapasiteten begynner å nå en metning. Det medfører at overvannsavrenningen da må øke tilsvarende, og som tabell 1 viser økte overvannsavrenningen med 124 %. Fordi det ikke er nedbøren i seg selv som er et problem, men overvannsavrenningen, er dette en ekstra uheldig omstendighet med klimaendringene. Figur 1 viser resultatene i form av et diagram.
Figur 1. Økninger i overvannsavrenning ved klimaendringer. Beregningseksempel fra Ås.
Tabell 1 viser at klimaendringene fører til en øket overvannsavrenning på 1277 m3 for et fremtidig 20 års regn. Overvannsnettet klarer ikke mer enn det dagens 20 års regn tilsier. Overskuddet av overvannsavrenning kan da håndteres ved å innføre Lokal OvervannsDisponering (LOD). I et eksisterende felt vil mulige LOD-tiltak være grønne tak og åpne små lokale dammer. Dersom man antar at grønne tak kan holde tilbake 6 mm medbør, tilsvarer dette for takene til de 255 bygningene 184 m3 nedbør. Det betyr at 1277 – 184 = 1093 m3 må kunne lagres i åpne dammer i feltet. Dersom man antar at aktiv lagringsdybde i dammene er 0,5 meter, trengs det 2186 m2 i feltet. Da dette er mindre enn 1 % av feltets totale areal på 244 000 m2, vil dette være mulig å få på plass. Klimaøkningen i nedbørintensiteten kan dermed tas hånd om ved hjelp av LOD-anlegg i tillegg til eksisterende avløpsnett.