GUSUM/VALDEMARSVIKS KOMMUN R-HYDRO KOMPLETTERING

Transkript

1 GUSUM/VALDEMARSVIKS KOMMUN R-HYDRO KOMPLETTERING FÖRUTSÄTTNINGAR FÖR TILLFÄLLIG FÖRBILEDNING AV GUSUMSÅN, ALTERNATIVA UTFÖRANDEN Kalmar/Linköping Uppdragsansvarig: DANIEL GLATZ Beställare Annette Källman Valdemarsviks kommun HIFAB AB Storgatan 37 Postgatan Valdemarsvik Kalmar Org. Nr

2 Framsidan: Kvarndammen i Gusum. Foto: Daniel Glatz 2(21) Hifab AB

3 INNEHÅLL 1 BAKGRUND HYDROLOGI NEDERBÖRD YXNINGEN Om Yxningen Avrinningsförhållanden Reglering av yxningen Förutsättningar för minimitappning från Yxningen vid förbiledning av Gusumsån YXNINGEN TILL GUSUM Avrinningsförhållanden Dagvatten från Gusum UTFÖRANDEN AV FÖRBILEDNING FÖRBILEDNING AV GUSUMSÅN Dimensionerande flöden ALTERNATIVA UTFÖRANDEN ALTERNATIV 1 NY ÅFÅRA Utförande Kapacitet/flöden Miljökonsekvenser ALTERNATIV 2. FÖRDÄMNING VID BRON I GUSUM Utförande Kapacitet/flöden Miljökonsekvenser ALTERNATIV 3. FÖRBILEDNING FRÅN KVARNDAMMEN Utförande Kapacitet/flöden Miljökonsekvenser SKYDDSÅTGÄRDER Gusumsåns flöde Geotekniska skyddåtgärder Skydd mot katastrofutsläpp SLUTSATSER, BEDÖMNING REFERENSER BILAGOR Bilaga 1:1 Förbiledning alternativ 1. Tätspont och schakt för ny åfåra, fas 1. Bilaga 1:2 Förbiledning alternativ 1. Tätspont och schakt för ny åfåra, fas 2. Bilaga 2 Förbiledning alternativ 2. Pumpning från tillfällig fördämning vid bron Bilaga 3 Förbiledning alternativ 3. Självfall från Kvarndammen Bilaga 4 Förbiledning Gusumsån. Principlösningar inlopp, utlopp och pumpstation. 3(21) Hifab AB

4 FIGURFÖRTECKNING BETECKNING, INNEHÅLL... SIDA Figur 1. Yxningens avrinningsområde. Utsnitt från SMHI vattenweb Figur 2. Avrinningsområden mellan Svinstad och Gusum Figur 3. Avrinningsområden som har avrinning mot Gusumsån mellan Kvarndammen och Bruksdammen Figur 4. Område för installation av infiltrationsbrunn TABELLFÖRTECKNING BETECKNING, INNEHÅLL... SIDA Tabell 1. Nederbördsmängder vid extrema regn i Gusum med återkomsttid 10 år Tabell 2. Karakteristiska flöden från Yxningen, enligt SMHI, S-Hypemodellen, avrinningsområde Tabell 3. Karakteristisk avrinning till Gusumsån på sträckan mellan Svinstad och Kvarndammen beräknad med utgångspunkt från SMHI S-Hypemodell för Gusumsåns avrinningsområde mellan Yxningen och Byngaren (omr3969) Tabell 4. Avrinningsområden till Gusumsån på sträckan mellan Kvarndammen och Bruksdammen. Utloppspunkter för dagvattenledningar samt huvudsakliga utloppsplatser för naturligt ytvatten. Totalyta har beräknats i kartmjukvara. Hårdgjorda ytor har beräknat/bedömts som c:a 30% av kvartersmark och halvhårda ytor (huvudsakligen berg) har beräknats/bedömts som c:a 30% av övrig mark Tabell 5. Dagvattenflöden med återkomsttid 10 år från Gusums samhälle till utsläppspunkten vid bron i Bruksdammen Tabell 6. Dimensionerande flöden för omledning av Gusumsån Tabell 7. Förväntade normalflöden vid Gusum, Bruksdammen vid minimitappning från Yxningen kombinerat med medelflöden från avrinningsområden mellan Svinstad och Gusum (21) Hifab AB

5 1 BAKGRUND Gusums bruk är en f.d. mässingsindustri i Gusum, Valdemarsviks kommun som varit i drift från 1600-talet fram till slutet av 1980-talet. Vid bruket har det tillverkats mässingsprodukter, b.la. sybehör, nålar och blixtlås. För kraftförsörjning av verksamheten användes vattenkraft från en fördämning av Gusumsån, Bruksdammen, mitt i verksamhetsområdet. Under mitten av nittonhundratalet gjordes utfyllnader i Gusumsåns fördämning. Fyllningen innehåller metaller och andra föroreningar från verksamheten. Området kommer nu att efterbehandlas genom urschaktning av förorenade massor. Eftersom de förorenade massorna delvis ligger under grundvattenytan behöver en grundvattensänkning göras. Grundvattensänkning förbereds genom att omleda Gusumsån på en sträcka av ca 400 meter och därefter genomföra schakt i torrhet. Föreliggande rapport beskriver de hydrauliska och hydrologiska förutsättningarna för förbiledning av Gusumsån och är underlag för tillståndsprövning i miljödomstol. Rapporten är en komplettering till en tidigare sammanställ rapport R-Hydro HYDROLOGI 2.1 NEDERBÖRD Nederbördsmängder och flöden vid extrema regn har beräknas enligt VAV P90 (Svenskt vatten 2004) med följanden antaganden: Återkomsttid: 10 år Nederbördsintensitet (Z) 13 Z är ett värde som är kopplat till platsen Gusum och återkomsttiden 10 år anger att beräknade regn kan inträffa en gång på 10 år. Med dessa antaganden erhålls nederbördsmängder och nederbördsintensiteter vid olika varaktigheter på regn. Detta visas i Tabell 1nedan. 5(21) Hifab AB

6 Tabell 1. Nederbördsmängder vid extrema regn i Gusum med återkomsttid 10 år. Dygn Timmar Minuter Nederbördsintensitet (l/s ha) Nederbörd (mm) YXNINGEN Om Yxningen Yxningen är en stor sjö uppströms Gusum som avvattnas via Gusumsån i Söderköpingsåns avrinningsområde. Sjön är 28.6 km 2 och hyser en insjöskärgård med ca 90 öar. Omgivningarna kring sjön består till stor a delar av hällmarker som är bevuxen med barrskog och i svackorna finns områden med våtmarker. I nordväst-sydostlig riktning löper en sprickzon i berggrunden som gör att sjöns största djup är hela 75 meter i den sydöstra delen av sjön. Yxningen har uppmärksammats för sin rikliga fisktillgång och på grund av sitt natursköna läge med skärgård och skogklädda omgivningar används Yxningen mycket till fritids- och friluftsändamål. Det finns ingen omfattande bebyggelse rund sjön utan det är mest enstaka hus Avrinningsförhållanden Yxningens avrinningsområde har en total yta av 269 km 2 varav 18,9% är sjöyta med Yxningen som största sjö. Avrinningsområdet består till stora delar av skogsmarker med tunn morän och berghällar. Uppströms Yxningen finns det några mindre sjöar, Taggen, Borken, Såken och Risten som har betydelse för utjämning av flödet till Yxningen. Avrinning från Yxningen sker till Gusumsån och Söderköpingsån via en regleringsdamm vid Svinstad nära Gusum. Regleringsrätten innehas av Tekniska Verken i Linköping som använder Yxningen som magasin för att kunna producera energi vintertid vid kraftverk i Ursäter och Hälla grop som ligger nedströms från Gusum. I Figur 1 nedan visas översiktligt Yxningens avrinningsområde och utloppspunkten vid Svinstad nära Gusum. 6(21) Hifab AB

7 Figur 1. Yxningens avrinningsområde. Utsnitt från SMHI vattenweb Karakteristiska flödesdata 1981 till 2010 för Yxningen enligt SMHI S-Hype modellen (avrinningsområde 3979 nedladdat från SMHI vattenweb ) visas i tabell nedan. Tabell 2. Karakteristiska flöden från Yxningen, enligt SMHI, S-Hypemodellen, avrinningsområde Flödesförhållande Återkomsttid Total vattenföring [m³/s] HQ50 Högsta högvattenföring 50 år 6.28 HQ10 Högsta högvattenföring 10 år 4.67 HQ2 Högvattenföring 2 år 2.83 MHQ Medelvärdet av varje års högsta dygnsvattenföring 3.03 MQ Medelvärdet av dygnsvattenföringen 1.62 MLQ Medelvärdet av varje års lägsta dygnsvattenföring 0.74 Som komplement till karakteristiska flödesdata har beräknade månadsvärden för flödesdata ur S- Hypemodellen för perioden 1999 till 2012 använts för att beräkna högsta medelvattenföringen med en varaktighet av en månad och återkomsttid 10 år. Den beräkningen ger en högsta månadsmedelvattenföring på 4,26 m 3 /s till Yxningen Reglering av Yxningen Yxningen regleras vid Svinstad där Yxningen har sitt utlopp i Gusumsån. Regleringen görs enligt vattendom Växjö vattendomstol (DOM nr DVA31 Mål nr 12/95). Enligt domen får Yxningens regleras mellan nivåerna 37,75 m och 38,65 m och minimiflödet på utgående vatten vid Svinstad är 0,2 m 3 /s. I praktiken nyttjas regleringsrätten så att kraftproduktion främst kan göras på vintern när behovet av el är stort och elpriset är förmånligt för försäljning. Tappning av magasinet är därför koncentrerat till vinterhalvåret så att lägsta nivåerna i Yxningen inträffar på våren. På våren 7(21) Hifab AB

8 brukar tappningen minskas eftersom behovet av kraftproduktionen minskar vilket i sin tur leder till att nivån i Yxningen börjar stiga. Den stora magasineringskapaciteten i sjön gör att det under normala nederbördsförhållanden tar hela sommaren och även långt in på hösten innan nivån i sjön kommer i närheten av den övre regleringsnivån 38,65 m. Praktiska regleringsförhållanden och Yxningens stora magasin gör att det krävs extrema nederbördhändelser för att åstadkomma märkbara nivåförändringar i Yxningen. Ovan redovisad månadsmedelvattenföring med återkomsttid 10 år leder endast till en mindre nivåökning i Yxningen om tappning vid Svinstad sker för maximerad kraftproduktion. Större nivåvariation i Yxningens nivå sker därför bara över lång tid, flera månader och beror på att utflödet vid Svinstad medvetet regleras ner för att bygga upp vattennivån i Yxningen för senare kraftproduktion. Högsta månadsmedelflödet vid återkomsttiden 10 år, 4,26 m 3 /s och samtidig minimitappning 0,2 m 3 /s leder till en nivåökning i Yxningen på 0,37 meter samma månad. Eftersom Yxningen har en regleringsamplitud på 0,9 meter kan det inträffa en sådan högflödesmånad samtidigt med minimitappningen 0,2 m 3 /s utan att maximal regleringsnivå nås, om nivån vid händelsens början ligger under 38,28 m (0,53 m över miniminivån) Förutsättningar för minimitappning från Yxningen vid förbiledning av Gusumsån För att med rimlig säkerhet kunna begränsa flödet från Yxningen till minimitappningen 0,2 m 3 /s även om det inträffar extrema nederbördshändelser bedöms det vara rimligt att i praktiken uppfylla följande: Tiden som utflödet från Yxningen begränsas till minimitappning bör inte uppgå till mer än 60 dagar. Nivå i Yxningen när minimitappning inleds behöver vara så låg att det vid behov är möjligt att upprätthålla minimitappningen under hela perioden med omledning av Gusumsån, även om det inträffar ett månadsflöde med återkomsttid 10 år från Yxningens avrinningsområde. I praktiken bedöms det rimligt att nivån i Yxningen högst är 38,3 innan flödet regleras ned. Det ger möjlighet till en nivåökning på totalt 0,35 meter. Om nivån i Yxningen ökar över nivån 38,45 på grund av extrem nederbörd och flöde samtidigt som väderprognoser tyder på mer nederbörd, behöver omledningen av Gusumsån avbrytas och Gusumsåns ordinarie fåra öppnas igen. Arbetet med återställning av åfåran kan göras inom två veckor, om hög nederbördsintensitet (återkomsttid 10 år enligt ovan) riskeras. 2.3 YXNINGEN TILL GUSUM Avrinningsförhållanden På Gusumsåns delsträcka från Svinstad regleringsdamm till Kvarndammen i Gusum finns det flera mindre avrinningsområden som bidrar till flödet i ån. En närmare avgränsning av avrinningsområdena gjordes 2007 av Sondera på uppdrag av Envipro Miljöteknik (Hifab ). Utbredningen av huvudsakliga avrinningsområden som visas i bilaga 1 samt i Figur 2 nedan har en sammalagd areal av 10.4 km 2. 8(21) Hifab AB

9 Figur 2. Avrinningsområden mellan Svinstad och Gusum. Karakteristiska flödesdata för Gusumsåns avrinningsområde mellan Yxningen och Byngaren har inhämtats från SMHI (avrinningsområde 3969 nedladdat från SMHI vattenweb ). Med utgångspunkt från en beräkning av arealspecifik avrinning i området har karakteristiska flödesdata för avrinningsområdet till Kvarndammen beräknats för den del av avrinningsområdet 3969 som har avrinning till Kvarndammen (område 1-12 samt område 15 i Figur 2 ovan). Flöde och avrinningsområde uppströms från Yxningen har dragits ifrån i beräkningen så att data som presenteras i Tabell 3 nedan endast avser det flöde som kan uppstå lokalt. Tabell 3. Karakteristisk avrinning till Gusumsån på sträckan mellan Svinstad och Kvarndammen beräknad med utgångspunkt från SMHI S-Hypemodell för Gusumsåns avrinningsområde mellan Yxningen och Byngaren (omr3969). Återkomstttid Ytspecifik avrinning [mm/(m 2 *dygn)] Avrinning till Kvarndammen [m³/s] HQ50 Högsta flöde återkomsttid 50år 50 år HQ10 Högsta flöde återkomsttid 10år 10 år HQ2 Högsta flöde återkomsttid 2år 2 år MHQ Medelvärdet av varje års högsta dygnsvattenföring MQ Medelvärdet av dygnsvattenföringen MLQ Medelvärdet av varje års lägsta dygnsvattenföring Kvarndammen har en magasineringskapacitet som överslagsmässigt kan bestämmas med hjälp av arean på dammens fria vattenyta, m 2 och skillnaden mellan övre och undre regleringsnivå (37,36 36,96 = 0.4 meter). Kvarndammens magasinkapaciteten är ca således ca m 3. Den 9(21) Hifab AB

10 verkliga regleringsvolymen bedöms vara något större eftersom det även finns en del översvämningsmarker (naturliga våtmarker) på ömse sidor om ån. Kvarndammens fördämningskonstruktion är dimensionerad för att kunna avbörda Gusumsån inklusive Yxningen. Avbördningskapaciteten vid den övre dämningsgränsen 37,36 m är 11,5 m 3 /s och vid dämningsgränsen 37,16 är avbördningskapaciteten 7,6 m 3 /s. Vid minimitappning från Yxningen, 0,2 m 3 /s är det beräknade högsta flödet (HQ10) vid Kvarndammen 0,2+0,65 = 0.85 m 3 /s. Detta flöde är betydligt mindre än det maximala flöde (HQ10) som kan uppstå om full tappning samtidigt görs vid Yxningen 4,67+ 0,65 = 5,32 m 3 /s och även långt under Kvarndammens avbördningskapacitet. Det gör att nivån i Kvarndammen kommer att kunna hållas låg, under nivå +36,1 m så länge tappningen från Yxningen bibehålls vid minimitappningen 0,2 m 3 /s Dagvatten från Gusum Dagvattnet från Gusum leds ut i Gusumsån på flera olika ställen. Södra Gusum har dagvattenutlopp i Kvarndammen medan övriga delar av Gusum avvattnas till Bruksdammen. En karta som visar avrinningsområden till Gusumsån, Kvarndammen och Bruksdammen samt utloppsplatser för de två dagvattenledningarna visas i Figur 3 nedan. Figur 3. Avrinningsområden som har avrinning mot Gusumsån mellan Kvarndammen och Bruksdammen. Data om avrinningsområdenas storlek och andel hårdgjorda ytor visas i Tabell 4 nedan. 10(21) Hifab AB

11 Tabell 4. Avrinningsområden till Gusumsån på sträckan mellan Kvarndammen och Bruksdammen. Utloppspunkter för dagvattenledningar samt huvudsakliga utloppsplatser för naturligt ytvatten. Totalyta har beräknats i kartmjukvara. Hårdgjorda ytor har beräknat/bedömts som c:a 30% av kvartersmark och halvhårda ytor (huvudsakligen berg) har beräknats/bedömts som c:a 30% av övrig mark. Avrinningsområde Beskrivning Yta totalt (ha) 1 Industrimark RK teknik samt berget omedelbart bakom industrifastigheten. Hårdgjorda ytor, asfalt och tak (ha) Halvhårda ytor; grus, berg (ha) Utloppspunkt Diffust på hela östra sidan samt i en punkt öster om Bruksdammen 2 Naturmark väster om Gusum Diffust vid vägskärningen och bensinmacken i den södra delen av Gusumsåns östra sida. 3 Östra Gusum, egnahemsvägen Dagvattenledning vid ladan på västra sidan om Gusumsån. 4 Stångberget, bruksområdet västra Södra Gusum Diffus/hela västra sidan Dagvattenledning vid Kvarnen/Ica på västra sidan Vid förbiledning av Gusumsån kommer dagvattenavledningen att delvis arrangeras om så att det mesta av dagvattnet samlas till samma punkt, vid bron över Gusumsån som finns i den övre delen av Bruksdammen. Avrinning från område 1 kommer att delvis att ledas till Gusumsån nedströms arbetsområdet och dagvattnet från den södra delen av område 5 leds till Kvarndammen. Dagvatten från område 3 och 4 kommer att ledas till Gusumsån nedströms Bruksdammen. För detta anläggs en pumpstation där dagvattenledningen kommer in i arbetsområdet. Pumpledningen förläggs inom arbetsområdet längs Bruksgatan och kommer att ha sitt utlopp nedströms arbetsområdet som framgår av bilaga 1-3. Här kommer även länshållningsvatten från arbetsområdet att släppas ut efter rening. Med utgångspunkt från extrema nederbördhändelser enligt kapitel 2.1 Nederbörd och antagande om avrinningskoefficienter på 0,8 för hårdgjorda ytor, 0,15 för naturmark med berghällar och 0,1 för övrig naturmark har dagvattenflöden vid extrema regn beräknats. Samband mellan nederbördshändelser med återkomsttid 10 år och beräknade flöden och volymer från dagvattenavrinningen i Gusum presenteras i Tabell 5 nedan. 11(21) Hifab AB

12 Tabell 5. Dagvattenflöden med återkomsttid 10 år från Gusums samhälle, utsläpp till Bruksdammen. Varaktighet 1h regn 6h regn 12h regn 24 h regn Nederbördsmängd 22 mm 36.7 mm 44.6 mm 54.1 mm Dagvattenflöde till Bruksdammen vid bron m 3 /s 0,15 m 3 /s 0,1 m 3 /s 0,05 m 3 /s Total volym m m m m 3 3 UTFÖRANDEN AV FÖRBILEDNING 3.1 FÖRBILEDNING AV GUSUMSÅN Dimensionerande flöden Förbiledningen av Gusumsån dimensioneras så att samtliga extremflöden med återkomsttid 10 år kan inträffa samtidigt. Det innebär att flöden från Yxningen, enligt kapitel 2.2 Yxningen, flöden från avrinningsområdet mellan Svinstad och Kvarndammen enligt kapitel 2.3 Yxningen till Gusum och dagvattenflöden från Gusum enligt kapitel 2.3 Yxningen till Gusum ska kunna hanteras samtidigt. Flödet från Yxningen kan vara minimitappning 0,2 m 3 /s under mer än en månad även vid extremflöde med återkomsttid 10 år. Flödesbidraget för sträckan Svinstad till Kvarndammen har ett beräknat maximiflöde (HQ10) på högst 0,65 m 3 /s och kan förväntas ha en varaktighet på upp till ett dygn. Dagvattenflödet varierar mycket även vid korta och extrema regn. I Tabell 6 nedan visas samband mellan varaktighet och flöden som är dimensionerande för en förbiledning av Gusumsån från Kvarndammen inklusive en dagvattenuppsamlingspunkt vid bron strax nedströms Kvarndammen. För nederbördshändelser som är kortare än 24 timmar kan magasinkapaciteten i Kvarndammen användas för att utjämna flödet av dagvatten från Gusum eftersom den totala dagvattenvolymen till den tillfälliga fördämningen vid bron när det kommer ett dygnsregn från Gusum bara är knappt m 3 (se Tabell 5 ovan) och magasinvolymen i Kvarndammen är m 3. Den uppkomna dagvattenvolymen ryms således gott och väl i Kvarndammen. Tabell 6. Dimensionerande flöden för omledning av Gusumsån. Maxflödets varaktighet 24 timmar 12 timmar 1 timme vid 10 års återkomsttid Yxningen 0,2 m 3 /s 0,2 m 3 /s 0,2 m 3 /s Svinstad till 0,65 m 3 /s 0,65 m 3 /s 0,65 m 3 /s Kvarndammen Dagvatten från Gusum 0,05 m 3 /s 0,1 m 3 /s 0,54 m 3 /s Totalt flöde 0,9 m 3 /s 0,95 m 3 /s 1,19 m 3 /s 12(21) Hifab AB

13 Normala, förväntade flöden vid förbiledning är betydligt lägre. I Tabell 7 nedan visas beräknade normalflöden nedströms Kvarndammen vid dagvattenutloppen i Gusumsån. Beräkningen baseras på medelflöden från avrinningsområden som ligger nedströms fördämningen vid Svinstad, inklusive dagvattennätet i Gusum kombinerat med minimi tappning från Yxningen. Vid flödessituationer som denna kommer flödet från Yxningen att ökas, så att det faktiska flödet som ska förbiledas från Kvarndammen uppgår till mellan 0,4 och 0,5 m 3 /s. Om det bedöms uppstå risk för höga flöden kommer tappningen från Yxningen att regleras ned till minimitappning 0,2 m 3 /s. Med dessa regleringsprinciper kommer flödet i Gusumsån under saneringsperioden inte att avvika mer än marginellt från de flöden som vanligtvis upprätthålls under perioder med naturligt låga flöden. Tabell 7. Förväntade normalflöden vid Gusum, Bruksdammen vid minimitappning från Yxningen kombinerat med medelflöden från avrinningsområden mellan Svinstad och Gusum. Medelvattenföring vid omledning av Flöde Gusumsån Yxningen 0,2 m 3 /s Svinstad till Kvarndammen m 3 /s Dagvatten från Gusum 0,006 m 3 /s Totalt flöde 0,28 m 3 /s 3.2 ALTERNATIVA UTFÖRANDEN Förbiledning av Gusumsåns vatten kan göras på olika sätt. Här redovisas tre olika varianter som är praktiskt genomförbara. 1. Ny åfåra. En tät temporär spontvägg av plast (exempelvis BATCofra Geoflex, AQVIS Miljöspont), alternativt stålspont med tätade lås, installeras i den befintliga åfårans västra kant genom stora delar av arbetsområdet, från Bruksdammen till vägbron över Gusumsån. Bakom spontväggen kan grundvattenytan sänkas utan påverkan av ån. Efter att arbetet väster om sponten är klart flyttas ån till den västra sidan, så att delen öster om spontväggen, bland annat befintlig åfåra, kan schaktsaneras. Den nya åfåran får kapacitet att avbörda både Gusumsåns naturliga flöde och dagvattentillrinning från Gusums Samhälle. 2. Fördämning vid bron i Gusum. Innan omledning av Gusumsån utförs saneras en remsa närmast Bruksgatan. En fördämning anläggs strax norr om vägbron över Gusumsån. På detta sätt skapas en mindre tillfällig damm mellan Kvarndammen och saneringsområdet. Från denna damm läggs flera parallella ledningar över den färdigsanerade remsan. Gusumsåns flöde pumpas genom dessa ledningar till ett utlopp nerströms Bruksdammen och saneringsområdet. Dagvatten från Gusum som leds ut i ån vid vägbron över Gusumsån pumpas vid behov via en pumpgrop och en kort överföringsledning upp i Kvarndammen för utjämning av flödet vid behov. 13(21) Hifab AB

14 3. Förbiledning från Kvarndammen med separat dagvattenuppsamling En överföringsledning för Gusumsåns vatten byggs från Kvarndammen till en punkt nedströms Bruksdammen. Flödet i ledningen kan drivas med självfall eftersom även gradienten över Kvarndammen utnyttjas. Dagvatten från Gusum samlas in separat och pumpas upp till Kvarndammen, där dagvattenflödena kan utjämnas genom att Kvarndammens magasinsvolym utnyttjas ALTERNATIV 1 NY ÅFÅRA Utförande Arbetet utförs i två faser och åfåran flyttas mellan två olika lägen. I fas 1 monteras en tät spont längs Gusumsåns västra sida hela vägen från Bruksdammen till vägbron över Gusumsån. Därefter kan grundvattenytan sänkas väster om sponten medan Gusumsån ligger kvar i sin befintliga fåra, se figur i bilaga 1:1. Sponten kommer att monteras genom utfyllnad med begränsad mäktighet i åfåran, ned i underliggande lera och silt. Läckage under spontens underkant bedöms därmed bli obetydligt Efter att schakten utförts på de västra, torrlagda delarna leds Gusumsån leds in till den västra sidan om spontväggen så att den befintliga åfåran kan stängas av, tömmas på vatten och schakt i fas 2 utföras på den östra sidan, se bilaga 1:2. Efter avslutad sanering avlägsnas sponten. Utfyllnadsmaterialet på ömse sidor om ån i den södra delen av området är mycket genomsläppligt. En spont kommer därför att dras fram till och anslutas mot bron över Bruksdammen i söder redan i fas 1 (sanering på den västra sidan) trots att saneringsarbetet avslutas m från bron. För saneringsarbetet i fas 2 kommer sponten att flyttas till den östra sidan som framgår av bilaga 1:2. Vid användning av plastspont kan en flyttning med återanvändning av spontväggen vara svår att genomföra och nya spontplankor kan i stället behöva installeras på den östra sidan om ån. Ett alternativ lösning är att i huvudsak bibehålla spontväggens läge och schakta upp en tillfällig åfåra innanför spontväggens västra sida även längs den sträcka som inte ska saneras. Ytterligare ett alternativ är att placera spontväggen centralt i ån och endast skifta sida för anslutning mot bron över Bruksdammen. Vid den påföljande saneringen i åfåran nedströms Bruksdammen måste förbiledning från Bruksdammen ske i ledningar. Dessa ansluts till fördämningen på samma sätt som redovisas för förbiledning från Kvarndammen i alternativ 3 nedan och läggs utanför åfåran fram till utloppet nerströms saneringsområdet, vilket ordnas på samma sätt som i alternativ 2 och Kapacitet/flöden En tillfällig åfåra kommer att kunna utföras med i princip bibehållet tvärsnitt som gör att den får samma flödeskapacitet som befintlig åfåra. När sanering utförs på östra sidan och ån leds väster om spontväggen, kommer tvärsnittet att vara större, eftersom Bruksdammens vattenyta ska utökas. Det är i detta scenario inte helt nödvändigt att begränsa tappningen från Yxningen till minimitappningen 0,2 m 3 /s annat än under kortare arbetsinsatser när omledningen påbörjas och avslutas. Beroende på flödessituationen kan minimitappning behöva tillämpas även vid sanering i åfåran nedströms Bruksdammen, då Gusumsån förbileds i ledningar. Omfattningen av denna sanering är liten och genomförandetiden blir kort. Kapaciteten för förbiledning i ledningar i detta skede kommer att vara begränsad till 1,0 m 3 /s vid användning av åtta ledningar med diameter 300 mm. 14(21) Hifab AB

15 3.3.3 Miljökonsekvenser Miljökonsekvenser vid minimitappning från Yxningen har beskrivits och prövats i tillståndsprövningen av Yxningens reglering enligt vattendomstolen, DOM nr DVA31 Mål nr 12/95. Minimitappning kommer endast att behöva upprätthållas kortvarigt. Därutöver uppstår miljökonsekvenser som beskrivits i ansökan om tillstånd till efterbehandling i Gusum. Förbiledningen av Gusumsån leder till en grundvattensänkning i arbetsområdet, så att arbetet med efterbehandling kan utföras. 3.4 ALTERNATIV 2. FÖRDÄMNING VID BRON I GUSUM Utförande I detta scenario tillämpas minimitappning 0,2 m 3 /s vid Yxningens utlopp för att förbiledningen ska kunna utföras. Minimitappningen tillämpas dock endast vid behov för att flödet i ån inte ska avvika från normala situationer annat än marginellt. En mindre tillfällig tät fördämning anläggs nedströms bron över Gusumsån så att en mindre damm skapas omedelbart nedströms Kvarndammen. Från den tillfälliga dammen pumpas Gusumsåns vatten genom flera parallella överföringsledningar fram till en utsläppspunkt nedströms Bruksdammen. Utsläppspunkten arrangeras så att det inte uppstår oavsiktlig erosion. En översikt över förbiledningen enligt alternativ 2 visas på karta i bilaga 2. Detaljer som översiktligt visar förslag till pumpstation och utloppspunkt för ledningen visas i bilaga 4. Dagvatten från Gusum har sitt utlopp vid bron och även övrigt dagvatten som idag rinner diffust ut i Gusumsån leds i görligaste mån fram så att utlopp sker till den tillfälliga fördämningen. Dagvatten som rinner ner mot Bruksdammen från område 3, se kapitel Dagvatten från Gusum leds om möjligt ut i Gusumsån norr om Bruksdammen och i annat fall till den tillfälliga fördämningen vid bron över Gusumsån. Från den tillfälliga fördämningen läggs även en kort ledning, högst 50 meter lång, med möjlighet till pumpning av vatten från den tillfälliga fördämningen upp till Kvarndammen, uppströms. Syftet med denna ledning är att kortvarigt, upp till 24 timmar, kunna magasinera stora dagvattenvolymer som kan uppkomma i Gusum vid extrema, men kortvariga, regn. Om det visar sig mer praktiskt och ekonomiskt kan denna dagvattenpumpstation med kort överföringsledning ersättas med större pumpar till Gusumsåns förbiledning, så att dagvattenflödet ändå klaras. Om det uppstår kraftiga regn som är större än regn med återkomsttiden 10 år och pumpkapaciteten inte räcker till kan den tillfälliga fördämningen vid bron över Gusumsån brädda över, så att det torrlagda arbetsområdet översvämmas. Vid en sådan extremhändelse avbryts saneringsarbetet. Schakt under Gusumsåns normala nivå utförs därför etappvis och med ett begränsat öppet schaktsår som snabbt kan täckas så att erosion av förorenad fyllning i görligaste mån undviks. För att Kvarndammens magasinskapacitet säkert ska kunna användas kommer nivån i dammen att i görligaste mån regleras ned mot lägsta regleringsnivån +36,96. Eftersom minimitappning från Yxningen kan tillämpas vid behov kommer nivån i Kvarndammen att kunna hållas låg även om det blir riklig nederbörd och förutsättningar för stora flöden. 15(21) Hifab AB

16 3.4.2 Kapacitet/flöden Flödet från Yxningen är 0,2 m 3 /s vid risk för höga flöden. Dimensionerande flöde för detta alternativ är 0,9 m 3 /s som ett dygnsmedelflöde och 1,19 m 3 /s med varaktighet 1 timme. Överföringsledningarna från den tillfälliga fördämningen vid bron till Gusumsån nedströms Bruksdammen utförs som 10 till 12 parallella ledningar med diameter 0,3 meter. Vid 400 meter längd och en statisk lyfthöjd på 2 m beräknas total överföringskapacitetet uppgå till klart över 1 m 3 /s. Även hela det dimensionerande flödet 1,19 m 3 /s kan pumpas genom ledningarna om en tillräckligt stor pump införskaffas. Den korta överföringsledningen som görs för att kunna använda Kvarndammen som utjämningsmagasin vid höga dagvattenflöden dimensioneras för att kortvarigt (<24 timmar) kunna pumpa upp minst 0,55 m 3 /s från den tillfälliga fördämningen till Kvarndammen. Om det visar sig mera praktiskt och ekonomiskt kan denna dagvattenpumpstation ersättas med kraftigare pumpar till förbildeningen så att dagvattnet istället pumpas till utflödespunkten nedströms Bruksdammen tillsammans med Gusumsåns vatten Miljökonsekvenser Miljökonsekvenser vid minimitappning från Yxningen har beskrivits och prövats i tillståndsprövningen av Yxningens reglering enligt vattendomstolen, DOM nr DVA31 Mål nr 12/95. Minimitappning kommer endast att tillämpas vid behov, dvs. när tillrinningen nerströms Yxningen är stor. Därutöver uppstår miljökonsekvenser som beskrivits i ansökan om tillstånd till efterbehandling i Gusum. Eftersom även Kvarndammen kommer att regleras till miniminivån kommer hela sträckan Svinstad till Kvarndammen sannolikt ha låga nivåer under hela tidsperioden som förbiledning görs i Gusum. Sänkningsgränsen för vilken miljökonsekvenser beskrivits i ovan refererade dom kommer dock inte att underskridas. Förbiledningen av Gusumsån leder till en grundvattensänkning i arbetsområdet, så att arbetet med efterbehandling kan utföras. Det finns risk att ett mycket kraftigt regn kan orsaka viss erosion av förorenade massor i arbetsområdet om flödet i Gusumsån överstiger överföringens kapacitet och bräddning inträffar. Detta förebyggs i görligaste mån genom att arbeta med mindre ytor och att täcka färdiga ytor efterhand. 3.5 ALTERNATIV 3. FÖRBILEDNING FRÅN KVARNDAMMEN Utförande Även i detta scenario tillämpas vid behov minimitappning 0,2 m 3 /s vid Yxningens utlopp för att förbiledningen ska kunna utföras. Minimitappningen tillämpas dock endast vid behov för att flödet i ån inte ska avvika från normala situationer annat än marginellt. Överföringsledningar läggs i befintlig åfåra och leds direkt från Kvarndammen till Gusumsån nedströms Bruksdammen. Total fallhöjd är >3,5 m och praktiskt användbar fallhöjd är minst 2 m. Eftersom ledningen behöver ligga i botten på åfåran kommer ledningen att behöva läggas ut i Gusumsån medan ån fortfarande är vattenförande. Genomföring av ledningar genom 16(21) Hifab AB

17 Bruksdammen och under bron i Gusum kommer att kräva speciellt anpassade tekniska lösningar. Vid bron i Gusum anläggs en mindre uppsamlingsdamm för dagvatten från samhället. Från uppsamlingsdammen pumpas vatten upp till Kvarndammen där överföring sker via självfallsledningen. En översikt över förbiledningen enligt alternativ 3 visas på karta i bilaga 3. Detaljer som översiktligt visar förslag till inloppsanordning och utloppspunkt för ledningen visas i bilaga 4. Flödet vid normal nederbörd kan ske med självfall, men vid högre flöden behöver luckorna i Kvarndammen öppnas så att det blir ett flöde i Gusumsåns befintliga fåra. Vatten kan då delvis rinna ut över den torrlagda arbetsytan. Schakt under Gusumsåns normala nivå utförs därför etappvis och med ett begränsat öppet schaktsår som snabbt kan täckas (jfr alternativ 2). Vid häftiga regn eller risk för häftiga regn täcks öppna schaktytor så snabbt som möjligt. För att kunna utföra överföringen på detta sätt behöver Kvarndammens magasinskapacitet användas för lagring av dagvatten från Gusum. Av den anledningen kommer nivån i dammen i görligaste mån att regleras ned mot lägsta regleringsnivån +36,96. Eftersom minimitappning tillämpas från Yxningen kommer nivån i Kvarndammen att kunna hållas mycket låg även om det blir riklig nederbörd och förutsättningar för stora flöden Kapacitet/flöden Flödet från Yxningen är 0,2 m 3 /s vid risk för höga flöden. Dimensionerande flöde för detta alternativ är 0,9 m 3 /s som ett dygnsmedelflöde och 1,19 m 3 /s med varaktighet 1 timme Överföringsledningarna från Kvarndammen till Gusumsån nedströms Bruksdammen utförs som 10 till 12 ledningar med diameter 0,3 meter. Vid 500 meter längd och ett fall på drygt 2 m beräknas total överföringskapacitetet med självfall uppgå till knappt 0,7 m 3 /s vilket är tillräckligt för förväntade normala flöden. Vid högflödessituationer öppnas dammluckorna i Kvarndammen så att vattnet rinner i Gusumsåns normala fåra. Kapaciteten att avbörda vatten är då tillräcklig. Överföring av dagvatten från dagvattenuppsamlingsdammen till Kvarndammen behöver kunna göras med minst 0.55 m 3 /s Miljökonsekvenser Miljökonsekvenser vid minimitappning från Yxningen har beskrivits och prövats i tillståndsprövningen av Yxningens reglering enligt vattendomstolen, DOM nr DVA31 Mål nr 12/95. Minimitappning kommer endast att tillämpas vid behov, dvs. när tillrinningen nerströms Yxningen är stor. Därutöver uppstår miljökonsekvenser som beskrivits i ansökan om tillstånd till efterbehandling i Gusum. Eftersom även Kvarndammen kommer att regleras till miniminivån kommer hela sträckan Svinstad till Kvarndammen sannolikt ha låga nivåer under hela tidsperioden som förbiledning görs i Gusum. Sänkningsgränsen för vilken miljökonsekvenser beskrivits i ovan refererade dom kommer dock inte att underskridas. Förbiledningen av Gusumsån leder till en grundvattensänkning i arbetsområdet, så att arbetet med efterbehandling kan utföras. 17(21) Hifab AB

18 Det finns risk att ett kraftigt regn kan orsaka viss erosion av förorenade massor i arbetsområdet om flödet i Gusumsån överstiger överföringens kapacitet och ån måste ledas i sin befintliga å-fåra innan denna sanerats. Detta förebyggs i görligaste mån genom att arbeta med mindre ytor och att täcka färdiga ytor efterhand. 3.6 SKYDDSÅTGÄRDER Gusumsåns flöde Om det vid utförandet av omledningen visar sig att det blir länge perioder med extremt låga nivåer och flöden kan Tekniska Verken i samråd med kommunen öka flödet från Yxningen i tillräcklig utsträckning för att inte orsaka alltför stor stress på ekosystemet i Gusumsån mellan Yxningen och Kvarndammen. Ambitionen är att inte i onödan låta flödet vid Bruksdammen bli mindre än 0,4 m 3 /s Geotekniska skyddåtgärder De genomförda geotekniska undersökningarna inom och intill saneringsområdet samt den syn som gjorts av byggnader inom ett eventuellt påverkansområde för en grundvattensänkning visar inte på förekomst av lös sättningsbenägen lera eller organiskt material under byggnader. Den bedömning som görs är därför att skador på byggnader inte kommer att uppstå vid grundvattenpåverkan varför infiltration av vatten sannolikt inte kommer att behövas. Om grundvattenpåverkan uppkommer som är större än den normala årstidsvariationen är avsikten att ändå infiltrera vatten i marken intill Bruksgatan, för att man med säkerhet ska undvika en avsänkning som skulle kunna leda till skada om någon byggnad trots allt skulle vara grundlagd på sättningsbenägen jord. Påverkansområdet för en avsänkning kommer därmed i huvudsak att begränsas till saneringsområdet. Infiltrationen kommer att minimeras för att minska behovet av att hantera vatten i samband med schaktning av förorenad jord. Det innebär att grundvattennivån väster om Bruksgatan i nära anslutning till schaktområdet kan komma att vara lägre än den annars skulle varit, men inte lägre än en för området normalt låg grundvattennivå. I Figur 4 nedan visas det område som skyddsinfiltration kan göras inom. 18(21) Hifab AB

19 Figur 4. Område för installation av infiltrationsbrunn Skydd mot katastrofutsläpp I det fall förbiledningen görs med självfallsledningar enligt alternativ 3 och även i viss mån enligt alternativ 2 kan det uppstå situationer då Gusumsåns vatten bräddar över en tillfällig fördämning och rinner ut över arbetsområdet. Arbetet utförs därför i begränsade etapper med successiv återfyllning/täckning. Om/när risk för bräddning uppkommer avbryts arbetet och det öppna schaktsåret täcks så att det inte kan bli någon omfattande erosion och transport av förorenade partiklar. 4 SLUTSATSER, BEDÖMNING Förbiledning av Gusumsån kan göras på flera olika sätt. Här har tre olika huvudalternativ presenterats som i korthet går ut på att: 1. skapa en ny tillfällig åfåra genom färdigsanerat område, 2. pumpa vattnet i slutna ledningar från en tillfällig fördämning i den övre delen av Bruksdammen förbi saneringsområdet eller, 3. låta vattnet rinna från Kvarndammen förbi saneringsområdet med utnyttjande av självfall i slutna ledningar förlagda i befintlig åfåra. 19(21) Hifab AB

20 De hydrauliska och hydrologiska förutsättningarna för att kunna genomföra de olika alternativen skiljer sig i så måtto att flödet från Yxningen behöver kunna begränsas till minimitappning för att kunna genomföra alternativ 2 eller 3. Alternativ 1 har fördelen att Gusumsåns hela flöde kan ledas förbi utan allvarliga problem oavsett flödessituation. Alternativ 2 och 3 som går ut på att använda överföringsledningar ger lägre flödeskapacitet, men eftersom förutsättningarna för att minska flödet från Yxningen uppströms är mycket goda är dessa alternativ helt realitiska att genomföra. Dagvattnet från Gusum kommer vid behov att hanteras genom att pumpa upp vatten till Kvarndammen som ligger strax uppströms utsläppspunkten för dagvatten. Magasinskapaciteten i Kvarndammen är tillräcklig för att kunna utjämna flödet om nivån i Kvarndammen konsekvent regleras ned mot lägsta tillåtna regleringsnivå. Miljökonsekvenserna för de olika alternativen är i allt väsentligt beskrivna i samband med tillståndsprövningen av Yxningens reglering 1995 och i nu föreliggande ansökan om efterbehandling vid fd Gusums Bruk. Vid utförandet av en ny åfåra enligt alternativ 1 kommer tekniska svårigheter att uppstå med att få sponten tillräckligt tät varför förstärkta tätningsåtgärder kan komma att behövas, t.ex. med ett kompletterande geomembran eller särskilda tätningar i spontlås. Vid utförandet av alternativ 2 eller 3 kommer låga vattennivåer att upprätthållas uppströms Kvarndammen, men flödet och nivån i Kvarndammen kommer att ligga är inom ramen för befintligt tillstånd till reglering av Yxningen. Vid utförande enligt alternativ 2 eller 3 finns även viss risk att arbetsområdet översvämmas vid häftiga kortvariga regn. Vilket av de beskrivna alternativen som slutligen väljs kommer att avgöras inom ramen för pågående detaljprojektering. Kommunen bedömer det just nu som mest fördelaktigt att utföra förbiledningen med tät spont i åfåran enligt alternativ 1 eller med pumpning enlig alternativ 2, men vill låta den praktiska och ekonomiska bedömning som görs inom ramen för en detaljprojektering fälla det slutliga avgörande om vilket av alternativen som faktiskt utförs. Uppdragsansvarig Granskare Daniel Glatz Pär Elander 20(21) Hifab AB

21 5 REFERENSER Hifab PM Kartering av tillflöden till Gusumsån. Ifiske Websidan SMHI Utdrag från S-hypemodellen, Svenskt Vatten Publikation P90, Dimensionering av allmänna avloppsledningar Vattendomstolen i Växjö DOM nr DVA31 Mål nr 12/95 inklusive ansökan, miljökonsekvensbeskrivning och tekniskt underlag. Wikipedia Websidan, 21(21) Hifab AB