Lövåsen - Heden
Dagvattenutredning
Uppdragsnr: 1071124 Version: Färdig handling 2020-09-01
Uppdragsgivare: Katrineholms kommun Uppdragsgivarens
kontaktperson:
David Labba
Uppdragsledare: Nicolas Schoeffler
Handläggare: Ylva Egeskog
Bitr. handläggare: Axel André Kvalitetsgranskare: Nicolas Schoeffler
Färdig handling 2020-09-01 Dagvattenutredning A. A. & Y. E. N. S. N. S.
Färdig handling 2020-07-02 Dagvattenutredning A. A. & Y. E. N. S. N. S.
Granskningshandling 2020-06-16 Dagvattenutredning A. A. & Y. E. N. S. N. S.
Version Datum Beskrivning Upprättat Granskat Godkänt
Sammanfattning
Norconsult har på uppdrag av Katrineholms kommun tagit fram denna dagvattenutredning i samband med att detaljplanen Lövåsen – Heden tas fram. Dagvattenutredningen syftar till att säkerställa en god dagvattenhantering inom kvartersmarken med avseende på fördröjning och rening av dagvatten.
Planområdet är ca 19 ha stort och planen syftar till att möjliggöra för exploatering av verksamheter, kontor och detaljhandel.
Idag utgörs marken av blandad skogs- och ängsmark. Jordarterna utgörs av lera och silt (mäktighet ca 0,3 – 3,0 m) ovanpå sandmorän. Grundvattenyta varierar mellan 1,0 – 2,1 m under befintlig mark, vilket gör att Norconsult bedömer att det är svårt att infiltrera dagvatten inom kvartersmarken.
Krav på fördröjning från Katrineholms kommun är att ett framtida klimatanpassat 10-årsregn ska fördröjas till ett befintligt 10-årsregn, vilket i Svenskt Vattens P110 motsvarar Gles bostadsbebyggelse.
Inom planområdet finns två kvartersmarksområden som benämnts i denna rapport som det västliga respektive det östliga. Inom både det västliga och det östliga kvartersmarksområdet går en höjdrygg i nordsydlig riktning. Det gör att dagvatten inom respektive kvartersmarksområde avrinner både norrut, västerut och österut via markavrinning. Dagvattnet samlas upp i mindre åker- och ängsdiken inom och i anslutning till planområde, vilka avleder dagvattnet norrut till befintligt ledningsnät i Österleden och Uppsalavägen. Varje kvartersmarksområde har i utredningen delats in tre delavrinningsområden utifrån hur dagvatten avrinner från planområdet.
I framtiden förväntas dagvattenflödet öka jämfört med befintligt scenario. Det beror dels på att en klimatfaktor på 1,25 har använts för framtida regn och dels på att hårdgörningsgraden inom kvartersmarken ökar. Erforderlig fördröjningsvolym för att fördröja ett klimatanpassat framtida 10-årsregn till ett befintligt 10-årsregn har beräknats per delavrinningsområde. Totalt för det västliga kvartersmarksområdet behöver 1350 m3 fördröjas och totalt för det östliga kvartersmarksområdet behöver 1145 m3 fördröjas.
Föreslagen framtida dagvattenhantering utgörs av regnbäddar som tak-, väg- och
parkeringsdagvatten avleds till. Därefter avleds vattnet till svackdiken och fosforfilter innan det föreslås anslutas till befintligt ledningsnät i planområdets norra del. Dagvatten från grönytor föreslås avledas direkt till svackdiken och därefter fosforfilter. Genom att fördröja och rena dagvatten i öppna s.k.
blågröna lösningar som svackdiken och regnbäddar istället för underjordiska magasin och ledningar genereras ytterligare värden som ekosystemtjänster, samt rekreativa och estetiska funktioner.
Befintlig höjdsättning föreslås att behållas så långt som möjligt för att bevara naturliga
delavrinningsområden. I sydvästra delen av planområdet finns två lågområden. Här är det viktigt att fastigheter höjdsätts lite högre upp så att entréer anläggs över dämningsgränsen för lågområdena.
Regnbäddarnas yta uppskattas till ca 5 % av kvartersmarkens hårdgjorda yta för att möta krav på fördröjning och rening. I bilaga 2 redovisas skalenligt totalt ytbehov för regnbäddar per
delavrinningsområde. Lokaliseringen av regnbäddarna bör harmoniseras med vägar, parkeringsytor och byggnader efter att situationsplan blir färdigställd så att dagvatten kan avledas dit ytligt.
Utifrån beräkningar i StormTac förväntas föroreningskoncentrationerna att minska i framtiden jämfört med befintliga koncentrationer om föreslagna åtgärder genomförs. Halterna och mängderna av kvicksilver ökar något (0,002 µg/l, respektive 0,0001 kg/år). StormTac beräkningarna ska dock inte tas för exakta utan mer som en fingervisning och denna mindre ökning bedöms ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac. Föroreningsmängderna för fosfor, Ni och Cr ökar något vilket beror på att den årliga mängden dagvatten som avrinner från kvartersmarken ökar när hårdgörningsgraden ökar. Ökningen är dock liten per år: ca 0,1 kg P, ca 0,01 kg Cr och ca 0,03 kg Ni. Denna ökning bedöms också ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac. Årsmedelflödet från kvartersmarken motsvarar ca 0,66 % av årsmedelflödet i Näsnaren och sammantaget bedömer Norconsult att risken för att exploateringen ska äventyra MKN för Näsnaren som liten.
Innehåll
Inledning 5
Syfte 5
Underlag 6
Förutsättningar 6
Orientering 7
Planförslag 7
Miljökvalitetsnormer och recipient 7
Näsnaren 8
Skyddsvärda intressen 8
Geotekniska och hydrogeologiska förhållanden 9
Markavvattnings-/sjösänkningsföretag 9
Befintlig dagvattenhantering 10
Avrinningsområden och inventering 10
Lågpunkter inom planområdet 11
Befintliga dagvattenflöden 12
Befintlig föroreningsbelastning 14
Föreslagen dagvattenhantering 16
Framtida dagvattenflöden 16
Erforderlig fördröjningsvolym 17
Principlösningar för dagvattenhantering 18
Överslagsberäkning ytbehov regnbäddar och svackdike
för att fördröja erforderlig fördröjningsvolym 23
Framtida dagvattenföroreningar 24
Höjdsättning och avrinningsvägar vid skyfall 27
Slutsats 28
Litteraturförteckning 29
Bilagor
Bilaga 1 Befintlig dagvattenhantering Bilaga 2 Föreslagen dagvattenhantering
Inledning
För att i framtiden säkerställa en god dagvattenhantering med avseende på fördröjning och rening av dagvatten från kvartersmarken inom detaljplaneområdet Lövåsen-Heden har Norconsult på uppdrag av Katrineholms kommun tagit fram denna dagvattenutredning.
Syftet med detaljplanen är att möjliggöra för exploatering av verksamheter, kontor och detaljhandel.
Planområdet är ca 19 ha stort och ligger nordöst om Katrineholms centrum, se figur 1. I väst avgränsas planområdet av Österleden, i norr av Uppsalaleden och i öst av ängsmark som också detaljplaneras för verksamheter. Nuvarande markanvändning utgörs av blandad naturmark med ängar, åker och skogsområden.
Figur 1. Planområdet ligger nordöst om Katrineholm centrum och är markerat i mörkt blått.
Syfte
Syftet med dagvattenutredning är att i framtiden säkerställa en hållbar dagvattenhantering inom kvartersmarken i detaljplanen med hänsyn till fördröjning och rening av dagvatten. Utredningen syftar också till att identifiera eventuella risker för översvämning vid skyfall och föreslå lämpliga åtgärder, samt bidra till att nå satta miljökvalitetsnormer för recipient till planområdet.
Underlag
• Baskarta med höjder i dwg, mottaget 200214
• Dagvattenledningar i dwg, mottaget 200214
• Exploateringsskiss i dwg, mottaget 200513
• Geoteknisk utredning i pdf, (Ramböll 2020), mottaget 200514
• Dagvattenpolicy och handlingsplan för dagvatten, Katrineholm kommun
Förutsättningar
Denna dagvattenutredning avser endast kvartersmarken inom planområdet. För sekundära avrinningsvägar vid skyfall har dock hela planområdet beaktats.
För krav på rening har Norconsult utgått ifrån ett ”icke-försämringskrav”, d.v.s. att föroreningsbelastningen från kvartersmarken inte får öka i framtiden jämfört med idag.
Enligt Katrineholms kommun bedöms 80 % av kvartersmarken utgöras av hårdgjorda ytor och 20 % planeras behållas som grönområden.
I planförslaget finns två olika kvartersmarksområden vilka i utredningen har kallats väst och öst. Det västliga kvartersmarksområdet kommer ha en byggnadsarea per fastighet på 40 % och det östliga en byggnadsarea per fastighet på 60 %.
Dagvattenpolicy
Följande riktlinjer finns att hämta i Katrineholms kommuns dagvattenpolicy:
• LOD ska i första hand väljas.
• Påverkan på den naturliga vattenbalansen ska minimeras vid exploatering/byggnation.
• Öppna dagvattenlösningar ska, där det är lämpligt, i första hand tillämpas.
• Föroreningar av dagvatten ska förebyggas redan vid källan.
• Om dagvattnet har förorenats, så ska det om möjligt inte blandas med renare dagvatten
• Förorenat dagvatten ska vid behov renas.
Dimensioneringsförutsättningar
Enligt krav från Katrineholms kommun ska ett framtida 10-årsregn fördröjas till ett befintligt 10-årsregn, vilket motsvarar Gles bostadsbebyggelse enligt Svenskt Vattens P110, se Tabell 1.
Tabell 1. Tabell från P110 (Svenskt Vatten, 2016)
Orientering
I följande avsnitt ges en beskrivning av planförslaget, aktuella recipienter, markförhållanden och eventuella skyddsvärda områden inom och i anslutning till planområdet.
Planförslag
I planförslaget som visas i figur 2 kommer Österleden (grå yta längst västerut) att behållas så som den är lagd idag. Den västliga kvartersmarken representeras i mörkbrunt. Det östliga kvartersmarkområdet representeras i beige.
Figur 2. Plankarta där gråa ytor är vägar, mörkbrun yta är västligt kvartersmarksområde och beige yta representerar det östliga kvartersmarksområdet.
Miljökvalitetsnormer och recipient
År 2000 införde Europaparlamentet ramdirektivet för vatten (2000/60/EC), även kallat Vattendirektivet, med målsättningen att uppnå vattenkvalitet av god status inom hela EU. För att uppnå god
vattenstatus sätts kvalitetsmål i form av s.k. Miljökvalitetsnormer (MKN) för vattenförekomster.
Dagvatten från planområdet samlas upp i diken och ledningar som avleder dagvattnet i nordlig riktning under väg 55/57. På den norra sidan av väg 55/57 släpps dagvattnet till ett dike som avleder
dagvattnet till recipienten Näsnaren. I figur 3 visas en övergripande avledning från planområdet (markerat i streckad lila) till Näsnaren.
Figur 3. Avledning av dagvatten från planområdet är markerat med blåa pilar. Planområdet är markerat i streckad lila. Dagvatten avleds från planområdet norrut via ledningar under väg 55/57 till ett dike på den norra sidan av väg 55/57. Därifrån avleds vattnet vidare till recipienten Näsnaren.
Näsnaren
MKN för Näsnaren är ”God ekologisk status 2027” och ”God kemisk ytvattenstatus”, med undantag för mindre stränga krav avseende Bromerade difenyleter (PBDE), kvicksilver och kvicksilverföreningar1. Näsnaren innehar idag ”Otillfredsställande ekologisk status” och ”Uppnår ej god kemisk status”. Den ekologiska statusen har bedömts som ”otillfredsställande” p.ga. övergödning och förekomsten av växtplankton som beror av hög belastning av näringsämnen. Gränsvärden för kvicksilver och PBDE överskrids i recipient varför kemisk status har klassats som ”Uppnår ej god kemisk status”
(VISS, 2020).
Betydande punktkällor för miljögifter i vattenförekomster är bl.a. industri och deponier. Fram till 50-talet släpptes orenat avloppsvatten från Katrineholms stad direkt till Näsnaren vilket har gjort att det finns mycket fosfor lagrat i sediment som bidrar till intern belastning av sjön då sediment rörs upp från botten. Diffusa betydande källor till fosfor är urban markanvändning, jordbruksverksamhet och enskilda avlopp (VISS, 2020).
Skyddsvärda intressen
Inom planområdet finns ett antal övriga kulturhistoriska lämningar, bl.a. en fyndplats, ett röjningsröse, en färdväg och ett stridsvärn, se figur 4.
1 Alla ytvatten i Sverige förväntas överskrida gränsvärdena för kvicksilver och PBDE. Ämnena tillförs bland annat med atmosfärisk deposition.
Näsnaren
Väg 55/57
Figur 4. Urklipp från Riksantikvarieämbetet (2020) tjänst ”Fornsök”. Blåa cirklar visar de kulturhistoriska lämningarnas läge.
Inga andra skyddsvärda naturområden har identifierats inom planområdet (Naturvårdsverket, 2020).
Geotekniska och hydrogeologiska förhållanden
Enligt den geotekniska utredningen över området består jordlagerföljden generellt av lera eller silt på sandmorän. Lokalt förekommer även fyllning. Mäktigheten på finjordarna (lera och silt) varierar mellan 0,3 – 3,0 m. Fyllning med grusig sand med 2,0 m mäktighet har påträffats i en undersökningspunkt i planområdets nordvästra hörn. Berglagret varierar mellan 2,2 – 7,5 m under befintlig markyta (Ramböll, 2020).
Grundvattenytans nivå varierar under året och med nederbörd. Generellt i mellersta/södra Sverige är grundvattennivån hög under perioden januari – maj, men varierar från år till och år med
nederbördsmängd. För att uppnå en hög noggrannhet i bestämning av grundvattenytan måste den mätas under långa mätserier och under flera år.
I den geotekniska utredningen provtogs grundvattennivån under en dag 2020-03-26 och uppmättes då mellan 1,0 m och 2,1 m under befintlig markyta (Ramböll, 2020). Det är ovisst om detta är den högsta grundvattenytan, sannolikt är dock att högsta grundvattenyta är åtminstone 1,0 – 2,1 m under marken, men kan också vara högre.
För att infiltrera dagvatten måste det finnas ett avstånd mellan grundvattenytan och underkant på infiltrationsmagasinet. Ett infiltrationsmagasin som förläggs i jorden har vanligtvis ett djup på
åtminstone en meter vilket gör att det blir svårt att skapa ett avstånd ner till grundvattenytan i detta fall.
Möjligheterna att infiltrera dagvatten inom planområdet bedöms som begränsad.
Markavvattnings-/sjösänkningsföretag
Inga markavvattningsföretag finns inom planområdet (Länsstyrelsen, 2020).
Befintlig dagvattenhantering
I följande kapitel ges en beskrivning över befintlig dagvattenhantering i området,
delavrinningsområden, samt nuvarande flöden och föroreningsbelastning från området. För att få en bättre uppfattning av befintlig markanvändning, avrinning samt höjder gjordes en inventering av området i fält 2020-05-08.
Avrinningsområden och inventering
Inom både det västliga och östliga kvartersmarksområdet går en höjdrygg i nordsydlig riktning. Det gör att dagvatten inom respektive kvartersmarksområde avrinner både norrut, västerut och österut via markavrinning. Dagvattnet samlas upp i mindre åker/ängsdiken inom och i anslutning till planområdet som leder in dagvattnet norrut till befintligt ledningsnät i Österleden och Uppsalaleden. I bilaga 1 finns utritade delavrinningsområden och avrinningspilar som visar hur markavrinning sker.
Planområdet utgörs idag av blandat naturmark med skog och ängar med mindre grusvägar enstaka mindre diken, se figur 5 och figur 6.
Figur 5. Befintlig markanvändning inom planområdet. Figur 6 Ett mindre dike inom planområdet.
Inom planområdet finns en tidigare bosättning med en lada som kommer tas bort i samband med exploateringen. På platsbesöket hittades två äldre dagvattenbrunnar som inte fanns med på erhållet ledningsunderlag. Brunnarna låg i rak linje från ladan och det är möjligt att det finns täckdikning från ladan via dessa brunnar, alternativt att brunnarna har använts som dricks- eller bevattningskälla. Se figur 7 för en av de äldre dagvattenbrunnarna.
Befintliga dagvattenledningar i Österleden ligger strax öster om gatan i vägdiket, se figur 8. Dagvatten från planområdet avleds till vägdiket och leds sedan in via kupolbrunnar in i ledningsnätet, se figur 9.
Figur 7 Äldre dagvattenbrunn som låg i anslutning till ladan.
Figur 8. Dagvattenbrunn till dagvattennätet längs Österleden.
Figur 9. Kupolbrunn i vägdiket längs Österleden.
Lågpunkter inom planområdet
Två lågpunkter har identifierats i planområdets västra delar, se figur 10. Enligt lågpunktskartering hämtad från Länsstyrelsen (2020) varierar djupet på lågpunkterna mellan 0,1 – 1,0 m. Utifrån erhållen
Dagvattenbrunn
Österleden
höjddata görs bedömningen att djupet i lågpunkterna är av karaktären låglänt område och djupet är i den undre delen av spannet 0,1 – 1,0 m.
På platsbesöket identifierades inga instängda områden.
Figur 10. Lågpunktskartering hämtad från Länsstyrelsen (2020). Planområdet är markerat i blått.
Befintliga dagvattenflöden
Enligt förutsättning från Katrineholms kommun ska ett framtida klimatanpassat 10-årsregn fördröjas till ett befintligt 10-årsregn. Flödesberäkningar har därför gjorts för ett 10-årsregn och för ett 100-årsregn.
Flödesberäkningar har gjorts med rationella metoden som enligt P110 lämpar sig för områden mindre än 20 ha. Rationella metoden är beskriven enligt ekvation 1 nedan.
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝜑 ∗ 𝑖(𝑡𝑟) ekvation (1)
𝑄 = 𝑓𝑙ö𝑑𝑒 [𝑙/𝑠]
𝐴 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 [ℎ𝑎]
𝜑 = 𝑎𝑣𝑟𝑖𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
𝑖 = 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑙/𝑠, ℎ𝑎]
𝑡𝑟= 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑣𝑎𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡 [𝑚𝑖𝑛]
I rationella metoden väljs nederbördens varaktighet (tr) lika med rinntiden, som är den tidsmässigt längsta rinnvägen inom avrinningsområdet fram till utloppspunkten. Rinntiden har beräknats som rinnhastigheten multiplicerat med sträckan inom avrinningsområdet. Rinnhastigheter har ansatts efter Svenskt Vattens P110 till
• 1,5 m/s i ledning
• 0,5 m/s i dike och kulvert
• 0,1 m/s för avrinning på mark
Enligt P110 så kommer även de genomsläppliga ytorna att bidra med avrinning vid långa eller mycket kraftiga regn, då marken vattenmättats och ytvattenmagasin fylls upp. Vid 100-årsregn antas marken att vara mättad och rinnhastigheten för avrinning på mark har därför ökats från 0,1 m/s till 0,3 m/s.
Rinntiden inom varje delavrinningsområde har beräknats till ca 20 minuter vid ett 10-årsregn. Vid ett 100-årsregn har rinntiden beräknats till ca 10 minuter, vilket är den minsta rekommenderade rinntiden enligt Svenskt Vattens P110. Utifrån beräknad rinntid och återkomsttid har regnintensitet valts efter tabell 4.6 i P110. Beräknad reducerad area, regnintensitet och befintliga flöden för respektive återkomsttid per delavrinningsområde presenteras i tabell 2.
Tabell 2. Befintlig markanvändning, valda avrinningskoefficienter, samt beräknad reducerad area inom varje delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Area
[ha] φ1 Red area [ha]
i10-årsregn
[l/s,ha]
Q10-årsregn
[l/s]
i100-årsregn
[l/s,ha]
Q100-årsregn
[l/s]
Väst A Skogs- och
ängsmark 4,53 0,1 0,45 151 68 488,7 221
Väst B Skogs- och
ängsmark 1,10 0,1 0,11 151 17 488,7 54
Väst C Skogs- och
ängsmark 2,68 0,1 0,27 151 40 488,7 131
TOTALT Väst 8,32 0,1 0,83 126 406
Öst A Skogs- och
ängsmark 3,35 0,1 0,33 151 51 488,7 164
Öst B Skogs- och
ängsmark 1,01 0,1 0,10 151 15 488,7 49
Öst C Skogs- och
ängsmark 2,47 0,1 0,25 151 37 488,7 121
TOTALT Öst 6,83 0,1 0,68 103 334
1 Avrinningskoefficient har bedömts som 0,3 vid 100-årsregn
Befintlig föroreningsbelastning
Verktyget StormTac har använts för att beräkna befintlig föroreningsbelastning för området
(StormTac, 2020). I StormTac används schablonvärden för koncentrationer av olika föroreningar och hur stor del av nederbörden som lämnar området i form av direkt avrinning. Schablonvärdena är baserade på markanvändningstyp och är framtagna i första hand med hjälp av serier med
flödesproportionell provtagning, i vissa fall används dock även enskilda provtagningar. Mätningarna är till stor del hämtade från svenska förhållanden men vissa mätserier är även från andra länder. De värden som StormTac anger är viktade standardvärden baserat på deras litteraturstudier. Det är alltså varken ett medel- eller medianvärde.
Resultaten från de studier som ligger till grund för respektive schablonhalt uppvisar generellt en stor spridning. Precis som för schablonhalterna har reningseffekterna stor spridning i olika studier. Det försvårar således möjligheterna att beräkna platsspecifika föroreningshalter både innan och efter rening. Beräkningen tjänar därför främst som en fingervisning om hur höga halter och mängder som kan komma att bli aktuella för ett område av denna karaktär.
Schablonhalter per markanvändning från StormTac (2020) presenteras i tabell 3. Schablonhalter för både nuvarande markanvändning ” skogs- och ängsmark”, samt framtida markanvändning som i StormTac bedöms som ”centrumområde, mindre förorenat” redovisas i tabellen. Vid beräkning av föroreningsbelastning före och efter exploatering rekommenderar StormTac (2020) att använda generella markanvändningarna så som exempelvis centrumområde. De övergripande
markanvändningarna inkluderar ytor som lokalgator, grönytor, kvartersmark, tak, etc. Det bedöms ge en mer säker föroreningsberäkning än att dela upp i mer detaljerade markanvändning.
Tabell 3. Schablonhalter i dagvatten per markanvändning, schabloner hämtade från StormTac (2020).
Ämne Enhet Skogs- och ängsmark Centrumområde, mindre förorenat
P µg/l 88,5 248
N µg/l 725 1590
Pb µg/l 6 17
Cu µg/l 8,75 20
Zn µg/l 22,5 108
Cd µg/l 0,3 0,8
Cr µg/l 3,45 4,6
Ni µg/l 4,15 7,1
Hg µg/l 0,0075 0,05
SS mg/l 39500 76800
Olja mg/l 175 1020
Då markanvändningen inom samtliga delavrinningsområden är densamma (skogs- och ängsmark innan exploatering, respektive centrumområde efter exploatering) kommer schablonhalterna för alla delavrinningsområden var desamma. Därför har ingen uppdelning per delavrinningsområde gjorts i föroreningsberäkningarna utan beräkningarna har istället gjorts för respektive kvartersmarksområde.
Beräknad koncentration av föroreningsämnen (µg/l) och mängd (kg/år) som kan väntas per år från respektive kvartersmarksområde med nuvarande förhållanden ses i tabell 4 nedan. Koncentrationen per ämne från kvartersmark väst och öst är desamma då markanvändningen är densamma.
Föroreningsmängderna skiljer sig åt då områdena har olika storlek och olika mängd dagvatten avrinner per år. Årsnederbörden har ansatts till 639 mm/år vilket är ett medelvärde av
nederbördsstatistik mellan åren 1981 – 2010 för SMHI:s delavrinningsområde Utloppet av Näsnaren (SMHI, 2020), som planområdet ligger inom.
Tabell 4. Befintlig beräknad föroreningsbelastning i form av koncentration (µg/l) och mängd (kg/år) per kvartersmarksområde väst och öst.
Föroreningskoncentrationer (µg/l)
Föroreningsmängder (kg/år)
Ämne Kvartersmark Väst & Öst Kvartersmark Väst
Kvartersmark Öst
P 54 0,75 0,61
N 790 11 9
Pb 3,1 0,04 0,04
Cu 7,6 0,11 0,09
Zn 18 0,25 0,20
Cd 0,16 0,002 0,002
Cr 1,9 0,026 0,021
Ni 2,5 0,034 0,028
Hg 0,006 0,00008 0,00006
SS 19000 270 220
Olja 140 1,9 1,6
Föreslagen dagvattenhantering
Föreliggande exploateringsförslag leder till förändrade dagvattenflöden och ett förändrat föroreningsinnehåll i dagvattnet. I framtiden väntas även klimatförändringar leda till förändrade dagvattenflöden, varför det också bör beaktas vid dimensionering av framtida dagvattensystem.
Nedan följer förslag till en hållbar dagvattenhantering med hänsyn till de framtida förutsättningarna.
För att bibehålla hydrologisk balans i framtiden föreslås framtida avledning av dagvatten att likna nuvarande och ha samma delavrinningsområden som idag. Det förutsätter att framtida höjdsättning i stort kommer att likna dagens.
Förutsättningarna för infiltration bedöms vara begränsade då grundvattennivån ligger nära befintlig marknivå. Dagvatten föreslås därför att renas och fördröjas ytligt inom kvartersmarken innan det avleds till det allmänna dagvattennätet. Framtida förslag på dagvattenhantering utgörs av att dagvatten från hårdgjorda ytor som byggnader, vägar och parkeringsytor avleds till regnbäddar för fördröjning och rening. Därefter avleds vatten till svackdiken som går längs med
kvartersmarksgränsen som avleder dagvattnet vidare till en anslutningspunkt/dagvattenservis på befintligt dagvattennät i den norra änden av planområdet. Innan påkopplingspunkt till befintligt ledningsnät föreslås dagvattnet avledas till en fosforfälla (brunn med fosforfilter) för effektivare avskiljning av fosfor. Dagvatten från grönområden föreslås avledas direkt till svackdiken och fosforfällan.
Föreslagen framtida dagvattenhantering redovisas i bilaga 2. Utritade regnbäddar i bilaga 2 motsvarar det totala ytbehovet som krävs för att uppnå krav på rening och fördröjning. Då det vid framtagandet av denna dagvattenutredning inte fanns en situationsplan med lokalisering av vägar, parkeringar och byggnader inom kvartersmarken saknades det underlag för att föreslå en placering av regnbäddarna.
Placeringen av regnbäddar bör harmoniseras med höjdsättning av vägar, parkeringsplatser och byggnader efter att situationsplan blir färdigställd så att dagvatten från dessa ytor kan avrinna ytligt till regnbäddarna.
Framtida dagvattenflöden
Flödesberäkningar för framtida dagvattenflöden har gjorts för ett klimatanpassat 10-årsregn och ett klimatanpassat 100-årsregn. Beräkningarna har gjorts med rationella metoden och klimatfaktor har ansatts till 1,25, se ekvation 2. För beskrivning av rationella metoden, se kapitel 3.3. Framtida rinntid har ansatts till 10 minuter vilket är den kortast rekommenderade rinntiden enligt Svenskt Vattens P110 riktlinjer.
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝜑 ∗ 𝑖(𝑡𝑟) ∗ 𝑘𝑓 ekvation (2)
𝑄 = 𝑓𝑙ö𝑑𝑒 [𝑙/𝑠]
𝐴 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 [ℎ𝑎]
𝜑 = 𝑎𝑣𝑟𝑖𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
𝑖 = 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑙/𝑠, ℎ𝑎]
𝑡𝑟= 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑣𝑎𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡 [𝑚𝑖𝑛]
𝑘𝑓= 𝑘𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
I tabell 5 nedan visas beräknade flöden vid ett framtida 10-årsregn och ett 100-årsregn för framtida markanvändning.
Tabell 5. Framtida markanvändning, valda avrinningskoefficienter, samt beräknad reducerad area inom varje delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Area
[ha] φ Red area [ha]
i10-årsregn
[l/s, ha]
Q10-årsregn
[l/s]
i100-årsregn
[l/s, ha]
Q100-årsregn
[l/s]
Väst A
Byggnader 1,45 0,9 1,31 285 372 611 798
Vägar / parkering 2,18 0,8 1,74 285 496 611 1063
Grönytor 0,91 0,1 0,09 285 26 611 55
Summa 4,53 0,69 3,14 894 1916
Väst B
Byggnader 0,35 0,9 0,32 285 91 611 194
Vägar / parkering 0,53 0,8 0,42 285 121 611 259
Grönytor 0,22 0,1 0,02 285 6 611 13
Summa 1,10 0,69 0,76 218 467
Väst C
Byggnader 0,86 0,9 0,77 285 220 611 471
Vägar / parkering 1,29 0,8 1,03 285 293 611 629
Grönytor 0,54 0,1 0,05 285 15 611 33
Summa 2,68 0,69 1,85 528 1133
TOTALT Väst 8,32 0,69 5,75 1640 3516
Öst A
Byggnader 1,61 0,9 1,45 285 412 611 883
Vägar / parkering 1,07 0,8 0,86 285 244 611 524
Grönytor 0,67 0,1 0,07 285 19 611 41
Summa 3,35 0,71 2,37 675 1448
Öst B
Byggnader 0,48 0,9 0,44 285 124 611 266
Vägar / parkering 0,32 0,8 0,26 285 73 611 158
Grönytor 0,20 0,1 0,02 285 6 611 12
Summa 1,01 0,71 0,71 203 436
Öst C
Byggnader 1,19 0,9 1,07 285 304 611 652
Vägar / parkering 0,79 0,8 0,63 285 180 611 387
Grönytor 0,49 0,1 0,05 285 14 611 30
Summa 2,47 0,71 1,75 499 1069
TOTALT Öst 6,83 0,71 4,83 1377 2953
Erforderlig fördröjningsvolym
För att behålla hydrologisk balans efter exploatering och följa riktlinjerna måste dagvatten fördröjas innan det avleds från planområdet. Erforderlig fördröjningsvolym har beräknats under förutsättningen att ett framtida klimatanpassat 10-årsregn ska fördröjas till ett befintligt 10-årsregn.
Erforderlig fördröjningsvolym har beräknats med hjälp av ett Excel-ark som är bilaga till Svenskt Vattens P110 (Svenskt Vatten, 2020). Beräkningarna är baserade på rationella metoden och beräknar erforderlig fördröjningsvolym utifrån rinntid, tillåten avtappning (utflöde från respektive
delavrinningsområde innan exploatering), klimatfaktor på 1,25 och regnintensitet vid vald återkomsttid.
Fördröjningsvolymen för samtliga scenarion är presenterade i tabell 6 nedan.
Tabell 6. Erforderlig fördröjningsvolym för respektive scenario och förslag på dagvattenhantering
Delavrinnings- område
Återkomst- tid
Säkerhets- faktor
Red area [ha]
Rinntid [min]
Utflöde1 [l/s]
Avtappning [l/s, ha]
Erforderlig fördröjnings-
volym [m3]
Väst A 10-årsregn 1,25 3,14 10 68 21,8 736
Väst B 10-årsregn 1,25 0,76 10 17 21,8 179
Väst C 10-årsregn 1,25 1,85 10 40 21,8 435
Totalt Väst 10-årsregn 1,25 5,75 10 126 1350
Öst A 10-årsregn 1,25 2,37 10 51 21,3 561
Öst C 10-årsregn 1,25 0,71 10 15 21,3 169
Öst D 10-årsregn 1,25 1,75 10 37 21,3 415
Totalt Öst 10-årsregn 1,25 4,83 10 103 1145
1 befintligt utflöde från respektive delavrinningsområde enligt tabell 2.
Principlösningar för dagvattenhantering
I följande kapitel ges en generell beskrivning av föreslagna dagvattenanläggningar.
Regnbädd med växter
För att minska uppkomsten av dagvatten från takytor kan takdagvatten avledas till regnbäddar för rening och fördröjning. Därefter kan dagvattnet avledas till svackdiken för vidare fördröjning och rening innan det leds in till dagvattennätet.
Regnbädden byggs upp med en porös, väldränerad, bädd med växter som klarar perioder av både torka och höga vattennivåer, anpassade till klimatet i den region där den anläggs. Under det porösa filtret anläggs lämpligen ett väldränerat lager av exempelvis makadam, där flödesutjämningen till stor del äger rum. Regnbäddarna föreslås att anläggas med en tät botten för att undvika att grundvatten tränger in i regnbäddarna vid höga grundvattennivåer och tar upp den nödvändiga
fördröjningsvolymen för dagvattnet. Utflödet sker genom en dräneringsledning i botten på regnbädden samt via en kupolbrunn som anläggs 20 cm över regnbäddens planteringsyta för bräddning vid större flöden.
Bara under korta perioder i samband med kraftiga regn kommer regnbädden att ha någon synlig vattenyta. Denna synliga vattenyta kommer då fungera som en tillfällig magasinering som är ca 200 mm djup. I figur 11 redovisas en principiell sektion av en regnbädd.
Figur 11. Uppbyggnad av en regnbädd.
Huvudsyftet med en regnbädd kan antingen vara fördröjning eller rening. Om syftet primärt är att fördröja anläggs regnbädden med en större infiltrationsförmåga så att hela fördröjningsvolymen snabbt kan användas, detta föreslås att göras för regnbäddarna som takdagvatten leds till då det antas vara relativt fritt från föroreningar. Om syftet primärt är att rena dagvatten anläggs regnbädden med en lägre infiltrationsförmåga så att tömningstiden blir längre och reningseffekten ökar. Detta föreslås att göras för regnbäddarna som anläggs vid parkeringar och vägar.
För att säkerställa en långsiktig funktion erfordras skötsel. Utformningen av anläggningen kan anpassas så att skötseln underlättas. Vid utformning av anläggningen bör till exempel inlopp och kantstöd beaktas med avseende på erosionsskador, snöröjning etc. Anläggningen erfordrar skötsel ca 2 gånger per år. Under skötseltillfällena sker rensning från ogräs, skräp och sediment. Större och sammanhängande anläggningar bedöms vara lättare och billigare att sköta.
Figur 12 visar ett exempel på en regnbädd i Norra Djurgårdsstan och i figur 13 visas en regnbädd dit takdagvatten från närliggande fastighet avleds.
Figur 12. Behandling av dagvatten i regnbädd i Norra Djurgårdsstan (Foto: Norconsult)
Figur 13. Takdagvatten avleds till regnbädd (Foto: Norconsult).
Svackdike
Ett svackdike kan ses som ett alternativ eller en komplettering av traditionella dagvattensystem och används främst vid vägar, gator, gång och cykelbanor där man önskar ett öppet dagvattensystem.
Meningen är att de skall fungera som transportsystem och för magasinering av dagvattnet.
Svackdikena kan förses med strypt utlopp för att vidaregående flöde skall begränsas.
Med svackdike avses ett brett vegetationsklätt dike med svag släntlutning, se figur 14. Svackdiken är beklädda med vattentåligt gräs eller våtmarksväxter och karaktäriseras av en stor bredd och en svag längsgående lutning. Svackdiken bör ha en släntlutning på 1:3 eller flackare med hänsyn till skötsel.
Figur 14. Exempel på svackdike i Gyllins trädgård, Malmö (Foto: Norconsult)
För att säkerställa dikets reningseffekt samt kapacitet att transportera bort dagvatten måste gräset klippas kontinuerligt. Eftersom svackdiken i princip är självgödslande på grund av alla näringsämnen som kommer med dagvattnet så krävs ingen ytterligare gödsling. För det kalla klimatet vi har i Sverige, är svackdiken ett utmärkt område för snölagring och omhändertagande av smältvatten.
Fosforfilter
Brunnar med filterkassetter kan användas för effektiv avskiljning av fosfor. Som filtermedia kan exempelvis olika former av kalk användas som är ett naturligt mineral som binder fosforn och har en god avskiljningsförmåga vid rätt utformning till en relativt låg kostnad.
I fältstudier från IVL (2011 och 2014) installerades brunnar med filterkassetter i åkerdiken för
avskiljning av fosfor från jordbruksmark. I studierna redovisas att potentialen för avskiljning av fosfor är god, som högst mellan 60 – 80 % för några av anläggningarna. För att bibehålla en god
avskiljningskapacitet måste filtren bytas med jämna mellanrum.
Brunnarna utformades som betongbrunnar med inlopp- och utloppsrör samt en säck med filtermediet.
Inloppsröret ledde ned vattnet i botten på brunnen och som stiger upp i brunnen och genom filtermediet. Utloppsledningen anläggs således i den övre delen av brunnen. I figur 15 visas en bild över filterbrunn (IVL, 2011).
Figur 15. Brunn med filterkassett (IVL, 2011).
Fosforbrunnarna bidrar inte med någon fördröjning utan har främst en renande effekt.
Blågröna dagvattenanläggningar och ekosystemtjänster
Genom att fördröja och rena dagvatten i öppna så kallade blågröna lösningar som svackdiken och regnbäddar istället för underjordiska magasin och ledningar genereras ytterligare värden som ekosystemtjänster, samt rekreativa och estetiska funktioner.
Diken och regnbäddar kan utgöra viktiga livsmiljöer för både djur- och växtarter och gynnar även biologisk mångfald. Exempel på ekosystemtjänster som kan genereras med blågröna lösningar är pollinering och luftrening. Andra fördelar med diken jämfört med ledningar är att de har en trög avledning och således en förmåga att fördröja och infiltrera dagvatten.
Genom att integrera dagvattenanläggningar med rekreativa och estetiska funktioner skapas en upplevelserik och varierad upplevelsemiljö som kan locka människor till olika typer av utomhusvistelse och skapa sociala interaktioner.
Överslagsberäkning ytbehov regnbäddar och svackdike för att fördröja erforderlig fördröjningsvolym
Regnbädd
För dimensionering av regnbäddar har ytbehovet ansatts till 5 % av den hårdgjorda ytan som avleds till respektive anläggning. Antaget djup på poröst lager för filtret och makadamlagret har varit 700 mm och porositeten har antagits till 30 %. Avståndet mellan bräddbrunnen och det porösa lagret har antagits vara 200 mm (vilket ger ett ytmagasin på 200 mm). Den yta som regnbäddarna erfordrar, samt dess utjämningsvolymen, har beräknats med ekvation 3 respektive med ekvation 4 nedan. I beräkningarna har det tagit hänsyn till att endast dagvatten från hårdgjorda ytor avleds till
regnbäddarna (grönytor avleds direkt till svackdiken).
𝐴𝑟= 𝐴𝑦 ∗ 𝜑 ∗ 0,05 ekvation (3) 𝑉 = 𝐴𝑟∗ (𝑛 ∗ 𝑏 + 𝑦) ekvation (4)
𝐴𝑟= 𝑎𝑟𝑒𝑎 regnbädd [𝑚2]
𝐴𝑦= 𝑎𝑟𝑒𝑎 hårdgjord yta [𝑚2]
𝜑 = 𝑎𝑣𝑟𝑖𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
n = porositet [dimensionslös]
b = höjd biofilter [m]
y = ytmagasin [m]
Svackdike
För att uppskatta fördröjningsförmågan hos respektive svackdike har ett antagande gjorts om att svackdiket har ett ytmagasin på 200 mm per meter dike. Utjämningsvolymen hos respektive dike har beräknats med ekvation 5 nedan
𝑉 = y ∗ 𝑙 ekvation (5)
l = längd svackdike [m]
y = ytmagasin per meter dike [m]
I tabell 7 redovisas ytbehov och utjämningsvolym i regnbäddarna, dikeslängd som respektive delavrinningsområde avleds till och utjämningsvolym i svackdiket. Som jämförelse har erforderlig fördröjningsvolym per delavrinningsområde inkluderats.
Tabell 7. Beräknat ytbehov och utjämningsvolym för regnbäddar, dikeslängd per delavrinningsområde,
utjämningsvolym i dike samt total utjämningsvolym och erforderlig fördröjningsvolym per delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Ytbehov regnbädd [m2]
Uppskattad volym regnbädd [m3]
Dikeslängd [m]
Uppskattad volym dike [m3]
Total uppskattad volym
anläggningar [m3]
Erforderlig fördröjnings- volym [m3]1
Väst A 1523 624 680 136 760 736
Väst B 371 152 180 36 188 179
Väst C 900 369 520 104 473 435
Totalt Väst 2794 1146 1380 276 1422 1350
Öst A 1151 472 500 100 572 561
Öst B 347 142 175 35 177 169
Öst C 850 349 400 80 429 415
Totalt Öst 2348 963 1075 215 1178 1145
1 Värden från Tabell 6
Framtida dagvattenföroreningar
Framtida förväntad föroreningsbelastningen från området efter rening i föreslagna
dagvattenanläggningar har beräknats i StormTac (2020). Framtida markanvändning har bedömts motsvara markanvändningen ”centrumområde, mindre förorenat”, se tabell 3 för schablonhalter. Årlig avrinningskoefficient har ansatts till 0,5 enligt rekommendation i StormTac för både den västliga och den östliga kvartersmarken.
En avgörande parameter i StormTac för beräkningarna av avskiljningskapaciteten av föroreningar i dagvattenanläggningarna är anläggningens yta i förhållande till den hårdgjorda yta som avleds till anläggningen. Regnbäddarnas yta ansattes till 5 % av den hårdgjorda ytan, liksom i
fördröjningsberäkningarna i kapitel 0. Svackdikets yta har beräknats genom att multiplicera dikets längd med dikets bredd. Dikesbredden har uppskattats till 3,2 m under följande antaganden:
bottenbredd på 0,2 m, en släntlutning på 1:3 och att avstånd från dikets botten till dikeskrön är 0,5 m.
Under dessa antaganden beräknades dikets yta till ca 8 % i förhållande till hårdgjord yta inom respektive kvartersmark.
Som fosforfilter har ett anpassat brunnsfilter valts i StormTac.
I tabell 8 nedan visas beräknade procentuella reningseffekter för systemet regnbädd, svackdike och fosforfilter per ämne. Reningseffekter är beräknade i StormTac.
Tabell 8. Beräknade reningseffekter för regnbädd, svackdike och fosforfilter per ämne. Värden beräknade i Stormtac (2020).
Ämne Enhet Regnbädd, svackdike och fosforfilter
P % 88
N % 84
Pb % 95
Cu % 91
Zn % 95
Cd % 95
Cr % 76
Ni % 79
Hg % 82
SS % 95
Olja % 95
I tabell 9 presenteras förväntade framtida föroreningskoncentrationer och mängder efter rening för kvartersmark väst och öst. Då markanvändningen samt avrinningskoefficient i
föroreningsberäkningarna är samma för västlig och östlig kvartersmark blir utsläppskoncentrationerna samma för områdena. Föroreningsmängderna skiljer sig åt då områdena har olika storlek och olika mängd dagvatten avrinner per år. För jämförelse är även föroreningsbelastningen vid befintlig markanvändning medtagen. Årsnederbörden har ansatts till 639 mm/år liksom för befintlig markanvändning.
Tabell 9. Framtida föroreningskoncentrationer och mängder med åtgärder för den västliga och östliga kvartersmarken. För jämförelse är även befintliga föroreningskoncentrationer och mängder tagits med.
Föroreningskoncentrationer (µg/l)
Föroreningsmängder (kg/år)
Ämne Befintligt Väst & Öst
Framtida Väst
& Öst
Befintligt Väst
Framtida Väst
Befintligt Öst
Framtida Väst
P 54 25 0,75 0,81 0,61 0,66
N 790 250 11 8 9 6,6
Pb 3,1 0,72 0,04 0,02 0,04 0,019
Cu 7,6 1,5 0,11 0,05 0,087 0,04
Zn 18 4,8 0,25 0,15 0,20 0,13
Cd 0,16 0,03 0,002 0,001 0,002 0,001
Cr 1,9 0,96 0,03 0,03 0,02 0,03
Ni 2,5 1,4 0,03 0,05 0,03 0,04
Hg 0,006 0,008 0,0001 0,0002 0,0001 0,0002
SS 19000 3600 270 110 220 94
Olja 140 44 1,9 1,4 1,6 1,1
Utifrån Stormtacberäkningar förväntas föroreningskoncentrationerna i dagvatten från kvartersmarken att minska i framtiden jämfört med befintliga koncentrationer, under förutsättningen att föreslagna dagvattenåtgärder genomförs. Halterna och mängderna av kvicksilver ökar något (0,002 µg/l, respektive 0,0001 kg/år). StormTac beräkningarna ska dock inte tas för exakta utan mer som en fingervisning och denna mindre ökning bedöms ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac.
Föroreningsmängderna för fosfor, Ni och Cr ökar något vilket beror på att den årliga mängden dagvatten som avrinner från kvartersmarken ökar när hårdgörningsgraden ökar. Ökningen av dessa ämnen är dock liten ca 0,1 kg P, ca 0,01 kg Cr och ca 0,03 kg Ni per år, vilket också bedöms ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac. StormTac-beräkningarna indikerar även att koncentrationen i dagvattnet från planområdet av dessa ämnen minskar i framtiden med föreslagna åtgärder. Detta är positivt för recipienten då koncentrationen i Näsnaren inte kommer att öka till följd av planförslaget.
SMHI:s delavrinningsområde Utloppet av Näsnaren (SMHI, 2020) som planområdet ligger inom har en årlig medelvattenföring (MQ) på ca 0,28 m3/s. Total årlig avrinning från planområdet efter exploatering beräknas i StormTac vara ca 0,0018 m3/s, vilket betyder att planområdets bidrag av MQ i Näsnaren är ca 0,66 %.
Sammantaget bedömer Norconsult risken för att exploateringen inom kvartersmarken ska äventyra uppnåendet av MKN för Näsnaren som liten.
Höjdsättning och avrinningsvägar vid skyfall
Området höjdsätts och utformas på ett sådant sätt att marköversvämning vid 100-årsregn inte skadar byggnader. Gator och fastigheter ska i möjligaste mån harmonisera med varandra. Fastighetsmark bör generellt höjdsättas till en nivå högre än anslutande gatumark för att en tillfredsställande avledning av yt- och dränvatten ska kunna erhållas, se figur 16.
Figur 16. Princip för höjdsättning.
Framtida höjdsättning för planområdet var inte bestämd vid utförandet av denna utredning och Norconsult har utgått ifrån att befintlig höjdsättning behålls i stort. Detta är gynnsamt för att bibehålla hydrologisk balans och naturliga delavrinningsområden i framtiden jämfört med idag.
Vid extrem nederbörd eller vid extremt hög grundvattennivå förväntas dagvattensystemet eventuellt inte ha kapacitet att avleda dagvattnet ut från området. Det är därför viktigt att det finns fria
avrinningsvägar för vattnet att avrinna via markavrinning så att inga instängda områden skapas där dagvatten kan bli stående. I planområdets sydvästra och västra del finns två låglänta områden. Här bör det säkerställas att fastigheter anläggs lite högre upp så att entréer anläggs över
dämningsgränsen för de lokala lågpunkterna.
I bilaga 2 visas föreslagna framtida ytliga avrinningsvägar.
Slutsats
En hållbar dagvattenhantering bedöms kunna uppnås i framtiden med föreslagna dagvattenåtgärder:
regnbädd, svackdike och fosforfilter.
Norconsult föreslår att dagvatten fördröjs/renas inom kvartersmark i regnbäddar, svackdiken som går längs med kvartersmarksgränsen och fosforfilter innan det koppla till befintligt dagvattenledningsnät.
Med föreslagna fördröjningsåtgärder innebär det att ett framtida klimatanpassat 10-årsregn kan fördröjas till ett befintligt 10-årsregn.
Befintlig höjdsättning föreslås att behållas så långt som möjligt för att bevara naturliga
delavrinningsområden. I sydvästra delen av planområdet finns två låglänta områden. Här är det viktigt att fastigheter höjdsätts lite högre upp så att entréer anläggs över dämningsgränsen för lågområdena.
I framtiden förväntas föroreningskoncentrationerna att minska jämfört med befintliga koncentrationer om föreslagna åtgärder genomförs. Halterna och mängderna av kvicksilver ökar något (0,002 µg/l, respektive 0,0001 kg/år). StormTac beräkningarna ska dock inte tas för exakta utan mer som en fingervisning och denna mindre ökning bedöms ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac. Föroreningsmängderna för fosfor, Ni och Cr ökar något vilket beror på att den årliga mängden dagvatten som avrinner från kvartersmarken ökar när hårdgörningsgraden ökar. Ökningen av dessa ämnen är dock liten per år ca 0,1 kg P, ca 0,01 kg Cr och ca 0,03 kg Ni, vilket också bedöms ligga inom felmarginalen för schablonhalterna i StormTac. Årsmedelflödet från kvartersmarken
motsvarar ca 0,66 % av årsmedelflödet i Näsnaren och sammantaget bedömer Norconsult att risken för att exploateringen ska äventyra MKN för Näsnaren som liten.
Norconsult AB (AO/KT)
Axel André
axel.andre@norconsult.com
Nicolas Schoeffler
nicolas.schoeffler@norconsult.com
Litteraturförteckning
IVL (2011). Dikesfilter och dikesdammar.
https://www.ivl.se/download/18.343dc99d14e8bb0f58b7605/1445517515137/B2001.pdf IVL (2014). Dikesfilter utvidgning. http://www.segea.se/Rapporter/Slutrapport-Dikesfilter- utvidgning_IVL_20140527.pdf
Lantmäteriet (2020). Kartsök och ortsnamn, https://kso.etjanster.lantmateriet.se/?lang=en [2020-06- 02]
Länsstyrelsen (2020). Södermanlandskartan – publika webbkartan. https://ext-
geoportal.lansstyrelsen.se/standard/?appid=46cb29e18ffc47f9a9f136c5f4798e2c [2020-06-11]
Naturvårdsverket (2020), Skyddad natur, http://skyddadnatur,naturvardsverket,se/ [2020-06-02]
Riksantikvarieämbetet (2020). Fornsök. https://app.raa.se/open/fornsok/ [2020-06-11]
SMHI (2020). Modelldata per område – Delavrinningsområde: ”Utloppet av Näsnaren”.
https://vattenwebb.smhi.se/modelarea/ [2020-06-02]
Stormtac (2020). Method Description. http://www.stormtac.com/?page_id=2049
Svenskt Vatten (2020). Beräkningstips till P110. https://www.svensktvatten.se/vattentjanster/rornat- och-klimat/klimat-och-dagvatten/berakningstips-p110/
Svenskt Vatten (2016). P110 Avledning av dag-, drän- och spillvatten. Stockholm: Svenskt Vatten
Slutlig handling 2020-10-23 Tilläggs-PM till dagvattenutredning A. A. N. S. N. S.
Version Datum Beskrivning Upprättat Granskat Godkänt
Detta dokument är framtaget av Norconsult AB som del av det uppdrag dokumentet gäller. Upphovsrätten tillhör Norconsult.
Beställaren har, om inte annat avtalats, endast rätt att använda och kopiera redovisat uppdragsresultat för uppdragets avsedda ändamål. 107 11 24 Katrineholm kommun
Uppdragsgivare: Katrineholm kommun Uppdragsgivarens
kontaktperson:
David Labba
Uppdragsledare: Nicolas Schoeffler
Handläggare: Ylva Egeskog
Bitr. handläggare: Axel André Kvalitetsgranskare: Nicolas Schoeffler
N:\107\11\1071124\5 Arbetsmaterial\01 Dokument\R\TilläggsPM.docx | Sida 3 av 14
1. Inledning
Norconsult har tidigare på uppdrag av Katrineholms kommun tagit fram en dagvattenutredning för kvartersmarken inom planområdet Lövåsen-Heden. Detta PM tjänar till att komplettera
dagvattenutredningen då plankartan har ändrats sedan dagvattenutredningens färdigställande. I det nya planförslaget minskar andelen hårdgjorda ytor inom planområdet och en torr översvämningsyta föreslås i naturområdet mellan det östra och västra kvartersmarksområdet för att minska risken för översvämning nedströms planområdet.
I detta PM redovisas:
• Beräkningar av framtida flöden och erforderlig fördröjningsvolym efter den uppdaterade plankartan.
• Beräknat ytbehov för regnbäddar inom kvartersmark för att uppfylla krav på fördröjning.
• Beskrivning av funktion och översiktlig utformning av en torr översvämningsyta / damm.
• Uppdaterad bilaga med föreslagen dagvattenhantering (bilaga 3).
I figur 1 visas den uppdaterade plankartan.
Figur 1. Plankarta, mörk- och ljusbruna områden är kvartersmark, grått område visar den befintliga gatan Österleden och grönt område representerar naturområde som planerar att behållas som naturmark och en öppen fördröjningsyta.
Förutsättningar
Tidigare förutsättningar från Katrineholms kommun som ligger till grund för de uppdaterade beräkningarna av framtida flöden och erforderlig fördröjningsvolym:
• Inom kvartersmarken bedöms 80 % utgöras av hårdgjorda ytor och 20 % planeras behållas som grönområden.
• I planförslaget finns två olika kvartersmarksområden vilka i denna utredning har kallats väst och öst. Det västliga kvartersmarksområdet kommer ha en byggnadsarea per fastighet på 40
% och det östliga en byggnadsarea per fastighet på 60 %.
• Krav på fördröjning är att ett framtida 10-årsregn ska fördröjas till ett befintligt 10-årsregn.
• Enligt Katrineholms kommun dagvattenpolicy ska LOD tillämpas i första hand.
• Dagvatten kommer att transporteras i öppna diken inom planområdet.
Tillkomna förutsättningar för tilläggs-PM:et från Katrineholms kommun:
• Naturområdet i mitten av plankartan ska fungera som en torr översvämningsyta vid kraftigare nederbörd.
• Planområdet kommer att massbalanseras för att möjliggöra avrinning mot naturområdet och den torra översvämningsytan / dammen.
N:\107\11\1071124\5 Arbetsmaterial\01 Dokument\R\TilläggsPM.docx | Sida 5 av 14
2. Befintlig dagvattenhantering
I detta kapitel redovisas befintliga höjder, delavrinningsområden och flöden.
Avrinningsområden
Utifrån höjdkurvor och utsatta väghöjder i erhållen grundkarta har en höjdmodell tagits fram
planområdet. Höjdmodellen är alltså inte en inmätning/laserscanning men kan ses som en god grövre uppskattning för hur området är höjdsatt idag. Utifrån kvartersmarksgränser och befintliga höjder har delavrinningsområden tagits fram inom respektive kvartersmarksområde. Den västra kvartersmarken har delats in i tre delavrinningsområden: A, B och C. Den östra kvartersmarken har delats in i fyra delavrinningsområden: A, B, C och D. I figur 2 visas höjdmodell och delavrinningsområden.
Figur 2. Höjdmodell och delavrinningsområden blåa pilar visar ytliga markavrinningsvägar.
A öst B öst C öst
D öst
A väst
Bväst
Befintliga dagvattenflöden
Flödesberäkningar har gjorts för ett befintligt 10-årsregn och för ett 100-årsregn. Flödesberäkningar har gjorts med rationella metoden som enligt P110 lämpar sig för områden mindre än 20 ha.
Rationella metoden är beskriven enligt ekvation 1 nedan.
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝜑 ∗ 𝑖(𝑡𝑟) ekvation (1)
𝑄 = 𝑓𝑙ö𝑑𝑒 [𝑙/𝑠]
𝐴 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 [ℎ𝑎]
𝜑 = 𝑎𝑣𝑟𝑖𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
𝑖 = 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑙/𝑠, ℎ𝑎]
𝑡𝑟= 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑣𝑎𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡 [𝑚𝑖𝑛]
I rationella metoden väljs nederbördens varaktighet (tr) lika med rinntiden, som är den tidsmässigt längsta rinnvägen inom avrinningsområdet fram till utloppspunkten. Rinntiden har beräknats som rinnhastigheten multiplicerat med sträckan inom avrinningsområdet. Rinnhastigheter har ansatts efter Svenskt Vattens P110 till
• 1,5 m/s i ledning
• 0,5 m/s i dike och kulvert
• 0,1 m/s för avrinning på mark
Enligt P110 så kommer även de genomsläppliga ytorna att bidra med avrinning vid långa eller mycket kraftiga regn, då marken vattenmättats och ytvattenmagasin fylls upp. Vid 100-årsregn antas marken att vara mättad och rinnhastigheten för avrinning på mark har därför ökats från 0,1 m/s till 0,3 m/s.
Rinntiden inom varje delavrinningsområde har beräknats till ca 20 minuter vid ett 10-årsregn, förutom för delavrinningsområde ”C väst” som beräknats till ca 10 minuter. Vid ett 100-årsregn har rinntiden beräknats till 10 minuter eller kortare för samtliga delavrinningsområden. Rinntiden har för 100- årsregnet ansatts till 10 minuter, vilket är den kortast rekommenderade rinntiden enligt Svenskt Vattens P110. Utifrån beräknad rinntid och återkomsttid har regnintensitet valts efter tabell 4.6 i P110.
Beräknad reducerad area, regnintensitet och flöden för respektive återkomsttid presenteras i tabell 1.
N:\107\11\1071124\5 Arbetsmaterial\01 Dokument\R\TilläggsPM.docx | Sida 7 av 14 Tabell 1. Befintlig markanvändning, avrinningskoefficienter, beräknad reducerad area och beräknade flöden inom varje delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Area
[ha] φ1 Red area [ha]
i10-årsregn
[l/s,ha]
Q10-årsregn
[l/s]
i100-årsregn
[l/s,ha]
Q100-årsregn
[l/s]
Väst A Skogs- och
ängsmark 4,32 0,1 0,43 151 65 488,7 211
Väst B Skogs- och
ängsmark 1,44 0,1 0,14 151 22 488,7 70
Väst C Skogs- och
ängsmark 0,82 0,1 0,08 228 19 488,7 40
TOTALT Väst 6,59 0,1 0,66 106 322
Öst A Skogs- och
ängsmark 2,35 0,1 0,24 151 36 488,7 115
Öst B Skogs- och
ängsmark 1,47 0,1 0,15 151 22 488,7 72
Öst C Skogs- och
ängsmark 1,87 0,1 0,19 151 28 488,7 91
Öst D Skogs- och
ängsmark 0,98 0,1 0,10 151 15 488,7 48
TOTALT Öst 6,67 0,1 0,68 101 334
1 Avrinningskoefficient har bedömts som 0,3 vid 100-årsregn
3. Föreslagen dagvattenhantering
I detta kapitel redovisas beräknade framtida flöden och fördröjningsvolymer per delavrinningsområde.
Beräknat ytbehov för regnbäddar samt uppskattad utjämningsvolym i regnbäddar och svackdiken redovisas också.
Framtida dagvattenflöden
Flödesberäkningar för framtida dagvattenflöden har gjorts för ett klimatanpassat 10-årsregn och ett klimatanpassat 100-årsregn. Beräkningarna har gjorts med rationella metoden och klimatfaktor har ansatts till 1,25, se ekvation 2. Framtida rinntid har ansatts till 10 minuter vilket är den kortast rekommenderade rinntiden enligt Svenskt Vattens P110 riktlinjer.
𝑄 = 𝐴 ∗ 𝜑 ∗ 𝑖(𝑡𝑟) ∗ 𝑘𝑓 ekvation (2)
𝑄 = 𝑓𝑙ö𝑑𝑒 [𝑙/𝑠]
𝐴 = 𝑎𝑟𝑒𝑎 [ℎ𝑎]
𝜑 = 𝑎𝑣𝑟𝑖𝑛𝑛𝑖𝑛𝑔𝑠𝑘𝑜𝑒𝑓𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
𝑖 = 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑠𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑒𝑡 [𝑙/𝑠, ℎ𝑎]
𝑡𝑟= 𝑛𝑒𝑑𝑒𝑟𝑏ö𝑟𝑑𝑒𝑛𝑠 𝑣𝑎𝑟𝑎𝑘𝑡𝑖𝑔ℎ𝑒𝑡 [𝑚𝑖𝑛]
𝑘𝑓= 𝑘𝑙𝑖𝑚𝑎𝑡𝑓𝑎𝑘𝑡𝑜𝑟 [𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑠𝑙ö𝑠]
I tabell 2 nedan visas beräknade flöden vid ett framtida 10-årsregn och ett 100-årsregn för framtida markanvändning.
N:\107\11\1071124\5 Arbetsmaterial\01 Dokument\R\TilläggsPM.docx | Sida 9 av 14 Tabell 2. Framtida markanvändning, avrinningskoefficienter, beräknad reducerad area och flöden inom varje delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Area
[ha] φ Red area [ha]
i10-årsregn
[l/s, ha]
Q10-årsregn
[l/s]
i100-årsregn
[l/s, ha]
Q100-årsregn
[l/s]
Väst A
Byggnader 1,38 0,9 1,24 285 355 611 760
Vägar / parkering 2,07 0,8 1,66 285 473 611 1014
Grönytor 0,86 0,1 0,09 285 25 611 53
Summa 4,32 0,69 2,99 852 1827
Väst B
Byggnader 0,46 0,9 0,42 285 118 611 254
Vägar / parkering 0,69 0,8 0,55 285 158 611 338
Grönytor 0,29 0,1 0,03 285 8 611 18
Summa 1,44 0,69 1,00 284 610
Väst C
Byggnader 0,26 0,9 0,24 285 67 611 145
Vägar / parkering 0,39 0,8 0,32 285 90 611 193
Grönytor 0,16 0,1 0,02 285 5 611 10
Summa 0,82 0,69 0,57 162 348
TOTALT Väst 6,59 0,69 4,56 1299 2784
Öst A
Byggnader 1,13 0,9 1,02 285 290 611 622
Vägar / parkering 0,75 0,8 0,60 285 172 611 368
Grönytor 0,47 0,1 0,05 285 13 611 29
Summa 2,35 0,71 1,67 475 1019
Öst B
Byggnader 0,71 0,9 0,64 285 181 611 388
Vägar / parkering 0,47 0,8 0,38 285 107 611 230
Grönytor 0,29 0,1 0,03 285 8 611 18
Summa 1,47 0,71 1,04 297 636
Öst C
Byggnader 0,90 0,9 0,81 285 230 611 494
Vägar / parkering 0,60 0,8 0,48 285 136 611 293
Grönytor 0,37 0,1 0,04 285 11 611 23
Summa 1,87 0,71 1,32 377 809
Öst D
Byggnader 0,47 0,9 0,42 285 120 611 257
Vägar / parkering 0,31 0,8 0,25 285 71 611 153
Grönytor 0,20 0,1 0,02 285 6 611 12
Summa 0,98 0,71 0,69 197 422
TOTALT Öst 6,67 0,71 4,72 1346 2886
Erforderlig fördröjningsvolym
Erforderlig fördröjningsvolym har beräknats för att fördröja ett framtida klimatanpassat 10-årsregn till ett befintligt 10-årsregn. Fördröjningsvolym har beräknats med hjälp av ett Excel-ark som är bilaga till Svenskt Vattens P110 (Svenskt Vatten, 2020). Beräkningarna är baserade på rationella metoden och beräknar erforderlig fördröjningsvolym utifrån rinntid, tillåten avtappning (utflöde från respektive delavrinningsområde innan exploatering), klimatfaktor på 1,25 och regnintensitet vid vald återkomsttid.
Fördröjningsvolym för respektive delavrinningsområde är presenterade i tabell 3 nedan.
Tabell 3. Erforderlig fördröjningsvolym för respektive delavrinningsområde.
Delavrinnings- område
Återkomst- tid
Säkerhets- faktor
Red area [ha]
Rinntid [min]
Utflöde1 [l/s]
Avtappning [l/s, ha]
Erforderlig fördröjnings-
volym [m3]
Väst A 10-årsregn 1,25 2,99 10 65 21,8 701
Väst B 10-årsregn 1,25 1,00 10 22 21,8 234
Väst C 10-årsregn 1,25 0,57 10 19 32,9 110
Totalt Väst 10-årsregn 1,25 4,56 10 106 1045
Öst A 10-årsregn 1,25 1,67 10 36 21,3 395
Öst B 10-årsregn 1,25 1,04 10 22 21,3 247
Öst C 10-årsregn 1,25 1,32 10 28 21,3 314
Öst D 10-årsregn 1,25 0,69 10 15 21,3 164
Totalt Öst 10-årsregn 1,25 4,72 10 103 1120
1 befintligt utflöde från respektive delavrinningsområde enligt tabell 1.
Överslagsberäkning ytbehov regnbäddar och svackdike för att fördröja erforderlig fördröjningsvolym
Nedan redovisas beräkningar för regnbäddars ytbehov samt uppskattad utjämningsvolym i regnbäddar och svackdiken.
Regnbädd
För dimensionering av regnbäddar har ytbehovet ansatts till 5 % av den hårdgjorda ytan som avleds till respektive anläggning. Djup på poröst lager har ansatts till 700 mm och porositeten har antagits till 30 %. Avståndet mellan bräddbrunnen och det porösa lagret har antagits vara 200 mm (vilket ger ett ytmagasin på 200 mm). Den yta som regnbäddarna erfordrar, samt dess utjämningsvolymen, har beräknats med ekvation 3 respektive med ekvation 4 nedan. I beräkningarna har hänsyn tagits till att endast dagvatten från hårdgjorda ytor avleds till regnbäddarna (grönytor föreslås avledas direkt till svackdiken).
𝐴𝑟= 𝐴𝑦 ∗ 𝜑 ∗ 0,05 ekvation (3) 𝑉𝑟 = 𝐴𝑟∗ (𝑛 ∗ 𝑏 + 𝑦) ekvation (4)
𝐴𝑟= area regnbädd [m2]
𝐴𝑦= area hårdgjord yta [m2]
𝜑 = avrinningskoefficient [dimensionslös]
n = porositet [dimensionslös]
b = höjd biofilter [m]
y = ytmagasin [m]
𝑉𝑟= utjämningsvolym regnbädd