2018-03-02
SKELLEFTEÅ KOMMUN
DAGVATTENUTREDNING
STORKÅGE 74:1
DAGVATTENUTREDNING
Storkåge 74:1
Skellefteå kommun
KONSULT
WSP Samhällsbyggnad Box 502
301 10 Umeå Tel: +46 10 7225000 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wsp.com
KONTAKTPERSONER
Imran Zafar imran.zafar@wsp.com
Linda Hörnsten Madeleine Erneholm
linda.hornsten@wsp.com madeleine.erneholm@wsp.com
UPPDRAGSNAMN
Skellefteå kn Kåge - Storkåge 74:1 UPPDRAGSNUMMER
10258552 FÖRFATTARE
Caroline Persson, Madeleine Erneholm DATUM
2017-12-19 GRANSKAD AV:
Linda Hörnsten
ÄNDRINGSDATUM:
2018-03-02
INNEHÅLL
1 BAKGRUND 4
2 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN 4
2.1 DAGVATTENSTRATEGI 4
2.2 PLANOMRÅDET 5
2.3 TOPOGRAFI OCH AVRINNING 5
2.4 GEOLOGISKA FÖRHÅLLANDE 6
2.5 BEFINTLIGT VA-SYSTEM 7
2.6 RECIPIENT 8
2.7 DIKEN- OCH MARKAVVATTNINGSFÖRETAG 9
3 DAGVATTENFLÖDEN OCH FÖRORENINGAR 10
3.1 FLÖDESVÄGAR OCH LÅGPUNKTER 10
3.2 AVRINNINGSOMRÅDEN 11
3.3 FLÖDESBERÄKNINGAR OCH FÖRDRÖJNINGSBEHOV 11
3.4 FÖRORENINGAR 12
4 FÖRSLAG PÅ DAGVATTENHANTERING 14
4.1 PRINCIPLÖSNING FÖR DAGVATTEN 14
4.1.1 Förslag till systemlösning 14
4.1.2 Flöde till anslutningspunkter 16
4.1.3 Fördröjningsbehov vid anslutningspunkter 17
4.2 DAGVATTENHANTERING VID SKYFALL 17
4.3 YTLIG FÖRDRÖJNING - DIKEN 17
4.3.1 Svackdiken 18
4.3.2 Makadamdike 18
4.4 FÖRDRÖJNINGSYTOR 19
4.4.1 Överdämningsytor / Torra dammar 20
4.4.2 Våta dammar / Våtmarker 20
5 REKOMMENDATIONER OCH SLUTSATS 21
1 BAKGRUND
Skellefteå kommun har som avsikt att exploatera en del av Storkåge 74:1 inom serviceorten Kåge för bostadsbebyggelse (enfamiljshus till flerfamiljshus), se Figur 1. I fördjupning av översiktsplan (laga kraft 2000-02-23) pekas aktuellt området ut för bostäder (radhus och flerfamiljshus) samt vägreservat.
Vägreservatet är dock inte längre aktuellt.
WSP har fått i uppdrag ta fram en dagvattenutredning till detaljplanen. Syftet med dagvattenutredningen är att kartlägga dagvattenflöden samt att föreslå åtgärder för omhändertagande av dagvatten.
Utredningen kommer att behandla befintliga förhållanden, förutsättningar i planområdet och dess påverkansområde i form av recipienter, geohydrologi, avrinningsområde och avvattningsvägar, dagvattenflöden, översvämningsrisker och konsekvenser av genomförandet av planen samt rekommendationer och förslag på åtgärder för hållbar dagvattenhantering.
2 BEFINTLIGA FÖRHÅLLANDEN
2.1 DAGVATTENSTRATEGI
Skellefteå kommun antog en dagvattenstrategi 2014-05-20, vilken reviderades år 2016. Den övergripande målsättningen i strategin är att dagvattenhanteringen ska vara utformat så att allvarliga översvämningar undviks och föroreningspåverkan ska minskas för både yt- och grundvatten.
Recipientens känslighet ska vara styrande vid en bedömning om ytterligare belastning av föroreningar kan tillåtas. I så stor utsträckning som möjligt bör naturliga reningsmetoder för omhändertagande och rening av dagvattnet nyttjas.
Figur 1. Situationsplan över området. 1 = tomt för flerbostadshus, 2 = 7 villa tomter, 3 = 8 villa tomter, 4 = 13 villatomter och 5 = 3 villatomter / mindre flerbostadshus.
I första hand ska dagvattnet tas om hand lokalt så nära källan som möjligt genom exempelvis infiltration.
Grus, armerat gräs och markvegetation ska användas före hårdgjorda ytor som t.ex. asfalt. Om inte lokalt omhändertagande är tillräckligt eller lämpligt ska dagvattnet ledas i öppen avledning till exempelvis dammar eller våtmarker för rening. Dagvattenledningar med utlopp direkt till recipienten är endast tillåtna om inga andra alternativ är möjliga eller om recipienten tillåter detta.
Mål för dagvattenhantering uppsatt i strategin:
- Tillförsel av föroreningar till dagvattensystemet ska begränsas.
- Recipientens kemiska och ekologiska status blir inte sämre på grund av dagvattnet.
- Dagvatten tas om hand om så nära källan som möjligt.
- Dagvattensystemet är utformat så att skadlig uppdämning undviks vid kraftiga regn.
- Mängden dagvatten i spillvattenledningar och avloppsreningsverk minimeras.
- Den naturliga grundvattenbildningen påverkas inte negativt av dagvattnet.
- Dagvatten nyttjas som en positiv resurs i stadsbyggandet till exempel för att höja naturvärden och biologisk mångfald, göra områden estetiskt tilltalande och skapa möjlighet till förströelse och lek.
- Vid beslut om hantering av dagvatten tas hänsyn till konsekvenserna av framtidens klimat- förändringar.
Skellefteå kommun har i sin dagvattenstrategi tagit fram riktvärden för föroreningar i dagvatten, se Tabell 3. Riktvärdena ska användas som ett underlag vid utredning av åtgärdsbehov. Riktvärdena för utsläpp till mindre sjöar, vattendrag och havsvikar är striktare än för större sjöar, älvar och hav.
Dagvattenstrategin anger dock inga dimensioneringskrav för dagvattenhantering. Svenskt vatten P110 (2016) ställer minimikrav på återkomsttider för regn vid dimensionering av nya dagvattensystem.
Exploateringen av Storkåge 74:1 kan klassas utifrån en dagvattensynpunkt som gles bostads- bebyggelse för vilken följande krav ställs:
- Säkerhetsnivå 1: Återkomsttid för regn vid fylld ledning: 2 år - Säkerhetsnivå 2: Återkomsttid för trycklinje i marknivå: 10 år
- Säkerhetsnivå 3: Återkomsttid för marköversvämning med skador på byggnader: >100 år Säkerhetsnivå 1 och 2 är VA-huvudmannens ansvar medan säkerhetsnivå 3 är kommunens ansvar.
2.2 PLANOMRÅDET
Planområdet ligger söder om Kågeälven, centralt i Kåge, och är ca 8,0 ha stort. Området angränsar till Nygatan i norr och Högåsvägen i söder och öster, se Figur 2. Planområdet är idag obebyggt och utgörs till stor del av igenväxt jordbruksmark. Mittersta delen av planområdet är ängsmark medan de östra delarna är igenvuxet med sly och snårskog.
2.3 TOPOGRAFI OCH AVRINNING
Planområdet är låglänt och flackt. men högst i söder mot Högåsvägen där en bergsrygg reser sig ca +15 m.ö.h och som lägst vid vårdcentralen i nordöst med höjd på ca 11,5 m.ö.h. Absoluta lågpunkten för området är dock i nordöstra hörnet mot Nygatan med en höjd på ca + 10 m.ö.h. En mindre höjdrygg i mitten av området i nordöstlig riktning fungerar som vattendelare inom planområdet, se Figur 9. Det innebär att regnet som faller på området fördelas relativt jämt och leds antingen till befintligt dikesföretag vid vårdcentralen eller till vägdiken längs Nygatan.
2.4 GEOLOGISKA FÖRHÅLLANDE
Planområdet består i huvudsak av lera-silt och en liten del morän i sydvästra delen, se Figur 3. I området med lera-silt är genomsläppligheten låg, den är medelhög i området med morän. De geologiska förhållandena ger därav dålig möjlighet till infiltration och gör att vatten lätt ansamlas i lågpunkter.
Enligt den översiktliga geotekniska undersökningen av WSP år 2017 varierar grundvattenytan mellan 1,0 – 1,5 m under markytan för planområdet. I den geotekniska undersökningen delades planområdet in i två delområden med hänsyn till markförhållanden, se Figur 4. Jordar inom delområde 1, bestod av mulljord ovan finsand som underlagrades av något sulfidhaltig lerig silt. Detta vilar i huvudsak på fast Figur 2. Karta över centrala Kåge med ungefärligt planområde utmärkt med rött.
Figur 3. Geologisk karta från SGU. Ungefärligt planområde markerat med rött.
Högåsvägen
lagrad silt. Jordar inom delområde 2 består av fyllnadsmassor ovan finsand/sand som vilar på fast lagrad siltig sandmorän.
Figur 4: Orienteringsbild över området.
2.5 BEFINTLIGT VA-SYSTEM
Enligt erhållet underlag från Skellefteå kommun finns befintliga VA-ledningar i östra delen av planområdet, se Figur 5. Befintlig dagvattenledning med dimension 600 mm finns i östra delen av planområdet med utlopp i Skatabäcken. Längst med Nygatan avleds dagvatten via diken. Ledningar leder dagvatten ut till Kågeälven (se Figur 6). Placering av ledningarna i Nygatan i förhållande till planområdet är markerat i figur 5. Dimensioner och höjder är okända för ledningarna i Nygatan.
Figur 5. Befintliga ledningar i planområdets östra del. Planområde markerat med rött. Gul ring visar lokaliseringen av ledningar i figur 6.
1
2
Figur 6: Befintliga ledningar i planområdets norra del.
2.6 RECIPIENT
År 2009 fastställde Vattenmyndigheten för Norra Östersjön miljökvalitetsnormer för yt- och grundvatten- förekomster som ingår i EU:s ramdirektiv för vatten. Det innebar att alla vattendrag skulle ha uppnått ett mål för god ekologisk status och kemisk status år 2015. För en del vattendrag där det ansågs tekniskt omöjligt att hinna uppnå en god status 2015, blev tidpunkten flyttad till år 2021. Det finns som ett krav på alla vattenförekomster att statusen i recipienten inte får försämras. Nya förslag på miljökvalitets- normer har tagits fram för perioden 2015 – 2021 och fastställdes under december 2016. Sverige har fortfarande inte uppnått miljökvalitetsnormerna för ett stort antal vattenförekomster och behöver därför genomföra nödvändiga åtgärder för att beslutande miljökvalitetsnormer ska uppnås och följas.
Kågeälven är planområdets slutgiltiga recipient då planområdet ligger inom Kågeälvens huvud- avrinningsområde, se Figur 7. Kågeälven har fastställd måttlig ekologisk status. Vattenförekomsten uppnår ej god ekologisk status på grund av miljögifter i ytvattnet i form av arsenik och älvens hydrologiska och morfologiska tillstånd påverkas i stor utsträckning av att närområdet är aktivt brukad mark eller anlagda ytor. Enligt VISS är miljökvalitetsnormen för Kågeälven att uppnå god ekologisk status år 2021.
De förbättringsåtgärder som tagits fram för att uppnå god ekologisk status är att sänka halterna av arsenik från punktutsläpp med 0,4 µg/l samt upprätta ekologiskt funktionella kantzoner och restaurera flottleder. Flertalet åtgärder för att förbättra miljökvalitetsnormen för Kågeälven har genomförts i form av miljöersättning för odling utan bekämpningsmedel, inrättande av vattenskyddsområdet för kommunala vattentäkter, efterbehandling av miljögifter samt miljöskyddsåtgärder och vallodling för att minska halterna av totalkväve och totalfosfor.
Kågeälvens kemiska ytvattenstatus bedöms som ej god om kvicksilver och bromerade difenyleter inkluderas i bedömningen. Vid bedömning exklusive kvicksilver och bromerade difenyleter uppnår Kågeälven god kemisk ytvattenstatus. Att ta i beaktning är att halterna av kvicksilver och bromerad dietyleter bedöms vara tekniskt omöjliga att sänka till de nivåer som motsvarar god kemisk ytvattenstatus i vattendrag i stora delar av Sverige. De nuvarande halterna får dock inte öka.
2.7 DIKEN- OCH MARKAVVATTNINGSFÖRETAG
Inom planområdet finns ett befintligt dikesföretag (Storkåge nr 1 tf 1937), se Figur 8. För varje dikesföretag finns det ett markavvattningsföretag registrerat. Företagets syfte är att fördela ansvar och kostnader för att dränera marken och göra den odlingsbar. Markavvattningsföretag är gemensamhets- anläggningar enligt anläggningslagen och är en vanlig företeelse i Sverige där bönder under sent 1800- tal och tidigt 1900-tal dikade ur stora ytor för att odla upp kärr, mosse eller annan vattendränkt mark.
Oberoende om en styrelseordförande (alt. syssloman) finns, har fortfarande markavvattningsföretaget kraft i lagen, och om det flöde som föreskrivs diket förändras måste företaget omprövas eller avvecklas.
Även om alla parter är överens om avvecklingen av markavvattningsföretaget, måste detta göras i Mark- och Miljödomstolen, vilket betyder att processen kan ta tid att genomdriva. Notera att avvecklingen av markavvattningsföretaget inte nödvändigtvis betyder att diket måste tas bort, bara att andra avtal hur diket underhålls och finansieras måste tas fram. Det är också relevant att notera att markavvattnings-
Figur 7. Avrinningsområdet för Kågeälven markerat med blått och planområdet ungefärligt markerat med rött.
Figur 8. Befintligt dikesföretag markerat med turkos. Karta från Länsstyrelsens Webbgis.
företaget nästan alltid finns av en anledning, och det brukar indikera att marken är en naturlig lågpunkt som kräver vidare åtgärder vid bebyggelse. Flödet som föreskrivs i markavvattningsföretaget är okänt.
Under gator och gångvägar förutsätts att trummor ingå i markavvattningsföretaget.
3 DAGVATTENFLÖDEN OCH FÖRORENINGAR
3.1 FLÖDESVÄGAR OCH LÅGPUNKTER
En analys av flödesvägar har utförts. Metoden som använts är en så kallad rolling ball analysis. Alla lokala lågpunkter inom analysområdet fylls upp, och en droppe vatten släpps på varje punkt i höjdsystemet. Droppen följer sluttningen utan hänsyn till friktion till dess den rinner ut ur det definierade området. Avrinningsområden genereras så att varje område har maximalt ett utflöde och att allt vatten inom avrinningsområdet leds till samma lågstråk. Storleken på avrinningsområdena som genereras är på ett förbestämt minimum av storleken 2 ha. Analysen har också använts för att identifiera alla instängda områden inom planområdet, se Figur 9.
Det är viktigt att notera att analysen endast visar teoretiska flödesvägar och att den söker efter absoluta minimum, vilket leder till att även mycket små lutningar ger utslag. I analysen tas det inte hänsyn till befintliga dagvattenledningar eller trummor. Vid mindre regn kommer vissa av de modellerade rinnvägarna inte att uppstå, men under ett extremt regn där dagvattensystemet går fullt ger det en god bild av vattnets flödesvägar.
Generellt rinner vattnet i området i en nordöstlig riktning mot Vårdcentralen och Nygatan samt mot befintligt dikesföretag. Det finns instängda områden i nordöst både utanför och inom planområdet, där det befintliga dikesföretaget utgör en naturlig lågpunkt och instängt område. I praktiken innebär en trumma under väg x och väg y att området runt avvattningsföretaget inte är instängt. En truminventering Figur 9. Flödesvägar med tillrinning på över 2 hektar och lokalt instängda områden. Bakgrundskarta från ESRI.
inför exploatering rekommenderas för att säkerställa funktionen på avvattningen och kunna vidta ev åtgärder.
3.2 AVRINNINGSOMRÅDEN
Vidare analys av flödesvägarna visar att det finns två avrinningsområden inom planområdet, se Figur 10. Avrinningsområdet 1 är ca 0,5 ha inom planområdet och består i huvudsakligen av sly och snårskog samt befintlig väg. Flödet går i nordöstlig riktning genom avrinningsområdet till befintliga diken.
Avrinningsområde 2 är ca 7,5 ha inom planområdet och består i huvudsakligen av igenväxt
jordbruksmark och ängsmark. Flödet går i nordlig riktning mot Nygatan och Vårdcentralen. Det antas inte ske någon tillrinning från området söder om planområdet. Detta antagande baseras på att Högåsvägen antas vara anlagd med ett vägdike som fungerar som ett avskärande dike..
3.3 FLÖDESBERÄKNINGAR OCH FÖRDRÖJNINGSBEHOV
Som grund för dagvattenarbetet ligger Svenskt Vattens publikationer P105 (2011) – ”Hållbar dag- och dränvattenhantering” samt P110 (2016) – ”Avledning av dag-, drän-, och spillvatten”. Beräkningar har utförts för nuvarande markanvändning och framtida utformning av markanvändningen.
Flödesberäkningarna för planområdet har gjorts med olika återkomsttider före och efter, på grund av att områdets utformning kommer att förändras, se Figur 1, och därmed även avrinningen. Varaktigheten på nederbörden har hållits konstant på 10 minuter, vilket motsvarar den längsta rinntiden, medan återkomsttid på 2, 10 och 100 år har undersökts. I beräkningarna har den dimensionerande nederbördsintensiteten används enligt Dahlströms (2010). För att beräkna dimensionerande dagvattenflöden från området har den rationella ekvationen använts:
𝑞𝑑 𝑑𝑖𝑚 = 𝐴 ∙ 𝜙 ∙ 𝑖(𝑡𝑟) ∙ 𝐶 Där:
qd dim = dimensionerande flödet A = avrinningsområdets area (ha) 𝜙 = avrinningskoefficienten
𝑖(𝑡𝑟) = dimensionerande nederbördsintensiteten (l/s ha) 𝑡𝑟 = regnets varaktighet (min)
𝐶 = klimatfaktor
Följande antaganden har använts vid beräkningarna:
Figur 10. Avrinningsområden inom planområdet.
Bakgrundskarta från ESRI.
- Ny utformning av planområdet enligt övergripande situationsplan.
- Befintlig markanvändning enligt beställningsunderlag samt Länsstyrelsens karttjänst Webb-GIS (2017).
- Avrinningskoefficienter har tagits från StormTac.
- En klimatfaktor på 1,25 enligt P110.
Utbyggnaden av planområdet innebär en stor förändring av markanvändningen utifrån ett dagvatten- perspektiv då det idag är till stor del naturmark som ska exploateras, se Tabell 1.
Tabell 1. Markanvändning samt antaganden av parametrar för flödesberäkningar för de olika markområdena före och efter exploatering.
Markområde Yta ϕ Reducerad yta
Före Efter Före Efter
(ha) (ha) (n/a) (ha) (ha)
Gröna områden 8,8 3,74 0,1 0,88 0,36
Villatomter - 3,5 0,35 - 1,23
Flerfamiljstomter - 0,9 0,4 - 0,36
Väg - 0,66 0,8 0,53
Totalt: 0,88 2,49
Flödesberäkningarna baseras på antagandena ovan gällande framtida markanvändning, se Tabell 1.
Utifrån antagandena gjordes flödesberäkningarna och beräkningar av avtappningen, för att inte öka avrinningen från området, för återkomst-tiderna 2, 10 och 100 år, se Tabell 2.
Fördröjningsbehovet har beräknats enligt bilaga 10.6 till P110 – ”Magasinsberäkning med hänsyn till rinntid enligt Dahlström 2010 för varaktigheter upp till 1 dygn” som finns tillgänglig för nedladdning på Svenskt Vattens hemsida. I Tabell 2 sammanställs fördröjningsbehovet inom planområdet för att dagvattenflöden ut från området inte ska öka i och med exploateringen. Dimensionerande varaktighet för regnet är 20 minuter.
Tabell 2. Flödesberäkningar och fördröjningsbehov för planområdet. Klimatfaktorn är satt till 1,25. Rinntiden är satta till 10 min.
Återkomsttid
Intensitet med klimatfaktor
Flöde
Nuläge Avtappning Flöde Exploaterat
Fördröjningsbehov Exploaterat
(år) (l/s/ha) (l/s) (l/s/hared) (l/s) (m3)
2 168 118 47,45 417 146
10 285 201 80,66 709 246
100 611 430 172,94 1520 517
3.4 FÖRORENINGAR
Föroreningsberäkningarna för hela området har utförts med dagvatten- och recipientmodellen StormTac, se Tabell 3. För att uppskatta föroreningsbelastningarna som genereras i planområdet idag och efter exploatering används schablonvärden som är baserade på den uppskattade mark- användningen. Med hjälp av dessa schablonvärden beräknas föroreningshalterna. En viktig notering är att dessa värden är teoretiska värden, baserade på uppmätta värden från ett stort antal olika utredningar och forskningsstudier. Kvaliteten och mängden underlag varierar mellan olika mätningar och för olika
ämnen. I Tabell 3 visas föroreningarna som skulle uppnås om det inte gjordes några lösningar alls för omhändertagande av dagvatten.
En jämförelse med riktvärden satta i Skellefteå kommuns dagvattenstrategi har gjorts utifrån föroreningsberäkningarna. Kågeälven är klassad med ett högt skyddsvärde vilket leder till hårdare krav på rening av dagvatten.
Reningskraven som ställs på dagvattnet kommer dock främst att fokusera på föroreningshalten i kg/år för att kunna säkerställa att miljökvalitetsnormen inte försämras. Problemet som uppstår med riktvärden i µg/l är att föroreningshalten kan minska sett utifrån koncentrationen, men om dagvattenmängden och flödet ökar i m3/år, kan föroreningsbelastningen i recipienten öka totalt.
Tabell 3. Föroreningar i dagvatten från området, nuläge och framtidsscenario i kg/år och µg/l samt riktvärden från Skellefteå kommuns dagvattenstrategi. Förändringen i föroreningsbelastningen i % har beräknats för mängden i kg/år. Ämne där riktvärdet överskrids är markerade med rött.
Ämne Nuläget Efter
exploatering Förändring Nuläget Efter
exploatering Riktvärde
(kg/år) (kg/år) (%) (µg/l) (µg/l) (µg/l)
Fosfor (P) 2,2 3,6 64 180 170 150
Kväve (N) 12 30 150 960 1 500 2 000
Bly (Pb) 0,032 0,13 306 2,6 6,1 8
Koppar (Cu) 0,12 0,35 192 9,8 17 18
Zink (Zn) 0,29 1,1 279 23 53 70
Kadmium (Cd) 0,0020 0,0066 230 0,17 0,32 0,4
Krom (Cr) 0,025 0,11 340 2,1 5,1 10
Nickel (Ni) 0,016 0,093 481 1,3 4,5 15
Kvicksilver (Hg) 0,000053 0,00049 825 0,0043 0,024 0,03
Suspenderad
substans (SS) 200 800 300 17 000 39 000 40 000
Oljeindex (Olja) 2 7,9 295 160 390 400
Benso(a)pyren
(BaP) 0 0,00048 480 0 0,023 0,03
4 FÖRSLAG PÅ DAGVATTENHANTERING
4.1 PRINCIPLÖSNING FÖR DAGVATTEN
En framtida hållbar dagvattenhantering baseras på fem steg i enighet med Svenskt Vatten P105:
1. Lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD) inom kvartersmark. Här eftersträvas att minska uppkomsten av dagvatten och då ett så rent vatten som möjligt.
2. Användning och/eller fördröjning nära källan. Vilket kan ske i mindre magasin som med fördel utformas med träd genom skelettjordar eller med växter i regnbäddar.
3. Avledning via tröga system så som diken (täckta eller öppna) alternativt ledningar eller ränndalar. En viktig aspekt är att beakta utformningen av dessa har inverkan på den tänkta stadsbilden. Avledningen anpassas även lämpligen efter både mindre och mer extrema regn.
4. Större samlad fördröjning i slutet av systemet vilken anläggs exempelvis som dammar eller översvämningsytor i t.ex. parker eller liknande områden.
5. Avledning till befintliga dagvattenledningar är det sista steget i kedjan och är ofta det minst fördelaktiga alternativet ur ett hållbarhetsperspektiv.
För planområdet är steg 1, 2, 3 och 4 intressanta lösningar för dagvattenhanteringen. Steg 2 och 3 sker lämpligen som diken längs planerade vägar och GC-vägar. Steg 4 kan tillämpas i liknande utformning som föreslaget i situationsplanen (våt damm). En damm har förhållandevis stor kapacitet samtidigt som den erbjuder en viss renande effekt med hänsyn till nedströms liggande vattendrag och dess mål om god status.
För att på bästa möjliga sätt tillmötesgå Skellefteå kommuns riktlinjer att ”Tillförsel av föroreningar till dagvattensystemet ska begränsat” och ”Recipientens kemiska och ekologiska status inte blir sämre på grund av dagvatten” samt ”Dagvattensystemet är utformat så att skadlig uppdämning undviks vid kraftiga regn” bör svackdiken och våt damm anläggas. Om dessa lösningar tillämpas i system inom planområdet kommer även riktlinjerna ”Mängden dagvatten i spillvattenledningar och avloppsreningsverk minimeras” och ”Dagvatten nyttjas som en positiv resurs i stadsbyggandet till exempel för att höja naturvärden och biologisk mångfald göra områden estetiskt tilltalande och skapa möjlighet till förströelse och lek” uppfyllas. Beskrivning av systemlösning för dessa anläggningar följer nedan.
4.1.1 Förslag till systemlösning
Ett förslag till en systemlösning har tagits fram med ovanstående som utgångspunkt. Systemlösningen för planområdet har delats in efter de geotekniska delområden som är beskrivna i figur 4. Två olika anslutningspunkter rekommenderas för områdena. Område 1, med rinnvägar mot nordöst, har en rekommenderad anslutningspunkt vid punkt B i figur 11. Denna punkt representerar en möjlig anslutningspunkt på dagvattenledning vid Vårdcentralen. Om det är höjdmässigt möjligt, samt om dikningsföretagets kapacitet tillåter detta, kan även område 1 anslutas till detta dike. Dikningsföretaget har sitt utlopp i Skatabäcken, som därefter leds till Kågeälven. Anslutning till dikningsföretaget skulle innebära att rening av dagvattnet sker i större utsträckning än om det går direkt till ledning. Dock behöver markavvattningsföretaget omprövas eller avvecklas om dikets kapacitet förändras.
Område 2, vars rinnvägar leder mot norr och Nygatan, har en rekommenderad anslutningspunkt i punkt A, se Figur 11. Denna punkt representerar anslutning till vägdiket som går längst med Nygatan och som därefter leds till ledning med utlopp i Kågeälven. Dock bör det kontrolleras att diket är anslutet till detta
utlopp samt ledningsdimensioner för att bedöma kapaciteten. Alternativt kan anslutning ske till ledningsnätet vid punkt A.
I figur 11 beskrivs även rinnvägar baserat på analysen i figur 9, befintliga diken, ledningar och markavvattningsföretag samt föreslagna anslutningspunkter, fördröjningsytor och diken.
I både område 1 och 2 rekommenderas trög avledning med diken som går längst med planerade vägar, se Figur 11. Initialt har systemlösningen utgått från situationsplanalternativet (september, 2017) som visas i samma figur. Dock har steg 3 i Svenskt Vatten P105 prioriterats när det gäller avledning via tröga system och föreslagna diken kan därför skära tomter om höjdsättningen gynnar en placering av ett dike i denna punkt. Ett exempel på detta är i tomterna E1 och E3 där ett s.k. släpp bör anläggas för att tillgodose möjligheten för diket att passera mellan tomter.
Två områden avsedda för fördröjning har identifierats i planområdet. I dessa områden kan ex. en torr eller våt damm anläggas. Det ena är lokaliserat inom östra delen av delområde 1, vid tomterna E5. Det andra området är lokaliserat inom norra delen av delområde 2, vid E1. Dessa zoner är lokaliserade i lågpunkter dit merparten av det flöde som bildas inom delområdena rinner. De är även lokaliserade i närhet till de föreslagna anslutningspunkterna och fungerar ett sista fördröjnings/reningssteg innan dagvattnet släpps till ledning/dike.
I kapitel 4.3 beskrivs principen och reningsgraden på olika typer av diken ytterligare. I kapitel 4.4 beskrivs vilka olika typer av fördröjningsytor som kan vara lämpliga samt principen och reningsgraden av dessa.
Figur 11. Schematisk dagvattenhantering för planområdet.
4.1.2 Flöde till anslutningspunkter
För att kunna förutse det ökade flödet till anslutningspunkterna har följande uppdelning gjorts för beräkning av flöden, se figur 12. Dagvatten från 4,95 ha av den totala ytan beräknas rinna till anslutningspunkt A och dagvatten från 3,85 ha beräknas rinna till anslutningspunkt B. Vid jämförelse av befintliga flödesvägar, har man utgått från rinnvägarna i figur 9 och 10. Där framgår det att uppdelningen av ytorna är ungefär densamma både för befintlig och exploaterad markanvändning, med undantag för det rödmarkerade området i figur 12. Detta område exkluderas i beräkningarna för befintligt flöde i område 1 pga. att flödet för denna del av planområdet i dagsläget leds ut till Högåsvägen och belastar inte ledningar anslutna till vårdcentralen. Dock belastar flödet från detta område markavvattningsföretaget och behövs tas hänsyn till om anslutning sker mot diket. Det rödmarkerade området motsvarar ca 1,17 ha. Tabell 4 redovisar de dimensionerande flödena som förväntas uppstå i anslutningspunkt A och B.
Figur 12: Area för dagvatten som rinner till anslutningspunkterna A och B.
Tabell 4: Dimensionerande flöden som uppstår vid regn med varierande återkomsttid. Flödena är beräknade till anslutningspunkt A och punkt B. Rödmarkerat område i delområde 1 beräknas ej bidra med flöde till VC vid befintlig markanvändning.
Område Area (ha) Red. Area (ha) Dim. flöde 2- årsregn (l/s)
Dim. flöde 10- årsregn (l/s)
Dim.flöde 100- årsregn (l/s)
Oexploaterat Område 1
2,68 0,268 36 61 131
Exploaterat Område 1
3,85 1,15 154 263 564
*Klimatfaktor 25 %
193 329 705
Oexploaterat Område 2
4,95 0,495 66 113 242
Exploaterat Område 2
4,95 1,33 179 304 651
*Klimatfaktor 25 %
224 380 814
A
B
För område 1 ökar det dimensionerande flödet till vårdcentralen med ca 330%. Med klimatfaktor ökar det med ca 440%. För område 2 ökar det dimensionerande flödet till vägdiket vid Nygatan med ca 170%.
Med klimatfaktor ökar det med ca 240%.
4.1.3 Fördröjningsbehov vid anslutningspunkter
Likt kapitel 3.3 har fördröjningsbehovet beräknats enligt bilaga 10.6 till P110 – ”Magasinsberäkning med hänsyn till rinntid enligt Dahlström 2010 för varaktigheter upp till 1 dygn”. I tabell 5 sammanställs fördröjningsbehovet vid de två fördröjningsytorna presenterade i figur 11. För område 1 har fördröjningsbehovet för anslutning till ledningsnät beräknats, där avtappningen är mindre än om området ansluts till dikesföretaget. Om dagvattnet från området ansluts till dikesföretaget kommer fördröjningsbehovet vara 73, 123, respektive 265 m3 för ett 2-, 10- och 100-årsregn.
Tabell 5: Erforderlig magasinsvolym för fördröjningsmagasin vid anslutningspunk A och B.
Område Återkomsttid (år) Regnvaraktighet (min)
Avtappning (l/s/hared)
Fördröjningsbehov (m3)
1 (Anslutningspunkt B)
2 30 31 99
10 30 53 167
100 30 114 354
2 (Anslutningspunkt A)
2 20 50 76
10 20 85 128
100 20 182 274
4.2 DAGVATTENHANTERING VID SKYFALL
Vid höjdsättning av planområdet bör hänsyn tas till dagvattnet och att ytliga flödesvägar möjliggörs.
Lokalt instängda områden som kan innebära översvämningsrisk bör undvikas. Allt dagvatten ska kunna ytledas till befintliga vattendrag eller diken. Lämpliga ytliga flödesvägar är t.ex. längs gator eller gröna stråk. Byggnader bör placeras högre än omkringliggande mark för att minska skaderisken vid kraftig nederbörd. Markanvändningen i mer låglänta områden bör vara sådan att marken kan tillåtas översvämmas tillfälligt utan att viktiga funktioner tar skada.
4.3 YTLIG FÖRDRÖJNING - DIKEN
Ytlig fördröjning i form av diken kan utformas på olika sätt utifrån det renings- och fördröjningsbehov som finns. En fördel med ytliga lösningar är att de är robusta och lätta att inspektera för fel. Ytliga lösningar leder och hanterar ofta flöden väl även när flödena överstiger det de är dimensionerade för.
Nedan följer två exempel på diken; svackdiken och makadamdiken. Valet mellan ett svack- eller makadamdike görs vid höjdsättning under markprojektering. Skillnaderna för val mellan dikena är ex.
att svackdiket är mer ytligt platskrävande och kan utgöra ett hinder för infarter till fastigheter från väg.
Ett svackdike innebär också att flödet kan transporteras på ytan och lättare anslutas till både damm eller ledningar. Vid anläggande av ett makadamdike blir höjdsättningen på den underliggande ledningen avgörande för möjlighet till anslutning av damm och ledningsnät, då självfall måste uppfyllas. Vid anslutning till ledningsnät är förutsättningarna bättre.
4.3.1 Svackdiken
Svackdiken är breda diken med strypta utflöden som fördröjer och renar vatten under regn men annars står torra, se Figur 13. De består av en dräneringsledning i botten som är täckt med ett lager makadam, och högst upp ett lager matjord som formats till en gräsbevuxen svacka, se Figur 14. Huvudsyftet är att få till trög avledning av dagvattenflöden utan dränering, om inte markförhållandena är gynnsamma för infiltrering. Utformningen på svackdiken är svag till måttlig släntlutning och anläggs längsmed den hårdgjorda ytan. Dimensionering på svackdiken sker främst för att ta hand om stora volymer men med låg flödeshastighet som inte bör överstiga 1 m/s.
Svackdiken avskiljer grövre sediment vilket gynnar efterkommande anläggningar då igensättningsrisken minskar. Ett kort dike med utlopp via brunn eller dike fångar främst upp sand och föroreningar bundna till grövre partiklar. Ett längre dike med strypt avlopp har högre förmåga att avskilja både grövre och finare partiklar och därmed en högre grad partikelbundna föroreningar, se Tabell 6. Kompletterande steg för rening och finare partiklar och lösta föroreningar krävs vid anläggning av svackdiken.
Tabell 6. Reningseffekt i procent för svackdiken. (StormTac, 2017).
P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Olja BaP
30 40 70 65 65 65 60 50 15 70 85 60
En viss drift och underhåll tillkommer med svackdiken. Det krävs gräsklippning, renhållning och sedimentrensning för att minska att föroreningar spolar bort eller frisätts genom nedbrytning av organiskt material. Även tillsyn av in- och utlopp samt slänter tillkommer. Under vintern lämpar sig svackdiken för snölagring. Om in- och utlopp är isfria har svackdiken god kapacitet att avleda smältvatten.
4.3.2 Makadamdike
Makadamdiken kan anläggas i anslutning till hårdgjorda ytor eller ytor där det finns ett behov att avleda dagvatten. Makadamdiken ger flödesutjämning och viss rening av dagvatten och kan anpassas till att vara en del av systemet som avleder extrema flöden. Dikena kan dessutom vara utformade så att de tar upp en liten yta och kan även vara en del av vägområdet, se Figur 15.
Makadamdiket anläggs genom att ett meterdjupt dike fylls med makadam, med en porvolym på ca 30
%. På botten placeras ett dräneringsrör som ansluter till dagvattennätet. Dikesbotten bör som minst vara Figur 13. Exempel på svackdike uppbyggt med fuktängsmattor vid anläggning och efter 1,5 år. (Bildkälla: vegtech.se).
Figur 14. Principskiss för ett svackdike. (Bildkälla: WRS).
0,5 m bred med en lutning i längsled på högst 1 %. I övrigt dimensioneras diket efter det fördröjnings- behov som finns. Det är då viktigt att det finns möjlighet avleda flöden som är högre än det dimensionerande till t.ex. ledningsnätet eller förbi anläggningen.
Makadamdiken avskiljer främst partikelbundna föroreningar genom sedimentation och filtrering.
Reningseffekten kan variera mellan ca 50 – 90 %, dock är siffrorna osäkra då få studier genomförts som redovisar reningseffekten. I StormTac antas att makadamdiken ha samma reningseffekt som infiltrationsdiken, se Error! Reference source not found..
Tabell 7: Reningseffekten i procent för infiltrations- samt makadamdike. (StormTac, 2017).
P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Olja BaP
60 55 85 85 85 85 85 90 45 90 90 60
Makadamdiken medför löpande underhåll i form av renhållning och ogräsrening. Även yta och översvämningsskydd måste kontrolleras regelbundet så att de inte sätter igen. På längre sikt kan det finnas behov av att byta ut makadamfyllning. Under vintern finns alltid risken för isbildning och igenfrysning, vilket minskar både infiltrationskapaciteten och reningseffekten. Är infiltrationskapaciteten från början god fryser dock inte direkt lika lätt.
4.4 FÖRDRÖJNINGSYTOR
Fördröjningsytor kan utformas efter det fördröjningsbehov som beskrivs i tabell 5. Även om rening sker, är syftet med dessa ytor främst fördröjning, då anläggning av ovanstående diken tillgodoser det reningsbehov som krävs. Höga grundvattennivåer påverkar hur en damm kan anläggas. Enligt illustrationskartan över situationsplanen (se figur 1) finns en damm lokaliserad nära Nygatan. Denna damm skulle kunna användas som ”våt damm” om det kan kontrolleras att basflödet till dammen är tillräcklig för att tillgodose en konstant vattennivå utan att dammen riskerar att torka ut. Dock är bäcken till denna damm placerad över en höjdrygg, och bör därför flyttas till en lågpunkt (exempel på placering är föreslaget genomskärande dike mellan E1 och E3 i figur 11). För att minska ytbehovet för
torrdammarna behöver avledningen till dessa att vara ytlig när man ansluter till diken. Uppvallning av en yta för att få tillräcklig fördröjningsvolym kan också vara alternativ.
Figur 15. Makadamdike mellan lokalgata och tomtmark samt principskiss av ett makadamdike. (Bildkälla: WRS).
4.4.1 Överdämningsytor / Torra dammar
Torra dammar, även kallade överdämningsytor, anläggs som komplement till andra dagvattenlösningar för att främst fördröja extrema regn och till viss del rena dagvattenflöden. Utformningen av en torr damm är en nedsänkt grön yta där vatten redan antingen infiltreras ner genom markytan eller leds bort via ett dike eller strypt utlopp, se Figur 16. Desto mer vatten som kan infiltrera desto bättre reningsförmåga av partikelbundna föroreningar kan uppnås, se Tabell 8.
Tabell 8. Reningseffekt i % för torra dammar / överdämningsytor. (StormTac, 2017).
P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Olja BaP
20 25 80 30 30 80 45 60 10 55 75 60
En torr damm bör utformas med täckande vegetation för att undvika erosion. Om en blandning av gräs och halvgräs används kan oljeföroreningar fastna för att sedan brytas ned när ytan blir torr och exponeras för sol. Lutningen på slänterna bör inte vara mer än 10 % för att underlätta skötsel bör ett minsta anläggningsdjup vara 0,5 m.
Gräsbeklädda överdämningsytor behöver slås minst en gång per år. Träd och buskar som kommer upp på ytan bör tas bort. Under vintern behövs som regel ingen skötsel och under smältperioden fungerar de som fördröjning av flöden.
4.4.2 Våta dammar / Våtmarker
Våta dammar och våtmarker anläggs för att fördröja och rena större volymer i slutet på dagvatten- systemet. I en våt damm sker rening främst genom att partiklar sedimenterarar, medan i en våtmark sker även rening av lösta föroreningar genom biologiska processer. Reningseffekten påverkas även av anläggningens utformning och uppehållstiden för vattnet, se Tabell 9.
Tabell 9. Reningseffekt i % för våt damm / våtmark. (StormTac, 2017).
P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Olja BaP
55/50 35/30 75/80 60/55 55/60 80/60 60/60 85/25 30/30 80/85 80/95 75/70 Figur 16. Exempel på torr damm / överdämningsyta med in- och utlopp i form av diken. (Bildkälla:
Stockholm Vatten och Avfall).
Utformningen på dammen bör vara sådan att förutsättningarna för sedimentation blir så goda som möjligt, se Figur 17. Om det finns risk för väldigt höga flöden och att sedimenten i dammen kan resuspendera bör ett bräddavlopp eller förbiledning anläggas. En långsmal damm ger bättre hydrauliska förutsättningen för rening jämfört en kort och bred.
Våtmark och våt damm kan utöver rening bidra med biologisk mångfalt, skönhetsvärden och rekreationsvärden. Dock är det viktigt att ta säkerheten i beaktning. En damm med branta slänter kan vara en säkerhetsrisk, även ett svagt istäcke kan innebära en risk. Riskerna kan minimeras med val av släntmaterial, växter och tät vegetation vid strandkant samt släntlutning som bör vara högst 1:3.
Dammar och våtmarker är generellt driftstabila reningsanläggningar. Regelbundna kontroller av in- och utlopp samt erosionsskador behövs göras. Bottensediment och flytande alger behöver avlägsnas vid jämna mellanrum.
5 REKOMMENDATIONER OCH SLUTSATS
Exploateringen av planområdet medför ett ökat dagvattenflöde i och med att ytor hårdgörs och infiltrationen minskar. Utifrån flödesberäkningarna uppdelade efter hur mycket som rinner till respektive anslutningspunkt, finns det i östra område (1) ett fördröjningsbehov på ca 170 m3 och i det västra området (2) ett fördröjningsbehov på ca 130 m3 (vid ett 10-årsregn).
För område 1 motsvarar födröjningsbehovet en yta på ca 340 m2 och för område 2 en yta på ca 260 m2. Dessa ytor är beräknade med ett anläggningsdjup på 0,5 m.
Föroreningsberäkningarna efter exploatering visar på stora ökningar i belastningen av föroreningar. Om inga fördröjnings- och reningsåtgärder vidtas kommer exploateringen innebära en ökad belastning på befintligt dagvattensystem och en föroreningsrisk i recipienten.
För att åstadkomma fördröjning bör åtgärder vidtas inom området i form av t.ex. diken, våta dammar eller överdämningsytor. De fördröjande åtgärderna har även en renande effekt i och med att partikelbundna föroreningar fastläggs och växter kan ta upp näringsämnen. Lokal fördröjning inom området bidrar till att den allmänna dagvattenanläggningen inte blir lika hårt belastad. Lokal fördröjning och rening av dagvatten är i enighet med de riktlinjer Skellefteå kommun har antagit.
Ett förslag till systemlösning har tagits fram enligt ovanstående riktlinjer. Två anslutningspunkter har kunnat identifieras, en vid Nygatans svackdike och en österut vid det befintliga ledningsnätet sydöst om vårdcentralen. Vid dessa två punkter finns det även ytor lämpliga för fördröjning i form av ex. torr eller våt damm. Avledning av dagvatten från bostadsområdet till dessa fördröjningsytor sker lämpligtvis med diken (ex. svack- eller makadamdike).
Figur 17. Principskiss och anlagd damm för en dagvattendamm med grund våtmarksdel. Vattennivån i dammen regleras av nivån på dämmet i utloppsbrunnen (en så kallad munkbrunn).
Dagvattenhanteringen inom planområdet ska inte innebära försämring av dagvattensituationen för närliggande befintlig bebyggelse. Det förutsätter att höjdsättningen inom området blir sådan att inte dagvatten ansamlas intill byggnader utan avrinner mot Nygatan och Högåsvägen eller gröna stråk vid ett 100-års regn.
För att kunna påvisa en gedigen dagvattenhantering i linje med Skellefteå kommuns riktlinjer och säkerställa att miljökvalitetsnormen inte försämras i Kågeälven är det viktigt att i detaljplanen avsätta ytor för dagvattenanläggningar. Om det visar sig ekonomiskt orealistiskt att rena allt dagvatten inom planområdet måste det finnas en tydlig strategi för de åtgärder utanför planområdet som väger upp eventuella ökningar.
VI ÄR WSP
WSP Sverige AB
121 88 Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7
T: +46 10 7225000 Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm wsp.com
WSP är ett av världens ledande analys- och
teknikkonsultföretag. Vi verkar på våra lokala marknader med stöd av global expertis. Som tekniska experter och strategiska rådgivare har vi tillgång till ingenjörer, tekniker, naturvetare, planerare, utredare och miljöspecialister liksom professionella projektörer, konstruktörer och projektledare.
Vi erbjuder hållbara lösningar inom Hus & Industri, Transport
& Infrastruktur och Miljö & Energi. Med drygt 36 500 medarbetare på 500 kontor i 40 länder medverkar vi till en hållbar samhällsutveckling. I Sverige har vi omkring 3 700 medarbetare. www.wsp.com
