Slik presser modell vann-nettet til bristepunktet – og sparer kommuner for millioner

Kapasitetstest i distribusjonssystem under verst tenkelige scenario.

Eksempel på hvordan modellen kan framprovosere kritiske fremtids-scenarioer. Her med Fredrikstad som eksempel.

Del

Sommeren 2018 var den tørreste og varmeste på over 70 år for store deler av Norge. For bøndene våre var det et mareritt å holde liv i avling til både menneske- og dyrefôr, men også nærmere bysentrum var konsekvensene store. Ekstrem tørke førte til høyere vannforbruk, som igjen blottla store svakheter i underdimensjonerte ledningsnett ute av stand til å holde trykket oppe.

– I år gikk det uten for store negative konsekvenser, men været blir mer ekstremt, byene skal fortettes og presset på et allerede enormt vedlikeholdsetterslep på norske vann- og avløpsnettet øker, sier markeds- og utviklingssjef i COWI, Hans Vebjørn Kristoffersen.

COWI har lang erfaring med å lage og bruke modeller til å vurdere om ledningsnett er dimensjonert godt nok til å levere nok vann alle steder i ulike scenarioer. En modell er absolutt noe alle kommuner bør ha, ifølge modelleringsspesialist i COWI, Martin Vignes Pettersen.

Rengjorde 500.000m² forurenset sjøbunn – les om COWIs arbeid med Pudderfjorden i Bergen.

Punktbelaster til verst tenkelige scenario

Martin Vignes Pettersen, sivilingeniør og vann-rådgiver i COWI.

Fredrikstad er en kommune som nylig har tatt i bruk simuleringsmodellen som COWI har laget. De sliter ikke nødvendigvis med tilgangen på vann, så utfordringen her er om nettet er solid nok til å levere i de mest utfordrende periodene, samt være i stand til å levere brannvann under slike forhold.

– Jeg tror hovedutfordringen ligger i at mange ledningsnett den gangen de ble dimensjonert ikke ble utformet for de scenariene som nå legges til grunn for framtidens vannforsyning. Det er rett og slett for liten kapasitet mange steder – rørene er for trange. En modell kan være et meget godt verktøy for å lokalisere flaskehalser og derav beslutte hvor tiltak bør settes inn, sier Martin.

– I Fredrikstad sitt tilfelle kan det godt hende at sentrum alltid får nok vann, men det er ikke sikkert at omkringliggende deler av byen får nok, hvis ledningene er for små andre steder. Hvis mange i et framtidig fortettet sentrum skal dusje, mens de utenforliggende samtidig skal vanne en varm sommerdag, vil trykket synke. Dette kan legges inn i modellen og vi kan få en veldig god indikasjon på hvor mye, sier han.

– Samtidig kan vi teste uttak til brannvann oppå en slik situasjon, f.eks 50 l/s, og få ytterligere informasjon. Samtidig vil han berømme Fredrikstad kommune for å ta dette framoverlente grepet om sitt ledningsnett.

Vanskelig å oppfylle TEK17-krav

Hans Vebjørn Kristoffersen, sivilingeniør innen overvannshåndtering.

Med ekstremværet vi så i sommer vil forbruket og dermed trykktapet øke, noe som spesielt påvirker de som bor litt i høyden. Når man i tillegg kanskje får en brann i et allerede presset ledningsnett, er det vanskelig å oppfylle trykk-kravene i TEK17.

– Det er en helt ny barneskole på Saltnes i Råde kommune, med splitter ny flerbrukshall. Den får de ikke lov til å bruke fordi de ikke har nok brannvann tilgjengelig, sier Hans Vebjørn.

Og det er nettopp slike ting som kunne vært unngått hvis man på forhånd hadde kalkulert hvorvidt det hadde vært nok vann til å bygge det man ønsket.

– I simuleringsmodeller kan vi legge inn fremtidig vannforbruk for en kommune. Dette kan vi skalere opp for å se hvor man vil få kapasitetsproblemer i de mest krevende scenariene. I tillegg kan vi legge på branner på toppen av forbruket og dermed punktbelaste i modellen for å se hvilke konsekvenser dette kan få for vannforsyningen, forklarer Martin.

Årets tørkesommer gir oss en forsmak på hva befolkningsveksten vil føre med seg i fremtiden. Det ligger en enorm kapital under bakken, og en slik simuleringsmodell kan bistå med å forvalte den veldig mye bedre enn i dag, sier Hans Vebjørn.

Sparte millioner

Oversiktsbilde av Ullensaker kommune som viser hvor det kan oppstå flaskehalser i fremtiden. Dette er framprovosert i modellen og vises her i rødt.

I visse tilfeller kan en modell potensielt spare kommuner for millioner av kroner, eller dokumentere at de må bruke mer, alt ettersom.

COWI var nylig involvert i et prosjekt i Ullensaker kommune der en rekke foreslåtte tiltak for overføring av vann ble lagt til i en modell, for å så teste om det er mulig å oppfylle en framtidig reservevannavtale med NRV (Nedre Romerike Vannverk).

- Ullensaker kommune har hatt en modell i lengre tid og således vært framsynte og godt rustet for slike oppgaver. Da de også ønsker å benytte modell aktivt for å finne fram til de rette tiltakene benyttet vi modellen til å sjekke hvordan hvert enkelt forslag ville bidra og resultatet var ganske forbløffende, sier Martin.

Intuitivt vil de fleste anta at en ledning med 500 mm i diameter ville styrke overføringskapasiteten. Modellen viste derimot at ledningen på grunn av strømningsmønsteret ikke ville føre mer enn 5-10 l/s. Mao ville en så stor ledning, med en totalkostnad på anslagsvis 20 millioner kroner, minimalt bidra til overføringskapasiteten.

Takket være modellen ble beslutningsgrunnlaget styrket og Ullensaker kommune fjernet dette tiltaket fra planen.

– Det modellen gjorde oss oppmerksom på var at strømningsmønsteret generelt går på tvers av retningen i forhold til den foreslåtte ledningen, og at trykket i hver ende da var tilnærmet likt. Da vil det heller ikke gå noe særlig vann gjennom, siden vannet står stille i en ledning dersom det ikke er noen trykkforskjell i endene, sier Martin.

Vis mer

– Ledningen hadde mest sannsynlig blitt bygget hvis ingen hadde påpekt unyttigheten i det, så her er det veldig tydelig at modellen sparte Ullensaker kommune for anslagsvis 20 millioner kroner. Det kan fort betale seg å ha god kontroll på nettet sitt når slike fremtids-caser analyseres.

Forstår ikke hvorfor så få bruker modeller

I tillegg til Fredrikstad er COWI også i gang med å lage modell for Sarpsborg. Vi har også modell i Rygge, Moss, Vestby og deler av Follo.

– Målet vårt er å se hele regionen under ett slik at man ved behov kan bytte vann mellom større regioner. Dette vil være med på å redusere risikoen for bortfall av forsyning ved at mer vann er tilgjengelig straks det er nødvendig, sier Martin.

Også her har det blitt tatt avgjørelser på grunnlag simuleringsmodell – avgjørelser som kanskje ikke ville blitt tatt ellers:

MOVAR, som er et interkommunalt selskap, skulle etablere ny vannledning for å forsyne Vestby kommune. Vi lagde en modell for å dimensjonere denne vannledningen. I den forbindelse spilte vi inn at MOVAR også hadde et potensiale for å forsyne vann nord for Vestby, samt kunne få vann fra nord dersom det skulle bli behov for det.

Dette viser simulering av brann i et fortettet område.

– Poenget er at verken MOVAR eller Vestby kommune isolert sett trenger en så stor ledning, men da modellen viste potensialet og nytteverdien for ledningen i en regional sammenheng var det verdt å investere i en slik løsning for begge, sier Martin.

For COWIs vann-rådgiver er det vanskelig å forstå hvorfor ikke enda flere kommuner bruker slike modeller.

–De tekniske modellene fungerer som en kunnskapsbase. Om du er nyansatt eller erfaren er det veldig greit å ha en modell med oversikt over hva man har og hvordan nettet fungerer, og som samtidig kan benyttes til å vurdere ledningsnettet i forhold til framtiden. Når vi i tillegg kan teste i modellen, og belaste områder vi tror kan være utsatt, blir det mye lettere for kommunene å være sikker på at ressursene brukes best mulig.

– Det er definitivt ikke den siste ekstreme sommeren vi har hatt. Ved å ruste opp vann-nettet basert på nøyaktige kalkuleringer og prognoser, vil vi være forberedt på flere folk og tørrere somre i årene som kommer, sier Hans Vebjørn.