Praktiske forekommende ruheder i afløbssystemer · 2016-06-21 · (2.4), der benyttes. Manning-formlens fejlmargin på 3 % betyder, at fejlmargin på ru-hedsbestemmelsen bliver 20

Rørproducenterne

Praktiske forekommende ruheder i afløbssystemer

PH-ConsultDecember 2001

Praktisk forekommende ruheder I afløbssystemer 1

December 2001 PH-Consult

Forord PH-Consult er af rørproducenterne for beton- og plastrør i Danmark blevet anmodet om at lave en undersøgelse af hvilke ruheder der bør benyttes, og hvilke der i praksis be-nyttes ved dimensionering og analyser af afløbssystemer. Kommissoriet for projektet: �Fastlæggelse af afløbssystemers ruheder� er formuleret således: Der har blandt rørproducenter og hydraulikere været anvendt mange forskellige begre-ber til fastlæggelse af afløbssystemets ruhed. Der anvendes i flæng ruhed baseret på laboratorietest, ruhed udtrykt i mm, ruhed udtrykt som Manningtal, systemruhed m.v.. Målinger specielt i udlandet har gennem tiden vist meget stor variation af afløbssyste-mets ruhed. Eftersom afløbssystemets hydrauliske kapacitet er afhængig af den aktuel-le ruheds størrelse, har det fra specielt rørproducenterne været et ønske at få en uvildig vurdering af disse forhold, så der ikke er rørproducenternes angivelser, der anvendes. På denne baggrund anbefales, at der iværksættes projektet ”Fastlæggelse af afløbssy-stemers ruheder”. Projeket har været fulgt af en projektfølgegruppe, der har deltaget i fastlæggelsen af projektets detaljerede indhold og i diskussioner om projektets anbefalinger og konklusi-oner PH-Consult



Indholdsfortegnelse 1 INDLEDNING.......................................................................................................................3 2 ENERGITAB I AFLØBSSYSTEMER ...............................................................................4

2.1 STRØMNINGSTAB .............................................................................................................4 2.2 VURDERING AF STRÆKNINGSRUHEDENS BETYDNING .......................................................6 2.3 ENKELTTAB......................................................................................................................7 2.4 OPERATIONEL FORMULERING AF TERMINOLOGI ...............................................................7

3 BESTEMMELSE AF RUHEDER/MÅLINGER ...............................................................9 4 LITTERATURSTUDIE......................................................................................................10

4.1 INDSAMLING AF INFORMATION.......................................................................................10 4.2 RESUME AF INDSAMLET MATERIALE ..............................................................................10

4.2.1 Undersøgelser af ruheder......................................................................................10 4.2.2 Afrapporterede litteraturstudier............................................................................12 4.2.3 Lærebøger .............................................................................................................13 4.2.4 Spørgeskemaundersøgelser...................................................................................14

4.3 PRAKSIS OG ANBEFALINGER I FORSKELLIGE LANDE........................................................15 4.3.1 Danmark................................................................................................................15 4.3.2 England .................................................................................................................15 4.3.3 Andre lande ...........................................................................................................17

4.4 SYSTEMATISERING AF INDSAMLET INFORMATION ..........................................................18 5 KONKLUSION ...................................................................................................................21 6 REFERENCER ...................................................................................................................23 Bilag 1 Liste over litteratur stillet til rådighed af rørproducenterne Bilag 2 Rundspørge



1 Indledning Ved beregning af afstrømning i afløbssystemer er en af parametrene ruheden af rørstrækningerne. Det har i flere år været drøftet, hvilke værdier, det er relevant at be-nytte i forskellige sammenhænge. Det har især været påpeget, at der ved dimensione-ring og analyse bør anvendes ruheder der er væsentligt større end de ruheder der må-les i nye rene rør ved brug af rent vand. PH-Consult er derfor af rørproducenterne blevet anmodet om at udarbejde nærværende rapport, hvor relevant dansk og udenlandsk litteratur samt praksis gennemgås. Hensig-ten er at skabe et overblik over, hvilke processer der kan have betydning i hvilke situati-oner samt, om muligt, at foreslå hvilke ruheder der bør benyttes ved analyse og dimen-sionering af afløbssystemer i Danmark. Det har kun været muligt at fremskaffe et noget begrænset materiale om faktisk fore-kommende ruheder i afløbssystemer. Det skyldes dels, at antallet af undersøgelser er få og dels, at de undersøgelser der er foretaget ikke er afrapporteret videnskabeligt. Det sidste betyder både, at litteraturen er svær at finde og at den er svær at generalisere ud fra. I en del af undersøgelserne mangler oplysninger som af andre forfattere er oplyst som væsentlige. Det gør en direkte sammenligning mellem forskellige publikationer vanskelig. En væsentlig del af litteraturen er fremskaffet af rørproducenterne selv. PH-Consult har bidraget ved at udarbejde en dansk og international spørgeskemaundersøgelse, ved at gennemføre en traditionel litteratursøgning på DTV samt ved at fremskaffe yderligere litteratur på baggrund af henvisninger i det øvrige materiale. Materialet er herefter gen-nemgået og systematiseret med henblik på at skabe den fornødne syntese. Projektet er afgrænset til at betragte afløbssystemer der er dimensioneret korrekt, her-under at de er selvrensende. Der betragtes overvejende fuldtløbende ledninger i reali-stiske driftssituationer. Under realistiske driftsforhold er der afsætninger mv, der påvir-ker ruheden af afløbsrør væsentigt. Projektet har haft en følgegruppe med følgende sammensætning:

Arne Bonnerup, Unicon Beton (formand) Erik Guldbæk, Wavin Morten Steen Sørensen, NIRAS Peter Steen Mikkelsen, Miljø & Ressourcer, DTU og Spildevandskomiteen Inge Faldager, Rørcentret Lone Bo Jørgensen, Københavns Energi Jens Jørgen Linde, PH-Consult Karsten Arnbjerg-Nielsen, PH-Consult (Sekretær)

Rørproducenterne og PH-Consult er taknemmelige for de mange konstruktive bidrag, der er ydet fra følgegruppen. Det er dog PH-Consult, der alene er ansvarlig for den en-delige udformning af rapporten herunder konklusionerne.



2 Energitab i afløbssystemer Strømning i afløbssystemer foregår som hovedregel under udnyttelse af gravitations-energi. Fra hydraulikken er det kendt, at den nødvendige energi til at flytte vandet en given strækning med en given hastighed kun kan bestemmes ud fra empiriske formler. Den nødvendige energi skal dække energitabet, der praktisk kan opdeles i to bidrag, et strømningstab og enkelttab. For en strækning hvor tværsnitsarealet holder sig konstant kan energitabet måles som et tryktab, dvs. tabet i potentiel energi.

2.1 Strømningstab Strømning i et rør medfører et energitab, ∆H, der er proportionalt med rørets længde, l. Proportionalitetsfaktoren benævnes energiliniegradienten, I. Man antog oprindeligt, at energiliniegradienten var proportional med den kinetiske energi, hvorved følgende ud-tryk fremkommer (λ blev antaget konstant):

)8

(2

gRvlIlH λ⋅=⋅=∆ (2.1)

hvor λ Modstandstal [-] v Middelhastighed over tværsnittet [m/s]

R Hydraulisk radius [m] g Tyngdeaccelerationen [m/s2] Det har vist sig, at modstandstallet ikke er konstant, men varierer afhængigt af rørvæg-gens ruhed, strømningshastigheden, og hvorvidt strømningen er laminær eller turbulent. Colebrook (1939) har udledt følgende formel for modstandstallet:

+−=

Rk

Res

8,1451,2log21

λλ (2.2)

hvor Re Reynolds tal [-] ks Ækvivalent sandruhed [m] Formlen er i dag kendt som Colebrook-Whites formel. Den ækvivalente sandruhed, ks, er det centrale mål for rørets ruhed. Navnet skyldes en række forsøg udført af Nikurad-se (1933), der beklædte en række rør med sigtede sandkorn og herefter målte energili-niegradienten. Den ækvivalente sandruhed kan være 3-4 gange så stor som de synlige ruhedstoppe. Ved omformulering af formel (2.1) kan vandføringen herefter bestemmes som funktion af modstandstallet, hydraulisk radius, energiliniegradient og tværsnitsareal:



AIgR

Avqλ

8== (2.3)

hvor q Vandføring [m3/s] A Tværsnitsareal [m2]

Det vanskelige ved at anvende formel (2.3) sammen med formel (2.2) er, at mod-standstallet må beregnes iterativt som funktion af såvel den ækvivalente sandruhed som den hydrauliske radius. Med de normale ruhedsforhold i afløbsledninger, er første led under logaritmen i formel (2.2) meget mindre end det andet led. Hvis leddet udela-des fås logaritmeformlen for ru rørstrømning:

Ik

RgRvs

⋅

⋅⋅⋅≈ 8,14log28 (2.4)

Formlen er velegnet til bestemmelse af hastigheder og vandføringer, men for kompleks i struktur til en dimensionering (diameterbestemmelse). Inden for intervallet 4 < R/ks < 300 kan man med en fejl på maksimalt +/- 3 % erstatte logaritmeudtrykket med et po-tensudtryk med eksponent 1/6 og derved opnå den såkaldte Manning-formel:: 2132 IRMv ⋅⋅= (2.5) hvor M=25,8/ks

1/6 [m1/3 s-1] er Manningtallet. I USA og andre engelsktalende lande angives ofte værdien 1/M = n. Inden for afløbstekniske beregninger benyttes også andre potensformler som tilnær-melse til logaritmeformlen. Mest benyttet i Danmark er følgende formel, der erstatter logaritmeleddet i (2.4) med et potensudtryk med eksponent 0,135: 5,0635,072 IRv ⋅⋅= (2.6) Den empirisk bestemte talfaktor 72 svarer teoretisk til ruheden 1,3 mm og formlen gæl-der strengt taget kun for denne ruhed og med en maksimalfejl på 3 % i intervallet ca. 16 < R/ks < ca.1200, altså i et gyldighedsområde ca. 4 gange så højt som for Manning-formlen. Det er vigtigt at bemærke, at hvis man bestemmer den ækvivalente ruhed ks ud fra en strømningsformel, bør det være Colebrooks formel (2.2) eller den ru logaritmeformel (2.4), der benyttes. Manning-formlens fejlmargin på 3 % betyder, at fejlmargin på ru-hedsbestemmelsen bliver 20 % fordi 1,036 = 1,20. To forsøg med nøjagtigt samme rør-væg kan altså give afvigelser i ruheden på +/- 20 % i forhold til den korrekte værdi. På figur 2.1 er vist sammenhængen mellem ruhed og Manningtal.



2.2 Vurdering af strækningsruhedens betydning På figur 2.2 er for forskellige rørdimensioner illustreret sandruhedens betydning for vandføringsevnen, baseret på Manningformlen:

0.1

1

10

60 65 70 75 80 85 90 95 100

Manningtal [m1/3/s]

Sand

ruhe

d [m

m]

Figur 2.1. Sammenhæng mellem Manningtal, M, og sandruheder, ks. Alle ruheder i den-ne rapport omregnes til sandruheder.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4Dimension [m]

Vand

førin

g [l/

s]

0.6 1.5 3 Figur 2.2. Vandføring som funktion af dimension og ruhed for 5 forskellige ruheder. Øverste og nederste kurve svarer til hhv. 0,2 og 6 mm ruhed. Energiliniegradienten er sat til 2‰.



Strækningsruhedens betydning fremgår ligeledes af tabel 2.1, der er baseret på Man-ning-formlen. Det ses for eksempel, at ved at benytte en ruhed på 0,05 mm for et rør med ruheden 0,6 mm bestemmes en vandføringsevne, der er 51 % for stor.

Ruhed Ks Manningtal Vandføring mm M relativ % 0,05 134 151 0,3 100 112 0,6 89 100 1,5 76 86 3 68 76 6 61 68

12 54 61 Tabel 2.1: Sammenhæng mellem ruhed, Manningtal og relativ vandføringsevne for forskellige ruheder.

2.3 Enkelttab Enkelttab er energitab, der forekommer lokale steder på grund af ændringer i rør- og/eller strømningsforløbet. Der er enkelttab i forbindelse med ændring af strømnings-retning, passage af brønde, tilslutning af stik, ucentrerede eller dårlige samlinger, gen-stande i afløbssystemet osv. Fælles for enkelttabene er, at de sker over en meget kort strækning i afløbssystemet og dermed beskrives ved et brat fald på energilinien og ikke ved et jævnt fald. I software-pakker til modellering af afløbssystemer såsom MOUSE (DHI, 2001) model-leres passage af brønde ofte som enkelttab. Tabets størrelse er en variabel, som af-hænger af bl.a. brøndens udformning, herunder banketternes form, skift i retning og/eller dimension og niveauforskelle mellem tilløb og afløb fra brønden. Ved kalibrering af en model ved at sammenholde målinger med simulerede værdier for enkelte hæn-delser er det sædvanligvis ikke muligt at skelne mellem hvilken del af det samlede tryk-tab der skyldes henholdsvis enkelttab og strømningstab. Derfor fastholdes enten strøm-ningstab eller enkelttab, mens den anden proces kalibreres ind. Dette kan give en ud-mærket model for det aktuelle system, men de benyttede værdier for ruheder er så ikke i samme grad gyldige for andre systemer.

2.4 Operationel formulering af terminologi Det er ikke helt entydigt, hvilke energitab, der bør indregnes som enkelttab og hvilke, der bør indregnes i strækningsruheden. Målinger vil pr. definition altid være af det totale tab, altså summen af enkelttab og strækningsruheden. Endvidere er der en lang række faktorer, der forøger energitabet i afløbssystemerne, som ikke forekommer ved labora-torieforsøg. De primære faktorer er biofilm, sedimenter, unøjagtige samlinger, lunker, brokker mv. Mange af disse ekstra tryktab er forventelige og derfor må de inkluderes i beregninger af energitab i afløbssystemer.



Rapporten omhandler de ruheder og energitab, som naturligt vil forekomme i afløbssy-stemer. Det er dermed også antaget, at afløbssystemet er dimensioneret og lagt korrekt i forhold til datidens normer og praksis. Helt eller delvist sammenstyrtede rør, store murbrokker eller andre forhold, der ikke kan henføres til almindeligt slid falder udenfor denne rapports rammer. Endvidere forventes det, at ledningerne er dimensioneret kor-rekt, herunder at de er selvrensende. Det synes oplagt at opdele energitabene i tre bidrag, et fra den ideelle rene afløbsled-ning, et fra det forventelige ekstra energitab på strækninger af afløbsrør og et fra brøn-de og andre enkelttab. Dermed kan følgende terminologi for ruheden indføres: Rørruhed Den ruhed, der kan bestemmes med nye rør og rent vand

Strækningsruhed Rørruheden i et velfungerende afløbssystem, dvs. ruheden sva-

rende til energitab fra almindelige samlinger af rør, mindre lun-ker samt forventelig mængde biofilm og sedimenter

Enkelttab Energitab på en strækning fra brønde og andre enkelttab. I nærværende rapport fokuseres på strækningsruheden. Det skyldes, at det er den ru-hed, der skal benyttes ved analyser af afløbssystemers funktion f.eks. som input ved beregninger med MOUSE (DHI, 2001).



3 Bestemmelse af ruheder/målinger Bestemmelse af ruheder i praktiske afløbssystemer er særdeles vanskelige at foretage, da det er nødvendigt med meget præcise målinger af vandspejlsniveauer (trykniveau-er), vandføringer og vandhastigheder eller vanddybder for at resultaterne kan tolkes korrekt. Dette er nok den væsentligste årsag til at der findes så få målinger som kan bruges til vurdering af ruheder på virkelige systemer. Det er lettest at udføre og tolke målinger på fuldtløbende rørstrækninger, da der i den-ne situation er en veldefineret sammenhæng mellem vandføring og vandhastighed. Det vil desuden give den ruhed det er relevant at benytte ved beregning af et afløbssystems maksimale kapacitet. I praksis forekommer den fuldtløbende situation dog yderst sjæl-dent i gravitationssystemer og de fleste måledata der indsamles, stammmer fra delvist fyldte rør, ofte bestemt ved beskeden fyldning af rørene. I denne situation vil måleusikkerhed samt ikke mindst betydningen af lunker, sediment mv. være meget afgørende for den beregnede ruhed, hvorfor ruheder bestemt ud fra sådanne data må tages med stort forbehold. Værdierne vil ofte være væsentligt højere end de tilsvarende ruheder bestemt ved fuldtløbende rør for samme strækning. Problemet vanskeliggøres endvidere ved at målinger har vist, at der hyppigt i spilde-vandsførende ledninger er en markant forskel på ruheden i den nederste del af røret og den øverste del. Den del af rørets indvendige overflade, der normalt er beskyllet med spildevand er begroet med biofilm, og der ligger ofte et lag løst sediment på bunden. Det giver en relativ stor ruhed for strømninger, hvor denne del af rørperiferien er domi-nerende. Den øverste del, der kun bliver påvirket under regn, kan derimod være meget ren og ruheden her er formodentlig som for nye rør. Denne varierende ruhed ved forskellige fyldningsgrader er vanskelig at bestemme ved målinger og vanskelig at håndtere ved beregninger. I den engelske kloakrenoverings-manual (Water Research Center, 2001) er foreslået, at effekten kan medtages ved at beregne en vægtet ruhed ud fra den individuelle ruhed for hver del af rørets perimeter. For at denne indsats kan være berettiget kræves dog et usædvanligt godt kendskab til forholdene i røret. Ved vurdering af spildevandsførende rørs selvrensningsevne kan det dog absolut være relevant at vurdere ruheden ved små fyldningsgrader. Endelig forventes det, at regnpåvirkede afløbsstrækningers ruhed kan ændres i løbet af større regnhændelser idet røret skylles rent ved store vandføringer. Dette vil bevirke, at røret også i en periode efter hændelsen, har reduceret ruhed. Ovenstående viser, at strækningsruheder absolut ikke er konstante. De varierer både med fyldningsgraden og med tiden siden sidste sedimentudskylning. Dette kan være en medvirkende årsag til, at der kun er gennemført og rapporteret så få undersøgelser af strækningsruheder.



4 Litteraturstudie

4.1 Indsamling af information Der foretages mange undersøgelser af afløbssystemers funktion i kommunale forvalt-ninger. Det sker typisk i forbindelse med henvendelser fra borgere med klager over dår-lig funktion af afløbssystemerne eller som led i fornyelsesplanlægning. Der foretages i den forbindelse ofte målinger i systemet, men sjældent som egentlige undersøgelser af ruheder. Det gælder i Danmark og det gælder internationalt. Derfor omhandler hovedparten af den let tilgængelige litteratur om ruheder strømning i nye rør med rent vand. Dette er et godt mål for, om producenterne overholder kvalitets-kravene til produktionen af rørene; det er til gengæld ikke noget godt mål for, hvilke ru-heder man i praksis vil se i danske afløbssystemer. Litteraturen om praktisk forekom-mende afløbssystemer incl. kloakhud, samlinger, tilslutninger osv. er væsentlig mere sparsom og sjældent offentliggjort via de store officielle tidsskrifter. En traditionel litteratursøgning vil derfor komme til kort. En væsentlig del af litteraturen i nærværende undersøgelse stammer fra opdragsgiverne og følgegruppens samlinger af litteratur på området. Som supplement hertil er der udsendt spørgeskemaer til store danske kommuner og rådgivere, søgt via internettet generelt samt i en international ny-hedsgruppe om afløbsteknik, og endelig er der foretaget en traditionel søgning på litte-ratur via DTV.

4.2 Resume af indsamlet materiale Det indsamlede materiale er opdelt i en række undergrupper. Undergrupperne omfatter de oprindelige afrapporteringer af undersøgelser, litteraturundersøgelser, lærebøger og diverse forespørgsler.

4.2.1 Undersøgelser af ruheder Der er foretaget en del undersøgelser af rørruheder med rent vand. Cerib (den franske betonindustris brancheorganisation) har fået sammenlignet beton- og plastrør på en 28 m lang strækning (Dutruel og Grisot, 1998). Forsøgene er udført af et uvildigt firma Compagnie Nationale i Rhône. Der er ved forsøget brugt rent vand. For delfyldnings-grader på over ca. 70% har rørene samme ruhed, under 0,5 mm. Ved lavere delfyld-ningsgrader har betonrør højere ruhed end plast. Resultatet stemmer overens med an-dre undersøgelser med rent vand, f.eks. May et al. (1986). En tydelig sammenhæng mellem vandhastighed og mængden af kloakhud rapporteres så tidligt som i 1959 af Reid og Yang (1959). Gerard et al. (1986, 1989) har udført un-dersøgelser på spildevandssystemer i Canada med et lille regnbidrag. Med delfyldte rør i den daglige spildevandsstrøm haves samme ruhed for plast- og betonrør, ca. 7



mm. Ved delfyldninger omkring halvt fyldt var ruhederne hhv. 2,1 mm for beton og 0,8 mm for plast. Ved vandføringer tæt på fuldtløbende rør reduceres ruheden yderligere, til gennemsnitligt 1,7 mm for betonstrækningen og 0,6 mm for plastrør. Den mindre ruhed for plastrør tilskrives en mindre biofilmvækst. Gerard et al. observerede flere aflejringer i brønde hvor der var benyttet plastledninger, men foretog ikke en inspektion af rørstræk-ningerne. For ledninger med fald over 10� og ledninger med væsentligt regnbidrag anbefales ruheder som rent vand. De største og mest langvarige undersøgelser af ruheder i afløbssystemer er foretaget i England. Der er primært tale om to forsøgsrækker, den første afrapporteret af Bland et al. (1975, 1978). De første undersøgelser omfattede hovedsageligt recirkuleret spilde-vand og materialerne uPVC, asbestcement og lerrør, alle i dimensionen ø100 mm. Ru-heden varierer fra under 0,1 mm til knap 4 mm, primært afhængigt af hastigheden af spildevandet. Hastigheden varieres i forsøgsrækken fra 2,4 til 0,76 m/s. Der afrapporte-res stort set ens ruheder på såvel delvist fyldte som næsten helt fyldte rør. Resultaterne blev diskuteret kraftigt i England, primært fordi der blev benyttet den lille dimension og fordi det recirkulerede spildevand måske ikke var repræsentativt. Den anden forsøgsrække består i tre lange forsøg (188-335 dage) fra Littlemore som er afrapporteret i f.eks. Perkins og Gardiner (1982, 1985) og HR Wallingford (1976, 1987). Der udføres forsøg med beton, uPVC og lerrør, alle med dimension ø225 mm. De første to forsøg var med et fald på 4�, mens det tredie forsøg var med et fald på 10�. Falde-ne svarer til hastigheder i de halvt fyldte rør på hhv. 0,7 og 1,2 m/s. Forsøgene udførtes ved at udtage spildevand direkte fra et fællessystem med en fast døgnvariation. Den maksimale spildevandsføring svarer stort set til halvt fyldte rør. Resultaterne kan op-summeres som følger:

• Opbygning af kloakhud mv. sker hurtigt, i løbet af 3-5 måneder. Herefter er der store variationer i ruheden som følge af opbygning og afrivning af biofilmen.

• Der opbygges generelt mindre kloakhud i PVCrør, formodentlig forårsaget af, at den glatte røroverflade gør det vanskeligere for kloakhud at sætte sig fast.

• Delvist fyldte rør har højere ruheder end fyldte rør • De maksimale ruheder ved forsøg 1 og 2 var mindst dobbelt så høje som ved

forsøg 3. Forskellen tilskrives den højere gradient ved forsøg 3. Ruhederne afrapporteres i fraktioner af tid. Værdierne er angivet i tabel 4.1 og gælder for fuldtløbende rør. Anbefalede dimensioneringsruheder for uPVC og ler i England er baseret på dette arbejde, se tabel 4.6. Ruheden i de delvist fyldte rør er større end i de fuldtløbende rør, se figur 4.1.

Ruheder, ks [mm] Høj Lav Median Beton 3,8 1,3 1,8 Ler 2,3 0,6 1,1 uPVC 1,1 0,6 0,6

Tabel 4.1. Ruheder målt i Littlemore, England, forsøg 1 og 2. De høje og lave værdier over- hhv. underskrides forventeligt 1 måned årligt. Median-værdien angiver den tids-mæssigt vægtede median af ruheden. Vandhastigheden er ca. 0,7 m/s.



Larsen et al. (1998) afrapporterer ruheder fra en pumpeledning af plast med spildevand. Ved forsøg varierede ruheden fra 0,35 til 0,6 mm ved ændring af gennemsnitshastighe-den fra 0,8 til 0,5 m/s. Ved hastigheder under 0,5 m/s opstod driftsforstyrrelser og pum-peledningerne måtte jævnligt renses.

4.2.2 Afrapporterede litteraturstudier Faldager et al. (1982) angiver, at rørruheden kun har lille betydning for stræknings- og systemruheden, der domineres af andre faktorer, primært hydrauliske, spildevandstek-niske og lægningstekniske. Specielt påhugninger og sidetilløb er væsentlige. De citerer fra litteraturen typiske værdier for strækningsruheder til at være 0,5-2,0 mm for beton og 0,2-0,5 mm for plastmaterialer. De refererer også studier med ruheder på op til 300 mm forårsaget af aflejringer og fysisk tilstand. I en analyse af spildevandssystemer i Los Angeles, USA, angives en række intervaller for spildevandssystemer af Pomeroy (1983). Hvis den maksimale daglige vandhastig-hed overstiger 0,7 m/s angives typiske ruheder til at være 0,3 � 2,6 mm. Konservative dimensioneringsværdier angives som intervallet 1,3 � 11 mm, hvis den maksimale dag-lige vandhastighed overstiger 0,6 m/s. De højeste ruheder optræder i rør med små dia-metre. Henderson (1984) angiver dimensioneringsværdier for ruheder i spildevandssystemer i intervallet 0,3 mm - ∞, afhængigt af fysisk tilstand, biofilm tykkelse, sedimenter og mak-

Figur 4.1. Ruheder i delvist fyldte rør i spildevandssystem. Forsøgene viste, at den maksimale ruhed optræder, når vanddybden svarer til den, der findes ved den normale spildevandsstrøm. Ruheden ved fuldtløbende ledning er betydeligt mindre. /Perkins og Gardiner (1982)/.



simal hastighed i tørvejr. Hvis fysisk tilstand er normal angives værdier i intervallet 0,6 � 6,0 mm, se tabel 4.2. Anbefalede dimensioneringsruheder for beton i England er base-ret på dette litteraturstudie, se tabel 4.6.

Escarameia and May (1995) har udført et omfattende litteraturstudie på rørsystemer til transport af vand, herunder afløbssystemer. Ruheder i afløbssystemer i god fysisk stand stammer i spildevandssystemer primært fra biofilm, mens ruheden i separate regnvandssystemer primært domineres af eventuelle sedimenter. Ruheder i fællessy-stemer påvirkes af begge processer. Ledninger under tryk er en kategori for sig. Til di-mensionering opdeles hvert type afløbssystem i fire kategorier, baseret på mængden af sediment og fysisk indeks. Der er opstillet og anbefalet konservative værdier for ruheder til dimensionering, se tabel 4.3. Det formodes, at der er tale om angivelse af ruheder uafhængigt af materialetype. Det antydes i rapporten, omend det ikke angives eksplicit i forbindelse med tabellen.

4.2.3 Lærebøger Den danske lærebog af Bahl Andersen et al. (1984) angiver, at der traditionelt anven-des strækningsruheder på 1,0 mm for betonrør og 0,3 mm for plastrør. På baggrund af de få danske undersøgelser foreslås det i bogen, at der fremover anvendes stræknings-ruheder for beton på 1,5 mm og brug af Manningformlen. Den engelske lærebog af Butler og Davies (2000) angiver, at som udgangspunkt kan der anvendes værdierne 0,6 mm for regnvandssystemer og 1,5 mm for systemer med spildevand. Endvidere er angivet en tabel til uddybning af de anbefalede værdier, se tabel 4.4. Det ses, at en del af intervallerne for gamle afløbssystemer er baseret på gældende engelsk praksis, se tabel 4.6.

Foreslået ruhed, ks [mm]

Biofilm i bunden op til 3 mm tyk. Ingen sedimenter. Hastighed ved maksimal tørvejrsvandføring overstiger typisk 1,0 m/s 0,6

Normal biofilm, 3-5 mm tyk. Ingen sedimenter. Hastighed ved maksimal tørvejrsvandføring mellem 0,7 og 1,0 m/s 1,5

Som ovenfor, dog lettere sedimentering ELLER biofilm tykke-re end 5 mm. 3,0

Dårlige samlinger ELLER tab af tværsnitsareal på op til 5% forårsaget af rodindtrængning eller belægninger ved samlin-ger

6,0

Sedimenter op til 5% af diameteren ELLER mellem til meget belægning ved samlinger 6,0

Tabel 4.2. Anbefalede ruheder i afløbssystemer med normal fysisk tilstand jf. Hender-son (1984) citeret fra Escarameia and May 1995. Det bemærkes, at der kun er medta-get udsnit af den oprindelige tabel.



4.2.4 Spørgeskemaundersøgelser Dansk spørgeskemaundersøgelse 2001 Der er udsendt et spørgeskema til 9 kommuner og 13 rådgivere i Danmark for at ind-samle viden om, hvilke ruheder der i praksis benyttes. Der er kommet svar fra 6 kom-muner og 5 rådgivere. Spørgeskemaet kan ses i bilag 2. Der er generelt god overensstemmelse mellem besvarelserne. En af kommunerne og en af rådgiverne skelner mellem forskellige typer af afløbssystemer, med eller uden spildevand, ved fastsættelsen af ruheder. Endvidere har to af rådgiverne angivet sepa-rate ruheder for tryksystemer. To af kommunerne benytter nomogrammet svarende til

Intervaller af ks [mm] Nye Gamle Ler 0,03-0,15 0,3-3,0 uPVC og andre polymerer 0,03-0,06 0,15-1,5 Beton 0,06-1,5 1,5-6,0 Murværk i god udførelse 0,6-6,0 3,0-15 Trykledninger 0,03-0,6

Tabel 4.4. Typiske ruheder jf. Butler og Davies (2000). De angiver, at intervallerne for ”gamle” benyttes ved analyse af fælles- og spildevandssystemer, mens ”nye” benyttes til dimensionering af regnvandssystemer og analyse af nye spildevandssystemer.

Ruhed, ks [mm] Kat. I Kat. II Kat. III Kat. IV

Regnvandssystemer 0,6

0,6; D ≤ 225 mm 3,0; D ≤ 2100 mm 6,0; D > 2100 mm

6,0 6,0-15

Fællessystemer 1,5

1,5; D ≤ 225 mm 3,0; D ≤ 900 mm 6,0; D > 900 mm

6,0 6,0-15

Murede fællessystemer 1,5-6,0 6,0-15 15 15-30 Kat. I: Ingen sedimenter. Ingen nedbrydning af afløbssystem. Kat. II: Sedimenter op til 2% af diameter � selvrensende. Ingen nedbrydning af af-

løbssystem. Kat. III: Sedimenter i mere end 2% af diameteren. Ingen væsentlig nedbrydning af

afløbssystem. Kat. IV: Afløbssystem i dårlig fysisk tilstand, dog ikke nær delvis eller total sammen-

fald. Tabel 4.3. Anbefalede konservative ruheder til dimensionering jf. Escarameia og May (1995). D angiver rørdiameteren. For spildevands- og tryksystemer er anbefalet værdier svarende til tabel 4.6.



formel (2.6) til fuldtløbende betonrør. Median-værdierne for plast og beton er næsten ens, se tabel 4.5. En enkelt angiver, at de anvender udvendig diameter for plast og kor-rigerer herfor ved at anvende et Manningtal på 65, svarende til 4,6 mm.

Forespørgsler på internettet Der er sendt en generel forespørgsel ud på diskussions-gruppen urban-drainage, der styres via Imperial College, London. De fleste af besvarelserne på forespørgslen henvi-ste til engelsk litteratur eller den tyske manual A110 (ATV, 1988). Disse besvarelser er indarbejdet i de relevante afsnit i rapporten. Derudover er blevet oplyst, at et ameri-kansk software-firma anbefaler værdier fra 0,6 � 3,9 mm afhængigt af kvaliteten af sam-lingerne og tilstedeværelsen af biofilm samt at de franske jernbaner benytter ruheder på 0,3 og 1,9 mm for hhv. plast- og betonrør ved regnvandssystemer.

4.3 Praksis og anbefalinger i forskellige lande

4.3.1 Danmark I DS432 (Dansk Standard, 2000) angives vejledende strækningsruheder på 0,25 mm for plast og 1,0 mm for ler- og betonrør. Den nye vejledende danske standard DS/EN752-4 (Dansk Standard, 1998) angiver et interval på 0,03 � 3 mm med videre reference til DS432. Det skal bemærkes, at normen kun er gældende indenfor skel. Spørgeskemaundersøgelsen til danske kommuner og rådgivere viser, at de i praksis benyttede værdier varierer en del og generelt ligger noget højere end angivet ovenfor. En væsentlig indflydelse har formodentlig brugen af standardværdier fra MOUSE (DHI, 2001), men også at TV-undersøgelser af afløbssystemer ofte viser, at tilstandene af systemerne ikke tilskynder til brug af lave ruhedsværdier.

4.3.2 England Som det ses i afsnittet om videnskabeligt afrapporterede undersøgelser er England det sted i verden, hvorfra der er mest tilgængelig litteratur. Det kan ses på de anbefalede værdier, der er bedre begrundede og mere detaljerede end i andre landes anbefalinger.

Ruhed, ks [mm] Høj Lav Median Beton 2,9 0,9 1,9 (75) Plast 2,5 0,0025* 1,3 (80) Andet (ler, jern, mursten) 2,9 1,3 1,9 (75) Tabel 4.5. Resultat af spørgeskemaundersøgelse til danske kommuner og rådgivere. I parentes er for medianen angivet det tilsvarende Manning-tal. *:Den lave ruhed skyl-des, at rørfabrikantens rørruhed benyttes direkte. Hvis denne værdi udelades er lave-ste værdi 0,25 mm



Der er tre kilder som vil blive citeret her: Dimensioneringsmanualen for hydraulik, kloak-renoveringsmanualen og den nyeste lærebog. Dimensioneringsmanualen for hydraulik (HR Wallingford, 1998) angiver en detaljeret tabel, se tabel 4.6. I manualen opgives værdier for såvel rør- som strækningsruheder. I tabellen er kun medtaget værdier for strækningsruheder. Værdierne for plast er i over-ensstemmelse med forsøgene i Littlemore, hvorimod ruhederne for beton er hævet på baggrund af Hendersons litteraturstudie. Den centrale opdeling går mellem almindelige gravitationsrør og tryksystemer. Materialevalget har en væsentlig betydning for spilde-vandssystemer og fællessystemer ligesom hastigheden har en væsentlig indflydelse på strækningsruheden. I tryksystemer som pumpeledninger og afskærende ledninger er materialevalget mindre betydende end vandhastigheden. Værdierne for beton er højere end de tilsvarende (tidligere) anbefalinger fra National Water Council (1981) og Perkins og Gardiner (1982), formodentlig som følge af litteraturstudiet af Henderson (1984).

I kloakrenoveringsmanualen (Water Research Center, 2001) er angivet en figur med skønnede værdier for ruhed som funktion af hastighed og materialevalg, se figur 4.2. Der er mindre uoverensstemmelser mellem tabel 4.6 og figur 4.2, omend tendenserne er de samme. Manualen anbefaler endvidere, at der ved analyse tages hensyn til led-

Ruhed, ks [mm] God Normal Dårlig Afløbssystemer med biofilm Biofilm til omkring halv dybde, hastighed ved halvt fyldte rør omkring 0,75 m/s

Beton -- 3,0 6,0 Lerrør -- 1,5 3,0 UPVC -- 0,6 1,5 Biofilm til omkring halv dybde, hastighed ved halvt fyldte rør omkring 1,2 m/s

Beton -- 1,5 3,0 Lerrør -- 0,3 0,6 UPVC -- 0,15 0,3 Pumpesystemer Alle materialer, med middelhastigheder: 1,0 m/s 0,15 0,3 0,6 1,5 m/s 0,06 0,15 0,30 2,0 m/s 0,03 0,06 0,15 Regnvandssystemer Beton i stålforme 0,3 0,6 1,5 Lerrør 0,03 0,06 0,15 Tabel 4.6. Tabel over ruheder i afløbssystemer jf HR Wallingford (1998). For afløbs-systemer med biofilm er der væsentlige variationer over tid. ”Normal”-værdien for ru-heder overskrides omkring halvdelen af tiden. Værdien svarende til ”Dårlig” overskri-des i ca. en måned om året.



ningerne alder, således at 5 år gamle ledninger tillægges en ruhed på 0,4 mm, stigende til 1,1 mm for 100 år gamle rør. Til brug for udlicitering af anlægsarbejder for vandselskaberne er der udgivet en praktisk guide. Som dimensioneringsværdier er anvendt en ruhed på 1,5 mm for spildevands-ledninger og 0,6 mm for regnvandsledninger uafhængigt af materialevalget. Der er ikke angivet ruheder for fællessystemer (Water Services Association, 1995).

England har endvidere udarbejdet et tillæg til normen BS/EN 752-4 (svarer til Dansk Standard, 1998) som anbefaler at bruge ruheden 0,6 mm hvor den maksimale vandha-stighed er større end 1 m/s og 1,5 mm hvis hastigheden er i intervallet 0,76 � 1,0 m/s. Der er ikke oplyst en eventuel afhængighed af materialevalget (Orman, 2001)

4.3.3 Andre lande Tyskland har etableret en norm via Gesellschaft Zur Förderung der Abwassertechnik, ATV. Normen, Arbeitsblatt A110 (ATV, 1988), antager, at rørruheden stort set svarer til strækningsruheden. Dimensioneringsværdier angives ud fra en antagelse om, at rørru-heden er under 0,1 mm. Ruheden er da 0,25 mm for trykledninger og relinede rør uden brønde, 0,50 mm for strækningsruhed og 0,75 mm for systemer anlagt efter tysk stan-dard A-241. Hvis rørruheden er større end 0,1 mm eller der er støbt på stedet anvendes en ruhed på 1,5 mm. (Imhoff (1985) angiver ruheder på hhv. 1,0 og 1,5 mm uden be-grundelse for valget.) Der er endvidere i A110 anført beregningsmetode til beregning af enkelttab i brønde. Det bemærkes, at der med denne beregning opnås endog meget

Figur 4.2. Ruheder som funktion af middelhastighed og fem materialetyper forspildevandsførende systemer (Water Research Center, 2001)



store enkelttab, såfremt banketter i brøndene ikke føres til top af udløbende rør, specielt ved vinkeldrejninger. Schweitz følger også ATV (1988) og anvender rørruheder og ikke strækningsruheder, men anvender til gengæld en sikkerhedsfaktor på den dimensionsgivende vandføring på 10 � 25%. I USA har American Society of Civil Engineers etableret en praksis for dimensionering og konstruktion af afløbssystemer til spildevand (ASCE, 1982). Til dimensionering anbe-fales ruheder på 0,6 � 3,9 mm for såvel plast- som betonrør. Generelt anbefales en værdi på 1,7 mm uafhængigt af rørmaterialet, med mindre der i det aktuelle system for-ventes at være ekstraordinær modstand. Østrig anvender en ruhed på 1,5 mm som strækningsruhed ifølge ATV (1988). For lan-ge trykledninger anvendes dog en ruhed på 0,4 � 1,0 mm. Jugoslavien anvender som udgangspunkt den tyske manual fra ATV (1988).

4.4 Systematisering af indsamlet information Der er hovedsageligt fokuseret på at finde informationer om normale afløbssystemer, hvor regn- og/eller spildevand løber påvirket kun af gravitationskræfter. Ruhederne gælder for fuldtløbende ledninger; for delvist fyldte ledninger er ruhederne større. Den første og væsentlige konklusion er, at der er foretaget meget få undersøgelser af prak-tisk forekommende ruheder i afløbssystemer. De, der er foretaget, er typisk foretaget på betonrør med flere og dårligere samlinger end de, der normalt anvendes i Danmark i dag. Der er slet ikke fundet undersøgelser, der fokuserer på ruheder i fællessystemer. Ruheden i fælleskloakerede afløbssystemer må skønnes på baggrund af ekstrapolation fra spildevandssystemer med en kompensation for, at en væsentligt mindre del af rørets radius er beskyllet i tørvejrssituationen. Endvidere er undersøgelser primært foretaget på mindre rørdimensioner (150-600 mm). Undersøgelser i større rørdimensioner kan måske give et andet resultatet. Den anden hovedkonklusion er, at i afløbssystemer med sædvanligt fald er den i prak-sis forekommende strækningsruhed væsentligt større end rørruheden. Det skyldes upræcis lægning, lunker, inddragende stik, slid samt biofilm og/eller sedimenter i af-løbssystemerne. Kun for afløbssystemer med store fald kan der opnås ruheder tæt på rørruheden. Et stort fald defineres i litteraturen som minimum 10� eller fuldtløbende hastigheder omkring 2 m/s. Der er afrapporteret strækningsruheder i intervallet 0,2 � 11 mm, med langt de fleste referencer i intervallet 0,6 � 3 mm. Det væsentlige litteraturstudie af Henderson (1984) opgiver et normalområde på op til 6 mm. De forhold han beskriver som normale i spil-devandsførende afløbssystemer er dog med dårlige samlinger eller er ikke selvrensen-de. De største ruheder gælder for ældre spildevandsførende afløbssystemer med be-tonrør, mens de laveste ruheder gælder for nyere separate regnvandssystemer med plastrør samt trykledninger med høje hastigheder. Mere generelt kan det på baggrund



af den gennemgåede litteratur konkluderes, at den dimensionsgivende ruhed afhænger af faktorerne nævnt nedenfor. Listen er sorteret, så de faktorer, som litteraturstudiet har antydet er vigtigst, er nævnt først. Det skal understreges, at faktorerne er væsentlige i de tilfælde, hvor der er tale om afløbssystemer, der er dimensioneret korrekt, er uden usædvanlige tiltag og i øvrigt er velfungerende. En dårlig fysisk tilstand eller dårlig lægning kan have langt større be-tydning end de nævnte processer/faktorer.

• Maksimal hastighed

Den maksimale vandhastighed i røret har betydning for afrivning og transport af materiale. Den grundlæggen-de parameter er forskydningsspændingen, men det er mere simpelt at forholde sig til den maksimale hastig-hed.

• Type Ruheder i separate regnvandssystemer kommer pri-mært fra sedimenter, ruheder i spildevandssystemer kommer primært fra biofilm, I fællessystemer er begge processer fremherskende.

• Materiale I nogle situationer giver betonrør højere strækningsru-heder end plastrør.

• Alder Forvitring og slid giver generelt højere ruheder med alderen. Ændret praksis i perioden 1960 til 1980 har dog sandsynligvis større betydning for strækningsru-heden.

• Analyse eller dimen-sionering

Ved dimensionering benyttes de værdier, som forven-tes i fremtiden at være dimensionsgivende, mens der ved analyse benyttes realistiske værdier for det pågæl-dende system på det aktuelle tidspunkt.

• Gravitation eller tryk Alle referencer tyder på, at trykledninger i pumpesy-stemer har lavere ruheder end tilsvarende gravitations-ledninger

I tabel 4.7 er der opstillet et forslag til dimensionsgivende strækningsruheder for fuldtlø-bende ledninger i normale afløbssystemer på baggrund af de første tre faktorer. Tabel-len tager højde for den viden som litteraturstudiet påpeger er væsentligst, mens de øv-rige processer ikke er medtaget. Det bemærkes endvidere, at tabel 4.7 er opstillet under forudsætning af, at spilde-vandssystemer ikke normalt er fuldtløbende, dvs. at de øverste dele af røret ikke er be-groet af biofilm. Dette er i overensstemmelse med dansk praksis for dimensionering af spildevandsførende ledninger. For pumpesystemer kan generelt benyttes lavere værdier for ruheden.



Forskellen mellem de anbefalede ruheder svarer til forskelle i vandføringsevne på 10-15%, afhængigt af dimensionen af røret. I tabel 4.8 er angivet forslag til de tilsvarende ruheder opgivet som Manningtal. Dimensionsgivende ruheder, ks [mm]

vfuld under 1,0 m/s vfuld over 1,0 m/s Spildevands-

førende Separate regn-vandsledninger

Betonrør 3,0 (1,5-6,0)

1,5 (1,0-2,0)

0,6 (0,5-1,0)

Plastrør 1,5 (1,0-2,0)

0,6 (0,5-1,0)

0,6 (0,3-1,0)

Tabel 4.7. Forslag til dimensionsgivende ruheder i fuldtløbende afløbssystemer. vfuld angiver hastigheden ved fuldtløbende rør. Det antages, at ruheden er normal, dvs. at afløbssystemet er dimensioneret og anlagt korrekt og at det er selvrensende. Tallene i parentes angiver det fulde interval for fundne værdier under de givne forhold. Dimensionsgivende ruheder som Manningtal, M [m1/3/s]

vfuld under 1,0 m/s vfuld over 1,0 m/s Spildevands-

førende Separate regn-vandsledninger

Betonrør 65 75 85 Plastrør 75 85 85

Tabel 4.8. Forslag til dimensionsgivende ruheder i fuldtløbende afløbssystemer angivet som Manningtal. Se i øvrigt tabel 4.7 for opgivne intervaller og antagelser. Det skal i den forbindelse endnu en gang fremhæves, at tabel 4.7 og 4.8 gælder for sy-stemer, hvor den fysiske tilstand er tilfredsstillende og som er selvrensende. Ruhederne kan være endog meget større i systemer, hvor der f.eks. er dårlig fysisk tilstand, perma-nente sedimenter på mere end 2-5% af diameteren, som har en lav delfyldning, eller hvor hastigheden er meget lav. Som udgangspunkt vil ruheden i disse tilfælde kunne være op til 5-10 gange så stor, som de ovenfor foreslåede værdier.



5 Konklusion Arbejdet med denne rapport har vist, at der kun er gennemført få undersøgelser af af-løbsledningers ruheder, og at specielt undersøgelser af ibrugværende ledninger er sjældne. De udførte undersøgelser med både beton- og plastrør er gennemført på ret korte ledningsstrækninger med kunstigt frembragte belastninger. Der er ikke fundet un-dersøgelser på egentlige afløbssystemer i almindelig drift, ligesom der ikke er fundet undersøgelser af ruheder på afløbssystemer, der svarer til dagens teknologi mht. rør-længder, samlingsmetoder, lægningsmetoder mv. Vejledning i fastsættelse af strækningsruheder for strækninger af forskellige rørtyper bygger derfor på et spinkelt grundlag. Undersøgelsen har vist, at strækningsruheder dækker over meget andet end rørmate-rialets ruhed . Normalt er i denne ruhed inkluderet effekten af lunker, biofilm, sediment, rørsamlinger mv.. Dette passer med, at det er denne samlede ruhed, der benyttes ved beregninger på afløbssystemet. Den altdominerende parameter er systemets fysiske tilstand. Hvis ikke systemets tilstand er tilfredsstillende mindskes vandføringsevnen betydeligt svarende til en mangedobling af ruheden. Det samme gælder for afløbssy-stemer med væsentlige sedimentaflejringer. Nedenstående konklusioner er derfor kun relevante i forbindelse med vurdering af afløbssystemer med en tilfredsstillende tilstand, og som i al væsentlighed lever op til almindelige regler om lægning af afløbssystemer, herunder kravet til selvrensning. De i strækningsruheden inkluderede forhold er særdeles vanskelige at generalisere. Deres påvirkning af ruheden vil variere dynamisk gennem et afløbssystems levetid. På kort tidsskala varierer ruheden betydeligt i specielt spildevandsførende afløbssystemer, idet ruheden aftager i løbet af kraftig regnafstrømning på grund af renskylning, mens der efterfølgende sker en aflejring af sedimenter og opbygning af biofilm. På længere tidsskala kan der ske nedbrydning af afløbssystemet, således at ruheden normalt vok-ser med afløbssystemets alder. Generelt kan endvidere antages, at ruheden er betyde-ligt større ved små vanddybder end ved fuldtløbende ledning. Undersøgelserne tyder på, at det er begrundet at antage lavere ruheder i ikke spilde-vandsførende ledninger (separate regnvandsledninger) end i spildevandsførende led-ninger (separate spildevandsledninger og fællessystemsledninger), men der er ikke rapporteret undersøgelser af fællessystemsledninger i situationer med fuldtløbende eller nær fuldtløbende ledning, så det er usikkert hvordan disse ledninger skal betragtes ved fuldtløbende ledning. Undersøgelserne tyder også på vandhastigheden på rørstrækninger har stor betydning for ruheden på den måde, at ledninger med stort fald og dermed stor vandhastighed har betydeligt mindre ruheder end ledninger med ringe fald. Forskellen skyldes, at der kommer betydeligt færre afsætninger og aflejringer i ledninger med store vandhastighe-der end i ledninger med små vandhastigheder. Denne proces er især fundet i spilde-vandsførende ledninger



Alle de nævnte forhold har betydning uanset rørmateriale og de vil i mange tilfælde klart overskygge betydningen af rørmaterialet. De målinger, der er udført på i øvrigt ens rørstrækninger, tyder dog på, at der normalt findes mindre ruheder på strækninger udført af plastrør end på strækninger udført af beton for ledninger, der fører spildevand. For separate regnvandsledninger, med gode afstrømningsforhold, er der ikke rapporteret en sikker forskel, og det kan derfor ikke sik-kert begrundes at antage forskellig ruhed for disse rør. Ud fra undersøgelsen og med de ovenfor nævnte forbehold kan det anbefales at benyt-te de i nedenstående tabel angivne ruheder ved dimensionering og analyse af afløbs-systemer. Det er en forudsætning at systemet er i normal god stand, og fortsætter med at være det, og uden noget som giver usædvanlige bidrag til ruheden. vf under 1 m/s vf over 1 m/s

Spildevandsførende Separat regnvand Betonrør 3,0 1,5 0,6 Plastrør 1,5 0,6 0,6

Tabel 5.1 Forslag til størrelsesorden af ruheder k mm i fuldtløbende afløbsledninger. Ruhederne kan anvendes til dimensionering og analyse af systemer, der er anlagt kor-rekt, og som er selvrensende. Ved beregning af et afløbssystems funktion skal de eksisterende forhold altid vægtes højt, da variationen fra system til system kan være stor, og da variationen fra strækning til strækning i et givet system ligeledes kan være stor. Disse forskelle, udtrykt som for-skelle i ruheder, kan let være betydeligt større end de i tabellen angivne forskelle mel-lem rørtyper og belastningsforhold. Der er ikke i de foretagne undersøgelser noget der tyder på at mindre ruheder kan an-befales, men en række forhold kan medføre forøgede ruheder. Ved dårlig fysisk tilstand af kloakledningerne anbefales det, at der foretages en kalibre-ring af modeller ud fra målinger, før der foretages beregninger. Der skal i forbindelse med etablering af nye rør specielt anføres, at kvaliteten af lægnin-gen har betydning for både selvrensningsevne og strækningsruhed. Endvidere har brøndenes udformning en væsentlig effekt, og der bør fokuseres på, at banketter føres til top af udløbende ledning og udformes strømningsmæssigt korrekt. Det skal afslutningsvis igen nævnes, at det ikke har været muligt at finde undersøgel-ser, der er baseret på betonrør, der svarer til dagens standard i Danmark med hensyn til rørlængde og samlingsmetode. Det er af betonrørsproducenterne anført, at det kan be-tyde mindre ruhed for nye rør, end de i tabellen anførte værdier. Det bør derfor overve-jes, om der er behov for en måleserie, der sammenligner moderne betonrør med mo-derne plastrør i praktisk brug.



6 Referencer ASCE (1982): Gravity sanitary sewer design and construction. American Society of Civil

Engineers, New York. ISBN 0-87262-313-0. ATV (1988): Richtlinien für die hydraulische Dimensionierung und den Leistungsnach-

weis von Abwasserkanälen und �leitungen. Arbeitsblatt A110. Gesellschaft Zur Förderung der Abwassertechnik, St. Augustin, Tyskland.

Bahl Andersen, E., Linde-Jensen, J.J., Thorkild Jensen, H., Winther, L. og Mikkelsen, I.

(1984): Afløbsteknik. 3. udgave. Polyteknisk Forlag, Lyngby. ISBN 87-502-0618-4.

Bland, C.E.G., Bayley, R.W. og Thomas, E.V. (1975): Some observations on the

accumulation of slime in drainage pipes and the effect of these accumulations on the resistance to flow. The Public Health Engineer, 1975, 13, 21-28.

Bland, C.E.G., Bayley, R.W. og Thomas, E.V. (1978): Accumulation of slime in drainage

pipes and their effect on flow resistance. Journal WPCF, 50, 1, 134-143. Butler, D. og Davies, J.W. (2000): Urban Drainage. E&FN Spon, New York. ISBN 0-

419-22340-1. Dansk Standard (1998): Drain and sewer systems outside buildings: Part 4: Hydraulic

design and environmental considerations. DS/EN 752-4. Dansk Standard (2000): Norm for Afløbsinstallationer. DS 432. København. DHI (2001): MOUSE. User Manual. Dansk Hydraulisk Institut. Dutruel, F. og Grisot, D. (1998): Hydraulic performances of drainage pipes. Technical

publication PT 119. Cerib, Epernon, Frankrig. Escarameia, M. And May, R.W.P. (1995): Litterature Review on Roughness of Pipes

and Sewers. Report SR 432. HR Wallingford, Oxon. Faldager, I. Holm, E., Sparwath, K. (1982): Afløbsledningers vandføringsevne og selv-

rensningsevne. Byggeteknisk Institut, DTI, København. ISBN 87-7511-101-2. Gerard, R., Bouthillier, P.H. og Besmehn, J. (1986): Field measurements of sanitary

sewer flow resistance coefficients. Water Ressources Engineering Report 86-2. Dept. of Civil Engineering, University of Alberta.

Gerard, R., Bouthillier, P, og Besmehn, J. (1989): Field Measurements of the hydraulic

resistance of sanitary sewers. Can. J. Civ. Eng. 16, 936-944. Imhoff, K. (1985): Taschenbuch der Stadtentwässerung. 26. Auflage. Oldenbourg Ver-

lag, München. ISBN 3-486-31886-1.



May, D.K., Peterson, A.W., and Rajaratnam, N. (1986): A study of Mannings roughness

coefficient for commercial concrete and plastic pipes. Dept. of Civil Engineering, University of Alberta, Canada.

Larsen, T., Jepsen, B.W. og Binder, J.C. (1998): Energibesparelse kontra selvrensning i

kloakpumpestationer. Stads- og Havneingeniøren, 89, 10, 42-44. National Water Council (1981): Design and analysis of urban storm drainage, the

Wallingford Procedure. Volume 1. Principles, methods and practice. Department of Environment, Standing technical committee report no. 28. ISBN 0-901090-27-1.

Orman, N. (2001): Personlig kommunikation. Perkins, J.A. og Gardiner, I.M. (1982): Measurements of the hydraulic roughness of

slimed sewer pipes. Report IT 237. HR Wallingford, Oxon. Perkins, J.A. og Gardiner, I.M. (1985): The hydraulic roughness of slimed sewers.

Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Part 2, 1985, 79, 87-104. Pomeroy, R.D. (1983): Flow velocities in pipelines. Journal of Hydraulic Engineering,

109, 8, 1108-1117. Reid, G.W. og Yang, T.-S. (1959): Sewer slimes cause Odors! Wastes Engineering,

Sept. 1959, 494-497. Straarup, J. (1984): Fejl i afløbsledninger. Registrering og vurdering. Bind 1-3. Eksa-

mensprojekt. Institut for Miljø og Ressourcer, DTU, København. HR Wallingford (1976): Roughness of slimed sewers. Interim Report. Dept. of the

Environment, Hydraulics Research Station, Wallingford. HR Wallingford(1987): Tests on slimed sewers. Summary 57. Hydraulics Research

Station, Wallingford. HR Wallingford(1998): Tables for the hydraulic design of pipes, sewers, and channels.

7th edition. HR Wallingford and D.I.H. Barr. ISBN 0-7277-2637-4. Water Research Center (2001): Sewerage Rehabilitation Manual. 4th edition � CD-

ROM. Water Services Association (1995): Sewers for adoption. 4th edition. WRc, Wiltshire.

ISBN 1-898920-02-8.



Bilag 1

Liste over litteratur stillet til rådighed af rørfabrikanterne



Liste over litteratur stillet til rådighed af rørfabrikanterne Afløbsfraktionen (1997): Betonrørssamlingen � en sikker løsning. Temablad 5. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (1998): De fleksible betonbrøndsystemer. Temablad 6. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (1998): Korrekt lægning af betonrør. Lægningsanvisning. Temablad 7. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (1998): Betonrør sikrer god komprimering og hydraulik. Fordele ved lægning af betonrør. Temablad 8. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (1999): Betonrør har den største vandføringskapacitet. Temablad 9. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (1999): Selvrensning i afløbssystemer. Temablad 11. Dansk Beton Industriforening. Beton Afløbsfraktionen (2000): Betonrør giver god samfundsøkonomi. Temablad 13. Dansk Beton Industriforening. Beton Ainsworth, R.G. og Gwilliam, R.D. (1977): Scale deposition in a uPVC pipe conveying domestic sewage. Water Research Center, Enquiry Report ER 517. July 1977. Plast ATV (1988): Richtlinien für die hydraulische Dimensionierung und den Leistungsnachweis von Abwasserkanälen und �leitungen. Arbeitsblatt A110. Gesellschaft Zur Förderung der Abwassertechnik, St. Augustin, Tyskland. Beton Bayley, R.W., Bland, C.E.G. og Thomas, E.V. (1975): Some observations on the accumulation of slime in drainage pipes and the effect of these accumulations on the resistance to flow. Proceedings of Symposion on sewerage and drainage design, 101-116. The Institution of Public Health Engineering. Plast Björklund, I.: Biological growth in plastic pipes � results obtained from a litterature study. Nordiska Plaströrgruppen, c/o The Swedish Plastics Federation, Stockholm. Plast Blanc, J. og Granier, C. (1979): Approche économique et technique du probléme des pertes de charge en conduite sous pression. TSM � L�eau, Octobre 1979, 519-524. Plast Bland, C.E.G., Bayley, R.W. og Thomas, E.V. (1975): Some observations on the accumulation of slime in drainage pipes and the effect of these accumulations on the resistance to flow. The Public Health Engineer, 1975, 13, 21-28. Plast Bland, C.E.G., Bayley, R.W. og Thomas, E.V. (1978): Accumulation of slime in drainage pipes and their effect on flow resistance. Journal WPCF, 50, 1, 134-143. Plast



Characklis, W.G. (1973): Attached microbial growth � II. Frictional resistance due to microbial slimes. Water Research, 7, 1249-1258. Plast Colebrook, C.F. og White, C.M. (1937): The reduction of carying capacity of pipes with age. Journal of the Institution of Civil Engineers, 1937, 99-118. Plast Dansk Standard (1998): Drain and sewer systems outside buildings: Part 4: Hydraulic design and environmental considerations. DS/EN 752-4. Beton/Plast. Derby, R.L. (1947): Control of slime growths in transmission lines. J. AWWA, 39, 1107-1114. Plast Dutruel, F. og Grisot, D. (1998): Hydraulic performances of drainage pipes. Technical publication PT 119. Cerib, Epernon, Frankrig. Beton Escarameia, M. And May, R.W.P. (1995): Litterature Review on Roughness of Pipes and Sewers. Report SR 432. HR Wallingford, Oxon. Beton Faldager, I. Holm, E., Sparwath, K. (1982): Afløbsledningers vandføringsevne og selv-rensningsevne. Byggeteknisk Institut, DTI, København. ISBN 87-7511-101-2. Beton Gardiner, I.M. (1979): The effect of slime growth on the hydraulic roughness of sewers. Public Health Engineering, 1979, 1 (1), 16-20. Plast. Gerard, R., Bouthillier, P.H. og Besmehn, J. (1986): Field measurements of sanitary sewer flow resistance coefficients. Water Ressources Engineering Report 86-2. Dept. of Civil Engineering, University of Alberta. Beton/plast Gerard, R., Bouthillier, P, og Besmehn, J. (1989): Field Measurements of the hydraulic resistance of sanitary sewers. Can. J. Civ. Eng. 16, 936-944 Beton/plast Glerup, S. (1999): Hydrauliske forhold i afløbsledninger. EVA-bladet, 12, 2, 12-15. Be-ton Hvorslev, S. og Gleerup, S.S. (2000): Nye undersøgelser viser same vandføringsevne i plast- og betonrør. Særtryk af artikel 1/10 � 2000. Beton May, D.K., Peterson, A.W., and Rajaratnam, N. (1986): A study of Mannings roughness coefficient for commercial concrete and plastic pipes. Dept. of Civil Engineering, University of Alberta, Canada. Beton National Water Council (1981): Design and analysis of urban storm drainage, the Wallingford Procedure. Volume 1. Principles, methods and practice. Department of Environment, Standing technical committee report no. 28. ISBN 0-901090-27-1. Plast. Nesbeitt, W.D. (1980): How to maintain PVC sewer pipe. Water and Pollution Control, 1980, October, 22-25. Plast Paintal, A.S. (1972): Hydraulic design of self-cleaning circular sanitary sewers. Water and Sewage Works, 1972, R-52 � R-60. Plast



Perkins, J.A. (1975): The hydraulic resistance characteristics of pipes. Proceedings of the Symposion on Sewerage and Drainage Design, 82-100. The Institution of Public Health Engineering. Plast Perkins, J.A. (1977): The effects of sliming on the hydraulic resistance of sewers. Symposion on Opportunities for Innovation in sewers. Univesity of Reading, Marts 1977. Plast. Perkins, J.A. og Gardiner, I.M. (1982): Measurements of the hydraulic roughness of slimed sewer pipes. Report IT 237. HR Wallingford, Oxon. Plast/Beton Perkins, J.A. og Gardiner, I.M. (1985): The hydraulic roughness of slimed sewers. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Part 2, 1985, 79, 87-104. Plast. Perrusquia, G. (1990): Flow resistance in storm sewers with a sediment bed. In: Proceedings of the Fifth International Conference on Urban Storm Drainage, Osaka, Japan, pp 873 - 878. Plast Picologlou, B.F., Zelver, N. og Characklis, W.G. (1980): Biofilm growth and hydraulic performance. Journal of the hydraulics division, ASCE, HY5, 733-746. Plast. Pomeroy, R.D. (1983): Flow velocities in pipelines. Journal of Hydraulic Engineering, 109, 8, 1108-1117. Plast Pugh, W.H.A. (1982): Microbial fouling of pipelines. Corrosion Prevention & Control, June 1982, 8-10. Plast Raudkivi, A.J. (1990): Loose boundary Hydraulics. Oxford Pergamon Press. ISBN Plast Reid, G.W. og Yang, T.-S. (1959): Sewer slimes cause Odors! Wastes Engineering, Sept. 1959, 494-497. Plast Tullis, J.P. (1986): Friction factor tests on concrete pipe. Hydraulics Report No. 157. Utah State University Foundation, Logan. Beton Unicon: Kloaksanering � grave eller lappe. Beton HR Wallingford (1976): Roughness of slimed sewers. Interim Report. Dept. of the Environment, Hydraulics Research Station, Wallingford. Plast HR Wallingford(1987): Tests on slimed sewers. Summary 57. Hydraulics Research Station, Wallingford. Plast HR Wallingford(1998): Tables for the hydraulic design of pipes, sewers, and channels. 7th edition. HR Wallingford and D.I.H. Barr. ISBN 0-7277-2637-4 Beton Water Services Association (1995): Sewers for adoption. 4th edition. WRc, Wiltshire. ISBN 1-898920-02-8. Beton



Bilag 2

Rundspørge Følgebrev og skema udsendt til en række kommuner,

rådgivere mv.



Følgebrev

Charlottenlund, 23. maj 2001 Vedr. undersøgelser af ruheder i afløbssystemer. PH-Consult er af rørproducenterne i Danmark blevet bedt om at udarbejde en oversigt vedrø-rende brug af ruheder til dimensionering af afløbssystemer i Danmark. Oversigten baseres på dansk og udenlandsk litteratur samt på den nuværende praksis blandt kommuner og rådgivere i Danmark og udlandet. Oversigten vil blive behandlet i faglige udvalg i såvel DANAS som Spil-devandskomitéen og vil formodentlig føre til en anbefaling fra DANAS om brugen af ruheder Vi håber derfor, at I har tid og mulighed for at svare på vores spørgsmål om brug af ruheder. Svarene behøver ikke at følge vedlagte skema; uddrag af vedligeholdelses-manualer, notater eller lignende er også fint. Vi anmoder om, at skemaet returneres senest 10. juni. Med venlig hilsen Karsten Arnbjerg-Nielsen PH-Consult



Skema udsendt til en række kommuner, rådgivere mv.

23. maj 2001 /KAN Skema vedr. brug af ruheder i afløbssystemer. Kommune/Virksomhed

Udfyldt af

Dato

Hvis der i forskellige situationer benyttes forskellige ruheder angives et interval. I bemærknin-gerne oplyses årsagen til variationerne. Ruhed /

Manningtal

Bemærkning

Beton Plast

Fælles-systemer

Andet:

Beton

Plast

Separate spil-devands-systemer

Andet:

Beton

Plast

Separate regnvands-systemer

Andet

Andet? Brug evt. bagsiden

Oplever du jævnligt problemer med at fastsætte en passende ruhed? I hvilke situationer? Brug eventuelt bagsiden. Returneres helst inden 10. juni til PH-Consult, att: Karsten Arnbjerg-Nielsen email: [email protected] Tak for hjælpen!

Documents

Praktiske forekommende ruheder i afløbssystemer · 2016-06-21 · (2.4), der benyttes. Manning-formlens fejlmargin på 3 % betyder, at fejlmargin på ru-hedsbestemmelsen bliver 20