Beräkningar hundraårsregn

I Figur 16 visas utbredning av översvämning vid ett hundraårsregn i dagsläget. Ingen hänsyn har tagits till hydrodynamik eller markinfiltration.

Figur 16. Flödesvägar området under ett 100-års regn och instängda områden i dagsläget.

Markering i gult anger område för vattenparkens avvattning. (Gestaltningsplan, MV Towatt Sweco, 2019)

Ett hundraårsregn år 2100 med två timmars varaktighet motsvarar 82 mm nederbörd. Det kan förenklat antas att all bebyggd mark ger denna mängd avrinning vid ett

hundraårsregn (avrinningskoefficient=1,0) medan bibehållen skogsmark kan hålla ca 50 mm nederbörd i marklagren och fördröja avrinningen i tid vilket minskar avrinningen till 32 mm från skogsmarken. Tillrinningsområdets totala area är 34,2 ha. Denna förenklade beräkning visar att hundraårsregnet genererar nära 21 000 kubikmeter dagvatten, se Figur 17, som behöver beredas plats inom vattenparksområdet + avbördas genom trummorna och dikessystemet utan att orsaka skada på bebyggelse, försvåra framkomligheten för räddningstjänsten eller förhindra access till samhällsviktiga byggnader såsom skolan.

En rimlig avbördning från området bedöms ligga på ca 800-1000 l/s. 800 l/s under två timmar motsvarar 6000 kubikmeter dagvatten som kan avbördas under själva

regnförloppet. För att det skall fungera är det av stor vikt att trummorna under Norrleden och Lillhäradsvägen får kapacitet att avbörda dessa 800 liter per sekund. För detta behövs en trumma på 1000 mm i diameter med 1,25 m/s vattenhastighet och 1,0 promilles lutning. Bibehålls befintliga trummor måste nya adderas jämte för att totalt uppnå denna dimension eller ca 0,8 – 1,0 m² tvärsnittsarea per vägpassage.

Figur 17. Volym dagvatten som genereras inom avrinningsområdet till vattenparken från olika markanvändningsytor vid ett klimatkompenserat hundraårsregn.

Trummorna dimensioneras för minst 20-årsregnet, men det är viktigt att hundraårsregnet kan ledas delvis över Norrleden och Lillhäradsvägen. Detta skall tas hänsyn till vid

placering av bullervallar och släpp genom bullervallar. För att säkerställa framkomligheten för räddningstjänsten bör detta förlopp kartläggas med hjälp av en hydrodynamisk modell.

27 (34)

Norrledens lägsta punkt är +30,5 och fungerar som ett sekundärt bräddavlopp för hela området även i ett fall att dike och trummor skulle vara igensatta.

Vattenparken har därför i den arkitektoniska gestaltningen tillskapats den nödvändiga effektiva utjämnande översvämningvolymen om ca 15 000 kubikmeter (21 000 minus 6 000 kubikmeter) och detta mellan nivåerna +29,7 till +31,2, se Figur 18. Därmed är det av vikt att färdig golvnivåer ej ligger under +31,2. För att säkerställa räddningstjänstens framkomlighet bör inte vägar som måste passeras ligga under nivån +30,9 (30 cm maximalt vattendjup).

Figur 18. Översvämmad yta vid hundraårsregnet, +31,20. Volym inom området rymmer 15 000 m³ vatten mellan permanentnivå och maximal översvämningsnivå. Vattennivån stiger inom

vattenparksområdet och leds vidare till fotbollsplanen. Nivån kan stiga 1,50 meter från 29,70 till 31,20 utan att skada planerad bebyggelse.

Detsamma gäller att det avbördade diket behöver ha en tvärsnittsarea om 1,5-2,5 m². Inmätningar har visat att dagens dike står delvis dämt med en skillnad dikes bottennivå-vattennivå på ca 0,5 - 0,8 meter. Ovan dikets bottennivå-vattennivå finns ytterligare ca 0,5 – 0,8 meters mån för vatten att stiga (observera att detta är dagens nivåer). Tillgänglig total tvärsnittsarea är ca 2,7 m² vilket med god marginal kan avbörda erforderliga 1790 liter per sekund även där diket har en lutning på 0,5 promille. Se Figur 19.

För att få en mer detaljerad förståelse där även hydrodynamiken är medtagen i beräkningarna bör en hydraulisk yt- och ledningsnätsmodell användas och testas på föreslagen höjdsättning av området och framtida dike i nästa skede. Sweco

rekommenderar att även betydligt större regn än 100-årsregnet såsom

Köpenhamnsregnet, ca 1500-årsregnet, modelleras för att se konsekvenser och därmed med enkla åtgärder ytterligare kunna skydda bebyggelse genom god nivåsättning inom området och dimensionering (helst överdimensionering) av det avbördande diket. Vilket scenario som väljs ut bör bestämmas av Västerås Stad i samråd med Länsstyrelsen.

Figur 19. Inmätning av diket norr om Lillhäradsvägen. Sektion sett i flödesriktningen, norrut. Ljusblå linje visar uppmätt vattennivå (ca +29,8, november 2019). Mörkblå visar möjlig nivå (+30,7) vid avbördning av hundraårsregn. Grön visar dagens marknivå och bottennivå +29,2. Totala tvärsnittsarean under den mörkblå linjen med dagens marknivå är 2,65 m².

6 Åtgärder

Planförslaget för stadsdelen omfattar flera lösningar för dagvattenhantering. Vattenpark samt översilningsyta/dike har tagits fram som huvudförslag för dagvattenhanteringen och ingår i planförslag från Västerås stad (2018).

Utöver vattenparken planeras även dagvattenlösningar i form av regnbäddar,

skelettjordar, översilningsytor, gröna tak och översilningsytor (Figur 20). Deras funktion beskrivs vidare i 2016 års utredning.

Gröna tak-system kan installeras på nästan alla tak där taklutningen inte är för brant.

Idrottshallar, miljöstationer, skolor eller radhus med platta tak eller upp till 15-20 graders lutning är lämpligast.

Skelettjordar är avsedda att anläggas under trottoarer, parkeringsplatser och gator i samband med träd eller större buskplantering. Skelettjordar är platssparande och har trots detta stor kapacitet för infiltration. Makadamfyllningen kan blandas med

näringsberikad biokol för att förbättra reningskapaciteten och näringsupptagning för träd, kvarhållande av vatten, samtidigt som att skelettjorden därmed fungerar som kolsänka.

Skelettjordar kan under markgaller utföras nedsänkta för enklare spridning av vägdagvatten. Se Figur 21.

Nedsänkta växtbäddar bidrar till en grönare stadsmiljö samtidigt som dagvatten från förorenade och hårdgjorda ytor kan renas på ett hållbart sätt. De förbättrar också skyfallsituationen i ett utsatt område. Dessa kan också byggas upp med biokol.

Stadsdiken bidrar till en grönare stadsmiljö, rening genom infiltration och fastläggning, plats för snö vintertid och förbättrar skyfallssituationen. Biokolsinblandning torde vara möjlig i underbyggnaden. Se Figur 22 och Figur 23.

29 (34)

Översilningsytor bidrar till parkstråk som är fuktigare och därmed ibland grönare och rikare på biologisk mångfald än omgivande parkmark. I översilningsytan sker

avdunstning, infiltration och växtupptag. Översilningsytor fordrar helst nivåskillnader på inkommande ledning och ytan om ca 1,5 - 2,0 meter vid fritt utlopp, men kan vara mindre vid utlopp via omvänd dagvattenbrunn och dykarledning. Tanken är att det längs med diket norr om bussgatan anordnas översilningsytor. Se Figur 24.

Planterade diken längs parkeringar, gärna i kombination med plattsättningar eller avgrusningar är mycket viktiga på kvartersmark och allmän platsmark och renar effektivt eftersom dagvattnet från dessa ytor har extra höga halter av föroreningar. Se Figur 25.

Figur 20 Skelettjordar, nedsänkt växtbädd samt gröna tak.

Figur 21. Längdsektion (längs med gata) skelettjord med dagvattenbrunn med sandfång och inlopp ovan mark i nedsänkt bevattningsdel (Sweco, Södra Värtan, Stockholm)

Figur 22. Stadsdiken med nollad kantsten på Öster Mälarstrand.

31 (34) Figur 23. Stadsdiken med släpp i kantsten i Enskede (Google Street View).

Figur 24. Översilningsyta innan utsläpp till ett mindre vattendrag (Bild: Sweco, Norra Djurgårdsstaden).

Figur 25. Stensatt parkeringsyta som leds till genomsläppligt dike med rosplantering och med släpp i kantsten. Foto: Sweco, Koblenz.

7 Slutsatser

· Föroreningsberäkningar visar att det inte behövs ytterligare åtgärder på allmän platsmark inom tillrinningsområdet för delavrinningsområdet som leds till vattenparken efter utbyggnation av planområdet för att klara riktvärden från Västerås stad. Däremot behövs LOD även på allmän platsmark för att minska halterna jämfört med dagsläget gällande Zink, Kadmium, Nickel, Kvicksilver och BaP. Detta lyckas förutom för Kadmium och Kvicksilver. Belastningen för de flesta ämnen minskar till betydligt under kraven staden har ställt upp om att minska belastningen från dagvattnet med 20% till 2021. Införs även LOD på allmän platsmark minskar alla långt under kravet, förutom Kadmium, Nickel och Kvicksilver. Hur detta skall lösas bör utredas vidare. Det kan även vara

osäkerheter i beräkningsmodellen StormTAC som ger detta resultat.

· Föroreningsberäkningar visar att det inte behövs ytterligare åtgärder på allmän platsmark inom tillrinningsområdet för delavrinningsområdet som leds till översilningsyta/dike efter utbyggnation av planområdet för att klara riktvärden från Västerås stad. Belastningen för de flesta ämnen minskar till betydligt under

33 (34)

kraven staden har ställt upp om att minska belastningen från dagvattnet med 20% till 2021. Införs även LOD på allmän platsmark minskar alla långt under kravet, förutom Kvicksilver.

· Med en smart reglerutrustning i kombination med kapacitet att hantera upp till hundraårsregnet i det avbördande diket kan vattenparken få en permanent vattennivå på +29,70, en avdunstningsgenererad nivåsänkning ned till

åtminstone 29,30, stigning till 30,00 vid regn med kort återkomsttid och till +30,20 innan i princip fritt utlopp (1790 l/s) skall säkerställas för att snabbt evakuera dagvatten från området.

· Vattenparken samt översilningsyta/dike bedöms få tillräcklig magasineringsvolym för att inte öka flödet efter utbyggnation av projektområdet vid 10-årsregnet.

· Hundraårsregnet med klimatfaktor hanteras väl inom området och kan säkert evakueras om dikets avbördningskapacitet säkerställs.

· Dikets (inklusive trummor under Norrleden och Lillhäradsvägen) kapacitet måste förbättras och framförallt måste dess vattenföring och dikesbotten sänkas upp till ca 0,5 meter för att inte riskera dämning och svårigheter att avbörda och

evakuera dagvatten från området.

· Trummorna dimensioneras för minst 20-årsregnet, men det är viktigt att

hundraårsregnet kan ledas delvis över Norrleden och Lillhäradsvägen. Detta skall tas hänsyn till vid placering av bullervallar och släpp genom bullervallar. För att säkerställa framkomligheten för räddningstjänsten bör detta förlopp kartläggas med hjälp av en hydrodynamisk modell.