INOM
EXAMENSARBETE TEKNIK, GRUNDNIVÅ, 15 HP
STOCKHOLM SVERIGE 2017,
Hydrologi i Ulleråker
En studie om dagvattenhantering och dess inverkan på grundvatten
JOSEFIN DAHLQUIST MARTIN LARSSON
TEA RICKFÄLT
TRITA -IM-KAND 2017:08
Abstract
The purpose of this study is to contribute to a deeper understanding for how groundwater can be affected by stormwater management in a new urban area. The report is mainly a literature study to investigate the risks and measures of the new development project Ulleråker in Uppsala, Sweden. It also studies other urban development projects to ex- amine how various stormwater management techniques fulfill their purpose. The report also contains calculations and modeling for urban pollution dispersion from a roadway.
The conclusions are that sustainable stormwater management is generally a matter of delaying and purifying the water locally. Solutions developed for Ulleråker’s storm wa- ter management are based on dense conduits and ponds that delay the water before it reaches the recipient. It is important that control programs are in place and followed to reduce the risk of groundwater contamination. Pollution from a roadway is spread up to 6 meters out of the middle of the road, therefore it is important to seal this surface so that the contaminants can not infiltrate with the storm water to the esker. Solutions from Augustenborg that could be implemented in Ulleråker are green roofs with thick soil layers as they clean water efficiently.
Key words: Esker, roadway contaminant dispersion, sustainable stormwater manage- ment, Ulleråker.
Sammanfattning
Vattenbehovet stiger i världen till följd av ökande befolkning. Med ökad urbanisering skapas mer hårdgjorda ytor där föreningar ackumuleras. Dagvattnet transporterar des- sa föroreningar som således kan nå grundvattnet. Ett miljömål har antagits i Sverige för att skydda grundvattentäkter och därmed säkra framtida dricksvattenförsörjning.
Rullstensåsar innehåller stora grundvattenmagasin och har hög infiltrationsförmåga för vatten från markytan. Uppsala kommun tar 95 % av sitt dricksvatten från rullstensåsen Uppsalaåsen. Ulleråker ligger strax söder om Uppsala stadskärna och i området planeras en ny hållbar stadsdel. Stadsdelen ligger delvis rakt på Uppsalaåsens kärna och det är viktigt att inget förorenat dagvatten kan infiltrera åsen då det kan påverka dricksvatten- försörjningen negativt.
Syftet med detta projekt är att bidra till en djupare förståelse för hur grundvattnet kan påverkas av dagvattenhanteringen vid den planerade nybyggnationen av Ulleråker.
Målet med projektet är att utvärdera vad hållbar dagvattenhantering innebär och hur tekniken är planerad att implementeras i Ulleråker. Projektet innefattar även utvärdering av alternativa tekniker som applicerats i andra stadsbyggnadsprojekt med hållbarhets- profil som skulle kunna tillämpas i Ulleråker.
Projektet är till största delen en litteraturstudie där planprogram för Ulleråker stu- derats för att identifiera och utvärdera risker som kan uppstå till följd av dagvattenhan- teringen, men även för att utvärdera de åtgärder som planeras. En modellering utfördes även för att studera föroreningsspridning från en bilväg i området. Slutligen studerades andra stadsbyggnadsprojekt för att se om deras lösningar skulle kunna implementeras i Ulleråker.
De främsta riskerna för grundvattenkvaliteten relaterade till dagvattenhantering i Ulleråker har identifierats till släckvatten vid brand, dagvatten- och avloppsledningar samt utsläpp under byggnationen. Planerade åtgärder är att utifrån sårbarhetsområden sätta restriktioner för markanvändningen och hur byggnationen ska gå till, särskilt vid åskärnan. Dagvattenhantering ska utgå från ett robust dagvattensystem baserat på ett systemtänk genom att inget dagvatten ska infiltrera marken i sårbara områden. Detta ska säkerställas genom ett tätt vattenledningssystem som avleder dagvattnet till dag- vattendammar där det fördröjs och renas. Hantering av släckvatten vid bränder ska ske genom att täta markytor kring byggnader hindrar släckvatten från markinfiltration. En- dast vatten får användas som släckvätska. Modelleringen över föroreningsspridning från en bilväg i Ulleråker visar att föroreningar avsätts på en yta upp till 6 meter från vägba- nans mitt. Ett annat stadsbyggnadsprojekt som studerades var Augustenborg i Malmö där dagvattensystemet bygger på öppna lösningar med bland annat kanaler, dammar och gröna tak.
Slutsatserna är att hållbar dagvattenhantering generellt går ut på att fördröja och rena dagvattnet lokalt. De lösningar som tagits fram för Ulleråkers dagvattenhantering bygger på täta ledningar och dammar som fördröjer vattnet innan det når ytvattenreci-
pienten Fyrisån eller kopplas på Uppsala kommuns dagvattenledningar. I Ulleråker blir det viktigt att kontrollprogram finns och efterföljs för att minska risken för förorening av grundvattnet. Föroreningar från Ulleråkersvägen sprids upp till 6 meter ut från vägens mitt och det är således viktigt att täta denna yta så att föroreningarna inte kan infiltrera med dagvattnet ner till Uppsalaåsen. Lösningar från Augustenborg som skulle kunna implementeras i Ulleråker är gröna tak med tjocka jordlager då de renar vatten mer ef- fektivt än tak med tunnare jordlager.
Nyckelord:Föroreningsspridning, hållbar dagvattenhantering, rullstensås, Ulleråker.
Förord
Denna rapport är ett kandidatexamensarbete inom civilingenjörsprogrammet Energi och Miljö vid Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm. Arbetet har löpt över 16 veckor och motsvarar 15 högskolepoäng. På examinatorns uppmaning har arbetet delats upp så att vi har haft ansvar för var sin huvuddel i rapporten. Josefin har undersökt föroreningssprid- ning. Martin har tittat närmre på risker och åtgärder för planområdet. Tea har studerat utvecklingen av dagvattensystem samt andra stadsbyggnadsprojekt för att undersöka hur dagvattenlösningar fungerar i praktiken. Övriga delar har gemensamt sammanställts.
Framförallt vill vi rikta ett stort tack till vår handledare Robert Earon för bra väg- ledning i den dagvattendjungel vi befunnit oss i. För snabba svar på frågor, tillgänglighet för möten samt oändligt stöd när det känts hopplöst - Tack!
Josefin Dahlquist, Martin Larsson och Tea Rickfält Stockholm, 2017-05-30
Innehåll
1 Introduktion 1
1.1 Geologisk bakgrund och grundvatten i Sverige . . . 1
1.2 Miljömål . . . 2
1.3 Dagvattenhantering . . . 2
1.4 Föroreningsspridning i urbana områden . . . 3
1.5 Ulleråker . . . 4
1.6 Förväntad biltrafik i Ulleråker . . . 5
1.7 Syfte och mål . . . 6
1.8 Frågeställningar . . . 6
2 Översiktlig metod 6 3 Dagvattenhanterig i Ulleråker 7 3.1 Identifierade risker . . . 7
3.2 Föreslagna åtgärder . . . 8
4 Föroreningsspridning intill bilväg i Ulleråker 11 4.1 Metod för beräkning av föroreningsspridning . . . 11
4.2 Resultat av modellering över föroreningspridning . . . 13
4.3 Osäkerheter i modellen . . . 15
5 Dagvattenhantering - Hur har andra gjort? 15 5.1 Exempel – Augustenborg, Malmö . . . 16
6 Diskussion 17 6.1 Utformning av dagvattensystemet . . . 18
6.2 Dricksvattenförsörjning . . . 18
6.3 Kan dagvatten ses som en resurs istället för en biprodukt? . . . 19
6.4 Föroreningsspridning från väg . . . 19
7 Slutsats 20
8 Rekommendationer om framtida forskning 20
Referenser 22
1 Introduktion
Vattenbrist är ett stort gobalt problem och nära en halv miljard människor är drabbade året runt (Mekonnen och Hoekstra 2016). Samtidigt växer behovet av vatten ständigt i världen. Dricksvattenbehovet stiger med ökande befolkning och andelen vatten i ener- giproduktion och jordbruk ökar stadigt. Urbaniseringen och utbyggnad av kommunalt vatten bidrar även det till ökat vattenbehov. Med detta följer ökade mängder dag- och avloppsvatten, vilket gör att föroreningsbelastningen på vattnet förhöjs. (WWAP 2017) Klimatförändringar påverkar människor, samhällen och ekosystem negativt. Ökad halt växthusgaser i atmosfären påverkar jordens strålningsbalans och är den främsta orsaken till den snabba uppvärmningen. Temperaturökningen påverkar bland annat ne- derbördsmönster och havsnivåer. Nederbörden förväntas öka i områden där det idag är ett humitt klimat och minska där det idag råder arida förhållanden. Dessutom förväntas extrema väderevent inträffa oftare, något som leder till översvämningar och torka som således ökar risken för vattenbrist då grundvattenmagasin inte fylls på i samma takt som tidigare (Kjellström m. fl. 2014).
För vatten i grundvattenmagasin är omsättningstiden 100 - 1 000 gånger långsammare än för ytvattenmagasin. Det innebär att det tar längre tid att naturligt rena förorenat grundvatten än vad det tar att rena ytvatten. Föroreningar ackumuleras i marken och kan sedan långsamt läcka till grundvattnet. (Ojala m. fl. 2007) Med ökad urbanisering ökar också föroreningshalten vilket innebär att belastningen på grundvattnet ökar (Obropta och Kardos 2007).
I den här studien undersöks dagvattenhanteringen i ett nybyggnadsprojekt som pla- neras att byggas i Uppsala. Området heter Ulleråker och är intressant att studera då det ligger delvis mitt på Uppsala vattentäckt. Projektet behandlar risker som kan uppstå till följd av nybyggnationen, hur föroreningsspridningen från en bilväg kan se ut samt vilka åtgärder som finns och hur de kan implementeras för området.
1.1 Geologisk bakgrund och grundvatten i Sverige
Under den senaste istiden (ca 115 000 – 10 000 år sedan) var Sverige täckt av ett tjockt islager (SGU 2017a). När avsmältningen började drog sig isen tillbaka och slipade marken under. Denna slipning har gett upphov till en rad geologiska formationer i landskapet varav de kanske viktigaste för oss levande människor är rullstensåsar (Andréasson 2006).
Skandinaviens rullstensåsar bildades genom att smältvatten trängde ner i sprickor i isen och sedan mynnade ut vid iskanten (ibid.). När vattnet strömmade genom isen förde det med sig block, stenar och annat löst sediment som avsattes på botten och sedan formades i långa ryggar parallellt med isriktningen när isen drog sig tillbaka. Om dessa ryggar bildades under vattenytan kallas de subakvatiska rullstensåsar och känneteck- nas geologiskt genom att grövre isälvssediment ligger hela vägen från kärnan till toppen samt att svallsand och andra finare sediment täcker sidorna. Det beror på att det finare
sedimentet svallats ner när vattnet sjunkit undan i samband med den efterföljande land- höjningen. (Andréasson 2006) Uppsalaåsen avsattes under högsta kustlinjen (den nivå strandkanten hade efter isavsmältning) och är således en subakvatisk rullstensås (ibid.).
Rullstensåsar utgör bra jordakviferer, vilka innehåller grundvattenmagasin, som ge- nom uttag av vatten kan användas till dricksvattenförsörjning (Treidel m. fl. 2011). Hi- storiskt sett byggde man ofta städer på rullstensåsar eftersom det där fanns goda möjlig- heter att utvinna grundvatten för att försörja samhället. Åsarna utgjorde även naturliga transportleder då höjden minskade risken för bakhåll och materialet var torrt och såle- des fördelaktigt att gå på (Karlskorna kommun 2016). I Sverige finns god tillgång till grundvatten, mycket tack vare rullstensåsarna, och grundvatten utgör cirka 50 % av dricksvattenförsörjningen i landet (SGU 2017b).
1.2 Miljömål
I Sverige är det övergripande målet för miljöpolitiken att ”till nästa generation lämna över ett samhälle där de stora miljöproblemen är lösta, utan att orsaka ökade miljö- och hälsoproblem utanför Sveriges gränser” (Naturvårdsverket 2017). För att lyckas med detta har 16 miljömål tagits fram som ska uppfyllas till 2020. Ett av dessa miljömål är Grundvatten av god kvalitet vilket syftar till att grundvattnet på ett säkert och hållbart sätt ska tillgodose dricksvattenförsörjningen men även ”bidra till en god livsmiljö för växter och djur i sjöar och vattendrag” (ibid.). Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) är ansvarig myndighet för att målet ska uppfyllas. En precisering av målet Grundvatten av god kvalitet är att bevara naturgrusavlagringar som är av stor betydelse för bland annat dricksvattenförsörjning. En annan precisering är att grundvattnet ska vara av sådan kvalitet att dricksvattenförsörjningen inte begränsas (ibid.).
I Naturvårdsverkets uppföljning från 2017 bedöms målet som ouppnåeligt till 2020 med befintliga styrmedel (ibid.). Naturvårdsverket menar att förbättrad övervakning av grundvatten behövs för att kunna identifiera och åtgärda problem. De anser även att ar- betet med att skydda grundvattenresurser måste skyndas på samt att förstärkta åtgärder behövs inom miljötillsyn, samhällsplanering och vattenförvaltning.
De 16 miljömålen sammanfaller på vissa punkter och flertalet andra mål bidrar till vattenkvaliteten i Sverige. Målet Giftfri miljö är viktigt för att undvika förorening av miljö och vatten. Till exempel är det skum som används för att släcka bränder den största enskilda punktkällan som förorenar dricksvatten (ibid.). Målet God bebyggd miljö belyser vikten av planering vid bland annat vägbyggen för att minska körsträckan, vilket på sikt minskar utsläpp som kan transporteras via dagvatten till grundvatten (ibid.).
1.3 Dagvattenhantering
När många städer växte fram i början av 1900-talet var det vanligt med kombinerade system där ledningarna var gemensamma för spill- och dagvatten. Vid kraftig neder-
börd blev dock flödet i ledningarna för stort och reningsverken överbelastade. Spill- och dagvattnet släpptes i dessa fall ut direkt i recipienten orenat. Under 50-talet började separata ledningar för dagvatten anläggas (duplikatsystem) för att undvika utsläpp av orenat spillvatten. Den nya lösningen blev att styra dagvattnet direkt ut i recipienten utan rening då det ansågs vara rent (Thornell 2013).
På 70-talet uppdagades att dagvatten innehåller höga halter av fosfor och kväve. Vid stora flöden chockerades ekosystemen i recipienten av föroreningar vilket bland annat led- de till fiskdöd. Den minskade infiltrationen i städerna (på grund av ökad andel hårdgjord yta samt att vattnet leddes bort) sänkte grundvattennivån, något som gjorde att hus fick sättningar och att växtlighet hade svårt att nå vattnet. Med detta som bakgrund började reningsmetoder diskuteras som både skulle rena och fördröja dagvattnet. Istället för att rena dagvattnet genom att sätta in artificiella filter i ledningarna blev öppna lösningar som genom naturlig infiltration, renade och fördröjde vattnet allt vanligare (ibid.).
Idag ligger ofta hållbarhet i fokus när det gäller dagvattenhantering. Det finns ingen vedertagen definition av hållbar dagvattenhantering och terminologin är olika på olika platser i världen (Stahre 2002). LID (Low Impact Development) eller SUDS (Sustainable Urban Drainage Systems) handlar om att reducera och rena dagvattnet där det skapas genom att uppföra så många småskaliga anläggningar som behövs för att områdets hyd- rologiska funktion ska bli densamma som innan marken exploaterades (Karvonen 2011).
WSUD (Water Sensitive Urban Design) syftar till att försöka integrera vattnets naturliga kretslopp som en del i den urbana miljön. Fokus läggs inte enbart på ekologisk hållbar- het utan även på social-, ekonomisk- och kulturell hållbarhet (Hoyer m. fl. 2011). BMP (Best Management Practices) syftar till dagvattenhantering som förebygger, förhindrar och filtrerar bort föroreningar där de uppkommer (EPA 2017). Gemensamt för alla dessa principer är att dagvatten i så stor utsträckning som möjligt ska renas, fördröjas och infiltrera så nära källan som möjligt.
I planprogrammet för Ulleråker ingår Dagvattenprogram, Uppsala kommun 2015 som definierar hur dagvattnet ska hanteras i området. Utifrån vattendirektivet och för att främja god bebyggd miljö definierades övergripande mål för en bra dagvattenhantering.
Målen är ”Bevara vattenbalansen”, ”Skapa en robust dagvattenhantering”, ”Ta recipient- hänsyn” och ”Berika stadslandskapet” (Onkenhaut m. fl. 2016). De övergripande målen stämmer bra överens med vad som Karvonen (2011), Hoyer m. fl. (2011) och EPA (2017) menar är hållbar dagvattenhantering.
1.4 Föroreningsspridning i urbana områden
När stadsdelar byggs utgörs landytan av mer hårdgjorda ytor så som vägar, parkeringar och byggnader (Gaffield m. fl. 2003). På dessa ytor samlas metaller, kemiska och biologiska föreningar samt an+dra föroreningar som sedan kan transporteras via nederbörd och snösmältning som dagvatten till recipient (Obropta och Kardos 2007). Mycket av dessa föroreningar kommer från biltrafik genom att de avsätts från motorer, bromsar, däck-
och vägslitage (Shorshani m. fl. 2015).
Ökad area hårdgjord yta bidrar till att mindre vatten från nederbörd infiltrerar mar- ken och större volym vatten istället rinner av och samlas upp i diverse dagvattensystem (Berland m. fl. 2017). Stora flöden kan leda till översvämning av dessa system som i sin tur leder till att förorenat vatten istället strömmar ner i marken och till känsliga recipien- ter (Roy m. fl. 2014). Det är således viktigt att dimensionera dagvattensystemen utifrån stora flöden i geologiskt känsliga områden för att minimera risken att grundvatten blir förorenat.
1.5 Ulleråker
Figur 1: Studieområdet Ulleråker visas inom den röda markeringen (Seterra 2017, Uppsala Kommun 2016)
Studieområdet för detta projekt, Ulleråker, är ett av Sveriges största stadsutvecklings- projekt. Området ligger söder om Uppsalas stadskärna (se figur 1) och Uppsala kommun planerar här att bygga över 7000 nya bostäder (Uppsala Kommun 2016). Ulleråker lig- ger delvis rakt på Uppsalaåsens kärna (det gröna området bestående av isälvssediment i figur 2), en viktig vattentäkt för Uppsala kommun som försörjer ca 95 % av kommunens invånare med vatten (Uppsala Vatten 2016). Enligt planprogrammet för Ulleråker ska stadsdelen hålla en grön profil, där stadsliv ska blandas med naturupplevelser samt att en hållbar livsstil ska främjas (Uppsala Kommun 2016).
Figur 2: Karta Ulleråker - automatiskt genererad via SGUs kartvisare (SGU 2017b)
1.6 Förväntad biltrafik i Ulleråker
Enligt den trafikutredning som gjordes av Hanson m.fl. (2016) från Sweco på uppdrag av Uppsala kommun ligger fokus på att främja hållbart resande inom området främst genom kollektivtrafik samt gång- och cykeltrafik. Tre huvudtyper av bilvägar planeras inom om- rådet där den primära leden, dit man vill styra mesta delen av trafiken, omfattar en loop som ansluter till Dag Hammarskjölds väg i den västra delen av programområdet. Denna primära trafikslinga kompletteras av en mindre sekundärslinga där biltrafiken kommer vara mer begränsad, men fortfarande möjlig. Den tredje typen av bilväg är lokalgator där biltrafik endast är möjlig för bilister med mål att nå en specifik fastighet (Hanson m. fl. 2016). Enligt mobilitetsstrategin utförd av Sweco (2016) planeras ett logistikcenter dit gods till området först levereras för att sedan köras ut till destinationer i Ulleråker med mindre fordon. På detta sätt kan tung trafik undvikas inom området (Sweco 2016).
På den planerade sekundärslinga som ligger nära den oskyddade åskärnan i mitten av området (Ulleråkersvägen) kommer den beräknade årsdygnstrafiken (ÅDT) enligt Han- son m.fl. (2016) vara 1745 bilar/dygn efter byggnation. Denna sekundärgata planeras med
två körfält, ett i var riktning, med gångvägar på varje sida samt cykelväg på ena sidan åtskilt från bilvägen med en zon för korttidsparkering (Hanson m. fl. 2016). Nuvarande bashastighet inom tättbebyggt område är idag 50 km/h (Trafikverket 2016).
1.7 Syfte och mål
Syftet med projektet är att bidra till djupare förståelse för hur grundvattnet kan påverkas av dagvattenhanteringen vid den planerade nybyggnationen av Ulleråker.
Målet med projektet är att utvärdera vad hållbar dagvattenhantering innebär och hur tekniken är planerad att implementeras i Ulleråker. Projektet innefattar även utvärdering av alternativa tekniker som applicerats i andra stadsbyggnadsprojekt med hållbarhets- profil som skulle kunna tillämpas i Ulleråker.
1.8 Frågeställningar
• Hur planeras dagvattenhanteringen i Ulleråker?
• Vilka risker förekommer i samband med projektet och hur kan dessa undvikas?
• På vilket sätt sprids föroreningar från en väg i Ulleråker?
• Har liknande projekt utförts och hur gick det för dem?
– Är det något av dessa projekt som kan implementeras i Ulleråker?
2 Översiktlig metod
I huvudsak är detta kandidatexamensarbete en litteraturstudie. Inledningsvis samman- ställdes information för att kunna ge en bakgrund till arbetet. Fokus låg på att försöka definiera hållbar dagvattenhantering, studera tidigare stadsbyggnadsprojekt med håll- barhetsprofil samt att undersöka rullstensåsens betydelse för Uppsala och dess känslig- het. Detta gjordes genom en genomgång av underlagsrapporter från planprogrammet för Ulleråker samt områdesspecifika rapporter och dokument. Med denna information som bakgrund studerades planprojektet mer i detalj genom att identifiera och analysera risker som kan uppkomma dels i samband med byggnationen men även efter att stadsdelen står klar.
En modellering över hur föroreningsspridningen från en bilväg i området kan se ut gjordes för att studera vilken mängd föroreningar som avsätts från vägen på marken via stänkvatten. Detta gjordes för att bidra till djupare förståelse varför det är viktigt att dagvattensystemet dimensioneras korrekt kring vägen för att minska eventuella läckage av förorenat vatten till Uppsalaåsen. Metoden för hur modelleringen utfördes beskrivs mer detaljerat i avsnitt 4.1.
Slutligen analyserades föreslagna riskförebyggande åtgärder samt hur dessa skulle kunna fungera för området. Detta gjordes utifrån befintliga planprogram och med stöd av vetenskapliga artiklar. Även andra stadsbyggnadsprojekt analyserades utifrån vetenslap- liga artiklar och fristående utvärderingar för att belysa alternativa lösningar som skulle kunna appliceras i Ulleråker.
För litteraturstudien låg fokus på att hitta vetenskapliga artiklar med tydlig rele- vans för projektets syfte och mål. De databaser som användes var Diva, Google Scholar, ScienceDirect, Scopus och KTHB Primo. Även kurslitteratur från kurser givna på KTH inom geologi och hydrologi användes till att redogöra för processer i mark och vatten.
Urvalet av litteratur utfördes genom kritisk granskning av utgivare och institut för att erhålla pålitlig och trovärdig information.
3 Dagvattenhanterig i Ulleråker
Uppsala kommuns planprogram för Ulleråker innehåller bilagor och underlagsutredningar som innefattar grundvatten och dagvattenhantering. Utifrån dessa presenteras identifie- rade risker och förslagna åtgärder för att säkra grundvattenkvaliteten i Uppsalaåsen.
3.1 Identifierade risker Dag- och avloppsvatten
I det befintligt bebyggda området i Ulleråker sker det infiltration av dagvatten från tak, parkering och vägdiken ner i Uppsalaåsen. Det finns ledningssystem som delvis tar hand om dagvattnet genom att vattnet leds ut i Fyrisån utan att någon rening eller fördröjning sker (I. Persson och Johansson 2015). Avlopps- och dagvattenledningar i det nya syste- met riskerar att läcka vid dåligt utförande, dåligt underhåll eller vid större påfrestningar än vad ledningarna är dimensionerade för, till exempel vid extrem nederbörd, något som kan leda till översvämningar. Vid söndergrävd ledning kan större läckage ske men detta bör upptäckas direkt vilket kan mildra utsläppen (Onkenhout 2015).
Släckvatten vid brand
Den största enskilda händelsen som kan påverka grundvattnet negativt är om brand ut- bryter och släckvattnet infiltrerar ned i åsen. Det saknas infiltrationsskydd kring marken hos befintlig bebyggelse och vid brand infiltreras släckvattnet ner i marken och riskerar att nå grundvattnet (Onkenhaut m. fl. 2016). Släckvatten kan innehålla en mängd olika miljöfarliga ämnen. De mest vanligt förekommande ämnena är:
• PAH (polycykliska aromatiska kolväten): Fettlösliga, svårnedbrytbara och delvis bioackumelerande ämnen där flera är cancerframkallande och kan skada arvsmas- san.
• VOC (flyktiga organiska kolväten): Ämnena kan irritera luftvägar, vara cancerfram- kallande och bilda marknära ozon som kan påverka nervsystemet.
• Metaller: Det är vanligt förekommande i släckvatten med höga halter av kadmium, bly och zink. Andra metaller utsöndras även i varierande grad. Metaller i höga halter har ofta toxiska effekter.
Andra ämnen som kan förekomma är bromerande flamskyddsmedel, dioxiner, ftalater m.fl. (Norberg och Lithner 2013).
Utsläpp under byggnation
Under byggskedet kommer flera olika maskiner och transportfordon användas. Transpor- ter i form av större fordon som fraktar material samt personbilar som personal brukar.
Maskiner som används under byggnationen är bland annat pålkranar, borrmaskiner och lastmaskiner. Dessa maskiner kan innehålla stora mängder diesel i tanken, samt att hyd- raulolja och petroleumbaserade smörjmedel används. Det finns risk under byggfasen att spill kan förekomma och att större mängder vätska kan läcka ut vid olyckor. Diesel och hydraulolja kan transporteras genom marken i fri form medan smörjmedel ofta kräver uppblandning med vatten, genom till exempel regn, för infiltration. Kemikalier finns runt byggplatserna, till exempel reningsmedel och målarfärg som kan riskera att spillas ut (Onkenhout 2015).
Vid byggnation av nya vägar finns det risk för spridning av PAH om tjärasfalt används eller att partiklar frigörs från gamla vägar då dessa bryts upp och blottläggs (ibid.).
Högre hus som byggs kräver pålning i marken för stabilisering. Att utföra pålningen innebär risk då marken kommer genomträngas av pålen tills den når en fast botten som berg. Ytan mellan pålen och marken kan fungera som en öppen korridor för vatten vilket motverkar tätande jordlagers funktion och minskar transporttiden ner till grundvattnet (ibid.).
3.2 Föreslagna åtgärder Sårbarhetsområden
Planprogrammet (2016) för Ulleråker har tagit fram en övergripande sårbarhetskarta för rullstensåsen i planområdet utifrån hydrogeologiska egenskaper, se figur 3. Oskyddade områden har identifierats utifrån förmåga att infiltrera förorenat vatten ner i Uppsala- åsens grundvatten. Åskärnan, zon 4, har mycket hög infiltrationskapacitet då dess be- ståndsdelar främst består av sand och grus, vilket möjliggör snabb vertikal transport från mark till grundvatten. Randområdet, zon 3, klassas även som oskyddat område men anses ha mindre sårbarhet då dess material till viss del har inslag av täta jordlager som lera där vatten har svårare att transporera sig igenom (Onkenhaut m. fl. 2016).
Vid skyddade området, zon 1, anses inte vatten kunna infiltreras ner i åsen. Skyddan- de jordlager ger ytvattenavrinning på marken till områden som inte är i direktkontakt
med åsens grundvatten utan istället hamnar i Fyrisån eller i grundvattenzoner som inte är i kontakt med Uppsalaåsen (Onkenhaut m. fl. 2016).
Figur 3: Sårbarhetskarta för grundvatten hos Uppsalaåsen utifrån planprogrammet Ulleråker (Onkenhaut m. fl. 2016)
Skyddsåtgärder utifrån sårbarhetsområden
Fokus vid skydd av grundvattnet ligger på att begränsa byggnation på åskärnan och att den yta som kan bidra till förorenat vatten om möjligt inte ska öka. I de områ- den som sedan tidigare är bebyggda ska befintliga gator och vägar förstärkas. Utifrån sårbarhetskartan (figur 3) sätts det restriktioner beroende på område. Inom det oskyd- dade området, åskärnan och randområdet, är markanvändningen begränsad till bostäder, kontor, småskalig handel, offentliga verksamheter likt skolor samt parkeringsplatser på marknivå. Fordonstrafik ska begränsas genom att lokalisera samhällsservice utanför det
oskyddade området (Uppsala kommun och Sweco 2016).
För byggnader vid åskärnan förbjuds källare. Inom randområdet kan dessa tillåtas om källaren befinner sig med ett generellt skyddsavstånd på 50 m från gränsen till åskärnan, utifrån sårbarhetskartan i figur 3, om aktivt brandskydd installeras och den inte används som garage. När byggnation sker får inte jordlagrens naturliga funktion som skydd mot infiltration av föroreningar försämras. Byggnationen får inte medföra uttag av vatten från grundvattenmagasinet (ibid.).
Under byggnationen finns det risk att spill av olika föroreningar sker. Beredskaps- bodar och miljöcontainrar ska vara strategiskt utplacerade runt om byggnationen och tillhandahålla absorberande material som ska läggas ut omedelbart vid spill. Alla större maskiner och fordon ska förvara absorberande material. Mindre maskiner måste lämna byggområdet efter bruk men större svårflyttade enheter kan få vara kvar på området om täta presenningar med uppvikta kanter placeras under så inget från enheterna infiltrerar marken. Detta gäller även för miljöcontainrar och beredskapsbodar. Ett kontrollprogram kommer tas fram för regelbundna kontroller i marken för att upptäcka eventuell infiltra- tion av föroreningar. Vid misstanke av förorening måste allt arbete stanna tills att ett godkännande har kommit från Uppsala miljöförvaltning och Uppsala vatten (ibid.).
Robust dagvattensystem med dagvattendammar
Planprogrammets definition av ett robust dagvattensystem avser två aspekter: val av ma- terial och ett systemtänk. Det material som ska användas inom dagvattensystemet ska bestå av kända material med lång teknisk livslängd, minst 100 år. Vattensystemets led- ningar ska vara stumsvetsade och utgöras av polyeten eller polypropen. Ledningarna ska även vara sammansvetsade med dagvattenbrunnar för att skapa ett tätt ledningssystem (ibid.).
Systemtänket för ett robust dagvattensystem utgår från att ingen infiltration ska ske i åsens oskyddade områden, zon 3 och 4 i figur 3. Kontrollerad bortledning av smutsigt vatten ska ske till skyddade områden där fördröjning och rening sker via dagvatten- dammar innan vattnet förs vidare ut till ytvattenrecipienten Fyrisån. Smutsigt vatten innefattar dagvatten från trafikrelaterade ytor, gator och takvatten (ibid.). Dagvatten- systemet föreslås ha 6 st dagvattendammar för att täcka avrinningens olika riktningar.
3 st som leder dagvatten vidare ner till Fyrisån med fördröjningskapacitet för 2-årsregn samt 3 st som leder vattnet ner i Uppsala kommuns befintliga dagvattensledningsnät med kapacitet att fördröja ett 10-årsregn. Vid regn större än 10 års återkomsttid bör gatorna formges till att fungera som sekundära avrinningsvägar där vatten leds bort från den oskyddade zonen till den skyddade zonen (I. Persson och Johansson 2015).
Kontrollprogram ska följa upp vattenkvaliteten hos det renade dagvattnet. Krav på vattenkvalitet sätts utifrån Livsmedelsverkets krav för dricksvatten och miljökvalitets- normer för yt- och grundvatten som sätts av havs- och vattenmyndigheten och SGU (Uppsala kommun och Sweco 2016).
Brandhantering
Räddningstjänsten får enbart använda sig av vatten som släckvätska för att släcka brän- der. Om ett fordon eller maskin börjar brinna får inte släckningsarbete ske förutom vid personskada eller fara för omgivning. Det frigörs mindre miljöfarliga ämnen av branden i sig jämfört med släckning. Det ska finnas täta hårdgjorda ytor anslutna till byggna- der för ledning av släckvatten till dräneringsrör som är kopplade till dagvattensystemet.
Räddningstjänsten ska ha möjlighet att täppa igen dagvattensystemet för att kunna ta hand om släckvattnet genom pumpar och bassänger. Om släckvatten kommer i dagvat- tensystemet i för stora mängder kan dagvattendammarna ha svårt att både rena vattnet tillräckligt samt klara av vattenflödet (Uppsala kommun och Sweco 2016).
4 Föroreningsspridning intill bilväg i Ulleråker
För att undersöka hur föroreningar sprids från en väg studeras i den här delen av rap- porten Ulleråkersvägen som går igenom programområdet. Läckage från denna vägsträc- ka bedöms kunna påverka vattenkvaliteten i Uppsalaåsen eftersom den ligger nära den oskyddade åskärnan (grönt område i figur 4) och dagvatten därför riskerar att nå grund- vattnet relativt snabbt om det inte tas om hand.
Figur 4: Geologisk karta samt konceptskiss över Ulleråkersvägen. Blått område i konceptskissen illustrerar yta bredvid vägen.
4.1 Metod för beräkning av föroreningsspridning
För att beräkna vilken koncentration föroreningar som från vägen hamnar på en viss yta intill vägbanan användes ett Excel-program framtaget av Earon (2011). Earon (2011) använde modellen för att beräkna föroreningshalten som den då nyligen omlagda E18 mellan Västerås och Enköping gav upphov till. I sitt arbete använde sig Earon (2011)
av metaller, anjoner och katjoner som indikatorer för att studera föroreningsspridning- en genom att utföra provtagningar i anslutning till vägbanan. E18 öppnade för trafik 25 oktober 2010 (Earon m. fl. 2012) och provtagningarna genomfördes i december och februari, dvs. 2 respektive 4 månader efter invigningen, genom att ta stickprov i snö.
Dessa uppsamlade data modellerades sedan i Excel som normalfördelningskurvor för att grafiskt visa vilken halt av föroreningarna som hamnade på olika avstånd från vägen.
(ibid.).
Modellen som Earon (2011) tagit fram utgår från föroreningsspridning genom direkt avrinning från vägbanan, luftburen spridning av partiklar, stänkvatten och spridning genom plogning under vinterhalvåret. De metaller som behandlas är aluminium (Al), nickel (Ni), bly (Pb), järn (Fe), kadmium (Cd), krom (Cr), zink (Zn) och mangan (Mn) (ibid.). Beräkningarna utfördes med ekvation 1.
D(x) = k1· e
((x c)·10)2
2·k22 + dep + k1· e
(x (c 10))·10)2
2·k22 (1)
D(x) är halt förorening uppmätt ett visst avstånd från vägbanan, k1och k2är av Earon (2011) egenmodifierade koefficienter för att kurvan ska passa de uppmätta värdena så bra som möjligt, x är avståndet från vägbanans mitt, c är offset-termen som bidrar till större spridning vid sidan om vägbanan och dep är en komponent för den naturliga spridningen av föroreningar som ej uppkommer från antropogena aktiviteter. (ibid.) Anledningen till att det finns två exponentiella termer i ekvation 1 är för att Earon modellerade hela E18, dvs. en vägsträckning med två körfält i var riktning för att se hur stor halt förorening hela E18 gav upphov till i det specifika studieområdet (Earon 2011).
Projektet denna rapport redovisar bygger på värden uppmätta av Earon (2011) och därför användes hans modellerade föroreningskurvor för metaller direkt som ett mått på hur spridningen sker. Dessa föroreningskurvor modifierades för att passa detta studieom- råde då hastigheten på E18 är betydligt högre än vad den kommer vara i Ulleråker samt att mängden bilar och typen av trafik kraftigt skiljer sig åt.
Från sina provtagningar fann Earon (2011) den högsta halten föroreningar i snön 3 - 4 m om vägbanan. Detta antog Earon (2011) berodde på att störst volym trafik samt tung trafik kör i det högra körfältet på en dubbelfilig vägbana och således stänker en större mängd vatten och snö innehållande föroreningar till höger om vägen. Snöröjning leder också till att en större mängd snö avsätts till höger om vägbanan. Med detta som grund antog Earon (2011) en extra spridningskoefficient (c i ekv. 1). (Earon m. fl. 2012) För studieområdet i detta projekt antogs att störst mängd vatten innehållande förore- ningar avsätts direkt på vägbanan eftersom hastigheten endast antas vara 30 km/h. Den låga hastigheten antogs bidra till att spridning av vattnet på sidorna om vägbanan blir betydligt mer begränsad och spridningskoefficienten således negligeras i beräkningarna för detta projekt.
Då ÅDT för E18 är 17 510 bilar/dag enligt Earon (2011) och ÅDT för Ulleråkersvägen beräknas bli 1745 bilar/dag enligt Sweco (2016) kommer belastningen för Ulleråkersvä-
gen bli cirka en tiondel (10 %) av E18. Antagandet gjordes således att k1i ekvation 1 blir en tiondel av Earons antagna värden för k1. Den andra exponentiella termen i ekvation 1 negligeras då det inom ramen för detta projekt enbart räknas på föroreningsspridning från vägbanan i en körriktning i taget och antaganden gjordes att föroreningsspridningen ser likadan ut för det andra körfältet i motsatt riktning. Komponenten för den naturliga depositionen (dep i ekv. 1) försummas då beräkningar enbart utfördes för förorenings- spridningen som uppkommer från antropogena aktiviteter. Med dessa antaganden som grund inklusive negligeringen av offset-termen, c, blir ekvationen för att beräkna förore- ningsspridningen på ett visst avstånd från vägen enligt ekvation 2.
D(x) = 0.1· k1· e
(x·10)2
2·k22 (2)
För att sedan beräkna den halt förorening som avsätts på en viss yta från vägen integreras ekvation 2 över den yta som ska undersökas. I figur 4 är vägsträckan (Ulleråkersvägen) som ska undersökas markerad. En 10 meter lång sträcka längs vägen valdes samt 6 meter ut från vägbanans mitt. Arean av området blir 60 m2och ekvation 2 integrerades således mellan 0 och 6 och multiplicerades sedan med 10 för att få den totala mängden avsatt förorening på den valda ytan, vilket illustreras i ekvation 3.
M (x) = 10· Z 6
0
D(x)dx (3)
För att få en avsättningsgrad av föroreningshalten som per dag avsätts intill vägen divi- derades ekvation 3 med antal dagar efter snöfall som provet tagits. Detta eftersom snö som legat en längre tid på marken har en högre ackumulerad föroreningshalt. Genom division med antalet dagar snön legat på marken erhölls ett medelvärde för halten avsatt förorening per dag från vägen från snöfall till provtagning. Provtagningarna i december utfördes enligt Earon (2011) 33 dagar efter kraftigt snöfall och provtagningarna i februari utfördes 11 dagar efter kraftigt snöfall. För att få en avsättningsgrad av föroreningshalten som per dag avsätts på ytan intill vägen dividerades således halten förorening i december med 33 dagar och halten föroreningar i februari med 11 dagar.
4.2 Resultat av modellering över föroreningspridning
Efter modellering av ekvation 2 erhålls grafer för respektive metall och månad (fig. 5).
De värden på den horisontella axeln med negativt tecken är avstånd från mitten av vägen till avstånd till höger om körbanan, över det område som är särskilt geologiskt känsligt.
Det som kan utläsas ur dessa är att högst halt förorening avsätts direkt på vägbanan (där avståndet från körbanan är 0 m i figur 5) oavsett föroreningskomponent. Distributionen sker enligt en normalfördelningskurva. När avståndet från körbanan närmar sig -6 meter, dvs. 6 meter till höger om mitten av körbanan, går halten förorening mot 0 µg.
Figur 5: Spridningskurvor för Al, Cd, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb & Zn
Efter integration av graferna för varje metall enligt ekvation 3 erhålls den totala halten förorening som avsätts på den 60 m2 stora arean till höger om mitten av det högra körfältet baserade på Earons (2011) uppmätta värden för februari och december. Efter division med 33 dagar för decembers halter respektive 11 dagar för februaris halter fås avsättningsgraden för vilken mängd förorening som avsätts per dag. Dessa redovisas i tabell 1.
Tabell 1: Halt avsatt förorening per dag på 60 m2 yta intill Ulleråkersvägen baserade på värden för december och februari
Al Cd Cr Fe Mn Ni Pb Zn
(dagµg) (dagµg) (dagµg) (dagµg) (dagµg) (dagµg) (dagµg) (dagµg) Dec 3.3 0.0002 0.005 5.5 0.2 0.008 0.02 0.3 Feb 5.9 0.0005 0.010 10.2 0.3 0.009 0.03 0.8
De halter som presenteras i tabell 1 är de halter som skulle kunna avsättas per dag i området kring Ulleråkersvägen efter att stadsdelen och vägen står klara.
4.3 Osäkerheter i modellen
Det finns flera osäkerheter i modellen Earon (2011) tagit fram. Exempelvis kan de upp- mätta halterna av ämnen i snöproven vara missvisande då en stor mängd snö bidrar till att koncentrationerna i proven verkar lägre eftersom snön agerar utspädande. Detta skulle i så fall bidra till att alla beräknade värden och även spridningen blir skev. Tas proverna nära inpå ett nederbördstillfälle riskerar de att vara utspädda. Även antaganden om att störst volym trafik samt tung trafik kör i det högra körfältet och således skvät- ter vatten och snö längre till höger om körbanan kan vara en osäkerhet. Detta eftersom bilar i vänster körfält tenderar att hålla högre hastighet vid exempelvis omkörning och därmed kan utgöra en större spridningskälla. Det kan också argumenteras för att större mängd snö har en längre uppehållstid i det vänstra körfältet eftersom färre bilar kör där vilket kan innebära att mer föroreningar ackumuleras och koncentrationen följaktligen ökar. När ett fordon i hög hastighet sedan använder körfältet kan det skvätta snön till vänster om körbanan samt över i höger körfält och således bidra till en större spridning än fordonen som håller jämnare hastighet i höger körfält gör.
Det faktum att modellen Earon (2011) använder sig av baseras på uppmätta värden från E18, en väg där tung trafik kör till skillnad från Ulleråker där ingen tung trafik kör, ger upphov till osäkerheter då tyngre trafik kan ge upphov till högre halt förore- ningar. Eftersom modellen som använts i denna rapport baseras på erhållna värden för föroreningshalten av Earon (2011) riskerar således den erhållna halten avsatt förorening i denna rapport vara betydligt högre än vad den skulle vara i verkligheten.
5 Dagvattenhantering - Hur har andra gjort?
Här presenteras alternativa lösningar från liknande stadsbyggnadsprojekt. Detta för att redogöra för hur de har fungerat samt om det är möjligt att tillämpa dessa lösningar i Ulleråker.
5.1 Exempel – Augustenborg, Malmö
Augustenborg är en stadsdel i Malmö som utvecklades under 1940- och 1950-talet, då som en ny modern stadsdel. Ursprungligen fördes dagvattnet i samma ledningar som av- loppsvattnet där det renades i anslutande reningsverk (Stahre 2002). På 70-talet började stadsdelen uppfattas som sliten och gammaldags och de socioekonomiska förhållandena i området var svaga. Området drabbades även årligen av översvämningar. För att öka statusen på området startades projektet Ekostaden – Augustenborg. Projektet syftade till att stadsdelen skulle byggas om och fokus skulle ligga på de boendes välmående.
Projektet leddes av flertalet intressenter, bland annat kommunen och fastighetsägare (Scandinavian Green Roof Institute 2017).
I början av 2000-talet började stadsdelens dagvattenhantering byggas om och flertalet tekniker implementerades. Så kallade ”gröna tak” (se fig. 6a) planterades på industrier för att minska avrinningen. Öppna betongkanaler installerades mellan husen för att leda bort dagvattnet och i anslutning till dessa anlades små våtmarker och dammar (se fig.
6b). En del av systemet designades som en öppen bäck som under torrperioder ibland är torrlagd. (Stahre 2002).
(a) Gröna tak (b) Damm med anslutande kanal Figur 6: Dagvattenlösningar i Augustenborg, Malmö (Stahre 2008)
Vid ombyggnationen låg fokus för det nya dagvattensystemet på att minimera av- rinningsresponsen, bevara öppna ytor för områdets estetik samt att minska den totala avrinningen (Villarreal m. fl. 2004). Området är känsligt för ökad djup penetration vil- ket enligt Villarreal m. fl. (2004) gör att ytan som är tillgänglig för evapotranspiration bör vara så stor som möjligt. De gröna tak som planterats i Augustenborg utgör goda evapotranspirationsytor främst under sommaren, men under de perioder med mer regn då växtbädden är mättad flödar vattnet ut i princip samma hastighet som det tränger in (Bengtsson 2002).
Berndtsson m. fl. (2009) studerade bland annat de gröna tak som installerats i Augus-
tenborg för att undersöka om de förbättrade kvaliteten på dagvattnet. Resultatet visar på att nitrat-kväve binds i taket men att det totala kvävet minskar försumbart. Kon- centrationen fosfor i avrinningen ökade vilket förmodas komma från gödningsmedel och planteringsjorden. Växtligheten hade ingen påverkan på koncentrationen metaller i dag- vattnet. De visar dock att sammansättningen av växter påverkar upptagningsförmågan och menar att extensiva eller underhållsfria tak som är populära i Sverige (där mos- sor, örter och gräs utgör växtligheten) tar upp mindre föroreningar än tak med tjockare jordlager samt mer varierad växtlighet (intensiva tak). Övergripande rekommenderar för- fattarna att gröna tak inte bör installeras som den enda funktionen i ett dagvattensystem för att minska koncentrationen föroreningar i dagvattnet (Berndtsson m. fl. 2009).
Dagvattendammarna som installerats i Augustenborg utgör viktiga komponenter för att fördröja vattenflöden. Enligt Villarreal m. fl. (2004) klarar dammarna av att fördröja vattenflöden från 10-årsregn. I händelse av 100-årsregn är dock dammarna underdimen- sionerade vilket skulle resultera i översvämningar i området (Kibirige och Tan 2013).
Dammarna är inte bara till för att fördröja vattenmassor utan idén är att när vattnet stannar upp så kan partiklar sedimentera vilket renar vattnet (Hoyer m. fl. 2011, s.27).
Ingen studie som visar i vilken omfattning dagvattendammarna i Augustenborg renar vattnet har varit tillgänglig för detta kandidatexamensarbete. Däremot visar en rapport utförd av vägverket (J. Persson och Pettersson 2006) att den specifika dammarean (dam- marea/hårdgjord yta inom avrinningsområdet [m2/ha]) samt dammhydrauliken avgör i vilken omfattning dagvattnet renas. Hög specifik dammarea medför högre avskiljningsef- fektivitet. Dock hittade J. Persson och Pettersson (2006) inget tydligt samband förutom just detta och de menar att ytterligare forskning samt bättre provtagningsmetoder krävs för att kartlägga dagvattendammars förmåga att avskilja föroreningar.
6 Diskussion
I planprogrammet och tillhörande underlagsutredningar föreslås flertalet förebyggande åtgärder. Dock har inget åtgärdsprogram om hur krishantering ska ske om betydande mängd föroreningar når grundvattnet kunnat identifieras. I planprogrammet beskrivs att mer detaljerad information kommer att fastställas längre fram i detaljplanerna. I ett hydrogeologiskt perspektiv hade det varit bra om en konsekvensanalys och ett krishan- teringsprogram fanns att tillgå redan i startskedet av projektet i och med att Ulleråker planeras på ett känsligt område. SGU (2015) har varit kritiska till utbyggnad i åsens närområde och menar att byggnation på de mest känsliga infiltrationsområdena bör und- vikas. Samtidigt ökar trycket på bostäder i stadsnära miljö och därför blir exploation av känsliga områden svårt att undvika. Hanteringen av dagvatten kommer således bli än mer viktig i framtiden för att dricksvattenkvaliteten inte ska äventyras.
6.1 Utformning av dagvattensystemet
Dagvattendammarna i Ulleråker är planerade för att klara 2- respektive 10-årsregn. Vid större flöden rekommenderas gatorna att utformas så att dessa kan fungera som avled- ningsvägar bort ifrån den oskyddade åskärnan. Till följd av klimatförändringar kommer nederbördsmönster att ändras och skyfall och andra extrema nederbördsevent bli vanli- gare vilket kommer leda till större flöden i dagvattensystemet. I. Persson och Johansson (2015) har tagit hänsyn till klimatförändringar genom att använda en klimatfaktor på 1,2 vid dimensionering av systemet och driftstiden för ledningarna är satt till 50 år. Om dessa dimensioneringar är goda nog för att säkerställa att åsen inte utsätts för infiltration av förorenat dagvatten kan diskuteras. Sannolikheten att ett flöde med återkomsttid T år kommer att ske under N år är (1 (1 T1)N)vilket innebär att sannolikheten att ett 100-årsregn inträffar minst 1 gång under 50 år är lika med 39,5%. Liknande beräkning- ar för ett 20-årsregn medför sannolikheten 92,3%. Det är således troligt att Ulleråkers dagvattensystem kommer att ha en högre belastning än vad det är byggt för inom de närmsta 50 åren.
Ett scenario som kan tänkas vara förödande för grundvattenmagasinet i Uppsalaåsen är om brand inträffar samtidigt som dagvattensystemet är överbelastat och inte kan ta emot mer vatten. Detta skulle innebära att släckvattnet inte kan föras via dagvattensy- stemet utan direkt infiltrerar grundvattenmagasinet via marken. Även om sannolikheten för att en sådan händelse inträffar är minimal kan konsekvenserna vara att det inte går att ta ut dricksvatten ur Uppsalaåsen nedströms Ulleråker för en lång tid framöver. Det kan således vara bra att utgå ifrån försiktighetsprincipen och dimensionera dagvattensy- stemet för mer extrema nederbördsevent.
6.2 Dricksvattenförsörjning
Något som är värt att diskutera är hur dricksvattenförsörjningen ska säkras för framtiden i nya stadsbyggnadsprojekt. Om större yta hårdgörs leder detta till att mindre mängd vatten kan infiltrera marken och bilda grundvatten. Detta är positivt om det innebär att förorenat vatten hindras från att infiltrera, men det är negativt med avseende på mängden grundvattenbildning. Mindre mängd vatten som infiltrerar marken innebär mindre mängd vatten som kan bilda grundvatten och magasinen fylls således inte på i samma takt som de töms. Detta kan leda till vattenbrist i storstadsområden då arean hårdgjorda ytor ökar som minskar infiltrationen och ökande invånarantal kräver större grundvattenuttag för bland annat dricksvattenförsörjning. I Uppsala används dock konstgjord infiltration för att fylla på grundvattenmagasinet i åsen. Den minskade infiltrationen som den ökade andelen hårdgjorda ytor i Ulleråker medför anses av Onkenhaut m. fl. (2016) vara mindre betydande för påfyllning av magasinet. Dock har ingen utförlig undersökning gjorts.
6.3 Kan dagvatten ses som en resurs istället för en biprodukt?
Enligt Berndtsson m. fl. (2009) renar intensiva gröna tak dagvattnet bättre, det vill sä- ga tak med tjockare jordbädd. Med deras studie som bakgrund bör man i Ulleråker förslagsvis satsa på den typen av tak istället för den extensiva typ som är vanligast i Sverige. Intensiva gröna tak bidrar även i större utsträckning till hållbar dagvattenhan- tering så som det generellt beskrivs. Nederbörden används lokalt till att bevattna taken och gör att dagvattnet ses som en resurs istället för en biprodukt.
I den här rapporten har fokus legat på ekologisk hållbarhet men för att bygga en håll- bar stadsdel behöver även ekonomiska och sociala aspekter vägas in. Tekniska lösningar kommer inte implementeras om de inte är ekonomiskt försvarbara samtidigt som de bo- ende och besökare i området behöver vara medvetna om områdets sårbarhet. Den öppna designen på dagvattensystemet i exempelområdet Augustenborg har bidragit till ökad förståelse för vattenhanteringen samtidigt som det bidragit till rekreationsvärden. Med detta som bakgrund kan det vara en idé att implementera fler synliga dagvattenlösningar även i Ulleråker för att öka medvetenheten.
6.4 Föroreningsspridning från väg
Från modelleringen erhölls grafer för hur föroreningsspridningen sker. Det som gick att utläsa var att föroreningarna hamnar på ett avstånd av 0 - 6 meter från vägbanans mitt. Eftersom Ulleråkersvägen ligger i anslutning till ett geologiskt känsligt område riskerar således dessa föroreningar att infiltrera Uppsalaåsen med dagvattnet och bidra till föroreningen av grundvattnet. För att det inte ska ske krävs att markytan upp till 6 meter från vägbanans mitt är tät samt att väl dimensionerade dagvattensystem finns på plats som kan samla upp det förorenade dagvattnet och leda bort det.
Från de halter som erhölls från modelleringen kan utläsas att järn och aluminium utgör de största avsättningarna sett till mängd förorening per dag. Det är även dessa komponenter som skiljer sig mest från varandra mellan värden baserade på provtagningar för december respektive februari. Då denna rapport inte inkluderar mätvärden för nuläget i Ulleråker är det omöjligt att säga om halterna kommer öka eller minska efter byggnation.
Då modellen för att beräkna halten föroreningar som avsätts på en specifik yta intill en bilväg i Ulleråker baseras på en befintlig modell av en helt annan typ av bilväg finns stora osäkerheter i resultatet. Således kan tolkningen göras att de beräknade värdena inte alls behöver stämma överens med verkligheten. Däremot, hur spridningen sker och vilken del av vägen som blir högst belastad kan vara intressant att utvärdera. Detta eftersom man utifrån modellerade grafer kan utforma den mest effektiva dagvattenlösningen. Om högst halt förorening samlas direkt på körbanan istället för vid sidan och sedan rinner av vägen med nederbörd istället för att stänka skulle vägen exempelvis kunna utformas så att den lutar lätt åt något håll dit dagvattenledningar anlagts. Om lösningar utformas på det sättet kan det bli lättare att styra förorenat vatten åt det håll som önskas för att
sedan ta hand om det på bästa sätt och således minimera infiltration till grundvattnet.
7 Slutsats
De lösningar som tagits fram för Ulleråkers dagvattensystem bygger på täta ledningar och dagvattendammar med syfte att rena och fördröja dagvatten innan det leds vidare till Fyrisån. Exploatering av området medför risker för förorening av grundvattnet via infilt- ration av dagvatten om dagvattensystemet inte fungerar som tänkt. Därför är det viktigt att kontrollprogram uppförs och följs så att regelbundna mätningar av vattenkvaliteten sker både under och efter byggnadsfasen samt att det finns en tydlig åtgärdsplan vid misstänkt förorening. Dagvattendammarnas utformning är av största vikt för vattnets rening. Dimensioner och dammhydraulik behöver därför noggrant planeras.
Modelleringen över föroreningsspridningen från Ulleråkersvägen visar att störst halt föroreningar avsätts direkt på vägbanan och minskar sedan drastiskt när avståndet går mot 6 meter. Slutsatsen blir således att det är viktigt att ytan 6 meter ut från mitten av vägbanan tätas och utformas så att dagvatten från vägen innehållande föroreningar tas om hand. Detta för att inte riskera att för höga halter föroreningar infiltrerar marken och når grundvattenmagasinet i Uppsalaåsen.
Intensiva gröna tak med tjocka jordlager renar bättre än extensiva tak och använder dagvattnet lokalt. Detta skulle med fördel kunna implementeras i Ulleråker.
Det finns ingen vedertagen definition av hållbar dagvattenhantering men generellt handlar det om att ta hand om dagvattnet där det uppkommer genom att fördröja och rena vattnet lokalt. Det planerade dagvattensystemet i Ulleråker överensstämmer med detta på vissa punkter men inte fullt ut då en del av dagvattensystemet kommer att kopplas på befintligt ledningsnät och föras bort från området.
Projektet har bidragit till författarnas och förhoppningsvis läsarens djupare förståelse för hur grundvattnet kan påverkas av dagvattenhantering i en stadsdel.
8 Rekommendationer om framtida forskning
Ett intressant förslag på forsatta studier kan vara att undersöka hur klimatförändringarna kan komma att påverka grundvattnet i Uppsalaåsen. Då klimatförändringarna bidrar till en högre temperatur samt ökad nederbörd under kortare tid är det viktigt att studera om dagvattensystemen är tillräckligt dimensionerade för att klara av högre belastning till följd av extremt väder. Även hur klimatförändringarna påverkar recharge, dvs. påfyllnad av vattenmagasinen, kan vara av högsta intresse för att säkerställa framtida tillgång till dricksvatten.
Ett annat intressant studieobjekt vore att sätta in Ulleråker i ett bredare hydrologist sammanhang. Vattnet för konstgjord infiltration i Uppsalaåsen kommer från Fyrisån vilken i sin tur fylls på av sjön Tämnaren som ligger norr om Uppsala. Hur påverkas dessa
av byggnationen i Ulleråker? Dessutom kopplas Ulleråkers dagvattensystem på Uppsalas befintliga system. Är detta dimentionerat för att klara av den ökade avrinningen från Ulleråker?
Referenser
Andréasson, Per (2006). Geobiosfären: En introduktion. 1. utg. Lund: Studentlitteratur, s. 351–352, 360–362. isbn: 9789144036700.
Bengtsson, Lars (2002). “Avrinning från gröna tak / Runoff from green-roofs”. I: Vatten 4, s. 245–250.
Berland, Adam, Shiflett, Sheri A., Shuster, William D., Garmestani, Ahjond S., Goddard, Haynes C., Herrmann, Dustin L. och Hopton, Matthew E. (2017). “The role of trees in urban stormwater management”. I: Landscape and Urban Planning 162, s. 167–177.
doi: 10.1016/j.landurbplan.2017.02.017.
Berndtsson, Justyna Czemiel, Bengtsson, Lars och Jinno, Kenji (2009). “Runoff water quality from intensive and extensive vegetated roofs”. I: Ecological Engineering 35.3, s. 369–380. doi: 10.1016/j.ecoleng.2008.09.020.
Earon, Robert (2011). Impacts on Soil and Groundwater from Road Maintenance and Traffic. An Initial Study of the E18 Highway. Trita LWR-EX-11-21. Stockholm: Kung- liga Tekniska Högskolan.
Earon, Robert, Olofsson, Bo och Renman, Gunno (2012). “Initial Effects of a New High- way Section on Soil and Groundwater”. I: Water, Air, & Soil Pollution 223.8, s. 5413–
5432. doi: 10.1007/s11270-012-1290-6.
EPA, United States Environmental Protection Agency (2017). Problems with Stormwater Pollution. url: https://www.epa.gov/npdes/npdes-stormwater-program (hämtad 2017-05-04).
Gaffield, Stephen J., Goo, Robert L., Richards, Lynn A. och Jackson, Richard J. (2003).
“Public health effects of inadequately managed stormwater runoff”. I: Am J Public Health 93.9, s. 1527–1533.
Hanson, Sverker, Lu, Jack, Holmstedt, Martin, Johansson, Johan, Lundberg, Magdale- na, Ingelsson, Carolina och Eidmar, Erik (2016). Trafikutredning. Uppdragsnummer 6295073110. Uppsala Kommun och Sweco.
Hoyer, Jacqueline, Dickhaut, Wolfgang, Kronawitter, Lukas och Weber, Björn (2011).
Water Sensitive Urban Design: Principles and Inspiration for Sustainable Stormwater Management in the City of the Future. Jovis, s. 18–20. isbn: 3868591060.
Karlskorna kommun (2016). Rullstensåsar. url: http : / / www . karlskrona . se / sv / Bostad -- miljo / Vatten -- avlopp / Dricksvatten / Projekt - Johannishusasen / Rullstensasar/ (hämtad 2017-05-02).
Karvonen, Andrew (2011). Politics of Urban Runoff: Nature, Technology, and the Sustai- nable City (Urban and Industrial Environments). The MIT Press, s. 17–19. isbn:
0262016338.
Kibirige, Daniel och Tan, Xing (2013). Evaluation of Open Stormwater Solutions in Au- gustenborg, Sweden. Lund: Lunds Universitet.
Kjellström, Erik, Abrahamsson, Reino, Boberg, Pelle, Jernbäcker, Eva, Karlberg, Marie, Morel, Julien och Sjöström, Åsa (2014). “Uppdatering av det klimatvetenskapliga kunskapsläget”. I: Klimatologi 9. SMHI.
Mekonnen, Mesfin M. och Hoekstra, Arjen Y. (2016). “Four billion people facing severe water scarcity”. I: Science Advances 2.2, e1500323. doi: 10.1126/sciadv.1500323.
Naturvårdsverket (2017). Miljömål – Årlig uppföljning av Sveriges nationella miljömål 2017. Rapport 6749. Naturvårdsverket, s. 10, 18, 85, 161, 235. isbn: 9789162067496.
Norberg, Peter och Lithner, Delilah (2013). Rening och destruktion av kontaminerat släckvatten. Tekn. rapport MSB536. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB).
Obropta, Christopher C. och Kardos, Josef S. (2007). “Review of Urban Stormwater Qua- lity Models: Deterministic, Stochastic, and Hybrid Approaches1”. I: JAWRA Journal of the American Water Resources Association 43.6, s. 1508–1523. doi: 10.1111/j.
1752-1688.2007.00124.x.
Ojala, Lena, Thunholm, Bo, Maxe, Lena, Persson, Gunn och Bergmark, Mats (2007).
Kan grundvattenmålet klaras vid ändrade klimatförhållanden? –underlag för analys.
2007:9. Sveriges geologiska undersökning.
Onkenhaut, Joachim, Persson, Irina och Jansson, Christer (2016). Hållbar vattenmiljö.
Uppdragsnummer 6295073300. Uppsala Kommun och Sweco.
Onkenhout, Joachim (2015). Riskanalys grundvattenskydd. Uppdragsnummer 6295073100.
Uppsala Kommun och Sweco.
Persson, Irina och Johansson, Linda (2015). Ulleråker dagvattenhantering. Uppdrags- nummer 6295073150. Uppsala Kommun och Sweco.
Persson, Jesper och Pettersson, Thomas (2006). Dagvattendammar - Om provtagning, avskiljning och dammhydraulik. Publikation: 2006:115. Vägverket, enhet Samhälle och Trafik, avdelning Vägteknik.
Roy, Allison H., Rhea, Lee K., Mayer, Audrey L., Shuster, William D., Beaulieu, Jake J., Hopton, Matthew E., Morrison, Matthew A. och Amand, Ann St. (2014). “How Much Is Enough? Minimal Responses of Water Quality and Stream Biota to Partial Retrofit Stormwater Management in a Suburban Neighborhood”. I: PLoS ONE 9.1. Utg. av Maura (Gee) Geraldine Chapman, e85011. doi: 10.1371/journal.pone.0085011.
Scandinavian Green Roof Institute (2017). Ekostaden Augustenborg. url: http://greenroof.
se/ekostaden-augustenborg/ (hämtad 2017-05-16).
Seterra (2017). Blindkarta över Sveriges landskap. url: http://www.seterra.com/sv/
blindkarta/ (hämtad 2017-05-02).
SGU (2017a). Jord Från istid till nutid. url: https://www.sgu.se/om-geologi/jord/
fran-istid-till-nutid/ (hämtad 2017-04-20).
— (2017b). Vatten Dricksvatten. url: https://www.sgu.se/om- geologi/vatten/
(hämtad 2017-04-20).
— (2015). Samråd om förslag till fördjupad översiktsplan för Södra staden. Uppsala. url:
http://resource.sgu.se/dokument/om-sgu/yttranden/2015/33-1500-2015_33- 1487-2015.pdf (hämtad 2017-05-20).
Shorshani, Masoud Fallah, André, Michel, Bonhomme, Céline och Seigneur, Christian (2015). “Modelling chain for the effect of road traffic on air and water quality: Tech- niques, current status and future prospects”. I: Environmental Modelling & Software 64, s. 102–123. doi: 10.1016/j.envsoft.2014.11.020.
Stahre, Peter (2002). “Integrated Planning of Sustainable Stormwater Management in the City of Malmo, Sweden”. I: Global Solutions for Urban Drainage. American Society of Civil Engineers. doi: 10.1061/40644(2002)168.
— (2008). Blue-green fingerprints in the city of Malmö, Sweden. VA SYD. url: http://
greenroof.se/gr-16/wp-content/uploads/2017/04/BlueGreenFingerprintsPeterStahrewebb.
pdf (hämtad 2017-05-15).
Sweco (2016). Mobilitetsstrategi Ulleråker. url: https://www.uppsala.se/contentassets/
cafa814331eb484cb87f26ceb2009e4f/bilaga-3_mobilitetsstrategi.pdf (häm- tad 2017-05-23).
Thornell, Li (2013). Trender i öppen dagvattenhantering – En kartläggning av de senaste 40 åren. Alnarp: Sveriges Latbruksuniversitet.
Trafikverket (2016). Rätt hastighet på vägen. url: http://www.trafikverket.se/resa- och-trafik/vag/Hastighetsgranser-pa-vag/Nya-hastighetsgranser/ (hämtad 2016-11-01).
Treidel, Holger, Martin-Bordes, Jose Luis och Gurdak, Jason J. (2011). Climate Change Effects on Groundwater Resources: A Global Synthesis of Findings and Recommen- dations (IAH - International Contributions to Hydrogeology). CRC Press. Kap. 17, s. 305–306. isbn: 9780203120767.
Uppsala Kommun (2016). Ulleråker Planprogram. PLA 2012-20250.
Uppsala kommun och Sweco (2016). Krav Och Försiktighetsåtgärder För Skydd Av Grund- Och Ytvatten - Underlag Till Markanvisning i Ulleråker. url: http://bygg.uppsala.
se / globalassets / uppsala - vaxer / dokument / stadsplanering -- utveckling / planerade - omraden / bostadsomraden / ulleraker / markanvisning / krav - och - forsiktighetsatgarder-for-skydd-av-grund--och-ytvatten160511.pdf (häm- tad 2016-05-01).
Uppsala Vatten (2016). Företag Vatten och avlopp Vattenskyddsområden. url: http://
www.uppsalavatten.se/sv/foretag/vatten-och-avlopp/vattenskyddsomraden/
(hämtad 2017-04-20).
Villarreal, Edgar L., Semadeni-Davies, Annette och Bengtsson, Lars (2004). “Inner city stormwater control using a combination of best management practices”. I: Ecological Engineering 22.4-5, s. 279–298. doi: 10.1016/j.ecoleng.2004.06.007.
WWAP (2017). The United Nations World Water Development Report 2017. Wastewater:
The Untapped Resource. UNESCO.
