E22 Malmö-Kristianstad, delen trafikplats Gastelyckan-trafikplats Lund N

Transkript

1 Tekniskt PM Avvattning E22 Malmö-Kristianstad, delen trafikplats Gastelyckan-trafikplats Lund N Lunds kommun, Skåne län Objekt:

2 Trafikverket Postadress: Box 366, Malmö E-post: Telefon: Dokumenttitel: Tekniskt PM Avvattning Författare: Tobias Girhammar Dokumentdatum: Ärendenummer: TRV 2014/50572 Version: Kontaktperson: Torbjörn Sundgren, projektledare Trafikverket 2

3 Innehåll Avvattning Vägavvattning, allmänt Förutsättningar Teknisk Livslängd Geologi, jordarter Avvattning av ny vägyta, E Beräkningspunkt A och B Beräkningspunkt C och D Beräkningspunkt E och G Beräkningspunkt F, H och I Vägport med lågpunkt under E Genomströmningsmagasin för vägport Korsande VA-ledningar och befintliga dagvattenbrunnar Registrerade markavvattningsföretag Underlag

4 Avvattning 1.1 Vägavvattning, allmänt Vägdagvattnet skall tillåtas rinna/översila gräsbeklädda diken och vägslänter för att åstadkomma vegetativ rening genom sedimentering, filtrering samt biologisk rening (upptag av växtlighet). Diken utformas med så stor kontaktyta som möjligt för att möjliggöra långa rinntider och därmed optimera den vegetativa reningsprocessen. Trafikverkets TK avvattning, TR avvattning samt MB 310 gäller. 1.2 Förutsättningar Generellt leds vägdagvatten via diken till lågpunkter i korsande vägar eller dagvattenbrunnar. Nyetablering av körfält samt på- och avfartsramper mellan trafikplats Lund Norra och trafikplats Gastelyckan innebär en förskjutning av längsgående diken ut fån vägmitt med ökad andel hårdgjord (asfalterad) yta som följd. Dikesvatten avrinner söderut. Inga vattendrag eller korsande trummor är identifierade utmed sträckan. Befintliga kupoloch ränstensbrunnar, vilka i dagsläget begagnas för att avleda vägdagvatten från området (med avledning till kommunalt dagvattennät), bibehålls i så stor utsträckning som möjligt. Naturligt vattendrag i vägsträckningens närområde saknas. Vägplanen korsar ej vattenskyddsområde och en grundvattenförekomst som omfattas av miljökvalitetsnormer finns i projektområdets södra del. För utformning av dagvattensystem i anslutning till vägsträckan används lösningar typ Kategori A, Kategori B samt Kategori C, enligt MB 310 kapitel 3.3, för omhändertagande och infiltration av vägdagvatten. Löpande kontakter har skett med VA syd som är ledningsägare för de ledningar som tar emot vägdagvatten gällande bland annat utflödet från magasinet. VA syd ställer som krav att endast 10 l/s får släppas från magasinet. 1.3 Teknisk Livslängd Tekniska livslängd för föreslagen avvattningsanläggning bedöms till minst 100 år med avseende på nyetablering av diken, genomströmningsmagasin, dagvattenledningar, brunnar samt beteckningar. Bedömd teknisk livslängd förutsätter adekvat skötsel och förebyggande underhåll av föreslagna installationer. 4

5 1.4 Geologi, jordarter Jordarterna på vägsträckan utgörs uteslutande av moränfinlera och morängrovlera till en mäktighet på minst 30 meter (se Figur 1). Där ny avfartsramp anlägs, i ny vägport under E22, finns risk för grundvatteninträngning/sänkning av grundvattenytan. Infiltrationskapaciteten för vägdagvattnet i omgivande terräng, och längsgående diken, bedöms generellt som relativt låg. (100 l/s per hektar grönyta) Figur 1. Jordartskarta över området (SGU ). 5

6 1.5 Avvattning av ny vägyta, E22. Den vägyta som bidrar till vägdagvatten utgörs av befintlig vägyta inklusive föreslagen ny vägyta i form av breddningar, nya körfält samt på- och avfartsramper. Vägdagvatten som alstras vid dimensionerande regn beräknas utifrån intensitets-varaktighetsdata enligt Dahlstöm 2010 (Svenskt Vatten P104) med angivna återkomsttider och varaktigheter bedömda enligt tabell 2.1 och 2.2 (MB 310 sid. 16). I flödesberäkningarna har hänsyn tagits till infiltrationskapaciteten i längsgående dikessektioner (100 l/s per hektar infiltrationsyta). Dimensionerande flöden har beräknats med formeln: där =i Å A å φ+a i Å f Q = dimensionerande flöde [l/s] i Å = dimensionerande regnintensitet [l/(s ha)] A = yta [ha] ⱷ = avrinningskoefficient f i = infiltrationskapacitet [l/(s ha)] Vattendjup i längsgående dikessektioner har beräknats med bottenbredden 0,0 m (V-dike) och släntlutning 1:2. Mannings formel är använd för flödesberäkningar (funktion av flödet): där Q = flöde [l/s] M = Mannings tal A = våt area S o = avrinningskoefficient R = hydrauliska radien Q = M A R²ʹ³ S Mannings tal är bedömt/uppskattat till 30 för grävd kanal (släta ytor: jord, sand, fint gräs). Beräkningen förutsätter likformig strömning (teoretisk) i hela dikessektionens längd. Vattendjupet motsvarar den maximala, momentana nivån i dikets lågpunkt när samtliga, uppströms liggande avrinningsytor bidrar till flödet. Rinntiden i diken är överslagsmässigt satt til 0,5 meter/sekund (Svenskt Vatten P104, tabell 2.1). 6

7 Sträckan tpl Gastelyckan och tpl Lund Norra är uppdelad i ett antal beräkningspunkter vilka utgörs av naturliga låg/-anslutningspunkter. Beräkningspunkter och flödesriktningar redovisas i Figur 2 till 5 samt i Bilaga 1. Dimensionerande flöden för respektive beräkningspunkt redovisas i Tabell 1. Vägdikena klarar generellt av ett mycket större regn än det dimensionerande och ett 20- års regn går att leda i dikena. Det är ledningarna som är begränsande gällande flödeskapacitet. Detta innebär att vid de ställen där vägdagvattnet kopplas mot dagvattenledningar finns det risk för översvämning vid väldigt kraftiga regn. Vid punkt A och B kommer vattnet rinna vidare söderut utanför projektets gränser. Detta medför dock inga risker för annan infrastruktur som byggnader. Vid punkterna C och D riskerar vattnet vid ett 20-års regn att, efter diket fyllts upp, rinna ut på vägbanan. För att minska risken för detta bör möjligheten att leda flödet förbi bron tittas på i mer detalj. Det skulle kunna vara möjligt att anlägga ett grunt dike bakom vägräcket vid bron som kan avleda flödestopparna när det djupare vägdiket går fullt. Under dessa korta episoder vart 20:nde år bedöms regnintensiteten vara så hög att fordon ändå måste anpassa sin hastighet att det inte utgör ett stort problem. Vid E och G riskerar vattnet att rinna ner under bron till Tunavägen/Spelmansvägen. För punkterna F, H och I blir konsekvensen vid ett 20-års regn att det under en tid kan bli stående vatten i den nya underfarten. Uppskattningsvis rör det sig om stående vatten i ca 5 minuter vid ett 20-års regn och vattendjupet på vägbanan bör inte bli mer än några centimeter då vägdiket klarar av att rymma det allra mesta av vattnet. Tabell 1. Dimensionerande flöde för respektive beräkningspunkt Beräkningspunkt Reducerad hårdgjord area vid ⱷ=0,9 (ha) Rinntid (min) Dim regn vid återkomsttiden 12 månader* 120 månader** (l/s/ha) Infiltrationsyta (ha) Dimensionerande flöde (Q) efter infiltration (l/s) Maximalt vattendjup i dike vid dimensionerande flöde (m) Kommentar A B C D 0, * 0,49 30,2 0,14 0, * 0,091 8,6 0,13 0, * 0,665 30,4 0,14 1, * 0,443 57,0 0,17 Avrinning mot dike söderut Avrinning mot dike söderut Avrinning mot bef. dagvattennät Avrinning mot bef. 7

8 dagvattennät E 0, * 0,15 29,9 0,16 Avrinning mot bef. dagvattennät F 0, ** 0, ,1 Brunnar + ledning Lågpunkt I vägport, avledning mot magasin och dagvattennät G H I 1, * 0,677 45,5 0,18 0, * 0,123 15,2 0,13 0, * 0,069 16,2 0,13 Tabell 1. (fortsättning). Dimensionerande flöde för respektive beräkningspunkt Avrinning mot befintligt dagvattennät Avrinning mot ny brunn med anslutning mot vägport Avrinning mot ny brunn med anslutning mot vägport 8

9 Beräkningspunkt A och B Norrgående körfält avvattnas mot befintliga gallerbrunnar mellan sektion 0/000 och 0/320 och mot längsgående dike öster om E22 mellan sektion 0/320 och 0/450 (beräkningspunkt B). Brunnarna är placerade i vägmitt. Södergående körfält avvattnas mot längsgående dike väster om E22 mellan sektion 0/000 och 0/440 (beräkningspunkt A). Avrinning i diken sker söderut mot anslutande (befintliga) diken. Innan inkoppling på befintligt dagvattennät så anläggs avstängningsmöjligheter för att kunna förhindra att utsläpp når recipienten vid olycka. Undantaget blir för norrgående körfält mellan sektion 0/000 och 0/320 där dagvattnet leds till befintliga rännstensbrunnar. Figur 2. Beräkningspunkt A/B 9

10 Beräkningspunkt C och D Norrgående körfält avvattnas mot längsgående dike öster om E22 mellan sektion 0/480 och 1/150 (beräkningspunkt D). Södergående körfält avvattnas mot längsgående dike väster om E22 mellan sektion 0/470 och 1/030 samt mot nya gallerbrunnar och kantstöd samt dagvattenledning mellan sektion 1/030 och 1/170 (beräkningspunkt C). Dagvattenledningen mynnar i dike i sektion 1/030. Avrinning i längsgående diken sker söderut mot befintliga kupolbrunnar. Kupolbrunnarna är i dagsläget placerade öster/väster om E22 i sektion 0/470 0/480 och justeras mot ny dikesbotten (ersätts eventuellt med nya brunnar). Innan inkoppling på befintligt dagvattennät så anläggs avstängningsmöjligheter för att kunna förhindra att utsläpp når recipienten vid olycka. Figur 3. Beräkningspunkt C/D 10

11 Beräkningspunkt E och G Norrgående körfält samt del av avfartsramp avvattnas mot längsgående dike öster om E22 mellan sektion 1/190 och 1/390 (beräkningspunkt E). Södergående körfält och anslutande påfartsramp västerifrån avvattnas mot längsgående dike väster om E22 mellan sektion 1/170 och 1/390 (beräkningspunkt G). Påfartsramp från väster avvattnas mot nya gallerbrunnar och kantstöd samt dagvattenledning mellan sektion 0/120 och 0/350 (påfartsrampens längdmätning). Utloppsledning från påfartsrampens dagvattenledning ansluts mot dike i sektion 1/580 för vidare avledning söderut. Avrinning i längsgående diken sker söderut mot befintliga kupolbrunnar. Kupolbrunnarna är i dagsläget placerade öster/väster om E22 i sektion 1/170 1/180 och justeras mot ny dikesbotten (ersätts eventuellt med nya brunnar). Innan inkoppling på befintligt dagvattennät så anläggs avstängningsmöjligheter för att kunna förhindra att utsläpp når recipienten vid olycka. Figur 4. Beräkningspunkt E/G 11

12 Beräkningspunkt F, H och I Norrgående avfartsramp i vägport under E22, mot Scheelevägen, avvattnas med hjälp av diken, rännstensbrunnar och dagvattenledning mellan sektion 0/180 och 0/650 (avfartsrampens längdmätning). Vägdagvattnet leds till identifierad lågpunkt i sektion 0/400 (beräkningspunkt F) och vidare mot genomströmningsmagasin öster om E22 (se Principskiss A sidan 14). Norrgående körfält avvattnas mot längsgående dike öster om E22 mellan sektion 1/650 och 1/780 (beräkningspunkt H). Kupolbrunn anläggs i ny dikesbotten i sektion 1/660 och ansluts mot befintlig dagvattenledning (betong, dimension 400 mm). Södergående körfält avvattnas mot längsgående dike väster om E22 mellan sektion 1/670 och 1/770 (beräkningspunkt I). Kupolbrunn anläggs i ny dikesbotten i sektion 1/670 och ansluts mot befintlig dagvattenledning (betong, dimension 225 mm). Avrinning i diken sker söderut. Befintliga dagvattenledningar dimension 400 och 225 mm kopplas på avvattningsledning i underfarten som leder till genomströmningsmagasinet. 12

13 Figur 5. Beräkningspunkt F/H/I 1.6 Vägport med lågpunkt under E22 Avfartsramp med tillhörande vägport under E22 innebär en lågpunkt för tillrinnande vägdagvatten från avfartsrampen samt del av norrgående körfält väster om avfartsrampen i sektion 0/400 (avfartsrampens längdmätning) och beräkningspunkterna H och I. Vägdagvattnet leds mot lågpunkt (beräkningspunkt F) via brunnar och dagvattenledningar. Dimensionerande flöde från lågpunkten redovisas i Tabell 1. Återkomsttid (120 månader) och varaktighet (5 minuter) bedöms enligt MB310, kapitel 2.2.2, och ger det dimensionerande flödet 322 l/s från lågpunkten (354 l/s inkl H och I). 1.7 Genomströmningsmagasin för vägport Från vägport/lågpunkt, beskriven under kapitel 1.6, leds vägdagvatten genom självfallsledning till föreslaget genomströmningsmagasin sydöst om vägporten (se Principskiss A sidan 14). Genomströmningsmagasinet utformas lämpligen långsmalt (typ avvattningsdike/krondike). Magasinets utloppsledning förses med strypning, avstängningsanordning samt oljeavskiljning. Efter flödesutjämning i magasinet leds vattnet vidare till befintligt dagvattensystem/dagvattenbrunn öster om E22 (Sångarevägen). 13

14 Magasinet bör utformas med tät botten för att förhindra att det fylls med grundvatten så att den nödvändiga fördröjningsvolymen inte får plats. För att beräkna nödvändig, maximal volym för genomströmningsmagasin vid strypt utflöde från magasinet(10 l/s) har använts intensitets-varaktighetsdata enligt Dahlström 2010 samt den allmänna ekvationen för beräkning av magasinsvolym med hänsyn till koncentrationstid (P. Stahre 1979): V = 0,06 (iᵢ Tᵣ - qᵤ Tᵣ - qᵤ Tᴄ + (qᵤ)² Tᴄ/ iᵢ) Där V = specifik magasinsvolym, m³/hektar (reducerad) iᵢ = medelnederbördsintensiteten, l/s ha motsvarande varaktigheten Tc, min qᵤ = konstant specifik avtappning från magasinet, l/s per hektar (reducerad) Tᴄ = koncentrationstid, minuter I Tabell 1.2 redogörs för erforderlig magasinsvolym med avseende på det strypta utflödet från genomströmningsmagasinet för regn med återkomsttiden 120 månader samt reducerad area 1,2 hektar. Strypt utflöde (l/s) l/s per hektar (reducerad) Erforderlig magasinsvolym (m³) Dimensionerande regnvaraktighet (min) 10 8, Tabell 1.2 För att minska belastningen på befintlig dagvattenledning i Sångarevägen vill ledningsägaren VA syd att det strypta utflödet från genomströmningsmagasinet sätts till 10 l/s. Detta medför att magasinet måste konstrueras för att inrymma en volym om minst 300 m 3. Magasinet inhägnas med stängsel. 14

15 Figur 6. Principskiss A, fördröjningsmagasin 15

16 1.8 Korsande VA-ledningar och befintliga dagvattenbrunnar På de vägavsnitt där befintliga dagvattenledningar med tillhörande nedstigningsbrunnar hamnar i ny körbana så byts betäckningen på brunnarna ut/rivs brunn ner till 1 meter under ny vägyta. Se vidare: Rapport befintliga ledningar Ideon revidering 2.docx, ÅF Registrerade markavvattningsföretag Enligt Länsstyrelsens web-gis, Skåne Län ( ) finns inga förrättningsdiken, grundvattenföerkomster, vattenskyddsområden eller markavvattningsföretag registrerade på sträckningen Underlag Trafikutredning Norra ringen och Ideonområdet, Tyréns 2007 Trafikutredning Trafikplats Lund Norra och E22, Tyréns 2008 TK Avvattning, TR Avvattning och MB310, Trafikverket 2014 Svenskt Vatten Publikation P104, 2011 SGU jordartskarta/jordjupskarta, SGU s kartgenerator

17 Trafikverket, Region Syd, Kristianstad. Besöksadress: Gibraltargatan 7. Telefon: , Texttelefon: