Grön planering till klimatanpassning

Grön planering till klimatanpassning

Tänk grönt!

“Never change a running system”

Transformationen av konsultbranschen har varit en resa som präglats av snabb utveckling och teknologisk innovation. Som en som har sett denna utveckling från första parkett... Read More "“Never change a running system”"

Installationen av en vattentank på din fastighet kan vara ett kostsamt?

WC-vattentank med BDT-avlopp: Denna typ av tank används vanligtvis i BDT-avloppssystem (Bad, Disk, Tvätt) som använder bio- eller markfiltrering för att behandla avloppsvattnet från badrum,... Read More "Installationen av en vattentank på din fastighet kan vara ett kostsamt?"

Terrängmur som översvämningsskydd

I ett projekt valdes terrängmur istället för gabionsmur. Följande tankar ligger bakom: Gabionsmur tyngd volym 370 m³ volymen av jord från kubikmeter (m³) till ton,... Read More "Terrängmur som översvämningsskydd"

Protected: Allmänna vattenledningsnät

  1. Ansvar och funktionskrav
  2. Vattenförbrukning och dimensionerande flöde
  3. Ledningar
  4. Tryckstegringsstationer

1.

Tillgång till dricksvatten är avgörande för människors hälsa och samhällets funktion. Kommunen har ansvaret att säkerställa vattenförsörjningen enligt lagens krav. Enligt paragraf 10 i lagen om allmänna vattentjänster (2006:412) måste en allmän VA-anläggning organiseras och hanteras så att den uppfyller de krav som behövs för att skydda människors hälsa och miljön, samt främja en hållbar användning av naturresurser. Om möjligt bör anläggningen också vara utformad och hanterad för att tillgodose andra allmänna intressen, förutsatt att det är förenligt med anläggningens huvudsakliga syfte.

Enligt vattentjänstlagen specificeras inte kraven närmare, men detaljerade krav finns i andra lagar och bestämmelser. När det gäller distribution av dricksvatten kan kraven grovt delas upp i tre kategorier:

  • Krav på dricksvattenkvalitet (Water Quality).
  • Krav på leveranssäkerhet (Physical Integrity).
  • Krav på kapacitet (Hydraulic Integrity).

Huvudmannen ansvarar för att leverera dricksvatten avsedd för normal hushållsanvändning till fastigheter vars ägare har rätt att använda den allmänna dricksvattenanläggningen och som följer gällande bestämmelser. Det garanteras inte att en konstant vattentryck eller vattenmängd alltid kan levereras. Användning av vatten för värmeutvinning kräver skriftligt medgivande från huvudmannen. Huvudmannen har rätt att begränsa eller avbryta vattenleveransen vid behov för att förebygga skador eller för att utföra underhållsåtgärder på sina egna anläggningar. Fastighetsägare är skyldiga att minska sin vattenanvändning enligt huvudmannens instruktioner vid begränsad vattentillgång och vid planerade avbrott ska huvudmannen meddela detta på lämpligt sätt.

Vattentrycket i ledningsnätet är avgörande för användarens förmåga att använda sin installation på ett effektivt sätt. Lågt tryck kan begränsa flödet eller hindra vattenleverans helt, medan högt tryck kan leda till läckage, oljud eller skador på fastighetens vatteninstallationer och ökad vattenförbrukning. Krav för vattentryck vid förbindelsepunkten bör specificeras enligt följande gränser:

  • Högsta vattentryck i det allmänna ledningsnätet vid förbindelsepunkten bör inte överstiga 70 meter vattenpelare (cirka 700 kPa).
  • Lägsta trycknivå i det allmänna ledningsnätet vid förbindelsepunkten bör inte understiga 15 meter över högsta tappställe.
  • Lägsta trycknivå i det allmänna ledningsnätet vid brandvattenuttag i brandpost bör inte understiga 15 meter över marknivå.

2.

Systemets hydrauliska funktion hänvisar till hur väl ledningsnätet och dess komponenter fungerar för att säkerställa en tillförlitlig och effektiv distribution av vatten. Det inkluderar faktorer som vattentryck, flödeshastighet, ledningsmaterial, och topografiska förhållanden som påverkar vattenrörelsen och trycket i nätet.

En huvudledning bör vara utrustad med en tömningsanordning för att kunna tömmas inom rimlig tid, företrädesvis inom tre timmar och helst placerad vid ledningens lågpunkter. Ansamling av luft i ledningsnätet kan minska kapaciteten och orsaka tryckförändringar. En luftningsanordning möjliggör in- och utströmning av luft vid tömning och fyllning av ledningen. Kapaciteten bör vara tillräcklig för att fylla ledningen på högst en timme, och lufthastigheten bör inte överstiga 20 m/s. Luft- och tömningsanordningar kan utgöra en risk för förorening av dricksvattnet och bör därför placeras så att de är kontrollerbara och inte utsätts för föroreningar från omgivande mark. Dricksvattenledningar kan lämpligen förses med så kallade kontrollpunkter, det vill säga brunnar med anordningar så att man enkelt kan komma åt ledningen.

Vattenförbrukning och dimensionerande flöde

Dimensionering av dricksvattendistributionssystem börjar med en bedömning av framtida vattenförbrukning. Vid ny exploatering görs ofta en preliminär uppskattning baserad på översiktliga planer för områdets användning. Denna bedömning påverkar beslut om kapacitetstillräcklighet och ledningsutformning. För att uppskatta förbrukningen i planerade bostadsområden är antalet och typen av planerade bostäder viktiga faktorer. Ytterligare antaganden görs kring servicetjänster och andra verksamheter som påverkar vattenanvändningen. Tidiga uppskattningar är inte tillräckliga för att dimensionera ledningsnätet och måste revideras med mer detaljerad information. Det är viktigt att uppdatera beräkningarna när mer specifika data blir tillgängliga, inklusive information om planerad verksamhet och byggnader. Vid beräkning av den framtida vattenförbrukningen inom ett område, är det lämpligt att analysera vattenbehovet för olika ändamål enligt nedan:
● Hushållsförbrukning – småhus och flerbostadshus.
● Verksamheters förbrukning – arbetsplatser med servicefunktioner som sjukhus,
vårdcentraler, förskolor och skolor, motions­ och turistanläggningar samt handel,
övrig tjänsteservice, kontor och industri.
● Schablonpåslag för mindre verksamheter och servicefunktioner i bostadsområden
● Läckage från ledningsnätet.
● Brandvattenförbrukning.

Antalet planerade bostäder i småhus och flerbostadshus kan användas som grund för prognosen. Lokal statistik över antal boende per bostad är det bästa underlaget för att beräkna den framtida befolkningen inom området. Om sådan statistik saknas kan man anta att antalet boende per bostad i genomsnitt är mellan 1,5–1,8 personer i flerbostadshus och mellan 2,5–2,8 personer i småhus.

Vattenförbrukningen per person i Sverige har minskat stadigt under de senaste decennierna, men var fortfarande relativt hög. Framtida utveckling är svår att förutsäga, men en fortsatt svag minskning förväntas. Förbrukningen varierar kraftigt mellan kommunerna, men medianvärdet för alla 118 kommuner är 136 liter per person och dygn (l/p/d). Lokala uppgifter bör i första hand användas för att beräkna vattenförbrukning. För nya områden rekommenderas en förbrukning på 120–150 liter per person och dygn, beroende på bostadstyp och ambitioner om resursbegränsning. Trädgårdsbevattning, med marginell påverkan på medelsförbrukningen, är viktig att beakta vid dimensionering.

Läckage från ledningsnätet behöver inte dimensioneras för i nyare system, men måste beaktas i äldre system vid analys eller dimensionering av huvudledningar för äldre områden, baserat på uppmätta värden på distribuerad och förbrukad vattenmängd. Vattenförbrukningen varierar över dygnet och veckan, med låg förbrukning under natten och högre förbrukning under morgon och kväll. Inom bostadsområden finns tydliga toppar under morgon och kväll. På helgdagar är hushållsförbrukningen vanligtvis högre medan förbrukningen inom verksamheter är lägre än under vardagar. Områden med läckage visar vanligtvis en relativt hög lägsta förbrukning under dygnet på grund av konstant läckage. Förutom variationer över dygnet och veckan varierar förbrukningen också under året, särskilt i samhällen med många fritidshus där variationen kan vara betydande.

3.

Vid dimensionering av ledningar och anläggningar för dricksvatten är det viktigt att uppskatta den högsta förbrukningen baserat på aktuella data. Maxvärden beräknas genom att medelförbrukningen multipliceras med maxfaktorer, som beskriver variationen. Minfaktorer används för att bedöma minsta förbrukningen, baserat på mätdata med högst timmesupplösning. För områden med över 500 brukare finns rekommenderade maxdygn- och maxtimfaktorer från statistik. I områden med stor årstidsvariation, som fritidshusområden, görs bedömningar av högsta dygnsförbrukning under högsäsongen. För verksamheter gäller separata överväganden, där hushållsförbrukningen oftast dominerar. Sammanfattningsvis används maxtimfaktorer och andra dimensioneringsvärden för att beräkna den dimensionerande förbrukningen för vattenförsörjningssystemet.

Figur 3.6 & 3.7

 Maxtimma maxdygn blir för dåligt mått på max belastning för små områden (mindre än ca 500 pe) I stället uppskattas sannolik momentanförbrukning ur summan av antalet tappställen uttryckt i summerat normflöde och sannolikheten för samtidig tappning (Boverket, Byggvägl.) / diagramsida 30 i P83: “Dimensionerande flöde för 1-10 000 brukare”.

För mindre försörjningsområden med färre än 500 användare bestäms den dimensionerande vattenförbrukningen som momentanförbrukning (diagram nedan), baserad på kapaciteten hos vatteninstallationerna och sannolikheten för samtidig användning. Metoden, som liknar den befintliga svenska metoden, kan fortsätta att användas med fördel. För en typisk svensk lägenhet sätts det summerade normflödet till 1,4 l/s och för en villa till 1,6 l/s. Med antaganden om antalet boende per lägenhet och villa kan det dimensionerande flödet beräknas.

Diagrammet visar värden för upp till 1 000 anslutna personer och ger inte alltid samma resultat som dimensionering baserad på medelförbrukning och maxfaktorer enligt andra diagram. Skillnaden beror på antagna värden för specifik förbrukning, antal personer per bostad och val av maxfaktorer. Dessutom visas motsvarande värde för dimensionerande spillvattenflöde enligt Svenskt Vatten P110, där momentanflödet för spillvatten är högre än för tappvatten vid få användare på grund av större normflöden för spillvattenanslutningar.

Vid användning av formeln för områden med en enda förbrukartyp, som bostadsområden eller butiksområden, används maxfaktorer för den specifika förbrukartypen. För områden med olika förbrukartyper tillämpas värden på dygn- och timfaktorer. För områden med mindre än 500 personer i hushåll används momentanförbrukning.

Om man har ett normalflöde på 1,4 liter per sekund (l/s), är det sannolika flödet vanligtvis något lägre än det normala flödet. Det sannolika flödet kan vara det genomsnittliga flödet över en viss tidsperiod baserat på historisk förbrukning eller modellering av förbrukningsmönster.

När man dimensionerar en vattenledning baserat på detta flöde tar man hänsyn till flera faktorer, inklusive:

1. Sannolikheten för samtidig användning av flera tappställ, vilket kan påverka det totala flödet.

2. Ledningens diameter och material för att säkerställa att den kan hantera det dimensionerade flödet utan att orsaka för höga tryckfall eller hastigheter.

3. Förhållandet mellan förbrukningsmönster och tillgängligt vattenutbud för att säkerställa en kontinuerlig och tillförlitlig vattenförsörjning.

4. Eventuella framtida behov av utbyggnad och förtätning av ledningsnätet för att hantera ökande efterfrågan.

Vattenledningar dimensioneras vanligtvis efter det sannolika flödet snarare än det normala flödet. Det sannolika flödet är en mer realistisk bedömning av den faktiska vattenförbrukningen och tar hänsyn till variationer i förbrukningsmönster över tid. Det normala flödet kan vara en genomsnittlig eller nominell beräkning baserad på förväntad förbrukning, medan det sannolika flödet tar hänsyn till faktorer som säsongsvariationer, pektider och variationer i användarbeteende.

För avloppsledningar rekommenderas en säkerhetsfaktor på minst 1,5 enligt Svenskt Vatten P110. Motsvarande rekommendation för vattenledningar har inte givits, men det kan finnas skäl att överväga en extra säkerhetsfaktor för vattendistribution, särskilt med hänsyn till osäkert underlag eller framtida utbyggnad, vilket bör tydligt motiveras. Vid dimensionering av distributionsanläggningar måste olika scenarier för förbrukning bedömas. Det vanligaste scenariot är den maximala förbrukningen vid normala förhållanden när området är fullt utbyggt, benämnd qdim1. Förutom detta behöver även scenarion med kritiska driftsförhållanden bedömas, där förbrukningen kan vara högre än normalt, exempelvis vid brandvattenuttag eller driftstörningar. Dessa scenarion kan kräva olika dimensionerande förbrukningar, såsom qdim2 för kritiska driftsförhållanden. För att bedöma olika utbyggnadsalternativ behöver kostnaden för dimensioneringen jämföras. Den dimensionerande förbrukningen beräknas med hänsyn till olika varaktigheter och scenarion, där olika faktorer som reservoarvolym och typ av driftsförhållanden beaktas. Vid tillfälliga överstigande av den dimensionerande förbrukningen kan trycket i ledningsnätet tillfälligt sjunka något, vilket kan påverka flödet i högst belägna tappställen. Det är acceptabelt under korta perioder, men för kritiska driftsförhållanden bör den dimensionerande förbrukningen ligga nära den maximala. Vid längre störningar kan den dimensionerande förbrukningen väljas som ett viktat medelvärde mellan qdim0 och qdim1, där olika viktningar används beroende på störningens varaktighet.

Klagomål på missfärgat vatten kan ibland förklaras av bristande vattenomsättning eller låga vattenhastigheter. Vattenomsättningen i ledningsnätet påverkas inte bara av hastigheten utan även av flödesriktning och eventuella rundmatningar. Vattenkvaliteten påverkas också av vattnets kemi och temperatur, inte enbart av omsättningen. Den dimensionerande flödeshastigheten i en ledning är vanligtvis omkring 1 m/s, men under normal drift är hastigheterna oftast mellan 0,1–0,5 m/s för huvudledningar och kan vara så låga som 0,001 m/s i distributionsledningar. För att motverka sedimentavlagringar och ge en tillräcklig omsättning av vattnet rekommenderas en hastighet på 0,2 m/s åtminstone en gång per dygn, även vid låg förbrukning. Det kan dock vara svårt att uppnå detta värde i distributionsledningar om de dimensioneras för brandvatten.

Huvudledningar och enklare system kan dimensioneras översiktligt med manuella metoder baserade på dimensionerande flödet för varje ledningssträcka. För att tillgodose kapacitetskravet väljs ledningsdimension utifrån det dimensionerande flödet och energiförlusterna längs ledningen, vilket måste hållas inom specificerade gränser. Ett riktlinjevärde på 1 m/s för flödeshastigheten används oftast vid dimensionering, eftersom det ger rimliga värden på energiförlust per längdenhet. Colebrooks diagram används för att bestämma sambandet mellan flöde, råhetstal, energilinjens lutning och ledningens diameter.

4.

Tryckstegringsstationer används för att höja trycket på dricksvattnet, särskilt när det behövs för att leverera vatten till högre belägna områden. De kan också användas för att pumpa vatten från en vattenkälla till ett vattenverk eller ledningsnät, för distribution av vatten från vattenverkets lågreservoar och för att överbrygga friktionsförluster på överföringsledningar mellan olika områden. Pumparna transporterar vatten från ett system till ett annat, antingen från en reservoar eller ett system på pumpens sugsida till ett ledningsnät med högre servohöjd på trycksidan. Tryckstegringsstationer kan behövas om det lägsta rekommenderade trycket inte kan uppnås, och de kan vara nödvändiga för att tillhandahålla tillräckligt tryck till större områden eller orter.

Vid utformning och placering av tryckstegringsstationer är det viktigt att både säkerställa dess tekniska funktion och att skapa en god arbetsmiljö för drift och underhållspersonal. Stationens placering bör anpassas efter topografi och tillgänglig markyta, med hänsyn till nivåförhållanden inom distributionsområdet och befintligt ledningsnätets kapacitet. För att mildra trycksvängningar kan det vara fördelaktigt att matningen sker direkt från en reservoar eller genom anläggande av en lågreservoar på sugsidan. Buller och vibrationer som kan uppstå bör tas i beaktande vid placeringen, liksom tillgång till reservkraft och möjligheten till dubbla oberoende matningar för större förbrukningsområden. Vid dimensionering och utformning av stationen ska även ingående delar såsom material, pumparnas utformning och rörgalleriets dimensioner beaktas. Trycket i inkommande ledning bör vara minst 10 meter vattenpelare, och rörgalleriet dimensioneras för en flödeshastighet mellan 1 och 3 m/s. Avstängningsventiler och tryckgivare placeras på både tryck- och sugsidan av pumparna, och en bypass-ledning kan installeras för att möjliggöra vattenflöde utan att passera pumparna vid till exempel elavbrott eller pumphaveri.