Kvarteret Kvarnen, Vännäsby

Transkript

1 Vännäs Kommun Kvarteret Kvarnen, Vännäsby Dagvattenutredning Umeå

2 Kvarteret Kvarnen, Vännäsby Dagvattenutredning Datum Uppdragsnummer Utgåva Version 1.0 Lorens Wikström Christer Wedin Robert Thorén Bo Granlund Uppdragsledare Rapport Beräkningar Granskare Ramböll Sverige AB V. Norrlandsgatan 11 B Umeå Division: Nord T: F: Organisationsnummer

3 Innehållsförteckning 1. Bakgrund och syfte Förutsättningar Planområdet Markförhållanden Dagvatten Underlag Avrinningsberäkningar Befintlig dagvattenhantering i planområdet Befintlig dagvattenhantering i planområdets närområden Dagvattenhantering för utbyggt planområde Avrinningsberäkning för utbyggt planområde Ledningssystem för avvattningen Alternativt utförande av ledningssystem Flödesutjämning Flödesutjämning och dagvattenavrinning vid extrem nederbörd Utformning av fördröjande åtgärder Utformning av utjämningsmagasin Utformning av utjämningsmagasin för extrem nederbörd Slutsatser/Rekommendationer Primär rekommendation Sekundär rekommendation Bilagor: Bilaga 1 Beräkningar av befintligt ledningsnäts kapacitet Bilaga 2 Avrinningsberäkning för utbyggt planområde Bilaga 3 Dimensionering av utjämningsmagasin Bilaga 4 Dimensionering av utjämningsmagasin för 50- och 100-årsregn i

4 1. Bakgrund och syfte I samband med detaljprojektering av VA, gata och vägbelysning för rubricerat objekt har behov av dagvattenutredning uppstått. Ramböll Sverige AB i Umeå, har fått i uppdrag att utföra utredningen som ett tilläggsuppdrag till projekteringsuppdraget. Detaljplanen för området är uppdelad i två etapper varav etapp 1 är fastställd. Planförslag för etapp 2 finns framtaget och avser området där det idag finns fotbollsplaner och en tennisplan. Detaljplanerna syftar till att anlägga nya bostäder i området. Då dagvattenutredningen måste omfatta båda etapperna görs i fortsättningen ingen skillnad mellan etapp 1 och 2, med begreppet planområdet avses i fortsättningen således det sammanlagda området för båda etapperna. Utredningen inriktas på att beskriva: - det befintliga dagvattennätets kapacitet, - hur dagvattenavrinningen sker idag, - hur dagvattenavrinningen bedöms förändras av planerad bebyggelse, - dimensionerande dagvattenflöden - beräkning av erforderliga fördröjningsvolymer med hänsyn till det befintliga dagvattennätets kapacitet, - redovisning av några möjliga systemlösningar, - rekommendationer för fortsatt detaljprojekteringsarbete. Utredningen innefattar dock inte ekonomiska livscykelkostnadsanalyser. Objektet är beläget centralt i Vännäsby mellan järnvägen och Umeälven. Utredningen är utförd på uppdrag av Vännäs Kommun. 2. Förutsättningar 2.1 Planområdet Planområdet är beläget norr om Umevägen och gränsas i väster av Snickargatan, i öster av Västra Åsgatan och Gothnellsgatan samt i norr av Stationsvägen och Rådjursgatan (se bilaga 2). Planområdet omgärdas av befintlig bebyggelse runt om. I planområdets västra del finns idag en fullstor och några mindre fotbollsplaner med naturgräs samt en grusad tennisplan. Mitt i planområdet ligger en viss mängd fyllnadsmassor upplagda medan planområdets östra del består idag av gräsbesådd åkermark. Planområdet ligger generellt lägre än omkringliggande bebyggelse, dess lägsta markhöjd ligger på ca +78,15 och omkringliggande tomtmarker markhöjder varierar mellan ca +80,15 till +79,00. Nivåer är angivna i RH av 17

5 Tomterna är ej höjdsatta i detaljplanen, dock är tanken från beställarens sida att området inte ska fyllas upp i någon större utsträckning utan att den nya höjdsättningen ska följa befintliga marknivåer i så stor utsträckning som möjligt. Enligt beställaren är det olämpligt att leda dagvatten direkt ner mot Umeälven med självfall då sannolikheten för höga vattenstånd i Umeälven är hög vilket innebär att risken för dämning i dagvattensystemen är stor. Figur 1. Planområdets läge i Vännäsby. Lantmäteriet/Metria. Figur 2. Befintliga höjdförhållanden i planområdet och dess närområden, röda områden är lägsta belägna. Grunddata Lantmäteriet/Metria. 2 av 17

6 2.2 Markförhållanden Utförliga resultat och redovisning av de geotekniska undersökningarna finns i Projekteringsunderlag Geoteknik, Geoteknisk undersökning på del av Vännäs 11:58 och Vännäs 34:4, Tyrens AB, Området består allmänt av mäktiga sediment som delvis är täckt av utfyllnadsmassor längst västerut/ nordväst. Fyllningen består av mycket varierande material t.ex. mulljord, silt, sand och grus. De naturliga jordarterna under fyllningen och i övriga delar av området utgörs av upp till 0,5 m mäktigt ytligt lager mulljord ovan mycket skiktade lager av sediment. Sedimenten varierar från att vara lerigt siltiga till grusigt sandiga med generellt mycket lös till lös lagringstäthet. I mitten och södra delen av området finns ett ca 0,1 m mäktigt lager växtdelar på ca 2,5 m 3,5 m djup. Schaktbarhetsklass i de naturliga jordlagren har bedömts till klass 1 till 2 och i fyllningsmaterial till schaktbarhetsklass 2 till 3. Grundvattennivåmätningar i april/maj 2013 visar relativt jämn yta på nivå mellan +76, ,5 (RH2000). Grundvattennivån bedöms variera ±1,0 m under en årscykel. 2.3 Dagvatten Dagvatten är avrinnande regn-, smält och dräneringsvatten från tätorter. Från naturlig mark sker i normala fall en liten avrinning av dagvatten. När ytor hårdgörs med vägar, parkering och byggnader ökar avrinningen och även föroreningarna som följer med vattnet. Dagvatten från befintliga gator och befintlig bebyggelse i planområdets omgivning avleds idag i ledningssystem norrut till en befintlig trumma under järnvägen, relinad till dimension Di=800 mm. Från trumman rinner dagvattnet sedan vidare norrut i ett utloppsdike. 2.4 Underlag Grundkarta, ledningskarta för befintliga VA-ledningar, plankarta och beskrivning av planområdet har erhållits som underlag av beställaren. Övrigt underlag: Projekteringsunderlag Geoteknik, Geoteknisk undersökning på del av Vännäs 11:58 och Vännäs 34:4, Tyrens AB, Svenskt Vatten P90, Dimensionering av allmänna avloppsledningar (2004) Svenskt Vatten P105, Hållbar dag- och dränvattenhantering (2011) Höjddata i form av laserdata, Lantmäteriet ( ). 2.5 Avrinningsberäkningar Avrinningskoefficienter enligt Svenskt Vatten publikation P90 har delvis använts. I P90 finns inte avrinningskoefficienter angivna för alla slag av ytor som planeras i området, bedömningar av rimliga värden har därför gjorts. Planområdet är instängt och befinner sig i gränslandet mellan att klassificeras som citybebyggelse alternativt ej citybebyggelse enligt P90. Om området klassificeras som citybebyggelse så innebär detta att dagvattenledningar bör dimensioneras för regn med återkomsttiden 10 år (s.k. 10-årsregn) medan en klassificering som ej citybebyggelse innebär att dagvattenledningar bör 3 av 17

7 dimensioneras för regn med återkomsttiden 5 år avseende dimensionering för full ledning och 10 års återkomsttid avseende dämning i systemet upp till marknivå. Begreppet återkomsttid definieras som den tidsperiod inom vilket ett regn med viss nederbörd inträffar statistiskt. T.ex. ett regn med återkomsttid 10 år inträffar statistiskt en gång vart tionde år. Begreppet varaktighet avser ett regns varaktighet, i beräkningarna ger kortare varaktighet kraftigare regn. Den kortaste varaktighet som allmänna ledningar normalt dimensioneras för är 10 minuter enligt P90. För planområdet gäller att hela området hinner samverka vid 10 minuters varaktighet, dvs. en vattendroppe som faller vid avrinningsområdets gräns hinner avrinna från området inom 10 minuter. Detta ger att vi endast behöver beräkna flöden för regn med 10 minuters varaktighet. Återkomsttid, varaktighet och beräkningsområdets geografiska läge ger en regnintensitet som uttrycks i liter per sekund och hektar (l/s,ha). För ett 10-årsregn respektive ett 5-årsregn i Vännäsby med 10 min varaktighet är regnintensiteten ca 219 l/s,ha respektive ca 173 l/s,ha. Avrinningskoefficienten är ett uttryck för hur stor del av nederbörden som avrinner efter förluster genom avdunstning, infiltration och absorption av växtligheten eller genom magasinering i markytans ojämnheter. Genom att multiplicera arean för en yta med respektive avrinningskoefficient erhålls den reducerade arean, A red. Avrinningskoefficienten har alltid ett värde mellan 0 och 1 och ju högre värde desto större andel av vattnet rinner av från ytan efter ett regn. Det finns rekommenderade avrinningskoefficienter, dels för olika typer av ytor och dels för olika bebyggelsetyper. För bebyggelsetyper används begreppet sammanvägd avrinningskoefficient. Exempelvis så har ett standardtak en avrinningskoefficient 0,9 vilket innebär att nästan allt vatten rinner av från ytan medan grönyta, ängsmark mm har koefficienten 0-0,1 viket betyder att som mest 10 % rinner av på ytan. Avrinningskoefficienten från en viss yta eller bebyggelsetyp varierar i praktiken mellan olika regntillfällen beroende på regnets volym, intensitet, klimatförhållande (t ex tjälad mark) mm och är alltså inte lika vid varje regn. De värden som anges i tabellen gäller för dimensionerande regnintensiteter och måttliga lutningar. Vid små regn kan koefficienten vara betydligt lägre än i tabellen och vid extrema regn (t ex 100-årsregn) när markmagasinen är mättade kan avrinningskoefficienten närma sig 1,0 även i gräsytor. För ett enskilt regn med mindre än 5 mm nederbörd behöver det knappt bli någon avrinning alls från t.ex. ett grönt tak (se Svenskt Vatten P105). 2.6 Befintlig dagvattenhantering i planområdet Befintlig mark inom planområdet ligger generellt lägre än omkringliggande bebyggelse och den största delen av området har inget utlopp för dagvatten 4 av 17

8 varken ytledes eller via ledningar i mark vilket innebär att dagvattnet sannolikt infiltreras. Dagvattenledningar i mark finns öster och norr om fotbollsplanerna vilket kan innebära att fotbollsplanerna och tennisplanen är dränerad. Planområdets bruttoarea är ca 7,1 ha (71139 m 2 ). 2.7 Befintlig dagvattenhantering i planområdets närområden Exploateringen av planområdet kommer innebära en ökad belastning på det befintliga ledningsnätet för dagvatten i planområdets närområden om anslutning sker till detta. Vi måste därför utreda hur situationen ser i ut och hur belastat det befintliga ledningsnätet är idag. Vi har valt att göra detta genom att beräkna ledningskapaciteten nedströms fem tänkbara punkter på det befintliga ledningsnätet där dagvatten från det nya planområdet kan tänkas anslutas. Där ej annat anges har ledningarna förutsatts luta i 5. De fem tänkbara anslutningspunkterna är: Punkt 1 Befintlig D500 Betong vid tennisplan, lutning <1, i beräkningarna används 1. Punkt 2 Befintlig D800 Betong i Stationsvägen, Punkt 3 Befintlig D1000 Betong i Ängsvägen, Punkt 4 Befintlig järnvägstrumma, relinad till Di=800 mm, Punkt 5 Befintlig D315 i Rådjursgatan. Figur 3. Läge för tänkbara anslutningspunkter på befintligt ledningssystem. Som vi tidigare nämnt i kapitel 2.5 så är den kortaste varaktighet som allmänna ledningar normalt dimensioneras för 10 minuter enligt P90. För alla våra beräkningspunkter gäller att hela deras avrinningsområden hinner samverka vid 5 av 17

9 10 minuters varaktighet. Detta ger att vi endast behöver beräkna flöden för regn med 10 minuters varaktighet. Vi har valt att beräkna flöden för 100, 10, 5, 2, och 1-års återkomsttid i bilaga 1, där även avrinningsområden redovisas. Resultatet av beräkningarna för 10, 5 och 2-årsregn redovisas även i tabell 1-3 nedan. I beräkningarna har vi beräknat belastningen på det befintliga ledningsnätet enbart från planområdets närområden, dvs det befintliga område som omfattar planområdet har ej medräknats. Tabell 1: Befintligt ledningsnäts kapacitet och befintlig belastning nedströms möjliga anslutningspunkter vid 10-årsregn. Punkt Ledning Befintligt belastande flöde (l/s) Kapacitet vid 95% fylld ledning (l/s) Differens (l/s) 1 D500 Btg D800 Btg D1000 Btg Jvg-tr D315 Pvc Tabell 2: Befintligt ledningsnäts kapacitet och befintlig belastning nedströms möjliga anslutningspunkter vid 5-årsregn. Punkt Ledning Befintligt belastande flöde (l/s) Kapacitet vid 95% fylld ledning (l/s) Differens (l/s) 1 D500 Btg D800 Btg D1000 Btg Jvg-tr D315 Pvc Tabell 3: Befintligt ledningsnäts kapacitet och befintlig belastning nedströms möjliga anslutningspunkter vid 2-årsregn. Punkt Ledning Befintligt belastande flöde (l/s) Kapacitet vid 95% fylld ledning (l/s) 1 D500 Btg Differens (l/s) 2 D800 Btg D1000 Btg Jvg-tr D315 Pvc av 17

10 3. Dagvattenhantering för utbyggt planområde 3.1 Avrinningsberäkning för utbyggt planområde Planområdet planeras att bebyggas med tomter för villor och några flerbostadshus samt tillhörande lokalgator. Gröna parkytor planeras att anläggas mellan gatorna och tomterna som gemensamhetsanläggningar. Infarterna till tomterna kommer dock i vissa fall dras över dessa gröna ytor. Infarterna förutsätts i beräkningarna bli hårdgjorda ytor som upptar ca 5,5 % av tomterna och parkytornas totala area. Utifrån den gällande planläggningen och ovanstående antaganden bör en rimlig bedömning vara att planområdets area på ca 7,1 ha (71139 m 2 ) kommer disponeras ungefär enligt tabell 4 nedan: Tabell 4: Ytor och avrinningskoefficienter Yta Area (m 2 ) Avrinningskoefficient A red (m 2 ) Byggyta, standardtak , Vegetationsyta (underbyggd) Vegetationsyta (ej underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (ej underbyggd) , , , , Totalt , Ytornas utbredning redovisas även i bilaga 2. Avrinningen vid dimensionerande regn beräknas med hjälp av den reducerade arean (A red ). Flödet (Q) = regnintensiteten (i) * A red. Flöden från exploaterat planområde beräknas enligt nedan: Q d, 1mån, 10 min = i x A red = 32 x 19168/10000 = 62,1 l/s Q d, 2 mån, 10 min = i x A red = 51 x 19168/10000 = 96,9 l/s Q d, 3 mån, 10 min = i x A red = 62 x 19168/10000 = 118,0 l/s Q d, 6 mån, 10 min = i x A red = 82 x 19168/10000 = 156,3 l/s Q d, 1 år, 10 min = i x A red = 103 x 19168/10000 = 198,3 l/s Q d, 2 år, 10 min = i x A red = 129 x 19168/10000 = 247,1 l/s Q d, 5 år, 10 min = i x A red = 173 x 19168/10000 = 331,5 l/s Q d, 10 år, 10 min = i x A red = 219 x 19168/10000 = 420,2 l/s Avrinningen kan dock fördröjas genom olika åtgärder, vi återkommer till detta i kapitel 4. 7 av 17

11 3.2 Ledningssystem för avvattningen Dagvattensystem för planområdet utformas som slutet ledningssystem i mark till vilket dagvattenbrunnar för avvattning av ytvatten från gator ansluts liksom dränering från gator och tomter. Om det nya ledningssystemet ska anslutas till det befintliga bör det göra det i en punkt där kapacitet finns att ta hand om flödet från det nyexploaterad planområdet. I kapitel 2.7 beräknades det befintliga ledningsnätets kapacitet i fem tänkbara anslutningspunkter, från detta kan vi konstatera följande: Befintlig järnvägstrumma är underdimensionerad redan idag och bör bytas ut, i fortsättningen tar vi ingen hänsyn till att den innebär en väsentlig strypning av kapaciteten utan dimensionerar systemet fram till den enligt P90 och utgår ifrån att trumman i framtiden byts ut. Befintlig D500 Betong i punkt 1 är ej lämplig att ansluta till då den i dagsläget ej har kapacitet nedströms att klara befintlig belastning vid 2-årsregn på grund av sin näst intill obefintliga lutning. Vattengång i anslutningspunkten är + 77,27 i RH 2000 vilket innebär att även om anslutning varit möjlig sett till flödeskapaciteten så krävs pumpning av stora delar av det nya planområdet pga. höjdförhållandena, se även kapitel 2.1. Befintlig D315 Pvc har ej kapacitet att klara hela det nya planområdets belastning. En liten del av området skulle kunna ledas till denna vid dimensionering för 5-årsregn, men ledningen är också relativt ytligt förlagd (vg + 77,84 i RH 2000) i anslutningspunkten så problem med dålig täckning uppstår om man förlänger den. Befintlig D800 Btg i punkt 2 och befintlig D1000 Btg i punkt 3 har överskottskapacitet nedströms som möjliggör anslutning. Eftersom dessa punkter ligger nedströms punkt 1 så innebär detta dock att höjdförhållandena är de samma som för punkt 1, dvs. att stora delar av planområdet kräver pumpning för att kunna avvattnas. Vid anslutning till D800 Btg i punkt 2 och dimensionering för 10-årsregn krävs att viss volym magasineras pga. kapacitetsbrist nedströms punkt 3. Endast en liten del av planområdet är möjligt att avleda med självfall, vi väljer därför i fortsättningen att utgå ifrån att dagvatten pumpas bort från hela planområdet. Pumpning till punkt 2 innebär att en tryckdagvattenledning måste schaktas ned i befintlig gata (Rådjursgatan) på en sträcka av ca 70 m. 3.3 Alternativt utförande av ledningssystem Istället för att leda dagvattnet norrut till det befintliga ledningssystemet så skulle en alternativ lösning kunna vara att pumpa dagvattnet för det nya planområdet ner till Umeälven och släppa ut det med självfall sista biten. Pumpstationen i det fallet skulle i så fall dimensioneras för att klara mottryck i form av dämning från älven i den avslutande självfallssträckan. En tänkbar dragning skulle kunna vara nedför Såggatan genom grönområdet mellan Umevägen och älven enligt figur 4. 8 av 17

12 Figur 4. Möjlig alternativ dragning till Umeälv (ca 500 m) 3.4 Flödesutjämning För att anslutning till befintlig D800 Btg i punkt 2 ska vara möjlig så måste flödestopparna till dagvattennätet vid intensiva regn minskas genom att vattnet får passera någon typ av utjämningsmagasin där utloppskapaciteten är begränsad. Ett sådant magasin (eller flera) skulle även innebära att den pumpstation som krävs för pumpning av dagvattnet kan dimensioneras för mindre flöden. Magasinering kan således vara lämpligt även om flödet pumpas direkt till älven för att minska pumpstationen och pumparnas storlek. I våra fortsatta beräkningar i detta kapitel utgår vi ifrån att ett magasin används som allt dagvatten från planområdet passerar genom. Detta innebär att pumpstationens dimensionerande flöde blir lika med utjämningsmagasinets maximala utflöde. Beroende på hur vi betraktar områdets bebyggelsetyp vid dimensionering för full ledning så kan dimensionering för 5-årsregn alternativt 10-årsregn bli aktuellt. I både fallen blir den outnyttjade kapaciteten för D1000 Btg nedströms punkt 3 styrande. Vi väljer att dimensionera för 10-årsregn, den outnyttjade kapaciteten för D1000 Btg nedströms punkt 3 är då 162 l/s enligt kapitel 2.7 och är alltså det maximala utflöde vi kan tillåta från utjämnings-magasinet och således också pumpstationens dimensionerande flöde. Vi antar dock med lite marginal ett tillåtet utflöde på 120 l/s från vårt magasin. Detta utflöde kan jämföras mot de beräknade flöden som räknades fram i kapitel 3.1 för att relatera pumpstationens kapacitet i förhållande till de regn som väntas falla över planområdet. Vårt utflöde från magasinet, och därmed pumpstationens dimensionerande flöde på 120 l/s motsvarar lite mer än ett 3-månadersregn med 10-minuters varaktighet. Detta innebär alltså att pumpstationen och det befintliga ledningssystemet klarar regn som statistiskt faller en gång var 3:e månad eller oftare. Kraftigare regn som statistiskt inträffar mer sällan än så behöver magasineras. 9 av 17

13 Behovet av effektiv volym för flödesutjämning för att erhålla ett maximalt utflöde på 120 l/s till dagvattensystemet beräknas enligt Svenskt Vatten P90, Bilaga 7. Tidigare har vi endast behövt beräkna regn med 10 minuters varaktighet. (se kapitel 2.7 och 3.1) men för att dimensionera utjämningsmagasinet måste vi komplettera våra avrinningsberäkningar och beräkna den erforderliga utjämningsvolymen för regn med längre varaktigheter för att se vilken varaktighet som ger den största. Dessa beräkningar redovisas i bilaga 3 och visar att behov av största erforderliga för utjämningsvolym (154 m 3 ) inträffar vid regn med 17 minuters varaktighet. Om vi istället som jämförelse dimensionerar magasinet för samma utflöde men för 5-årsregn så skulle detta innebära att en utjämningsvolym på 96 m 3 behövs, vi återkommer till detta i senare kapitel. 3.5 Flödesutjämning och dagvattenavrinning vid extrem nederbörd Som nämnts i tidigare kapitel så bör planområdet dimensioneras för 5- eller 10- årsregn enligt P90. Vi beräknar dock som jämförelse till detta vilka volymbehov som krävs i händelse av ett 50-årsregn respektive ett 100-årsregn nedan samt mer detaljerat i bilaga 2 och årsregn, 10 min: Maxflöde med de tidigare antagna avrinningskoefficienterna blir ca 1029 l/s. Erforderlig utjämningsvolym för flödesutjämning för att klara ett maximalt utflöde på 120 l/s till dagvattensystemet blir då ca 666 m årsregn, 10 min: Maxflöde med de tidigare antagna avrinningskoefficienterna blir ca 774 l/s. Erforderlig utjämningsvolym för flödesutjämning för att klara ett maximalt utflöde på 120 l/s till dagvattensystemet blir då ca 431 m 3. Vid extrema skyfall liknande 50- eller 100-årsregn uppstår dock med tiden vattenmättnad även i icke hårdgjorda ytor (t ex gräsytor och naturmark) och avrinningskoefficienterna går mot 1. Speciellt om det kommer ett extremregn efter en regnrik period då markmagasinen mättats blir avrinningen avsevärt högre och 100-årsflöden beräknade med de tidigare antagna avrinningskoefficienterna blir därför underskattade. Vid en extrem nederbördssituation kommer även allt dagvatten inte att kunna rinna ner i ledningssystemet då detta blir överbelastat utan toppflödet kan behöva avrinna på markytan. De förutsättningar som råder avseende höjdförhållanden, dvs. att planområdet ligger lägre än omkring-liggande mark gör dock att avrinning på markytan ej är möjlig. För att detta ska vara möjligt måste det nya området höjdsättas på sådant sätt att vattnen kan avrinna ytledes till ett angränsande område och sedan vidare mot t.ex. Umeälven under förutsättningar att älvens vattenstånd är lägre. 10 av 17

14 Att utreda detta kräver en mer omfattande utredning av ett större område av Vännäsby, förslagsvis innehållande dagvattenmodelleringar i datorprogram som Mike Urban eller liknande. Att dimensionera ett utjämningsmagasin för ett 100-årsregn med avrinningskoefficienterna satta nära 1 eller lika med 1 skulle ge enormt stora volymbehov som vi rimligen inte kan hantera inom planområdet. Vi väljer därför att i denna utrednings kommande kapitel begränsa oss till att titta på hur man skulle kunna skapa en utjämningsvolym under förutsättningen att samma avrinningskoefficienter gäller som vid 10-årsregn. Vid en extrem nederbördssituation med koefficienterna satta nära 1 behövs nödpumpning med mobila pumpar för att planområdet inte ska översvämmas. 4. Utformning av fördröjande åtgärder Takvatten kan fördröjas genom att ledas ut ovan mark i skålformad avledning, se figur nedan. Generellt bör hårdgjorda ytor minimeras till fördel för grus eller annan mer genomsläpplig beläggning för att minska avrinningen. Krav bör påföras fastighetsägarna att hårdgjorda, täta ytor inte får uppta mer en viss procent av den totala tomtytan och detsamma även för de gemensamma grönytorna som vissa infarter kommer dras över. Figur 5. Förslag på ytlig avledning av takvatten. Källa: Svenskt Vattens publikation P105. I Svenskt Vattens publikation P105 beskrivs många olika varianter på infiltrerande gröna ytor, stenfyllda svackdiken och liknande med översilning till dagvattenbrunnar i händelse av större regnmängder. Dessa lösningar är mycket bra exempel på hur dagvatten kan magasineras och fördröjas för en hållbar dag- och dränvattenhantering om förutsättningar finns för att genomföra dem. 11 av 17

15 4.1 Utformning av utjämningsmagasin Även om höjdsättningen för planområdet inte är klar i skrivande stund så är sannolikheten hög för att grundvattennivån kommer ligga relativt nära markytan på vissa ställen. Då eventuella magasineringar i stenkistor och stenfyllda svackdiken måste ske ovan grundvattenytan blir utrymmet i höjdled begränsat vilket gör att volymerna för sådana måste bredas ut i plan istället för att kompensera. Att planområdet är helt instängt så att möjligheten för ytledes avledning saknas och att det befintliga ledningsnätet som vi i första hand ska ansluta till är begränsat i kapacitet gör att vi är helt beroende av utjämningsmagasinering för att översvämningar inte ska uppstå för alla regn med längre återkomsttid än 3 månader. Ett alternativ till stenkistor och liknande är dagvattenkassetter, men även dessa begränsas av var grundvattennivån ligger. Ett rörmagasin däremot har fördelen att det kan ligga nere i grundvattnet utan att magasinsvolymen fylls med grundvatten under förutsättning att fogarna är täta. En rörleverantör vi talat med intygar att fogarna är tillräckligt täta för detta, för att säkerställa det förankrar man rören i varandra genom att dra ihop dem med vajrar. Även om lite grundvatten antagligen läcker in någonstans ändå bör detta handla om försumbara mängder som inte går att jämföra med stenkistor eller kassetter som ligger under grundvattennivån. Ett rörmagasin kan utföras i olika material, dock har betong fördelen att det ej flyter upp på grund av eventuellt upptryckande grundvatten. Enligt kapitel 3.4 behöver vi en utjämningsvolym på 154 m 3 vid dimensionering för fylld ledning vid 10-årsregn och 96 m 3 vid dimensionering för 5-årsregn. I våra beräkningar har vi likställt dimensionering för fylld ledning med dimensionering för fyllt utjämningsmagasin. Om rörmagasinet skulle utformas av betongrör med innerdiameter 1400 mm skulle följande längd på röret (magasinet) krävas: L = V / ( * r 2 ) 10-årsregn: 154 / ( * 0,7 2 ) 100 m 5-årsregn: 96 / ( * 0,7 2 ) 63 m För att jämföra skillnaden i kostnad mellan de olika alternativen har vi gjort en enkel kostnadsberäkning för 154 m 3 utjämningsvolym vid dimensionering för 10-årsregn och kommit fram till följande ungefärliga kostnader: Dagvattenmagasin med dagvattenkassetter Kr Rörmagasin av plåtrör, Di = 1400 mm Kr Rörmagasin av betongrör, Di = 1400 mm Kr Stenkista Kr 12 av 17

16 Det kan finnas möjlighet att utföra infiltrerande gröna stråk som t.ex. svackdiken på någon eller några platser inom planområdet, men då det sannolikt inte kommer att kunna gå att ersätta hela den erforderliga utjämningsvolymen med sådana stråk och diken väljer vi att använda ett rörmagasin för våra fortsatta beräkningar i detta skede. En schematisk utformning av ett dagvattensystem med rörmagasin skulle kunna se ut så som i figur 6 nedan. Figur 6. Schematisk utformning av dagvattensystem med rörmagasin. 4.2 Utformning av utjämningsmagasin för extrem nederbörd I händelse av extrem nederbörd i form av t.ex. 50- eller 100-årsregn behövs större magasinsvolym för att ta hand om vattnet då detta ej kan avledas från området ytledes då detta är helt instängt. Att utforma t.ex. rörmagasin under mark med stora utjämningsvolymer för extrema regn skulle sannolikt vara alltför kostsamt, ett mer rimligt alternativ skulle vara att skapa ett öppet magasin i form av ett lågt grönområde (svacka) där vatten kan tillåtas samlas i händelse av dämning i systemet och ytledes avrinning. Grönområdet skulle kräva ett visst behov av utrymme, förslagsvis skulle en av de planerade tomterna avsättas till detta. Grönområdet skulle i normalfallet kunna fungera som parkmark och rekreationsområde och även bli ett trivsamt inslag i bostadsområdet. Enligt kapitel 3.5 skulle följande utjämningsvolymer krävas vid extrem nederbörd: 50-årsregn: 431 m årsregn: 666 m 3 Om vi skulle kombinera ett öppet magasin med ett rörmagasin från kapitel 4.1 så kan vi tillgodoräkna oss rörmagasinets volym. Detta skulle innebära att det öppna utjämningsmagasinet skulle behöva ha någon av följande volymer beroende på vad man dimensionerar för: 13 av 17

17 Rörmagasin för 5-årsregn, öppet magasin för 50-årsregn: Volym öppet magasin = = 335 m 3 Rörmagasin för 5-årsregn, öppet magasin för 100-årsregn: Volym öppet magasin = = 570 m 3 Rörmagasin för 10-årsregn, öppet magasin för 50-årsregn: Volym öppet magasin = = 277 m 3 Rörmagasin för 10-årsregn, öppet magasin för 100-årsregn: Volym öppet magasin = = 512 m 3 Ett dagvattensystem med rörmagasin i kombination med ett öppet magasin för extrem nederbörd skulle schematiskt kunna se ut så som i figur 7 nedan. Figur 7. Schematisk utformning av dagvattensystem med rörmagasin och öppet magasin. Ett öppet magasin kan utformas och gestaltas på flera olika sätt, viktigt är dock att magasinets bottennivå är högre än grundvattenytan. Vidare måste planområdets höjdsättning i övrigt utföras på sådant sätt att inga andra ytor översvämmas förrän utjämningsmagasinet är fyllt. För att få en uppfattning om ungefärliga areor och vattendjup som krävs för att erhålla den erforderliga volym som krävs följer här några godtyckligt valda exempel (där måtten är längd, bredd och vattendjup): Rörmagasin för 5-årsregn, öppet magasin för 50-årsregn (V erf = 335 m 3 ): 26 x 26 x 0,50 = 338 m 3 Rörmagasin för 5-årsregn, öppet magasin för 100-årsregn (V erf = 570 m 3 ): 32 x 32 x 0,56 = 573 m 3 Rörmagasin för 10-årsregn, öppet magasin för 50-årsregn (V erf = 277 m 3 ): 25 x 25 x 0,45 = 281 m 3 Rörmagasin för 10-årsregn, öppet magasin för 100-årsregn (V erf = 512 m 3 ): 30 x 30 x 0,57 = 513 m 3 14 av 17

18 Utloppet som vid höga flöden även fungerar som inlopp när dagvattensystemet dämmer kan med fördel anläggas ca 10 cm över bottennivån så att mindre regnmängder som hamnar i magasinet genom ytavledning infiltreras. Ett öppet magasin skulle också kunna utföras som en halvöppen variant där botten utförs av ett lager krossmaterial som får fungera som en stenkista. Detta skulle göra att en del av utjämningsvolymen förläggs i krossmaterialet och resten öppet i svackan. Vid en sådan utformning är det viktigt att krossmaterialet ligger ovan grundvattenytan. Detta alternativ är dock mindre gynnsamt ekonomiskt jämfört med det helöppna alternativet och är troligen endast att föredra om marknivåerna absolut inte kan anläggas så att ett helt öppet magasin kan skapas. 5. Slutsatser/Rekommendationer Planområdet har idag inget utlopp för dagvatten varken via ledningssystem i mark eller ytledes avrinning. Viss dränering kopplad på dagvattensystemet kan dock finnas under de befintliga fotbollsplanerna och den befintliga tennisplanen. Dagvattnet infiltreras i dagsläget då planområdet i stort sett uteslutande består av grönytor. Om ett nytt dagvattensystem för det nya planområdet ska anslutas till det befintliga ledningsnätet så måste flödet från området begränsas så det inte överskrider 120 l/s vid 10-årsregn. 5.1 Primär rekommendation I denna utredning har en av förutsättningarna varit att den färdiga marken inom planområdet ska följa befintliga marknivåer i så stor utsträckning som möjligt. Då den befintliga marken ligger så lågt som den gör innebär detta att pumpning behövs från i stort sett alla dess delar, vissa mindre delar kan höjdmässigt avledas till det befintliga dagvattennätet men då detta är hårt belastat redan i dagsläget så är det bättre att pumpa även detta vatten till en punkt på det befintliga nätet där kapaciteten är större. Att anlägga ett bostadsområde så lågt att dagvattnet behöver pumpas bort är något som vi inte rekommenderar. Utan att visserligen gjort djupare efterforskningar så känner vi inte till några bostadsområden i Umeå eller Sundsvalls kommuner där så förekommer. I Svenskt Vattens publikation P105 rekommenderas att bebyggelse ska hållas borta från områden som riskerar att översvämmas så långt det är möjligt. Vår primära rekommendation är därför att planområdet inte bör bebyggas under de förutsättningar som råder för denna utredning. Planområdet bör fyllas upp avsevärt till nivåer högre än omkringliggande områden (dvs. högre än ca + 80) så att vattenvägar för ytledes avrinning av extrema nederbörder kan skapas. Att nå det befintliga självfallsledningsnätet för dagvatten blir troligen svårt även om en sådan uppfyllning sker, troligen behöver ett nytt ledningssystem byggas ned till Umeälven i vilket dämning får 15 av 17

19 accepteras. Dock måste planområdets höjdsättning utföras på sådant sätt att dess lägsta marknivå ligger högre än den högsta högvattennivån i älven. 5.2 Sekundär rekommendation Om beställaren väljer att bortse från våra rekommendationer i kapitel 5.1 och bibehåller de förutsättningar som gäller i dagsläget för höjdsättning av planområdet så redovisar vi i detta kapitel hur vi rekommenderar att dagvattenhanteringen bör ske i så fall. En höjdsättning av planområdet på likartade nivåer som befintlig mark innebär som vi nämnde i kapitel 5.1 att dagvattnet måste pumpas bort. Vi har i föregående kapitel hittat en punkt på det befintliga dagvattennätet där vi kan påföra 120 l/s och ansatt detta som dimensionerande flöde för en ny pumpstation. Även om vi inte skulle ansluta till det befintliga dagvattennätet utan anlägga en ny tryckledning ned till älven så bör flödet från området begränsas ändå för att också begränsa pumpstationen och pumparnas storlek. Utifrån detta rekommenderar vi därför en pumpstation med dimensionerande flöde 120 l/s och ett rörmagasin i mark för att fördröja flödet fram till stationen. Det bör noteras att denna dagvattenutredning inte har behandlat ekonomiska livscykelkostnadsanalyser av investeringskostnader och framtida driftkostnader. Detta innebär att vi inte kan säga att våra föreslagna lösningar är de ekonomiskt mest fördelaktiga på sikt. Att ytterligare strypa utflödet från rörmagasinet skulle ge mindre pumpar i pumpstationen och större magasin och det motsatta skulle ge det omvända. Vi har ej hellre utrett vad som är mest ekonomiskt fördelaktigt av anläggande av tryckledning till befintligt ledningsnät jämfört med ned till älven. Ytterligare utredningar och beräkningar krävs för att avgöra exakt vilka kombinationer som är de mest ekonomiskt fördelaktiga sett till hela anläggningens livscykel. Vi rekommenderar rörmagasin istället för magasin typ stenkistor och svackdiken på grund av driftsäkerheten och på grund av att vi i dagsläget inte kan garantera att höjdsättningen och utformningen av de gemensamma gröna parkytorna blir sådana att det ger utrymme för svackdiken eller liknande i den utsträckning som behövs för att klara hela behovet av flödesutjämning. På grund av områdets utsatthet för översvämningar då det är helt instängt så bör även ett öppet utjämningsmagasin för extrema nederbörder anläggas, helst för 100-årsregn. Vidare, om vi väljer att betrakta planområdet som Ej citybebyggelse så får dämning till marknivån förekomma med 10 års återkomsttid enligt P90. Detta innebär i så fall att vi kan nyttja det öppna magasinet även för magasinering av 10-årsregn och därmed dimensionera rörmagasinet och ledningssystemet för dagvatten fram till det för 5-årsregn. Vi rekommenderar därför ett rörmagasin av betongrör, Di = 1400 mm, L = 63 m. 16 av 17

20 Vi rekommenderar dock att man dimensionerar ledningarna fram till magasinet för 10-årsregn även om det räcker med 5-årsregn. Detta ger en extra magasinsvolym som vi tidigare inte tillgodoräknat oss. Skillnaden i kostnad för ökning av ledningsdimensionerna mellan 5- och 10-årsregn tenderar bli marginell i sammanhanget. Observera att de magasin vi beräknat i denna utredning är dimensionerade under förutsättningen att ett kontinuerligt utflöde på 120 l/s finns. Detta innebär att pumpstationen måste fungera för att dimensioneringen skall stämma, stannar pumparna så kanske inte magasinen klarar att magasinera de regnvolymer som de är dimensionerade för. Observera även att om dagvattnet leds via befintligt ledningsnät i norr så bör Trafikverket kontaktas för byte av den befintliga underdimensionerade järnvägstrumman till en större dimension. 17 av 17