Effektivisering av ekologisk dagvattenhantering i stadsmiljö

(1)

Effektivisering av ekologisk

dagvattenhantering i stadsmiljö

Efficiency of ecological stormwater management in

urban areas

Martin Backström

Ludvig Wikström

EXAMENSARBETE 2013

(2)

Detta examensarbete är utfört vid Tekniska Högskolan i Jönköping inom ämnesområdet byggnadsteknik. Arbetet är ett led i den treåriga

högskoleingenjörsutbildningen.

Författarna svarar själva för framförda åsikter, slutsatser och resultat. Examinator: Hamid Movaffaghi

Handledare: Nasik Najar Omfattning: 15 hp Datum: 2013-06-17

(3)

Abstract

In the city of Jönköping problems with the irregular flow, erosions and transport of sediment materials are recurring in the brook Strömsbergsbäcken. The

problems is somewhat caused by an increased flow of storm water in the brook, which leads to high flow peaks in some parts of the brook since the original furrow is not dimensioned for the increased amount of water.

The purpose of this project work is to make ecological drainage management in urban environments with a high amount of storm water discharge more efficient. The objective with the report is to create valuable material of how to accomplish ecological drainage management in urban areas and that the report will be useful for future similar connections. To fulfill the objective, the following three

questions have been designed as a significant part of the final project report:  How can the load on the general drainage system be reduced?

 How can the pollution effects of storm water runoff in urban areas be reduced?

 Which treatments are appropriate to enhance the ecological storm water management in Strömsbergsbäcken ?

The methods that have been used to solve these questions are document- and literature studies, and also a case study.

The thesis results shows that the storm water flows from four of the nine areas that has its outlets in Strömsbergsbäcken, need to be treated through some kind of a solution or method that delays the water flow. The treatment could be

performed in the area, before the storm water reaches the storm water network, which leads to Strömsbergsbäcken. The storm water flows can also be reduced by treatments adjacent to the outlets in the brook, where the largest flow peaks occurs. For example an essential solution to decrease the flows in

Strömsbergsbäcken is to reconstruct the old dam located near one of the outlets into a basin, which will delay the stormwater flows.

Keywords

Stormwater flow, Stormwater management, Ecology, Erosion, Basin, Pollutions, Paved surface, LOD, Sediment, Strömsbergsbäcken.

(4)

Sammanfattning

I Jönköping har problemet med översvämningar, erosion och materialtransport varit ett stort problem i Strömsbergsbäcken i Jönköpings kommun. Detta har till viss del orsakats av ett ökat dagvattenutsläpp i bäcken, vilket skapar kraftiga flödestoppar då den ursprungliga fåran inte är ”dimensionerad” för den ökade vattenmängden.

Syftet med arbetet är att effektivisera ekologisk dagvattenhantering i stadsmiljö med högt dagvattenutsläpp. Målet med arbetet är i sin tur att framställa underlag för hur ekologisk dagvattenhantering i stadsmiljö kan genomföras och att

rapporten skall kunna ge värdefull kunskap till liknande sammanhang. För att uppfylla målet har följande tre frågeställningar utformats som utgör en väsentlig del av arbetet:

 Hur kan belastningen på det allmänna dagvattennätet minskas?

 Hur kan föroreningsföljderna av dagvattenavrinning i stadsmiljö minskas?  Vilka åtgärder är lämpliga för att effektivisera ekologisk dagvattenhantering i

Strömsbergsbäcken?

Metoderna som använts för att besvara frågeställningarna är litteraturstudie, dokumentanalys och fallstudie.

Resultaten visar på att vattenflödena från fyra av nio upptagningsområden som har sitt utlopp i Strömsbergsbäcken bör genomgå någon form av åtgärd som bromsar eller minskar dagvattenflödena innan det återgår till den naturliga vattencykeln.

Dagvattenflödet kan minskas genom att anlägga åtgärder i området innan vattnet når vattendraget. Flödena kan också minskas genom åtgärder i anslutning till bäcken, vid de utloppen där de största flödena förekommer.

En väsentlig lösning för Strömsbergsbäcken är t.ex. att bygga om den befintliga branddammen, som ligger intill ett av utloppen, till en fördröjningsdamm för att bromsa en del av flödena i bäcken.

Nyckelord

Dagvattenflöde, Dagvattenhantering, Ekologi, Erosion, Fördröjningsdamm, Föroreningar, Hårdgjord yta, LOD, Sediment, Strömsbergsbäcken

(5)

Innehållsförteckning

1 Inledning ... 1

1.1 OMRÅDESBESKRIVNING ... 1

1.2 PROBLEMBESKRIVNING ... 3

1.3 SYFTE MÅL OCH FRÅGESTÄLLNINGAR ... 5

1.3.1 Syfte ... 5

1.3.2 Mål ... 5

1.3.3 Frågeställningar ... 5

1.4 METOD ... 5

1.4.1 Hur kan belastningen på det allmänna dagvattennätet minskas? ... 5

1.4.2 Hur kan föroreningsföljderna av dagvattenavrinning i stadsmiljö minskas? ... 5

1.4.3 Vilka åtgärder är lämpliga för att effektivisera ekologisk dagvattenhantering i Strömsbergsbäcken? ... 5

1.5 DEFINITIONER OCH BEGREPP ... 6

1.6 AVGRÄNSNINGAR ... 6

1.7 DISPOSITION ... 7

2 (Teoretisk) bakgrund och förutsättningar ... 8

2.1 HISTORIK ... 8

2.2 EKOLOGISK DAGVATTENHANTERING ... 9

3 Genomförande ... 10

3.1 LITTERATURSTUDIE ... 10

3.1.1 Dagvattnets olika processer... 10

3.1.2 Hårdgjorda ytor ... 12

Urbaniseringens effekter ... 12

3.1.3 Öppen dagvattenhantering ... 14

3.1.4 Omhändertagande på privat mark ... 16

3.1.5 Fördröjning nära källan ... 21

3.1.6 Trög avledning ... 24 3.1.7 Samlad fördröjning ... 26 3.1.8 Föroreningar i dagvatten ... 28 Föroreningskällor ... 28 Sediment ... 29 Erosion ... 30

3.1.9 Vattendirektiv och styrande organ ... 33

3.2 FALLSTUDIE ... 36

3.2.1 Beräkningsmetoder ... 36

3.2.2 Beräkning med rationella metoden ... 37

3.2.3 Beräkningar för Strömsbergsbäcken ... 39

4 Resultat och analys ... 43

4.1 HUR KAN BELASTNINGEN PÅ DET ALLMÄNNA DAGVATTENNÄTET MINSKAS? ... 43

4.1.1 Omhändertagande på privat mark ... 44

4.1.2 Fördröjning nära källan ... 46

4.1.3 Trög avledning ... 47

4.1.4 Samlad fördröjning ... 49

4.2 HUR KAN FÖRORENINGSFÖLJDERNA AV DAGVATTENAVRINNING I STADSMILJÖ MINSKAS? ... 50

4.2.1 Reningsmetoder för dagvatten ... 50

4.3 VILKA ÅTGÄRDER ÄR LÄMPLIGA FÖR ATT EFFEKTIVISERA EKOLOGISK DAGVATTENHANTERING I STRÖMSBERGSBÄCKEN? ... 53

5 Diskussion ... 55

(6)

5.2 METODDISKUSSION ... 56

6 Slutsatser och rekommendationer ... 57

7 Referenser ... 58

7.1 BILDREFERENSER ... 60

8 Sökord ... 62

(7)

1 Inledning

Detta examensarbete har genomförts som en del i utbildningen byggnadsteknik på Tekniska Högskolan i Jönköping. Ämnet för arbetet är ekologisk

dagvattenhantering, vilket är ytterst väsentligt vid både nyexploatering av städer samt för den allmänna stadsplaneringens utveckling. Eftersom de urbana

miljöerna påverkar de naturliga processcyklerna, behövs fler miljövänliga lösningar i städer för att uppnå en hållbar framtid ur miljösynpunkt. Med det menas att de naturliga processcyklerna skall fungera i stadsmiljö och detta genom att ekologiska lösningar och metoders funktionella värde återställer balansen.

Arbetets uppkomst grundas utifrån återkommande problematik i

Strömsbergsbäcken i Jönköpings kommun. Där det ojämna flödet i bäcken skapar erosioner och översvämningar i vissa delar av bäcken. Vilket är en följd av att bäckens kapacitet inte klarar av den belastning den utsätts för vid kraftig

nederbörd. Kommunen ville därför att ett arbete om ekologisk dagvattenhantering skulle genomföras, där arbetets innehåll skall kunna ge visioner och idéer om framtida hållbara lösningar vid exploatering av urbana miljöer.

1.1 Områdesbeskrivning

Arbetets utgångspunktgrundas på en fallstudie på Strömsbergsbäcken. Enligt Jönköpings kommun är detta en liten recipient som avvattnar området Ljungarum 7 och 6 som ligger söder om Jönköping. I bilaga 1 ges en överskådlig vy över området Ljungarum 7 och 6, som är markerat inom det rödinringade området och bäcken som den blå markeringen på kartan. Området Ljungarum består i väst och sydväst främst av industriområde, intill industriområdet ligger ett villaområde. Mitten av området består till största delen av jordbruksmark och

lövskogsdominerande yta, vilket är klassificerat som ett naturreservat, (se bilaga 2 för utmarkerat naturreservat). I norra delen av området (bilaga 1) ligger Ryhovs sjukhusområde och östra delen består främst av lövskog. I östra delen ligger också en golfbana.

I bilaga 3 visas en tydligare bild över Strömsbergsbäcken i form av den mörkblå markeringen, där man också ser bäckens alla grenar, s.k. biflöden. Bäcken uppskattas vara ca 15 km lång då bäckens grenar även är inräknade, varav huvudfåran uppskattas till ca 5,7 km och mynnar ut i Rocksjön som det största naturliga tillflödet i sjön. I början av bäckens huvudfåra domineras

avrinningsområdet av de tidigare nämnda industriområdena, villaområdet samt gator och större trafikleder. Den stora dagvattenmängden från vägar och industriområden bedöms ha relativt stor negativ påverkan enligt Jönköpings kommun, då bäcken anses som en liten recipient. Bäckens genomsnittliga lutning är enligt tidigare dokumentation beräknad till 1,9 %. Bäcken innehar utifrån kommunens bedömning en mycket god buffertkapacitet, samt hög kvävehalt och fosforhalt. Vattnet är måttligt färgad men blir mer grumligt vid större

(8)

Strömsbergsbäcken och dess närområde bedöms ha stor betydelse för den biologiska mångfalden samt för Jönköpings grönstruktur. Bäcken redovisas som ett viktigt grönstråk i kommunens grönstrukturplan. Fiskfaunan i bäcken består bl.a. av amerikansk bäckröding, bild 1 och bäcknejonöga, bild 2. Vid

Strömsbergsdammen som ligger strax öster om Ljungarums bostadsområde, har häckande forsärla, bild 3 noterats och sannolikt förekommer också häckande rörhöna, bild 4. 1

Bild 1 Bäckröding2 Bild 2 Bäcknejonöga3

Bild 3 Forsärla4 Bild 4 Rörhöna5

Jönköping kommuns målsättning för Strömsbergsbäcken är att dagvattnet från både bostads- och industriområdena, E4:an och andra starkt trafikerade vägar bör genomgå någon form av behandling innan det tillförs bäcken.6

1_{Jönköpings kommun, Dagvatten – policy och handlingsplan, Tekniska kontoret / Infrastruktur-VA, Jönköping.}

Fastställd av kommunfullmäktige 2009-01-29.

2_{http://www.kleander.com/vatten/enan_draggan/backroding.html} 3_{http://www.luontoportti.com/suomi/sv/kalat/nejonoga}

4_{http://www.fageln.se/art/forsaerla.aspx}

5_{http://www.nrm.se/faktaomnaturenochrymden/djur/faglar/vanligafaglar/faglariapril.5850.html}

6_{Jönköpings kommun, Dagvatten – policy och handlingsplan, Tekniska kontoret / Infrastruktur-VA,}

(9)

1.2 Problembeskrivning

I början av 1900-talet blev problemet med vatten från nederbörd löst genom att använda ett kombinerat vattenledningssystem i Sverige och från 1950 och framåt så separerades dagvatten och spillvatten i olika ledningar i ett så kallat

duplikatsystem runt om i landet.7_{Trots de nya och mer moderna lösningarna för} spill- och dagvattenhantering, är förekomsten av översvämningar, erosioner och föroreningar fortfarande ett stort problem i både Sverige och andra länder. Det finns sedan tidigare flera genomförda arbeten inom liknande

problemområden. T.ex. har en studie gjorts som beskriver situationen i Höje å i Skåne. I studien undersöks hur avrinningsvatten från urbana miljöer påverkar ån.8 Ytterligare ett relevant arbete är från en fallstudie av Rinnebäcksravinen i Värpinge by, Lund. Där Rinnebäcksravinen är både recipient samt utjämningsmagasin för det dagvattnet som avrinner från stora delar av västra Lund. Vid kraftig nederbörd uppkommer korta men intensiva flödestoppar vilket leder till erosioner i bäcken.9 Ett annat arbete omfattar 8 olika fallstudier på vattendrag som rinner genom urbana miljöer i Nederländerna. Dessa vattendrag har haft återkommande problem med översvämningar och erosionsskador.10

I Jönköping har problemet med översvämningar, erosion och materialtransport varit ett stort problem i Strömsbergsbäcken i Jönköpings kommun. Detta har till viss del orsakats av ett ökat dagvattenutsläpp i bäcken, vilket skapar kraftiga flödestoppar då den ursprungliga fåran inte är ”dimensionerad” för den ökade vattenmängden. Bäcken har en naturligt hög slamtransport men de kraftiga flöden som dagvattentillförseln medför, bidrar till en kraftigt ökad materialtransport. Detta leder till att materialet sedimenterar på de lugnare delarna av vattendraget och sedimentanlagringen kräver rensningar för att undvika problem i form av översvämningar vid höga flöden. Den ökade tillförseln av slam missgynnar även ekosystemet för många vattenlevande organismer och påverkar den närliggande bebyggelsen vid för höga vattenflöden.

7_{Stahre, Peter. En långsiktigt hållbar dagvattenhantering: Planering och exempel, Svenskt Vatten}

2004.

8_{Czemiel Berndtsson, Justyna och Bengtsson, Lars, Stadens inverkan på vattenmiljön i}

avrinningsområden, Svenskt vatten, 2006.

9_{http://stud.epsilon.slu.se/5062/1/rydsberg_t_121107.pdf}

10

http://sl.life.ku.dk/forskning/landskab_og_byer/vand_ressourcer_og_haandtering/2bg_black_blue_gre en/~/media/Sl/Forskning_Research/Landskab_byer/water_resources_and_management/2BG_Working Paper1_Holland_Excursion.ashx

(10)

Vid ett par tillfällen under våren 2002 genomfördes en analys av tungmetaller i bäcken och då uppmättes mycket låga till låga halter av bly, koppar och zink. Bäcken tillförs stora mängder dagvatten från industriområdena på Ljungarum och Gamla Flygfältet samt från delar av E4:an och det är också från dessa områden man bedömer att de mest betydande föroreningskällorna härrör från.11

I juni 2010 drabbades Jönköping av mycket kraftig och ihållande nederbörd. Det kraftiga och ihållande regnfallet orsakade översvämningar i flera mindre

vattendrag runt om i Jönköping, bl.a. då Strömsbergsbäcken. Det rapporterades att vatten tagit sig in i ett flertal fastigheter runt om i kommunen.

Översvämningen i Strömsbergsbäcken orsakade bl.a. stora fastighets- och erosionsskador. Bild 5 visar en översvämning vid Biltema juni 2010.12

Bild 5 Översvämning i Strömsbergsbäcken13

Arbetet är genomfört i samarbete med Jönköpings kommun.

11_{http://www.jonkoping.se/download/18.3d2c173e138510a42ca963/1344521012441/Rapport,+Str%C3} %B6msbergsb%C3%A4cken+Biotopkartering+med+biotopv%C3%A5rd+och+dagvatten+2011.pdf 12_{http://www.jnytt.se/nyhet/33024/tiotal-oversvamningar-i-jonkoping-pa-morgonen} 13 http://www.jnytt.se/nyhet/33024/tiotal-oversvamningar-i-jonkoping-pa-morgonen

(11)

1.3 Syfte mål och frågeställningar

1.3.1 Syfte

Syftet med arbetet är att effektivisera ekologisk dagvattenhantering i stadsmiljö med högt dagvattenutsläpp.

1.3.2 Mål

Målet är att framställa underlag för hur effektivisering av ekologisk

dagvattenhantering i stadsmiljö kan genomföras och att rapporten skall kunna ge värdefull kunskap till liknande sammanhang. Ett ytterligare mål är att arbetet skall minska problemen i Strömsbergsbäcken i Jönköpings kommun.

1.3.3 Frågeställningar

 Hur kan belastningen på det allmänna dagvattennätet minskas?

 Hur kan föroreningsföljderna av dagvattenavrinning i stadsmiljö minskas?  Vilka åtgärder är lämpliga för att effektivisera ekologisk dagvattenhantering

i Strömsbergsbäcken?

1.4 Metod

1.4.1 Hur kan belastningen på det allmänna dagvattennätet minskas?

För att besvara frågan har litteraturstudie och dokumentanalys använts för att finna relevanta svar på frågan. Detta för att även kunna relatera och jämföra andra liknande studier och fall angående ekologisk dagvattenhantering.

1.4.2 Hur kan föroreningsföljderna av dagvattenavrinning i stadsmiljö

minskas?

Denna fråga har besvarats med hjälp av en litteraturstudie och dokumentanalys för att analysera konsekvenser från tidigare relevanta objekt angående för höga

dagvattenutsläpp i stadsmiljö. Samt för att få en bredare uppfattning om vilka typer av åtgärder som finns.

1.4.3 Vilka åtgärder är lämpliga för att effektivisera ekologisk

dagvattenhantering i Strömsbergsbäcken?

Genom en fallstudie i samarbete med Jönköpings kommun med

(12)

fall har frågan besvarats. Dessutom har en kortare intervju genomförts för att bekräfta delar av materialet i dokumentanalyserna.

1.5 Definitioner och begrepp

Här beskrivs definitioner av de ord som är återkommande genom hela rapporten och som anses nödvändiga att känna till, för att på ett så enkelt sätt som möjligt tydligöra begrepp.

Dagvatten

Dagvatten är allt det vatten från nederbörd i form av regn och snö som rinner av på markytor, istället för att infiltreras i markytor.14

LOD

LOD står för lokalt omhändertagande av dagvatten och innebär att dagvattnet tas om hand så nära källan som möjligt innan det blivit allt för förorenat av

exempelvis bilavgaser.15

Hydrologisk cykel

Den hydrologiska cykeln är en kontinuerlig process där vatten färdas i alla aggregationstillstånd genom de olika stadierna mellan marken atmosfären och havet. 16

Recipient

Ordet recipient betyder mottagare och används i sammanhang med dagvatten för att benämna t.ex. dammar, sjöar, hav, bäckar, åar, floder etc. som tar emot

dagvatten.17

Akvatiska ekosystem

Ordet akvatisk kommer av ordet det latinska ordet ”aquaticus” som betyder “det som avser vatten”. En annan definition är “det som tillhör eller bildats i vatten. Så den fulla betydelsen för akvatiska ekosystem innebär ekosystem som tillhör eller bildats i vatten.18

1.6 Avgränsningar

Eftersom Strömsbergsbäcken i Jönköpings kommun är ett öppet dagvattensystem, och eftersom den har en betydande roll i arbetet, är rapporten inriktad på sådana lösningar som kan användas för öppen dagvattenhantering. Öppna

dagvattensystem anses också ha ett högt estetiskt värde vilket är en orsak till att vi

14 http://www.rikstermbanken.se; Sökord: ”Dagvatten” 15 http://www.rikstermbanken.se; Sökord: ”LOD”

16 http://www.rikstermbanken.se; Sökord: ”Hydrologisk cykel” 17 http://www.rikstermbanken.se; Sökord: ”Recipient”

(13)

inriktat oss på dessa.

Vilka typer av föroreningar som förekommer nämns endast kortfattad då det anses att det är själva källan till föroreningarna som är det mest väsentliga. Vad det gäller de flera olika typerna av erosion så tas endast vattenerosion och

ravinerosion upp. Detta eftersom de andra typerna, vinderosion, vågerosion, kusterosion

och glaciärerosion, inte påverkas av dagvatten i samma utsträckning. De beräkningsmodeller som använts för att få fram resultat angående vattenflöden, är begränsade för vad som är rimligt att utföra genom

handberäkning. Detta särskilt eftersom arbetare på kommunens VA-avdelning uppskattat Strömsbergsbäcken som ett komplext område. Uträkningar genom tid-area-metoden har bedömts lämpligast genom att använda datormedel för området och därför blivit utesluten.

1.7 Disposition

Här följer en beskrivning för hur resterande del av rapporten är uppbyggd. Kapitel 2, Teoretisk bakgrund och förutsättningar, innehåller motivering för arbetets syfte och frågeställningar. Detta är en mer fördjupad del av kapitel 1.1,

Problembeskrivning. Kapitlet är uppbyggt med flera underrubriker som innehåller

den data och information som har tydlig koppling till frågeställningarna och har anknytning till valda metoder.

Kapitel 3, Genomförande, beskriver tillvägagångssättet för hur arbetet är utfört och hur de metoder som angivits i kapitel 1.3, Metoder, har använts. Här redogörs också för hur data och information har samlats in och bearbetats.

Kapitel 4, Resultat och analys, innehåller de resultat som erhållits genom de metoder som använts i arbetet. Resultatet skall ge svar på de frågeställningar som ställts i kapitel 1.2.3, Frågeställningar.

I kapitel 5, Diskussion, diskuteras och utvärderas resultaten och svaren på

frågeställningarna i arbetet. En reflektion av arbetet som helhet görs även i detta kapitel.

I kapitel 6, Slutsatser och rekommendationer, innehåller de slutsatser och rekommendationer som bygger på resultatet av arbetet.

I kapitel 7, Referenser, framgår alla litterära referenser samt de källor för digital information och referenser för de bilder som använts för att skapa den fullständiga rapporten.

Kapitel 8, Sökord, är ett register som hänvisar till vilken sida i rapporten ett ord förekommer. Sökorden är de ord som anses ha stor betydelse för arbetet och registret skall användas för att på ett enkelt sätt hitta i rapporten.

(14)

2 (Teoretisk) bakgrund och förutsättningar

2.1 Historik

Bland de första uppmärksammadetecknen på dag- och spillvattenproblem i Sverige, uppstod i Stockholms innerstad där det innan 1860-talet inte fanns någon form av vattenhantering.19_{Invånarnas spillvatten hälldes därför direkt ut i}

skvalbänkar (beklädda diken) och dåtidens gaturännor, s.k. rännstenar. Dessa

“system” förde därefter vattnet till närmsta vattendrag vilken i Stockholm runt 1850 var Brunnsviken och Fatburen. Vattendragen blev med tiden ytterst förorenade genom de tidigare systemen med samt de få avloppsledningarna som anordnades 1861. Detta ledde i sin tur till en olidlig stank på sommaren både i innerstaden samt vid utmynningarna av ledningssystemen. Stanken från brunnsviken blev till sist så olidlig att invånarna till sist tvingades spränga en kanal kallad ålkistan för att få det stilla stående vattnet i rörelse genom en förening med Östersjön. År 1868 infördes bestämmelserna om vattenförorening vilket innebar att alla rikets städers problem med avlopp skulle tas om hand.20

I takt med att urbaniseringens intensitet ökade under industrialismen, blev också hälsoproblemen i städerna större. Som en följd av detta utvecklades därför modernare metoder för omhändertagande av dagvatten och spillvatten. I början av 1900-talet började man i Sverige använda slutna ledningar som var anordnade så att nederbördsvatten kunde avledas från bebyggelsen så snabbt som möjligt. Dessa avledningssystem byggdes i ett s.k. kombinerat system vilket innebär att man använde gemensamma ledningar för dagvatten och spillvatten. Under 50- och 60-talet etablerades ett s.k. duplikatsystem vilket innebär att dagvatten och

spillvatten leds bort var för sig i separata ledningar. Vid kraftig nederbörd insåg man att ett kombinerat system för vattenavledning ökade risken för översvämning. Med ett duplikatsystem minskade belastningen på vattenledningarna vilket i sin tur minskade risken för översvämningar. Efter denna systemförändring under 50- och 60-talet har man nästan uteslutande använt sig av duplikatsystem vilket syns

tydligast i större städer. Här används duplikatsystem i de yttre stadsdelarna medan de äldre centrala delarna använder ett kombinerat system.21

19_{Hans Bäckman 1984, Avloppsledningar i svenska tätorter i ett historiskt perspektiv, Volym 74 av}

Göteborg. Chalmers tekniska högskola, Geohydrologiska forskningsgruppen. 20

Wedin, Robert och Björlund, Kristina. Vatten i Stockholm, 750 år med vatten i en huvudstad, Stockholm: Stockholms miljöcenter, 2002.

(15)

2.2 Ekologisk dagvattenhantering

Ordet ekologi kommer av det tyska ordet Ökologie som innebär vetenskapen om samspelet mellan levande organismer och den miljö de lever i.22_{Det är dock} viktigt att skilja på ekologi och begrepp som “ekologisk”. Vetenskapen ekologi syftar inte bara till hur detta samspel fungerar ur ett s.k.“ekologiskt perspektiv”. T.ex. skulle effekten av en stor miljökatastrof kunna ses som något intressant och spännande inom vetenskapen ekologin, medan det ur ett ekologiskt perspektiv inte skulle anses som en önskvärd händelse.

Ekologisk dagvattenhantering innebär att levande organismer inte får påverkas av människans avledning av dagvatten från våra städer på ett sådant sätt att dess överlevnad hotas. Människans dagvattenhantering måste alltså samspela med levande organismer och miljön de lever i för att hanteringen skall kunna anses som ekologisk. Därför måste människan sträva efter att kunna återförena vattnet i balanserad takt med den naturliga cykeln. En ekologisk hantering utgör också att luft, ljus, mark, djur och organismer tillåts utnyttja de naturliga processerna, som t.ex. fotosyntesen eller den hydrologiska cykeln.23

En icke ekologisk dagvattenhantering innebär då ett samspel där avledningen av dagvatten från våra städer rubbar balansen på ett sådant sätt att det skadar den hydrologiska cykeln. Detta kan i sin tur leda till konsekvenser för de naturliga cyklerna som levande organismer tar del av.

Det som innefattar ekologisk dagvattenhantering är hela kedjan av åtgärder för ett renare vatten. Dessa åtgärder kan exempelvis innebära kvalitetskontroll vid källan via lokalt omhändertagande, samt fördröjning och utjämning av vatten i öppna anläggningar. Vilket sker genom att man låter de naturliga processerna ta hand om rening och infiltration av vattnet, genom t.ex. växtupptag, sedimentering, filtrering och infiltration i olika anläggningar.24

I “Vatten i dagen - exempel på ekologisk dagvattenhantering” av Gabriella Lönngren beskrivs fördelar med ekologisk dagvattenhantering enligt följande punkter:

 Rik närmiljö för människor, växter och djur  Bibehållna grundvattennivåer

 Minskad mängd föroreningar till reningsverk och känsliga recipienter  Minskad kostnad för att bygga och upprusta ledningsnät

 Samhällsekonomiska vinster

22_{Svenska Akademiens Ordbok;}_{http://g3.spraakdata.gu.se/saob/}_{; Sökord: ”Ekologi”}

23

Lönngren, Gabriella 1965-. Vatten i dagen: exempel på ekologisk dagvattenhantering. Stockholm : Svensk byggtjänst, 2001.

24_{Lönngren, Gabriella 1965-. Vatten i dagen: exempel på ekologisk dagvattenhantering. Stockholm :}

(16)

3 Genomförande

Detta kapitel beskriver hur arbetet har genomförts med hjälp av de metoder som också beskrivits under avsnitt 1.3.

3.1 Litteraturstudie

Arbetet har till största delen genomförts med hjälp av litteraturstudier och

dokumentanalyser. När det gäller dokumentanalyser har de främst använts för att ta reda på vad som skrivits om ämnet i exempelvis andra examensarbeten,

rapporter eller studier. De ämnen som ansetts ha ett högtvärde och relevans för arbetet har studerats i mer vetenskapliga texter, som exempelvis

forskningsrapporter och litteraturer. Detta för att tillföra mer trovärdighet till det fakta och information som finns i arbetet.

Litteraturerna har hämtats främst genom sökningar på bl.a. Högskolebiblioteket25_i Jönköping och SVU:s26_{rapportdatabas. Relevant litteratur har också erhållits efter} rekommendationer från handledare på både Tekniska Högskolan i Jönköping och Jönköpings Kommun. För att definiera begrepp och ord har Rikstermbanken använts. Följande underrubriker innehåller den information och data som samlats in av litteraturstudien vilket har använts för att ge svar på resultatet i rapporten.

3.1.1 Dagvattnets olika processer

Säker och effektiv dränering av dagvatten är särskilt viktigt för att bevara folkhälsan och säkerheten, med tanke på de potentiella effekterna av

översvämningar, samt för att skydda den mottagande vattenmiljön. Dagvatten genereras av regnvatten och består av den del av nederbörden som rinner av från urbana ytor. I fråga om kvantitet och kvalitet är därför egenskaperna för dagvatten nära förknippade med naturen, samt egenskaperna hos både regnvattnet och upptagningsområdena.27

Avrinning

Avrinning avser den del av nederbörd som strömmar från ett avgränsat område till t.ex. en sjö eller ett vattendrag. Den mängd regnvatten som avrinner över en markyta definieras som den resulterande mängden regnvatten som inte genomgår processerna interception, lagring, infiltration och evapotranspiration. Avrinning kan därefter delas in i underkategorierna ytavrinning, som avser det vatten som avrinner över en markyta, och grundvattenavrinning, som avser det vatten som avrinner via grundvattnet.28

25_{http://hj.se/bibl.html}_{, Högskolebiblioteket i Jönköping}

26_{http://www.svensktvatten.se/FoU/SVU/SVUs-rapportdatabas/}_{, Svenskt Vatten, SV-U filarkiv} 27

Butler, David och W Davies, John. Urban drainage. 3. uppl. London: Spon Press, 2011.

(17)

Interception

Interception avser det regnvatten som vid nederbörd samlas in och lagras av vegetation. Vid nederbörd samlar t.ex. lövträd in en mängd vatten i en första s.k. lagringstid. När lövverket inte kan lagra mer vatten faller resterande vatten från trädet. Förlusten av regnvatten som beror på interception i ogenomträngliga områden, exempelvis urbana miljöer, är oftast av mycket liten storlek och kan normalt försummas eller kombineras med lagring/magasinering.29

Lagring 

Lagring, eller magasinering som det också kallas, avser det regnvatten som blir instängt eller fastnar i fördjupningar på avrinningsområdets yta och hindrar vattnet från att rinna ut. Så småningom kommer det magasinerade vattnet försvinna genom infiltration eller avdunstning. Faktorer som påverkar mängden på det vatten som magasineras är avrinningsytans typ, lutning och om regnet återkommer inom ett visst tidsintervall.   För beräkning av magasinering brukar följande

formel användas: d = k1/√s

där,  d = mängden som magasineras (mm)

k1 = koefficient beroende på avrinningsytans typ (0,7 för ogenomträngliga ytor och 0,28 för genomsläppliga ytor) (mm)

s = markens lutning (–)

Typiska värden för d är 0,5-2,0 mm för ogenomträngliga områden, 2,5-7,5 för platta tak, och upp till 10 mm för trädgårdar.30

Evapotranspiration

Evapotranspiration avser det regnvatten som avdunstar från både vegetation och öppna vattendrag och därmed avlägsnas från ytavrinningen. Även om

evapotranspiration är en kontinuerlig och konstant förlust är dess effekt under kortvarig nederbörd försumbar. I Storbritannien är t.ex. det genomsnittliga dagliga värdet av evapotranspiration, under sommarmånaderna, 2-3 mm. Därför

försummas normalt evapotranspirationen i det flesta beräkningsmodeller, eller klumpas ihop i förlusterna för interception och magasinering.31

Infiltration

Infiltration representerar den process för regnvatten som passerar genom markytan. Infiltrationskapaciteten i en viss typ av mark definieras som den hastighet med vilken vatten infiltrerar in i den. Mängden som infiltreras beror på faktorer som jordart, struktur och täthet, fukthalt, ytbeläggning och grundvattnets djup. Infiltrationen är normalt hög inledningsvis vid nederbörd, men avtar

exponentiellt till en slutgiltig minimal hastighet när det övre jordlagret blir “mättat”. En vanlig beräkningsmodell för infiltrationen är “Hortons Ekvation, (1940)”:

29_{Butler, David och W Davies, John. Urban drainage. 3. uppl. London: Spon Press, 2011.}

(18)

 _{ƒt = ƒc + (fo-ƒc)e-k2t}

där,  ƒt = infiltrationshastighet vid tiden t (mm/h) ƒc = slutgiltlig minimal infiltrationshastighet (mm/h) ƒo = initial maximal infiltrationshastighet (mm/h) k2 = sönderfallskonstanten (h-1₎

Dessa parametrar är beroende av markens typ och ursprunglig fukthalt i marken. Tabell 1 innehåller typiska parametrar för “Hortons ekvation” för olika typer av markytor.

Tabell 1 Typiska parametrar för Hortons ekvation

Typ av markyta ƒo (mm/h) ƒc (mm/h) k2 (h-1)

Grov jord 250 25 2

Medelgrov jord 200 12 2

Finkornig jord 125 6 2

Asfalterade ytor 75 3 2

Andra mer fysiskt baserade beräkningsmodeller har framställts men dessa har i mindre utsträckning använts i städers dräneringsmodeller.

3.1.2 Hårdgjorda ytor

En viktig del av samhällets VA-försörjning är att ta hand om det avrinnande nederbördsvattnet. Mängden hårdgjorda ytor ökar ständigt när utbyggnad av nya bebyggelseområden och förtätning av befintliga områden genomförs. En

hårdgjord yta kan t.ex. avse asfalterade och stenlagda ytor, tegel- och plåttak och övriga liknande ytor. Detta leder till att mer nederbördsvatten rinner av från området eftersom den naturliga infiltrationen minskar. Detta är en särskilt viktig aspekt eftersom klimatet i framtiden kommer förändras, i takt med den ökade temperaturförändringen. Enligt SMHI (Sveriges metrologiska och hydrologiska institut) förväntas nederbörden öka med generellt 5 - 25% över landet. Vilket kommer ställa ökade krav på dagvattenhanteringen i Sverige likasåväl som i många andra länder.32

Urbaniseringens effekter

När städer och dess dagvattensystem utvidgas ersätter det en del av vattnets naturliga kretslopp och därför är det viktigt att förstå de fulla effekterna. När regnvatten faller på en naturlig yta återgår vattnet, som nämnts i avsnitt 3.1.1, genom bl.a. avdunstning eller transpiration genom växter, infiltration till grundvattnet och ytavrinning. I vilken proportion dessa processer genomförs beror helt och hållet på hur kraftig och långvarig nederbörden är.33

2004.

(19)

Både genom grundvattnet och genom ytavrinning kommer vattnet sannolikt att så småningom ta sig till ett vattendrag, där ytavrinningen sker betydligt snabbare än via grundvattnet. Avrinningen via grundvattnet anses mer som ett naturligt tillskott i vattendragens flöde. När nya bebyggelseområden etableras och marken täcks med hårdjorda ytor påverkas dessa processer avsevärt. De hårdgjorda ytorna ökar den totala summan av avrinning i förhållande till infiltration och därmed ökar den totala volymen som tillslut når ett vattendrag, under eller strax efter ett

regnfall.34_{Figur 1 illustrerar hur dagvattnets processer påverkas av urbanisering.}

Figur 1 vänster: Naturlig Miljö, höger: Urban miljö35

Vattnet som avrinner från hårdgjorda ytor och genom avlopp färdas också

snabbare än vad det gör över naturliga ytor. Det innebär att flödet både inleds och dör ut snabbare och därmed blir maxflödet högre. Detta ökar naturligtvis risken för plötsliga översvämningar i vattendraget. De hårdgjorda ytorna har också en stark inverkan på vattenkvaliteten i dagvattnet då den snabba avrinningen för med sig föroreningar och sediment från dessa ytor som riskerar att hamna i

vattendragen. Detta eftersom det i urbana miljöer sannolikt finns mer

föroreningar på avrinningsområdet och i luften än vad det finns i naturlig miljö.36 Effekterna av att ersätta naturlig dränering med urban dränering, innebär att det leder till högre och mer plötsliga flödestoppar i de närliggande vattendragen. Behovet av avloppsrening ökar också med tanken på ökningen av föroreningar som sker vid urbanisering.37

35_{Butler, David och W Davies, John. Urban drainage. 3. uppl. London: Spon Press, 2011. (Sida 3, figur 1.2)}

(20)

3.1.3 Öppen dagvattenhantering

Öppen dagvattenhantering innebär de dagvattensystem som är helt eller delvis öppna. I “En långsiktigt hållbar dagvattenhantering: Planering och exempel, av Peter Stahre används begreppet “öppna dagvattenlösningar”. Begreppet är ett samlingsnamn på olika anläggningar för omhändertagande, magasinering och fördröjning av dagvatten i sådana dagvattensystem som är helt eller delvis öppna. För att förenkla förståelsen och strukturen av dessa öppna dagvattenlösningar delas de in i

kategorierna:

 omhändertagande på privat mark   fördröjning nära källan 

 trög avledning  samlad fördröjning38

Figur 2illustrerar de olika kategorierna av öppna dagvattenlösningar.

Figur 2 Öppen dagvattenhantering39

Omhändertagande på privat mark avser då den dagvattenhantering som sker på privat mark. Fördröjning nära källan avser anläggningar för tillfällig fördröjning av dagvatten nära källan, där “nära källan” innebär i de övre delarna av

avrinningssystemet. Detta är, till skillnad från förra kategorin, helt och hållet en kommunal angelägenhet. Trög avledning omfattar de olika system som kan användas för långsam transport av dagvatten i en del av ett avrinningsområde. Samlad fördröjning kan liknas vid kategorin “fördröjning nära källan” med skillnaden att fördröjningsanläggningarna oftast är större och belägna långt ner i avrinningsområdet.

38

Stahre, Peter. En långsiktigt hållbar dagvattenhantering: Planering och exempel, Svenskt Vatten 2004.

(21)

Det är här viktigt att poängtera att man bör sätta in åtgärder i hela dagvattnets avrinningskedja för att uppnå maximal effekt när det gäller att minska

belastningen på ett överbelastat ledningssystem. Detta kan åstadkommas genom att kombinera olika fördröjningsinsatser och tröga avledningssystem på allmän mark med omhändertagande på privat mark. Samlad fördröjning kan sedan användas vid behov som komplement.  Hela systemet bör alltså ses som en integrerad enhet vid planering av åtgärder. En grundläggande princip som tas upp i boken “En långsiktigt hållbar dagvattenhantering: Planterig och exempel”, av Peter Stahre, är att “nederbördsvatten så tidigt som möjligt ska återförenas till det naturliga kretsloppet”. Boken tar också upp hur detta kan åstadkommas enligt följande fyra punkter:

“1. Det mest effektiva sättet att minska dagvattenavrinningen från ett område är att minska andelen hårdgjorda ytor. En stor del av

ytavrinningen kan på detta sätt helt elimineras. Detta gäller inte minst på privat mark”

“2. Avrinnande dagvatten från hårdgjorda ytor bör tas om hand så nära källan som möjligt. Detta sker genom avledning av vattnet till lämpliga vegetationsklädda ytor där det kan infiltrera.”

“3. Det vatten som inte kan infiltrera nära källan bör om möjligt avledas i öppna avrinningsstråk. -i dessa utjämnas det avrinnande flödet under vattnets vidare transport, samtidigt som man får en viss avskiljning av föroreningar.”

“4. Om det avrinnande dagvattnet inte kan tas omhand inom det område där det genereras kan man anlägga fördröjningsanläggningar längre ned i systemet. Dessa anordnas vanligen för fördröjning och behandling av vattnet”40

(22)

3.1.4 Omhändertagande på privat mark

Omhändertagande av dagvatten på privat mark omfattar de anläggningar eller metoder som kan användas för att minska dagvattenavrinningen från en privat tomt. Från varje enskild tomt är minskningen inte så stor, men den sammantagna effekten av att fler utnyttjar dessa metoder eller anläggningar blir högst väsentlig. Nedan följer exempel på dessa olika metoder eller anläggningar som kan användas för omhändertagande av dagvatten på privat mark.41

Gröna tak

Gröna tak innebär att man konstruerar taket med ett tunt lager vegetation som hjälper till att bromsa upp avrinningen av dagvatten. Vegetationslagret består oftast av en blandning av taklök, fetblad- och fetknoppsväxter. Detta tak brukar kallas Sedumtak och ofta brukar även olika mossarter blandas in, vilket då kallas moss-sedumtak. Användningen av sedumgräs beror på att detta gräs ofta klarar längre torrperioder utan att torka ut, till skillnad från vanligt gräs.

Gröna tak kan konstrueras på både befintliga och nya byggnader såvida taket inte har för brant lutning eller att takkonstruktionen är dimensionerad för den last som det gröna taket tillför. Över längre perioder har mätningar av avrinningen visat att gröna tak kan ta upp ungefär hälften av allt nederbördsvatten. Bild 6 och 7 visar en takkonstruktion med sedumtak 42

Bild 6 Sedumtak43 Bild 7 Sedumtak44

2004.

43_{http://www.gardenaquatica.com/Sedumtak--Grona-Tak.aspx}

44_{Lönngren, Gabriella 1965-. Vatten i dagen: exempel på ekologisk dagvattenhantering. Stockholm :}

(23)

Gräsytor

Genom att använda gräsytor för infiltration av dagvatten som kommer från tak, minskas belastningen på städernas dagvattensystem. Traditionellt har takets dagvatten varit kopplat till städernas dagvattensystem men det kan med ganska enkla metoder kopplas bort och istället ledas ut till ett lämpligt infiltrationsområde. Detta kan exempelvis genomföras med s.k. stuprörsutkastare längst ned vid

stuprören. För att kunna leda bort vattnet från huset, för att inte riskera att vattnet rinner ned i grundkonstruktionen och skadar den, kan det vara lämpligt att

använda sig av s.k. ränndal. En ränndal är en grund form av kanal av betong-, natursten eller liknande som dagvattnet leds ut med till lämplig infiltrationsyta.45

Genomsläppliga beläggningar

Genomsläppliga beläggningar innefattar exempelvis:   Singel eller naturgrus 

 Singel som stabiliserats med särskilda rasternät  Natursten med genomsläppliga fogar

 Hålsten av betong

 Genomsläppliga asfaltsbeläggningar

Dessa beläggningar används ofta för parkeringsplatser, uppfarter och uteplatser på tomtmark, se bild 8 och 9.46

Bild 8 Parkeringsyta med singel Bild 9 Natursten med genomsläppliga som stabiliserats med rasternät47 fogar48

2004.

2004. (Sida 29, figur 13.) 48

(24)

Stenfyllningsmagasin

Om det inte går att leda ut takvattnet till en vegetationsklädd yta kan ett alternativ vara att använda sig av ett s.k. stenfyllningsmagasin. Detta är ett magasin som ligger i marken och är fyllt med singel, makadam eller något liknande grovt material. Stenfyllningsmagasin kan kännetecknas av att dess upptagningsförmåga av dagvatten är relativt begränsat. Tömning av magasinen kan ske genom att vattnet perkolerar ut i omgivande marklager eller genom en kontrollerad avtappning via ett dräneringssystem. Risken finns att hålrummen i magasinen täpps igen genom att omgivande jordmaterial eller finkornigt material följer med dagvattnet ner i hålrummen. Det kan därför vara lämpligt att skydda magasinet med t.ex. en fiberduk. Bild 10 och 11 visar två olika typer av

stenfyllningsmagasin49_.

Bild 10 Stenfyllningsmagasin inom ett Bild 11 Stenfyllningsmagasin

bostadsområde50 vid hårdgjord yta51

Perkolationsmagasin (svackdiken/biodiken)

Svackdiken på privat mark kan vara en lämplig metod att använda inom

industrifastigheter, flerbostadsområden och andra större fastigheter. Det innebär att dagvatten samlas upp i ett grunt dikessystem som vanligen är gräsbeklätt och fungerar både som infiltrationsyta och öppet avledningssystem. Dikena brukar också vara utformade med en kupolbrunn i änden nedströms, där allt eventuellt överskottsvatten kan ledas vidare till kommunens dagvattennät. Kringliggande hårdgjorda ytor bör avleda dagvatten med självfall direkt ner till svackdiket.52 En tumregel för dimensioneringen av dessa diken brukar vara att dikens yta skall motsvara ca 4 % av den areal hårdgjorda ytan som förväntas avvattnas.53

2004.

2004. (Sida 31, figur 15.)

2004. (Sida 31, figur 16.)

2004. 53

(25)

Vid dimensionering av ett dike är det viktigt att tänka på lutningen inte bör överstiga 1:5 av den anledningen att underhåll av rensning och gräsklippning försvåras. Sidolutningen skall inte heller understiga 1:3 då risk för erosion kan uppstå. För att säkra diket inte översvämmas så kan ett tilläggsdjup på 15cm i diket tilläggas. För att försäkra möjligheten av underhåll i diket så är en

rekommenderad bottenbredd mellan 0,6-2,4m bred, denna bredd på kontaktyta också gynnar dagvattnets rening.

Ett exempel på resultat från en studie som gjorts på ett biodike med utformningen 200ft (61m) längd, vattendjup på 1-4inch (0,3 - 1.0dm) en växtlighets höjd på minst 6inch (1,5m) och en uppehållstid på 2,5 minuter, klarar av att ta bort andelen % föroreningar från olika ämnen i dagvatten enligt tabell 2.54

Tabell 2 Procentuell avskiljningsförmåga för ett perkolationsmagasin Partikulärt material (TSS) 83-92 % Bly (Pb) Koppar (Cu) 67 % 46 % Total fosfor (P) 29-80 % Aluminium (Al) 63 % Totalt Zink (Zn) 63 % Löst Zink (Zn) Olja/Fett 30 % 75 % Nitratkväve 39-89 %

54_{Jurries, Dennis. Biofilters (Bioswales, Vegetative Buffers & Constructed Wetlands):For stormwater}

discharge pollution removal. Oregon: Department of Environmental Quality, 2003. http://www.deq.state.or.us/wq/stormwater/docs/nwr/biofilters.pdf

(26)

Fördröjningsdamm

Genom att anlägga en lokal fördröjningsdamm på privat mark kan

dagvattenavrinningen från tomtmarker bromsas upp. En öppen damm har också ett högt estetiskt värde för boendemiljön i området. Det kräver dock regelbunden skötsel och underhåll då ett vanligt problem är att dessa dammar drabbas av okontrollerad algtillväxt. Det kan därför vara lämpligt att förse dammen med en bottenventil som gör det möjligt att tappa ur den på allt vatten för att förenkla rensningen.55

Skötseln behöver också genomföras i avsikt av de föroreningar som sedimenteras. Studier och erfarenhetsdata i rapporten ”Erfarenheter av kommunala dagvattendammar” från 2007 gjord av Svenskt vatten utveckling56_{, (SVU), visar många välfungerade} exempel på att dammar i Sverige. Reslutaten tyder på att väldimensionerade dammar endast behöver lite underhåll trots de stora reningseffekterna. T.ex. har

Välen i Göteborg påvisat en förmåga att reducera 50-80% partikelbundna

föroreningar som transporteras genom dammen under ett år.

Uppsamlingstankar för återanvändning av takvatten

En ganska enkel metod för att minska belastningen på kommunens dagvattennät är att samla upp dagvattnet som leds från taket via stuprör ner i

uppsamlingstankar. Vattnet kan sedan återanvändas som t.ex. bevattning, toalettspolning, brandsläckning etc. Bild 12 ger ett exempel på hur en uppsamlingstank kan se ut.57

Bild 12 Uppsamlingstank för takvatten58

55

56_{Falk, Jan. Erfarenheter av kommunala dagvattendammar. Stockholm: Svenskt Vatten Utveckling}

(SV-Utveckling), 2007. 57

(27)

3.1.5 Fördröjning nära källan

Fördröjning av dagvatten nära källan omfattar de olika fördröjningsanläggningar som används i de övre delarna av dagvattensystemet. Till skillnad från

omhändertagande på privat mark innefattar fördröjning nära källan de anläggningar som kommunen ansvarar för och som ingår i det allmänna dagvattennätet. Nedan följer exempel på dessa metoder eller anläggningar.59

Fördröjningsdammar

Beskrivningen som gavs i föregående avsnitt, omhändertagande på privat mark, om fördröjningsdammar kan i stor utsträckning även tillämpas på allmän platsmark. Öppna dammar är den vanligaste typen av anläggning för fördröjning av

dagvattenavrinning. Bild 13 visar en mindre fördröjningsdamm i stadsmiljö60

Bild 13 Fördröjningsdamm61

Tillfällig uppdämning

Tillfällig uppdämning i rännstenar och på gatumark kan vara fördelaktigt i särskilda situationer för att fördröja dagvattenavrinningen. Detta genomförs genom strypning eller igensättning av inloppen till gatubrunnarna. Tekniken kan dock bara utnyttjas på lokala gator med begränsad trafik och dessutom måste rännstenen, eller gatan, ha sådan lutning att vattnet kan rinna förbi den igentäppta brunnen och vidare till nästa brunn. Metoden används först genom en provisorisk strypning av vattenflödet, se bild 14 för att undersöka konsekvenserna av detta. Visar det sig då att konsekvenserna är fördelaktigt genomförs en permanent igentäppning.62

59

2004. 61

Stahre, Peter. En långsiktigt hållbar dagvattenhantering: Planering och exempel, Svenskt Vatten 2004. (Sida 47, Figur 30.)

(28)

Bild 14 Strypning av dagvattenbrunn63

Tillfällig uppdämning kan också användas vid särskilda översvämningsytor, se bild 15. Detta genomförs genom att man medvetet stryper ett ledningssystem vilket gör att vattnet vid kraftiga flöden dämmer upp i systemet. Detta sker vid särskilda översvämningsytor som är utformade i direkt anslutning till ledningssystemet. Den kontrollerade uppdämningen sker via en strypningsanordning som ställs in att strypa ledningen när flödet överskrider ett visst värde. När flödet så småningom minskar igen upphör strypningen och det magasinerade vattnet leds tillbaka ner i ledningssystemet. Dessa översvämningsytor kan även utnyttjas inom hårt

exploaterade bebyggelseområden eftersom det kan anordnas med hårdgjord botten.64

Bild 15 Anläggning för kontrollerad uppdämning av dagvatten på en vegetationsklädd yta.65

2004. (Sida 42, Figur 24) 64

(29)

Genomsläppliga beläggningar

Precis som vid omhändertagande på privat mark kan genomsläppliga beläggningar utnyttjas på allmän platsmark. Men möjligheterna av att t.ex. ha en grusyta istället för asfaltsbeläggning inom stadsbebyggelse är väldigt begränsade. Dagvattnet från gatuytor kan istället fördröjas genom att utnyttja gatsten eller genomsläpplig asfaltsbeläggning. Ursprungligen utvecklades genomsläpplig asfaltsbeläggning för att minska risken för vattenplaning och för att dämpa bullret som uppstår från hjulens kontakt med vägen. Egenskapen hos denna beläggning är att den är tillräckligt porös för att kunna släppa igenom vatten. Enhetsöverbyggnad och

dränasfalt är de typer av genomsläpplig asfaltsbeläggning som används.66

Genomsläppliga beläggningar bör inte heller placeras i lutningar starkare än 15 % eftersom risken för ojämn fördelning av dagvatten kan orsaka igensättning.67 Erfarenheter visar på att dessa beläggningar fungerar drygt 15-20 år med underhållsinsatser i lågt trafikerade miljöer varav 5-6 år vid hög belastning

Dagvattenbrunnar

Det finns många typer och former av dagvattenbrunnar. Brunnar placeras främst med syftet att avleda vatten från hårdgjorda ytor ner till det allmänna

dagvattennätet. Dagvattenbrunnars funktioner kan användas både för att fördröja avrinningen till ett inlopp och för att rena dagvatten innan det återförenas i den hydrologiska cykeln. Vid applikation av filter i dagvattenbrunnar har det dock konstaterats i en rapport från Stockholm Vatten VA-AB från 2009 att

“Dagvattenfilter inte är en effektiv lösning för rening av dagvatten från stora trafikleder då installation och filterbyte kräver stora intrång i trafiken. Däremot kan brunnsfilterinsatser vara ett bra alternativ för rening av dagvatten från parkeringsytor och bensinstationer där trafikintensiteten är lägre”. Notera att dessa filterbyten behövs genomföras ca 2-4ggr om året beroende på den vattenmängd som avrinner.68

Bild 16 visar en variant av brunn med filter och bild 17 visar hur en enkel lösning av fördröjning kan genomföras.

2004.

67_{Århus Kommun, Permeable belæggninger- med o uden membran, Århus: Århus kommun, 2011}

68_{Dromberg, Pia. Brunnsfilter för rening av vägdagvatten. Stockholm: Stockholm Vatten VA AB,}

(30)

Bild 16Filter för rening i Bild 17 En upphöjd anlagd dagvattenbrunn69 Kupolbrunn70

3.1.6 Trög avledning

Trög avledning omfattar de metoder som kan användas för långsam avledning av dagvatten. Denna typ av anläggningar är belägna på allmän mark och ingår därför i kommunens dagvattensystem. För att kunna använda trög avledning av dagvatten är det en förutsättning att det finns utrymme för detta och därför måste ett sådant utrymme avsättas i detaljplanerna för nya bebyggelseområden. Nedan följer exempel på metoder och anläggningar för trög avledning av dagvatten.71

Svackdiken

Som nämnts, i avsnittet om omhändertagande på privat mark, kan svackdiken även användas på allmän mark. Svackdiken på allmän mark brukar oftast placeras längs den hårdgjorda ytan vilket t.ex. kan vara längs med en gata eller i utkanten av ett bebyggelseområde, se bild 18.72

Bild 18 Svackdike vid väg73

69_{Dromberg, Pia. Brunnsfilter för rening av vägdagvatten (sida 28). Stockholm: Stockholm Vatten VA}

AB, 2009. 70

Lönngren, Gabriella 1965-. Vatten i dagen: exempel på ekologisk dagvattenhantering. Stockholm : Svensk byggtjänst, 2001.

2004. 72

(31)

Diken och bäckar

Att utnyttja befintliga diken och vattendrag, vid exempelvis exploatering av nya bebyggelseområden, kan vara fördelaktigt för att minska belastningen på stadens dagvattensystem. Att använda ett befintligt vattendrag kan också leda till ett högt estetisk värde och ett bärande element till ett framtida s.k. “ekostråk”.74

Dagvattenkanaler

Öppna dagvattenkanaler kan ge ett spännande tillskott i stadsmiljön. Dagvattenkanaler fungerar i princip på samma sätt som underjordiska

dagvattenledningar med skillnaden att de är öppna och synliggjorda ovan mark. En nackdel med öppna dagvattenkanaler är att de kräver mycket mer skötsel och underhåll än vanliga underjordiska dagvattenledningar. Det är viktigt att poängtera att öppna dagvattenkanaler inte bara behöver användas som komplement till traditionella dagvattenledningar utan kan också vara fördelaktigt att använda när belastningen i dagvattennätet behöver minskas, bild 19 visar ett exempel på en öppen dagvattenkanal.75

Bild 19 Öppen dagvattenkanal76 Filtervallar

Filtervallar används vid utloppen av fördröjningsdammar och filtrerar det utgående flödet. Filtervallen består av genomsläppligt material och filtreringen startar när vattenståndet stigit till en viss nivå. Skulle vattenståndet befinna sig under denna nivå sker ingen avtappning från dammen. Vattnet som passerar strömmar brett ut på ett område en bit nedströms dammen och samlas där normalt upp i ett öppet dike. För att kunna utnyttja filtervallar är det en förutsättning att det finns tillräcklig höjdskillnad mellan dammen och vattenytan i uppsamlingsdiket.77

2004.

76_{http://content.onspotstory.com/images/1175/2610/bild6.JPG}

(32)

3.1.7 Samlad fördröjning

Samlad fördröjning omfattar de metoder och anläggningar som kan användas för att minska eller fördröja avrinningen av dagvatten från större

upptagningsområden. Dessa kan ofta med fördel integreras med natur- eller parkområden.78_{Exempel på hur detta kan genomföras ges nedan.}

Översvämningsytor

Översvämningsytorna, som beskrivits i avsnittet om “Tillfällig uppdämning på särskilda översvämningsytor”, kan även användas som en större samlad

fördröjning av dagvattnet. Det fungerar på samma sätt som nämnts förut men i större omfattning. Eftersom det är en särskild strypningsanordning, som styr hur mycket vatten som skall tillföras översvämningsytan, avgör den på vilken

dämpningsnivå i ledningsnätet som vatten skall börja tillföras. Detta kräver alltså ganska stora ytor för samlad fördröjning genom uppdämning på en

översvämningsyta.79

Stora fördröjningsdammar

Precis som i avsnitten “omhändertagande på privat mark” och “fördröjning nära källan” kan fördröjningsdammar även användas som samlad fördröjning. För samlad fördröjning krävs dock större fördröjningsdammar eller t.o.m. sjöar. De brukar vanligen lokaliseras vid något lämpligt park- eller naturområde med hänsyn till anläggningens storlek. Det kan i vissa fall vara lämpligt att anlägga en särskild inloppsdamm som är avsedd att avskilja grövre material i det vatten som tillförs dammen. Det kan också vara lämpligt att förse dammen med en hårdgjord botten med möjlighet att tömma den på vatten för att underlätta rensning och underhåll av dammen. För möjligheten att reglera vattennivån i dammen förses den med en särskild regleringsanordning vid utloppet.80

I stora dammar används inte alltid regleringsanordningar men precis som vid mindre fördröjningsdammar krävs endast lite underhåll trots goda

reduceringsvärden av föroreningar. Detta förutsatt om dammen blivit bra

dimensionerad från början. Ett exempel är Bäckalövsdammen, som ligger i Växjö där studieresultat från universitet och högskolor, påvisar att dammens reduktion av halterna för suspenderat material uppgår enligt följande:

Bly och Kadmium 80 %, Zink 90 %, total fosfor 70 %, totalt kväve 30 % COD 45 % och koppar 40 %. Under vintermånaderna är dock dessa reduktionsvärden lägre.Det är viktigt att tillägga aspekten för både stora och små dammars värde.

2004. 79

(33)

Monetära termer bör inte alltid jämföras. Detta kan relateras med ett fall i Gävle kommun där anläggningen av Gustavsbrodammarna uppgick till 1 730 00 SEK istället för en koventionell ledning för 150 000 SEK. Det som kommunen tjäna ur ett miljöperspektiv var en ekologisk och mer hållbar lösning, vilket även gav nya förutsättningar för organismer att etablera sig i området. Ytterligare kan även estetiska värden vara en del av de aspekterna som är svåra att mäta monetärt då enskilda individer tycker och tänker olika. 81

Våtmarker

En allt mer vanlig metod för fördröjning och rening av dagvatten är användningen av våtmarker, se bild 20. Våtmarker är ett vattenområde, till störst del täckt av vattenväxter, där vattenytan ligger i, eller strax över eller under, markytan. Våtmarker bör ha förhållandevis små vattendjup. Det bör också anordnas en särskild sedimentationsdamm vid inloppet för att fånga upp det sedimenterbara material som tillförs våtmarken. Rensning av denna sedimentationsdamm bör göras med några få års intervaller. En särskild regleringsanordning ansluts vid utloppet av våtmarken för möjligheten att reglera dämningshöjden.

Regleringsanordningen förses ofta med ett skyddsgaller som kan fånga upp flytande föroreningar, i våtmarken.82

Bild 20 Våtmark för dagvatten83

81_{Falk, Jan. Erfarenheter av kommunala dagvattendammar. Stockholm: Svenskt Vatten Utveckling}

(SV-Utveckling), 2007. 82

(34)

3.1.8 Föroreningar i dagvatten

De största föroreningskällorna i dagvatten kommer från t.ex. Trafik, förbränning, atmosfäriskt nedfall samt fria metallytor som tak stolpar och räcken.

Transportbehovet av människor och gods över landytor, påverkar i hög grad miljön och trafiken är den enskilt största föroreningskällan i dagvatten. När regnvatten avrinner från våra vägar för den med sig föroreningar som riskerar att hamna i närliggande vattendrag och skada miljön för många levande organismer. Föroreningar i dagvatten innefattar främst fasta ämnen, syreförbrukande material, näringsämnen, kolväten, tungmetaller, organiska ämnen och bakterier.84

Föroreningskällor

Atmosfäriskt nedfall

Föroreningar från atmosfären i stadsmiljö beror främst på mänskliga aktiviteter som t.ex. uppvärmning av byggnader, fordonstrafik, industrier och

avfallsförbränning. Vid nederbörd absorberar och löser vattnet upp ämnen som finns i atmosfären och det förorenade regnet hamnar sen i städernas

avloppssystem.85

Trafikfordon

Utsläpp från fordon inkluderar flyktiga solida ämnen och PAH (polycykliska aromatiska kolväten). Dessa ämnen kommer från oförbränt bränsle, avgaser och ångor, blyföreningar från bensintillsatser samt utsläpp av kolväten från bränsle, smörjning och hydraulik. Föroreningarna genereras alltså av den dagliga

användningen av fordon. Slitage på däck och korrosion på fordonen släpper ut föroreningar som zink, kolväten, järn, krom och bly. Även andra metallpartiklar som koppar och nickel frigörs vid slitage på exempelvis koppling och

bromsbelägg. Även vägarnas beläggning släpper ut olika substanser vid slitage som t.ex. bitumen, karbonater, tjära och emulgeringsmedel, m.m.86

Byggnader och vägar

Förslitning på byggnader och vägar i städer producerar partiklar av tegel, betong, asfalt och glas. Dessa partiklar är en betydande beståndsdel i det sediment som bildas i dagvattnet. Tak, takrännor och färger på fasader kan släppa ut varierande mängder av partiklar beroende på skick. Även andra metalliska strukturer som exempelvis staket, bänkar och stolpar kan frigöra giftiga ämnen, t.ex. krom, när de korroderar.87

84

Butler, David och W Davies, John. Urban drainage. 3. uppl. London : Spon Press, 2011.

85_{Butler, David och W Davies, John. Urban drainage. 3. uppl. London : Spon Press, 2011.}

(35)

Vägsalt

Det mest använda halkbekämpningsmedlet på vägar är salt (natriumklorid). Användandet av salt på vägarna orsakar årligen stora utsläpp av klorid till dagvattnet, i genomsnitt 50-500 gånger högre än vad som skulle ske utan användandet av salt. Saltet accelererar också korrosion på fordon och metallkonstruktioner i anslutning till vägarna.88

Övriga föroreningskällor

Urbana ytor kan innehålla stora mängder avfall från t.ex. nedskräpning och organiskt material såsom död och ruttnad vegetation. Nedskräpning i allmänhet leder till förhöjda nivåer av fasta ämnen och ökar syreförbrukningen i dagvattnet. Nedfallna löv och klippt gräs leder också till problem när det hamnar i städernas dagvattenledningar.

Spill eller illegal kassering av rengöringsmedel, motorvätskor och smörjmedel som hamnar i dagvattnet kan föra med sig en kraftig mängd föroreningar. Individens källor av kemiska föroreningar är dock oftast små i jämförelse med industriella utsläpp.

Urin och avföring som hamnat på vägar och trottoarer, av både husdjur och vilda djur, är en källa till bakteriell förorening i form av exempelvis kolibakterier och streptokocker. De ökar också syreförbrukningen i dagvattnet.89

Sediment

Större delen av föroreningarna, som härrör från de källor som nämnts i 2.3.1, är knutna till partiklar av sediment som “plockats upp” från avrinningsområdet. Analyser som gjorts visar en stor variation på storleken av detta partikulära material, allt från mindre än 1 µm till partiklar större än 10 mm. Större och tätare sediment orsakar särskilt stora problem i avloppssystemen. Sedimentets

förflyttning har tre olika faser: upptagning, transport och avlagring.90

Upptagning

När vatten strömmar över ett sedimentlager uppstår hydrodynamisk lyft- och dragkraft på sedimentpartiklarna. Om dessa kombinerade krafter överskrider sedimentpartiklarnas motsvarande krafter i vikt och sammankoppling uppstår

upptagning, vilket resulterar i att partiklarna förflyttas. Eftersom sedimentpartiklarna

varierar mycket i storlek och lösryckthet upptas inte partiklarna samtidigt. Flödet är också turbulent och har kortsiktiga svängningar i hastighet vilket har en

bidragande orsak till att partiklarna inte upptas samtidigt.91