Forskere forventer med nedbør i fremtiden. Men vi trenger ikke nødvendigvis å bygge nye rørsystem for å takle framtidens flommer. I stedet kan vi bruke det avløpssystemet vi har på en smartere måte. (Foto: Kristian Vabo / NTB scanpix)
Forskere forventer med nedbør i fremtiden. Men vi trenger ikke nødvendigvis å bygge nye rørsystem for å takle framtidens flommer. I stedet kan vi bruke det avløpssystemet vi har på en smartere måte. (Foto: Kristian Vabo / NTB scanpix)

Dirigerer regnvannet for å unngå flom

Ny forskning viser hvordan dagens avløpssystem og superpresise værmeldinger kan brukes til å håndtere flom mye mer effektivt enn i dag.

Published

Regnbyge 3M

Målsetting: Helhetlig optimalisering av ledningsnett og renseanlegg med overvåkning, modellering og styring for økonomiske og miljømessige besparelser.

Samarbeidsprosjekt mellom kommunene Drammen, Oslo og Trondheim med forsknings- og industripartnerne NMBU, Rosim AS, Doscon AS, Høgskolen i Sørøst-Norge avdeling Vestfold, Høgskolen i Østfold, Meteorologisk Institutt, NTNU, Norsk institutt for vannforskning, Sintef Energi, NiVus GmbH (Nederland) og Water Research Centre (Storbritannia).

Oslofjordfondet, Regionalt forskningsfond Hovedstaden og Regionalt forskningsfond Midt-Norge har støttet prosjektet med 4 millioner kroner

Klimaendringene gir ikke bare mer regn, men også mer intens nedbør med mye regn på kort tid. I byer der vi bygger stadig tettere, skaper det problemer. Mer asfalt og flere hus gjør at det blir vanskeligere for vannet å finne naturlige veier ned i bakken.

Dermed får avløpssystemene en stadig mer krevende jobb for å hindre flom.

– Å bygge nye rørsystemer er kostbart. Derfor ville vi undersøke om ikke det var mulig å utnytte eksisterende ledningsnett bedre enn i dag, sier Harsha Ratnaweera. Han er professor i vann- og miljøteknologi ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU).

Regnet er lokalt

– Utgangspunktet vårt var at regnbyger er lokale. Selv om det regner heftig i én del av byen, kan det være opphold eller lite regn andre steder. Dermed burde de delene av avløpssystemet som får lite regn, kunne fungere som reservekapasitet for de delene som må håndtere store vannmasser, sier han.

Gjennom forskningsprosjektet «Regnbyge 3M» er det nå utviklet et helt nytt varslings- og styringsverktøy som skal bidra til at totalkapasiteten i dagens avløpssystemer utnyttes mer effektivt. Utprøving i Drammen har gitt lovende resultater.

Harsha Ratnaweera er  er professor i vann- og miljøteknologi ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. (Foto: NMBU)
Harsha Ratnaweera er  er professor i vann- og miljøteknologi ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. (Foto: NMBU)

– Ved å kombinere presise værmeldinger og sanntidsdata fra avanserte vannmålere med en detaljert modell over avløpssystemet, er det mulig å forutsi med rimelig sikkerhet hvor mye vann det vil være i ulike deler av ledningsnettet noen timer fram i tid, forteller Ratnaweera.

Dermed kan stenge- og reguleringsventiler aktiveres for å holde igjen vann der det er ventet lite regn, mens pumpe- og rensestasjoner kan tømmes for vann der det er behov for det.

Værradar og avansert måleutstyr

Når Ratnaweera snakker om «presise værmeldinger», mener han forresten virkelig presise værmeldinger.

– For at dette skal fungere, er det ikke nok å vite at «det blir regn i Drammen». Vi må vite hvor i byen, når regnet kommer og hvor mye det kommer. Ved hjelp av en avansert værradar har Meteorologisk institutt vært i stand til å gi oss denne informasjonen.

– Regnvarslene går inn i en avansert beregningsmodell der de brukes til å estimere mengden vann i avløpssystemet noen timer fram i tid. For å sikre at estimatene er mest mulig nøyaktige, trenger vi også faktiske målinger av de reelle vannmengdene i nettet, forklarer han.

Til dette er det utviklet en ny type avanserte vannmålere som overfører data trådløst i sanntid. Målerne er robuste nok til å kunne virke lenge i tøffe omgivelser med både regnvann og kloakk og trenger lite vedlikehold.

Mindre forurensning og kjemikaliebruk

I tillegg til å redusere skadeomfanget på infrastruktur og hus på grunn av oversvømmelser, kan mer effektiv styring av avløpssystemene også gi mindre forurensning.

– Mange avløpsledninger er i dag kombiløsninger som leder både regnvann og kloakk. Det betyr at styrtregn som fører til overvann, også kan gi forurensning i form av fortynnet kloakk. Styring som reduserer forekomsten av overvann, vil dermed også gi mindre forurensning, sier Ratnaweera.

Det nye verktøyet gjør det også lettere å styre innstrømmingen av regnvann til rensestasjonene. Kommer det mer vann enn anleggene er dimensjonert for, kan det nemlig gå utover kvaliteten på rensingen.

Ved Solumstrand renseanlegg, som er et av de mest moderne i Europa, er det dessuten installert ny programvare som styrer doseringen av kjemikalier. Doseringen baseres nå ikke bare på «tradisjonelle» parametere som pH-verdi og vannmengde, men også på målinger av blant annet fosfatforekomster og partikler i vannet.

Et år med testing har gitt både jevnere kvalitet på rensingen og 10-15 prosent besparelser i bruk av kjemikalier.

– Dette har allerede gitt betydelige økonomiske gevinster for kommunen, sier Dag Lauvås, overingeniør i vann- og avløpsvirksomheten i Drammen kommune.

Trenger mer regnekraft

Modellene som brukes for å estimere vannmengdene i de ulike delene av avløpssystemet, er svært avanserte. Det er enorme datamengder som skal håndteres, og det betyr at simuleringene tar lang tid – gjerne flere timer.

– Enn så lenge skaper begrensningene i regnekraft noen utfordringer for oss. For å sette det litt på spissen: Når simuleringene er ferdige, kan regnet også være slutt, sier Ratnaweera.

Det betyr slett ikke at simuleringene er uten verdi; snarere tvert imot. Når forskerne har brukt dem til å estimere vannmengdene i ulike deler av systemet ved bestemte regnmønstre, kan de sammenligne estimatene med de faktiske vannmålingene for å se om de traff blink.

Og når meteorologene igjen melder tilsvarende nedbør, kan de bruke de erfaringene de allerede har til å styre avløpssystemet.

– Dessuten blir datamaskinene stadig kraftigere, slik at vi får mer og mer regnekraft. Det går også an å finne bedre modelleringsprinsipper som gjør beregningene enklere og raskere. Forskningsgruppa for vann ved NMBU jobber med dette. I tillegg er meteorologien i stadig utvikling, så en dag kan vi få presise regnvarsler som gjelder fire til seks timer fram i tid i stedet for to til fire, sier Ratnaweera.