Dagvattenutredning Detaljplan för gruppbostad (BmSS) vid Blackevägen

Transkript

1 Göteborgs Stad Dagvattenutredning Detaljplan för gruppbostad (BmSS) vid Blackevägen Halmstad

2 Dagvattenutredning Detaljplan för gruppbostad (BmSS) vid Blackevägen Datum Uppdragsnummer Utgåva/Status Carina Henriksson Daiva Börjesson Carina Henriksson Uppdragsledare Handläggare Granskare Ramböll Sverige AB Strandgatan Halmstad Telefon Organisationsnummer

3 Innehållsförteckning 1. Sammanfattning Syfte Underlag Befintliga förhållanden Områdesbeskrivning Befintligt spill-, dag- och vattensystem Geoteknik och hydrologi Framtida förhållanden Områdesbeskrivning Dimensionering Förutsättningar dagvattenhantering Beräkning av dimensionerande regnintensitet Beräkning av dimensionerande flöden Beräkning av erforderligt behov av dagvattenfördröjning Förslag till utformning Öppna diken Makadamdiken Dagvattenkasseter Fördröjning på tak Stuprörsutkastare Investeringskostnad Drift- och underhållskostnader Bilagor Bilaga 1: Befintliga förhållanden, översiktskarta, skala 1: 500 Bilaga 2: Beräkning av dimensionerande regnintensitet Bilaga 3: Beräkning av dimensionerande flöden Bilaga 4: Beräkning av erforderligt behov av dagvattenfördröjning Bilaga 5: Utformningsförslag, översiktskarta, skala 1: 500 O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc 1 av 17

4 1. Sammanfattning I samband med detaljplanearbetet för gruppbostad (BmSS) vid Blackevägen, Göteborg, har Ramböll Sverige AB fått i uppdrag av Göteborgs Stad att utreda dagvattenhanteringen i området. Lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD) eftersträvas. I denna utredning föreslås dagvattnet från planområdets anlagda ytor fördröjas och renas så nära källan som möjligt med hjälp av öppet dike samt fördröjningsdiken i form av makadamdiken. Begreppet makadamdike används i denna beskrivning som benämningen på ett fördröjningsmagasin där den utnyttjade volymen utgörs av de hålrum som finns i fyllningen. Avtappning av magasinen sker genom en speciellt anordnad tömningsledning. Tömningsledningen utförs med ett strypt utlopp för att säkerställa att inte föreskrivet maximalt utflöde överskrids. Redovisade öppet dike och makadamdiken antas utgöra en tillräcklig åtgärd för omhändertagande och rening av det dagvatten planområdet genererar. En förutsättning i arbetet är att fördröja dagvattenavrinningen inom planområdet innan man kopplar dagvattnet till allmän kombinerat avloppssystem nedströms området. 1.1 Syfte Syftet med utredningen är att klarlägga höjdsättning och metodval för den avledning, fördröjning och rening som blir en konsekvens av exploateringen inom planområdet. 1.2 Underlag O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc I arbetet med utredningen har bland annat följande underlag använts: Kartunderlag från Göteborgs Stad. Skissförslag från Göteborgs Stad. Fältstudie Översiktlig stabilitetsutredning inom Göteborgs stad. Delområde H072, H076, H078, H085, H089, Sweco Infrastructure AB, Möte med beställare Publikation P90, Svenskt Vatten. Publikation P104, Svenskt Vatten. Publikation P105, Svenskt Vatten. Vattenplan för Göteborg. 2 av 17

5 2. Befintliga förhållanden 2.1 Områdesbeskrivning Det aktuella området ligger i stadsdelen Tolered på Hisingen cirka fyra kilometer nordväst om Göteborgs centrum (bild 1). Området omfattar cirka 3500 m 2. Privat väg Bild 1: Karta över planområdet. Området angränsar mot berg i väst, befintliga bebyggelser i norr och söder och Blackevägen i öst. Området är kuperat med en topografi som varierar mellan +21,5 och +29 enlig höjdsystem RH Marken inom planområdet slutar svagt åt nordöst. Området är idag obebyggt och består av en öppen gräsyta, i sydväst växer lövrik skog (bild 2). Detaljplaneområdet ligger i anslutning till grön och rekreationsområdet Flusåsen. Elskåp ligger i södra delen av området. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc 3 av 17

6 Bild 2: Bild över planområde. Vy västerut. 2.2 Befintligt spill-, dag- och vattensystem Allmänt vattensystem och kombinerat avloppssystem för dag- och spillvatten finns utbyggt inom det föreslagna detaljplanområdet. Befintligt dagvatten avleds till kombinerat avloppssystem i Blackevägen. Eventuell bräddning sker till Kvillebäcken öster om planområdet. De topografiska förhållandena gör att lägre delar av planområdet tillförs relativt mycket ytvatten i samband med regn från en bergslänt längs planområdets västra begränsning. Stor del av dagvattnet som uppkommer i naturmarken väster om planområdet avleds till ett dike i planområdets norra del (bild 3). Diket avvattnas med hjälp av en dikesbrunn till allmänt kombinerat avloppssystem i Blackevägen. Exploatering av området medför att befintligt dike behöver åtgärdas. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc 4 av 17

7 Bild 3: Diket som rinner i planområdets norra del. Inom planområdet finns en nedgrävd branddamm, betong kulvert, (bild 4) som ej längre är i bruk. Branddammens placering gör att den sannolikt inte kan användas för magasinering av dagvatten. Eventuell anslutning till och från branddam är ej känt. Eventuell avveckling av branddammen föreslås ske i takt med markexploatering. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Bild 4: En branddamm i planområdets södra del. Befintliga förhållanden framgår av bilaga 1. 5 av 17

8 2.3 Geoteknik och hydrologi Översiktlig stabilitetsutredning för bland annat detaljplanområdet utfördes år 2011 och redovisas i separat handling Översiktlig stabilitetsutredning inom Göteborgs stad. Delområde H072, H076, H078, H085, H089, Sweco Infrastructure AB, De naturliga jordlagren utgörs huvudsakligen överst av cirka 2 m sand som underlagrats av en lös lera. Den odränerade skjuvhållfastheten (korrigerad med avseende på konflytgränsen) har utvärderats till cirka 18 kpa. Grundvattenytans läge bedöms återfinnas på djupet cirka 2 m under markytan. Portrycket i leran har antagits ha en hydrostatisk profil mot grundvattenytan. Stabilitetsförhållandena bedöms vara tillfredsställande goda inom delområdet. 3. Framtida förhållanden 3.1 Områdesbeskrivning Detaljplan är i tidigt skede och någon exakt placering av byggnader finns ännu inte. En skiss (bild 5) i grova drag visar den påtänkta utvecklingen av område samt ungefärligt avgränsning av detaljplanen. Huvudbyggnaden är i detaljplan planerad att medges i två plan. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc 6 av 17

9 Bild 5: Skiss över planområdet som i grova drag visar den påtänkta utvecklingen av område. En exploatering av området innebär en ökad dagvattenavrinning. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Det allmänna avloppsledningsnätet inom det föreslagna detaljplanområdet är kombinerat vilket kan innebära risk för uppdämning i ledningsnätet i samband med häftig nederbörd. Dag-, drän- och spillvatteninstallation inom kvartersmark skall utformas med hänsyn till uppdämningsnivån i avloppsnätet. Avloppsnätet inom kvartersmark skall utformas som duplikatsystem med skilda ledningar för dag-, och dräneringsvatten respektive spillvatten. Lägsta golvnivåer för byggnader ska vara högre än befintlig gatunivå för att säkerställa avrinning till befintligt ledningsnät. 7 av 17

10 3.2 Dimensionering Förutsättningar dagvattenhantering Förutsättningarna för dagvattenhantering är framtagna i samråd med Göteborgs Stad samt hämtade ur P90 Dimensionering av allmänna avloppsledningar, P104 Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem samt P105 Hållbar dag- och dränvattenhantering. För att ta hänsyn till framtida klimatförändringar och ökade nederbördsmängder ansätts en säkerhetsfaktor. Svenskt Vattens Publikation P104 rekommenderar att en säkerhetsfaktor mellan 1,05 1,3 väljs för korttidsnederbörd i Sverige, vilket innebär att dimensionerande regn förväntas öka med 5-30 % beroende på områdets lokalisering i landet. Säkerhetsfaktorn ansätts efter lokala förhållanden såsom lutningsförhållanden, höjdsättning av bebyggelse och risken för dämning från recipienten. Säkerhetstillägg 15 % har använts för dimensionering. Befintligt dagvatten från området avleds idag till kombinerat avloppssystem i Blackevägen. Bräddning sker till Kvillebäcken öster om planområdet. Kvillebäcken har klass 2 enligt Vattenplan för Göteborg. Dagvattnet från planområdet har klass 3. Matrisen över behandlings behov enligt åtgärdsplan anger enklare behandling vilket exemplifieras med LOD (lokalt omhändertagande av dagvatten), fördröjning, utjämnings magasin, översilning eller avledning i öppet dike där det är så möjligt och lämpligt. Beräkningar har utförts för dimensionerande regn med återkomsttiden 10 år. För beräkningar av flöden har varaktighet på 10 min använts. Bräddning vid mer intensiva regn bör ske på markytan. Maximalt utloppsflöde från hela området ska motsvara den avrinning man har idag från som obebyggd naturmark, vilket innebär 0,7 l/s (~2 l/s 0,35 ha). Området omfattar cirka 0,35 ha. Beräkningar har utförts för följande fördelning av ytor efter exploatering: naturmark 0,28 ha, takytor 0,05 ha, asfalterade ytor 0,02 ha. De topografiska förhållandena gör att lägre delar av planområdet tillförs relativt mycket ytvatten i samband med regn från en bergslänt längs planområdets västra begränsning. Hänsyn till ytvatten som i samband med regn transporteras från en bergslänt längs planområdets västra begränsning bör tas Beräkning av dimensionerande regnintensitet O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc För beräkning av dimensionerande regnintensitet (i Å ) har Dahlström (2010) ekvation använts. Dimensionerande regnintensitet har beräknats ur formeln: Ekvation 1. Dahlström (2010) ekvation. 8 av 17

11 där: i Å regnintensitet, l/s, ha, T R - regnvaraktighet, minuter, Å- återkomsttid, månader. Beräkningar har utförts för dimensionerande regn med återkomsttiden 10 år och varaktighet på 10 min. Detta ger en dimensionerande regnintensitet på 228 l/s, ha. Beräkningar framgår i bilaga Beräkning av dimensionerande flöden För beräkning av dimensionerande vattenföringar (Q dim ) har rationella metoden använts. Dimensionerande vattenföringar har beräknats ur formeln: Q dim = q A r Ekvation 2. Beräkning av dimensionerande flöden. där: q- regnintensitet vid vald återkomsttid och varaktighet, A r - reducerad area, A r = F, F- avrinningsområdets storlek, - avrinningskoefficient. Avrinningskoefficient 0,9 för takytor, 0,8 för asfaltsytor, 0,2 för gröna tak och 0,1 för naturmark har använts för dimensionering. I tabell 1 presenteras dimensionerande flöden för befintlig markanvändning och förväntade flöden efter exploatering. Beräkningar framgår i bilaga 3. Yta, ha Flöde innan exploatering, l/s Flöden efter exploatering, med gröna tak, l/s 0, Flöden efter exploatering, utan gröna tak, l/s Tabell 1: Sammanställning av dimensionerande flöden för planområdet innan och efter exploatering. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Flödet efter exploatering beräknas således öka med cirka 5 l/s i planområdet med anläggning av gröna tak respektive 13 l/s utan anläggning av gröna tak. 9 av 17

12 3.2.4 Beräkning av erforderligt behov av dagvattenfördröjning Utgångspunkten i beräkningarna av erforderligt behov av dagvattenfördröjning har varit att det vattnet som tillkommer utöver dagens avrinning ska fördröjas inom området. Det framtida maximala utgående flödet begränsas till 0,7 l/s (~2 l/s 0,35 ha) från planområdet. I tabell 2 presenteras erforderligt behov av dagvattenfördröjning inom planområdet. Beräkningar framgår i bilaga 4. Erf. behov av dagvattenfördröjning, med gröna tak, m 3 Utan säkerhets tillägg Med säkerhetstillägg Erf. behov av dagvattenfördröjning, utan gröna tak, m 3 Utan säkerhets tillägg Med säkerhets tillägg Tabell 2: Sammanställning av erforderligt behov av dagvattenfördröjning inom planområdet. Erforderligt behov av dagvattenfördröjning inom planområdet är 15 m 3 med anläggning av gröna tak respektive 27 m 3 utan anläggning av gröna tak inklusive 15 % säkerhets tillägg. 3.3 Förslag till utformning Dagvattenavledningen inom planområdet föreslås utföras med ekologisk dagvattenhantering. Med detta menas i första hand: Bibehållande av vattnet i marken och i närområdet, så att den lokala hydrologin förändras så lite som möjligt och att en fördröjning av avrinningen i området uppstår. I princip innebär detta att man strävar efter att bibehålla den naturliga avrinningen från området genom att utjämna och fördröja den ökade avrinningen som uppstår i samband med exploateringen inom området. Att om möjligt utnyttja den naturliga reningsförmågan hos vegetation, sediment, etc. för att erhålla ett renare dagvatten. Olika typer av öppen avledning av dagvatten bör utnyttjas i första hand. Anläggning av gröna tak. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc I denna utredning föreslås dagvattnet från planområdets anlagda ytor fördröjas och renas så nära källan som möjligt. I bilaga 5 illustreras föreslagen dagvattenhantering översiktligt. Öppet dike, cirka 100 meter längd, föreslås anläggas i planområdet för att ersätta befintligt dike och ta hand om ytvatten som transporteras från en bergslänt utanför planområdet. Det nya öppna diket avleder bara dagvatten från området utanför detaljplanen så som idag. Öppet dike ska fördröja, till viss del rena och visualisera dagvattnet. 10 av 17

13 Fördröjningsdiken, cirka 35 meter längd, föreslås anläggas i planområdets östra del, för avvattning av nya tak- och asfalterade ytor. Makadamdiken ska fördröja och till viss del rena dagvattnet. Alternativ till makadamdike kan dagvattenkassetter anläggas på ungefär samma plats vilket är lågpunkt för området. Dagvattensflödet föreslås begränsas genom anläggning av gröna tak och stuprörsutkastare. För att säkerställa god avrinning och minskad risk för uppdämning av dag- och dräneringsvatten bör lägsta golvnivå sättas med hänsyn till lutning av intilliggande mark så att lokala lågpunkter, i vilka dagvatten kan ansamlas, undviks. Lägsta golvnivå ska vara högre än gatunivå vid förbindelsepunkt för dagvatten för att en tillfredsställande avledning av dag- och dräneringsvatten ska kunna erhållas. 3.4 Öppna diken Befintligt dike i planområdets norra del som används idag för avledning av dagvatten föreslås läggas om. Öppet dike föreslås anläggas i planområdets ytterkant för att ta hand om ytvatten som transporteras från en bergslänt längs planområdets västra begränsning, se bilaga 5. Det området som föreslagits som plats för ett öppet dike ligger mellan +22 meter till +28 meter. Dikets form anpassas till omgivande terräng och befintliga träd som ska bevaras. För att få ett naturligt dike föreslås meandrande utformning. En ökad meandring av ett dike kan skapas på olika sätt, och med olika ambitionsnivå. Det enklaste sättet att återskapa ett meandrande dike och reducera hastigheten på vattnet är att med jämna mellanrum lägga större stenar i dikes kanter (bild 6). O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Bild 6: Genom att lägga ut stenhinder i kanterna kan man påskynda meandrerförloppet och få ett slingrande dike. Källa: 11 av 17

14 Diket ska vara gräsbeklätt och eventuellt förses med erosionsskydd i botten. Lutning av diket ska vara minst 1 %. Nya diket ansluts som idag via brunn i planområdets norra del till befintligt kombinerat system. Utgående flödet motsvarar dagens avrinning. I tvärsnitt kan öppna diken se ut på många olika sätt. Öppna diken kan utformas enligt följande, beroende på plats (bild 7): Djup 0,5-0,7 m Dikets bottenbredd 0,3 m Släntlutning 1:2-1:3 Toppbredd: 2,3 m 4,5 m O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc 12 av 17

15 Bild 7: Skisser över möjliga sektioner för anläggning av öppna diken. Fördelen med öppna diken är att dagvattnet renas till viss del, hastigheten på vattnet reduceras och att det är ett trevligt inslag med kombinationen vatten och grönyta i området. 3.5 Makadamdiken Makadamfyllda diken, så kallade makadamdiken föreslås anläggas i planområdets östra del, för avvattning av tak- och asfalterade ytor, se bilaga 5. Makadamdike kan utföras även under en skålad gräsyta där dagvattnet samlas. Under gräsytan görs ett cirka 1 meter djupt dike fyllt med genomsläppligt material, typ makadam. Magasinerings- eller fördröjningsvolymen i makadamdiken utgörs av porvolymen i fyllningsmassorna, cirka 30 %. Ett lager geotextil skyddar makadammen från det gräsbevuxna jordlagret. I botten av diket läggs en dränerande ledning. Bräddintag, i form av brunnar med kupolsil, kan placeras ovan den skålade gräsytan. Avtappningen av makadamdiken utförs med en dräneringsledning som läggs nära botten i fyllningen. För att tömningen inte skall bli för snabb av magasinet kommer dräneringsledningens kapacitet strypas. På så vis säkerställs att inte föreskrivet maximalt utflöde överskrids (bild 8). O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Bild 8. Makadamdike med dräneringsledning i botten. Källa: Svenskt Vatten P av 17

16 En fördel med makadamdiken är att de kan anläggas under till exempel gräs- eller asfaltsytor. Makadamdike har främst fördröjande förmåga men de har även viss renande effekt. 3.6 Dagvattenkassetter Ett alternativ till makadamfyllda diken är dagvattenkassetter av plast. Dagvattenkassetternas (bild 9) hålrumsvolym är 95 % vilket innebär att man sparar mer än 2/3 av ytbehovet jämfört med en anläggning av makadamdiken. Bild 9. Dagvattenkassetter. Källa: Kassetterna kan användas för avledning av dagvatten från tak och hårdgjorda ytor. De bör förses med bräddanslutning för indikation på framtida igensättning. Fördelar med dagvattenkassetter jämfört med makadamfyllda diken är att kassettmagasinen inte kräver lika stor plats och möjligheterna till inspektion, rensning och spolning är större. Utformningen på modulerna gör att transportkostnader kan minskas med upp till 75 %. Noteras bör att kassettmagasin måste anläggas ovan grundvattenytan. Annars kan inte hela volymen utnyttjas till magasinering. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Kassetterna har olika utseende och storlek beroende på vilken typ av kassett det är och vilken leverantör som den kommer från. Gemensamt för de olika kassettyperna är att en geotextilduk måste placeras runt kassetterna för att hålla smuts och jord utanför magasinet (bild 10). 14 av 17

17 Bild 10: Visar montering av kassetter för dagvattenhantering med geotextil. Källa: Fördröjning på tak För att minska avrinningen av dagvatten från takytor kan byggnader förses med så kallade gröna tak (bild 11). O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Bild 11. Stadsbiblioteket i Halmstad. Källa: Vegetationsklädda takytor minskar den totala avrinningen jämfört med konventionella, hårdgjorda tak. 15 av 17

18 Tunna gröna tak, med till exempel sedum, kan minska den totala avrunna mängden på årsbasis med ca 50 %. Gröna tak med djupare vegetationsskikt magasinerar enligt Svenskt Vattens publikation P105 i medeltal 75 % av årsavrinningen. Förutom detta har sedum till skillnad från vanligt gräs den speciella egenskapen att det klarar längre torrperioder utan att torka ut. Man har beräknat att 10 m 2 takyta täckt av till exempel torktålig takvegetation tar upp samma mängd koldioxid som ett träd. Takvegetation med blandade sedum och mossarter behåller dessutom till skillnad från stadsträd sin bladmassa året om. De är därför aktiva som partikelrenare när de gör som mest nytta, alltså under vinterhalvåret när föroreningsbelastningen är som högst. Förutsättningar för att tekniken skall kunna utnyttjas är att taket inte har alltför brant lutning. Takkonstruktionen skall vara dimensionerad för den extra last som det gröna taket innebär. Lasten är dock inte större än att motsvara ett vanligt tegeltak. Vidare kan gröna tak ha en ljud- och värmeisolerande verkan, vilket kan bidra till en bättre inomhusmiljö samt reducera hushållens energibehov för uppvärmning. Gröna tak kan ha kylningseffekten på sommaren. Gröna tak kräver dock skötsel i form av gödsling med mera för att bibehålla sin funktion och karaktär. 3.8 Stuprörsutkastare Dagvatten från takytor inom område kan via stuprörsutkastare ledas till ytor med infiltrationsmöjligheter, till exempel en gräsmatta som lutar från huset. För att inte riskera fuktskador på huskonstruktionen bör vatten ledas bort från husets yttervägg via särskilda ränndalsplattor av betong (bild 12). O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Bild 12: Exempel på stuprörsutkastare för avledning av takvatten till infiltration på gräsmatta. Foto: Mathias de Maré. 4. Investeringskostnad Kostnader för de olika typerna av anläggningar kan endast översiktligt bedömas med utgångspunkt från tidigare erfarenheter från liknande projekt. 16 av 17

19 Öppna diken Investeringskostnaden för öppna diken varierar beroende av hur slänterna är utformade och vilket markmaterial som finns på plats. Investeringskostnaden för öppna diken är kr/m (Bäckström, 2002). Generellt sett kostar ett dike cirka 180 kr/m 2 (Pircher, 2007). Makadamdiken Kostnaden för makadamdike är kr/m 3 (Sulsbruck, 1997). Kostnader för utgrävning utgör cirka % av totalkostnader, stenfyllnad cirka %, inledande rör cirka %. Eventuellt tillkommer kostnad för torvtäcke innan gräs etablerats (Schueler, 1987). Dagvattenkasseter Kostnader för dagvattenkassetter beräknas till cirka 4600 kr/m 3 (Wavin, 2012). Gröna tak Det är svårt att ge något exakt pris på vad gröna tak kostar att anlägga. Prisvariationen beror bland annat på takets placering och tillgänglighet till takytan. Ett grönt tak kostar ungefär mellan 600 kr/m 2 till 2000 kr/m 2 (Pircher, 2007). 5. Drift- och underhållskostnader Kostnad för skötsel uppgår årligen till 5-8 % av anläggningskostnaderna. Kostnaderna för skötsel baseras på grova uppskattningar. En bedömning görs för varje enskilt fall och kostnaderna varierar från år till år. Nyanlagda anläggningar kräver utökad skötsel de tre första åren. Drift- och underhållskostnader för öppna diken varierar kraftigt vilket kan bero på vilka komponenter man har valt att ta med i skötselkostnaderna. 0,01-1,41 kr/m är beräknat på ett dike med djupet 0,5 m (Bäckström, 2002). Skötseln består av gräsklippning, städning och allmän tillsyn. Makadamdiken behöver grävas om efter cirka år eftersom de hydrauliska förutsättningarna ändras med tiden till följd av olika grad av igensättning. O\ MARK\2013\ \3_Teknik\Dokument\.doc Livslängd på dagvattenkassetter varierar med hur arbetet med tätningen kring kassetterna är utförd. Blir detta fel utfört kan sediment tränga in och uppta volym eller ännu värre, på sikt sätta igen magasinet. För mindre magasin fungerar dessa utmärkt då de är billiga och enkla att montera. 17 av 17