RAPPORT KAPACITETSKONTROLL AV DAGVATTENSYSTEMET HYLLINGE OCH DEL AV ÅSTORP (NYVÅNG) RAPPORT

Transkript

1 RAPPORT KAPACITETSKONTROLL AV DAGVATTENSYSTEMET HYLLINGE OCH DEL AV ÅSTORP (NYVÅNG) RAPPORT

2 UPPDRAG , Skyfallsberäkningar Hyllinge/Nyvång Titel på rapport: Hyllinge och del av Åstorp kapacitetskontroll dagvatten Status: Slutrapport Datum: MEDVERKANDE Beställare: Kontaktperson: NSVA Sofia Augustsson Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Gunnar Svensson Gunnar Svensson Torbjörn Melin REVIDERINGAR Revideringsdatum Version: 3 Initialer: GSV Uppdragsansvarig: Datum: Handlingen granskad av: Datum: Tyréns AB Malmö Besök: Isbergs gata 15 Tel: Säte: Stockholm Org.nr:

3 SAMMANFATTNING Hyllinge och Nyvång i Åstorp drabbades sommaren 2016 av omfattande översvämningar. Följande rapport redovisar en kapacitetsberäkning av dagvattensystemet med syftet att klargöra dess funktion i förhållande till dimensionerande regn. Kriterier för dimensionerande regn anges i riktlinjer framtagna av branschorganisationen Svenskt Vatten, publikation P90, Funktionskravet är att en fastighet statistiskt sett inte skall riskera att drabbas av översvämning med kortare återkomsttid än 10 år. För kontroll av detta har en datorberäkning utförts för Hyllinge och Nyvång dagvattensystem. Minimikravet är att trycklinjen endast får stiga till marknivå vid ett regn med återkomsttiden 10 år. Beräkningsresultatet visar de delar av dagvattensystemet där trycknivån vid ett regn med den statistiska återkomsttiden 10 år stiger över markytan. Beräkningar har även gjorts för det regn som uppmättes sommaren (24)

4 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 BAKGRUND FÖRUTSÄTTNINGAR METODBESKRIVNING RESULTAT SLUTSATSER BILAGOR Bilaga 1 Bilaga 2 Modellbeskrivning Brunnsnamn 4(24)

5 1 BAKGRUND Hyllinge och Nyvång i Åstorp drabbades av omfattande översvämningar i samband med ett kraftigt skyfall. NSVA har gett Tyréns i uppdrag att göra beräkningar av kapacitet och funktion inom delar av dagvattensystemets verksamhetsområde. Beräkningarna syftar till att klargöra ledningsnätets kapacitet i förhållande till dimensionerande regn. Dimensionerande regn har en återkomsttid motsvarande 10 år. Enligt funktionskrav, definierade av branschorganisationen Svenskt Vatten, skall en fastighet statistiskt sett inte riskera att drabbas av översvämning med kortare återkomsttid än 10 år (Svenskt Vatten, P90, 2004). 2 FÖRUTSÄTTNINGAR Dagvattennätets kapacitet vid dimensionerande regn har datorberäknats enligt gällande praxis för funktionskontroll av ledningsnät. Följande dataunderlag har använts i utredningen: Uppgifter om dagvattenledningsnätets uppbyggnad, NSVA:s databas för ledningssystem, 2016 Kompletterande inmätningar på ledningsnätet utförda av NSVA 2016 Ortofoto från Lantmäteriet, för bedömning av hårdgjordhet, 2014 Nationella höjdmodellen från Lantmäteriet För nivåer och för lokalisering av brunnar och ledningar används höjdsystem RH2000 och koordinatsystem SWEREF Riktlinjer för dimensioneringskrav kommer från Svenskt Vattens publikation P90, Bakgrundskartor som presenteras tillsammans med beräkningsresultat är Lantmäteriets Terrängkarta (öppna data). Enligt uppgift finns det inga kombinerade ledningar inom beräkningsområdet. De ledningar som ingått i beräkningen framgår av figur 1 och 2. Ledningsnätet beskrivs utifrån uppgifter på dimensioner och vattengångar. I modellen beskrivs inte sediment eller rötter som kan verka kapacitetsnedsättande. För kapacitetskontroll av ledningsnät är det praxis att beskriva ledningarna utan kapacitetsnedsättning. 5(24)

6 Figur 1. Beräkningsområde för kapacitetskontroll av dagvattennätet i Hyllinge. Figur 2. Beräkningsområde för kapacitetskontroll av dagvattennätet i Nyvång. 6(24)

7 Inga dämningsnivåer används i utloppsledningar till dagvattendammar i Hyllinge och dikningsföretag i Nyvång. Total effektiv hårdgjord yta, den yta som genererar dagvatten till ledningsnätet, har bedömts vara ca 35 ha inom beräkningsområdet Hyllinge och 4 ha inom beräkningsområdet Nyvång. Det motsvarar en genomsnittlig andel hårdgjord yta på 45 % respektive 38 %. Hårdgjorda ytor har lokaliserats och storleksbedömts genom GIS-analys av ortofoto och bakgrundskartor för gator och byggnader. Storleken på hårdgjorda ytor har inte verifierats mot flödesmätningar i ledningsnätet. Dimensionerande nederbörd beskrivs med ett CDS-regn, med en återkomsttid på 10 år och varaktigheter på 30 och 60 min (Nyvång respektive Hyllinge). Regnens volymer är 21 respektive 26 mm. Ett CDS-regn är en standardbeskrivning av ett regn och syftar till att beskriva ett regntillfälle på ett förenklat sätt. Regnet är uppbyggt av ett lågintensivt förregn, en högintensiv del i mitten och ett lågintensivt efterregn, se också figurerna 3-5. Återkomsttid är ett statistiskt begrepp och visar ungefär hur ofta ett regn med en viss storlek och intensitet inträffar. Långa regnmätserier registrerade av SMHI bildar underlag för att bestämma vad som är statistiska återkomsttider. För bedömning av ledningssystemets känslighet vid större regn än dimensionerande 10-årsregn, har en kontrollberäkning gjorts med ett CDS-regn med 20 års återkomsttid. Regnens volymer beror på varaktigheter, 30 och 60 minuter, och är ca 26 och 32 mm för Nyvång respektive Hyllinge. Nederbördsmängd vid skyfallet har registrerats vid avloppsreningsverket i Bjuv, beläget ca 2000 m sydöst om Hyllinge och ca 3000 m söder om Nyvång. Uppmätt regnvolym var ca 67 mm. Regnets varaktighet var ca 5 h. Enligt uppgift från NSVA bedöms regntillfället motsvara ett regn med en återkomsttid på ca 66 år. Figur 3. Beskrivning av CDS-regn med återkomsttiden 10 år och med varaktigheten 60 min. Intensiteten anges med enheten micrometer/s. Volym 26 mm. 7(24)

8 Figur 4. Beskrivning av CDS-regn med återkomsttiden 20 år och med varaktigheten 60 min. Intensiteten anges med enheten micrometer/s. Volym 32 mm. Figur 5. Beskrivning av uppmätt regn Intensiteten anges med enheten micrometer/s. Volym 67 mm och varaktighet ca 5 h. 3 METODBESKRIVNING En hydraulisk modell som beskriver dagvattennätets funktion har byggts med datorverktyget Mike Urban, version Beskrivningen av datormodellen har gjorts enligt gällande praxis för beskrivning av ledningsnät och utifrån riktlinjer fastställda av branschorganisationen Svenskt Vatten i publikationerna P104 och P90. År 2016 utkom en revidering och omarbetning av P90 med titeln P110. Ledningsnäten i Hyllinge och Nyvång är byggda före 2016 varför de dimensioneringskrav som anges i P90 används. I modellen ingår beskrivning av brunnar, ledningar och utlopp till dagvattendammar och dikningsföretag. Ledningsnätet beskrivs med vattengångar, dimensioner, råhet, material samt energiförluster. Till ledningsnätet är hårdgjorda ytor anslutna t ex tak, parkeringar och gator. Vid intensiva regn kan även avrinning ske från gräsmattor och vägdiken. Dagvatten avleds till ledningsnätet via dagvattenserviser och rännstensbrunnar i gatan. Beräkningsmodellen belastas med dimensionerande regn och med verkligt uppmätt regn som drabbade Hyllinge och Nyvång Beräkningsresultatet visar hur mycket dagvatten som avrinner från de hårdgjorda ytorna och till vilka brunnar avrinningen sker. I ledningarna beräknas flöde, nivåer och eventuella trycknivåer. En trycknivå är den nivå som beräknas för en ledning som står dämd d v s under tillfälligt tryck. Trycknivån ställer in sig efter vattennivåer i brunnar och eventuella översvämningar som inträffar på markytan. Ledningsnätets funktion kan studeras under hela regnets förlopp. Utifrån resultatet kan ledningar med dämning och brunnar där marköversvämningar inträffar p g a höga trycknivåer bestämmas. 8(24)

9 Beräkningsresultatet visar enbart när marköversvämning sker i en brunn. Det dagvatten som i beräkningsmodellen orsakar en översvämning avrinner inte till närmaste lågpunkt eftersom vald modellbeskrivning inte kan beskriva ett sådant förlopp. Därmed kan inte omfattning av översvämningar som utbredning av översvämningsyta och eventuell avledning på markytan till lågpunkter beskrivas. Se också detaljerade beskrivningar av modellen i Bilaga 1. 4 RESULTAT Utifrån riktlinjer från Svenskt Vatten är syftet att bestämma vilka ledningssträckor som står dämda och kan orsaka marköversvämningar. Ledningsnätets funktion redovisas med kartor som visar i vilka brunnar marköversvämningar sker. Kartorna visar inte när under regnets förlopp marköversvämning sker utan dessa kan inträffa vid olika tillfällen under regnförloppet. Brunnar där marköversvämning sker redovisas i figurerna Bakgrundskartan är Lantmäteriets terrängkarta (öppen data). Terrängkartan visar typ av bebyggelse (industri grå, flerfamiljs- och centrumområden mörkrosa, villaområden ljusrosa, parkmark vit, skog grön och åkermark gul). Beräknade trycknivåer redovisas i ledningsprofiler för utvalda ledningssträckor, se exempel i figur 6. Ledningsprofilerna visar den beräknade maximala trycknivån i respektive brunn under hela regnets förlopp. Tryckprofilen visar inte när i tiden den maximala trycklinjen inställer sig. En marköversvämning kan därmed ske i en brunn i ett tidigt skede och i en annan brunn vid ett senare tillfälle, när ledningen nedströms börjar dämma och kapaciteten minskar. Grön linje, marknivå Brunnsnamn Ledning Ledningsdimension Vertikal svart linje, Nedstigningsbrunn Röd linje, beräknad maximal trycknivå 20-årsregn Blå linje, beräknad maximal trycknivå 10-årsregn Figur 6. Exempelbild på ledningsprofil med teckenförklaringar. X-axeln visar längdskala och y-axel meter över havet (RH2000). 9(24)

10 Figur 7. Ledningssträckor i Hyllinge som valts ut för redovisning av ledningsprofiler som visar trycknivåer. Figur 8. Ledningssträckor i Nyvång som valts ut för redovisning av ledningsprofiler som visar trycknivåer. 10(24)

11 Figur 9. Beräknade marköversvämningar i Hyllinge, vid regn med 10 års återkomsttid. Figur 10. Beräknade marköversvämningar i Hyllinge, vid regn med 20 års återkomsttid. 11(24)

12 Figur 11. Beräknade marköversvämningar i Hyllinge, för uppmätt regntillfälle Figur 12. Beräknade marköversvämningar i Nyvång, vid regn med 10 års återkomsttid. 12(24)

13 Figur 13. Beräknade marköversvämningar i Nyvång, vid regn med 20 års återkomsttid. Figur 14. Beräknade marköversvämningar i Nyvång, för uppmätt regntillfälle (24)

14 Beräknade trycknivåer redovisas med följande ledningsprofiler, se också figur 6. Valda ledningsprofiler är ett urval av trycknivåer som presenteras. För att begränsa omfattning på rapporten har valts att inte redovisa trycklinjer för mindre drabbade områden eller sidogator. Hyllinge Ejdergatan, Ripgatan, Ågatan till Hyllinge skola Åkaregatan, Vinkelgatan, Ågatan till Hyllinge skola Postgatan, Ågatan till Hyllinge skola Smedgatan, Ågatan till utlopp i norr Hyllinge köpcentrum Tegelbruksgatan, Örtgatan till Ågatan Nyvång Carl Cervins väg till västra utloppet Stationsgatan till östra utloppet Figur 15. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Ejdergatan, Ripgatan, Ågatan till Hyllinge skola, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. Figur 16. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Åkaregatan, Vinkelgatan, Ågatan till Hyllinge skola, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. 14(24)

15 Figur 17. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Postgatan, Ågatan till Hyllinge skola, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. Figur 18. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Smedgatan, Ågatan till utlopp i norr, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. 15(24)

16 Figur 19. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Tegelbruksgatan, Örtgatan till Ågatan, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. Figur 20. Hyllinge: Ledningsprofil med trycklinjer för Hyllinge köpcentrum, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. 16(24)

17 Figur 21. Nyvång: Ledningsprofil med trycklinjer för Carl Cervins väg till utlopp, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. Figur 22. Nyvång: Ledningsprofil med trycklinjer för Stationsgatan till utlopp, blå trycklinje är 10-årsregn och röd linje är 20-årsregn. 17(24)

18 5 SLUTSATSER Ett flertal marköversvämningar inträffar vid dimensionerande regn med återkomsttiden 10 år. Beräkningsresultaten visar översiktligt inom vilka områden och i vilka brunnar beräknad trycknivå stiger över marknivån. Resultatet indikerar var det finns kapacitetsbrister i dagvattensystemet vid ett dimensionerande regn. Beräkningen för det större regnet, med återkomsttiden 20 år, visar att trycknivåerna generellt stiger något över trycklinjen för regn med återkomsttiden 10 år. Något fler översvämmade brunnar kan konstateras men dessa ligger kring de ledningssträckor som översvämmas vid ett 10-årsregn. Detta indikerar att ledningsnätet inte är känsligt vad gäller förändringar av dämningsförloppet. Därmed kan sägas att säkerhetsmarginalen är god vad gäller identifierade områden som drabbas av översvämningar. Markavrinning kan inte beräknas med vald modellbeskrivning varför endast översvämmad brunn redovisas. Utbredning av översvämningar och vilka lågpunkter som översvämmas kan inte redovisas. Någon analys av konsekvenser t ex vilka fastigheter som riskerar att översvämmas har därför inte genomförts. En beräkning har gjorts för verkligt uppmätt regn sommaren Detta för att visa ledningsnätets kapacitet att omhänderta ett regn med den storleken och varaktigheten. Fastigheter som drabbades av översvämningar 2016 och översvämningar som redovisas i denna rapport sker inom ungefär samma områden. Beräkningsmodellen visar därmed ledningsnätets funktion relativt bra för regnet sommaren NSVA avser att vidareutveckla beräkningsmodellen och inkludera markavrinning. Därmed kan avrinning från t ex omkringliggande mark beräknas och orsaker och konsekvenser för de fastigheter som drabbades av översvämningar 2016 analyseras. Den utökade modellen kommer att användas i kommande åtgärdsplanering. 18(24)

19 Bilaga 1 Modellbeskrivning Denna bilaga beskriver uppbyggnad av ledningsnät och belastande ytor i beräkningsmodellen. Val av parametrar förklaras inte i detalj. För detaljerad information hänvisas till beräkningsverktygets manualer. Val av parametrar har gjorts utifrån Svenskt Vattens riktlinjer och arbetssätt vad gäller förenklingar och sammanställning av underlag följer den praxis som tillämpas vid kapacitetsberäkningar av ledningsnät. Brunnar Som energiförlust har valts beskrivningen Weighted Inlet Energy. Som brunnsdiameter har generellt valts 1m. Endast nedstigningsbrunnar beskrivs. Brunnslockens nivå har bestämts utifrån nationella höjdmodellen. Ett fåtal brunnar har interpolerats där det bedömts som rimligt utifrån omgivande brunnars vattengångar. Vid osäkerhet har inmätningar gjorts. I modellen anges i Description om antagande gjorts. I databas för ledningar anges vattengång för ledningar vid uppströms och nedströms anslutning till brunn. Vattengång för brunn har bestämts utifrån dessa uppgifter. Ledningar Endast huvudledningar beskrivs. Servisledningar är inte med i modellbeskrivningen. Dimensioner, material, vattengångar och eventuella stalp har valts utifrån uppgifter i ledningsdatabas. Vid osäkerheter avseende vattengångar och dimensioner har inmätning skett. Ett fåtal ledningar har interpolerats där det bedömts som rimligt utifrån omgivande brunnar och ledningars vattengångar/dimensioner. Valda råheter, Mannings tal, är för betong 68, plast 80 och järn 70. Utlopp Utloppen i Hyllinge mynnar i dagvattendammar. Dammarna förutsätts vara dimensionerade för kraftiga regn och därför antas att ingen dämning sker i utloppen. Dammarna i sig är inte beskrivna i modellen. Nyvång avleds till dikningsföretag som i sin tur har sina utlopp till Kölebäcken. Uppgifter saknas om ledningsdimensioner i dikningsföretaget. Samma dimension antas därför som uppströms dikningsföretaget. Belastande ytor Hårdgjordhet har bedömts utifrån byggnadspolygoner, vägpolygoner och med kompletterande analys av hårdgjorda ytor från ortofoto. Den senare analysen har utförts som en s k bildanalys. Det innebär att hårdgjorda ytors egenskaper i ortofotots färgspektrum identifieras. När dessa identifierats kan en samlad beräkning utföras för hela modellområdet. Analysen är översiktlig men lokaliserar hårdgjorda ytor som garageuppfarter, stensatta framsidor, asfalterade innegårdar, parkeringar etc. De hårdgjorda ytornas lokalisering fördelas på modellen d v s till närmast nedströms nedstigningsbrunn. Utifrån tid-area-metoden beräknas belastande flöden för ett specifikt regn. Utifrån GIS-analys har takytor kopplats till närmast liggande nedstigningsbrunn. Hänsyn har tagits till var servisledningar är lokaliserade för att takytan ska kopplas till den brunn där servisledningar via huvudledning är kopplade. Utifrån GIS-analys av topografi har övriga hårdgjorda ytor och grönytor kopplats till den nedstigningsbrunn som höjdmässigt är belägen nedströms de hårdgjorda ytorna. Följande beskrivningar har valts för belastande ytor: Tid-area-metod 2 (divergent). Motiveringen är att tak och garageuppfarter/parkeringar/stensatta framsidor står för merparten av hårdgjordheten och därmed belastar modellen i ett tidigare skede än ytor som ligger längre ifrån dagvattennätet. Avrinningskoefficenter 0.9 för tak, 0.8 för gator/parkeringar/övriga hårdgjorda ytor samt 0.05 för grönytor (tomtmark och övrig öppen mark som ej är hårdgjord). Val av koefficienter enligt Svenskt Vattens publikation P90. Avrinningstid har bedömts utifrån en flödeshastighet på 0.05 m/s för grönytor och 0.1 m/s för gator/tak. Avrinningsområden inom modellområdet har rinnvägar på m. Generellt har valts en avrinningstid på 15 min. 19(24)

20 Rimlighetskontroll: Kontrollberäkning har gjorts där delavrinningsområden belastats med avrinning utifrån schablonvärden som anges av Svenskt Vatten. Valda schablonvärden är för villaområden 35%, flerfamiljshus-, industri- och centrumområden 55% och för radhusområden 45% (valda utifrån P90 med ett påslag motsvarande 5% för ökad avrinning för regn på ca 25 mm). Kontrollberäkningen visar att flödet generellt är ca 15% mindre med schablonvärden. Resultatet är dock överensstämmande med redovisade trycklinjer d v s samma områden får trycklinjer över marknivån. Ledningssystemet är därmed inte känsligt för förändrade belastningar som är ca 10-15% mindre än valda. Överslagsberäkning av områdets totala yta jämfört med hårdgjorda ytor ger att andelen hårdgjorda ytor inom modellområdet i genomsnitt är ca 45% inom Hyllinge (köpcentrum ej inräknat) och 38% inom Nyvång. Dessa siffror stämmer väl överens med de schablonvärden på hårdgjordhet som beskrivs i P90. Merparten av områden inom Hyllinge är villaområden med inslag av flertalet radhus samt flerbostadshus, skola, industriområden. Regnbeskrivning För beräkning av avrunnen volym från ovan beskrivna anslutna ytor används s k CDS-regn. Detta är ett typregn som syftar till att förenklat beskriva ett riktigt regn. Regnet består av ett förregn, en intensiv del och ett efterregn. Volymen på regnet, och den mest intensiva delen, är bestämda från statistiskt underlag från regnhändelser som uppmätts inom Sverige. Val av volym och intensitet följer riktlinjer som publicerats i P104 (Svenskt Vatten). Regnets totala varaktighet har valts utifrån ungefärlig maximal rinntid på markytan och i dagvattensystemet. Regn med varaktigheter på 30 och 60 min används för modellberäkningar i Nyvång respektive Hyllinge. 20(24)

21 BILAGA 2 Brunnsnamn. Samtliga brunnsnamn kan inte presenteras. Kartorna är ett stöd för att lokalisera brunnar i de ledningsprofiler som redovisats. Bakgrundskarta från Lantmäteriets terrängkarta (öppen data). Terrängkartan visar typ av bebyggelse (industri grå, flerfamiljs- och centrumområden mörkrosa, villaområden rosa, parkmark vit, skog grön och åkermark gul). Figur 23. Brunnsnamn inom södra Hyllinge. 21(24)

22 Figur 24. Brunnsnamn inom norra Hyllinge. 22(24)

23 Figur 25. Brunnsnamn inom Nyvång. 23(24)

24 24(24)