Uppföljning av fem dagvattenanläggningar i

Transkript

1 Uppföljning av fem dagvattenanläggningar i norra Stockholmsområdet NOS-dagvatten Jonas Andersson och Daniel Stråe WRS Uppsala AB Föroreningar i dagvatten Stockholm 30 november 2010

2 Projektet Uppföljning av dagvatten- anläggningar i fem norrortskommuner Ett samarbete mellan fem av Stockholmsregionens norrortskommuner (Upplands-Bro, Sigtuna, Upplands Väsby, Sollentuna och Täby) Med delfinansiering från:

3 Varför startades projektet?

4 Varför startades projektet? 1.Många dammar anlagda och planerade, men funkar dom?

5 Varför startades projektet? 1.Många dammar anlagda och planerade, men funkar dom? 2.I flera kommuner omfattande och kostsam provtagning, men svårtolkade resultat.

6 Läget när projektet startade 2006 Fåtal dagvattenanläggningar följs upp. Där uppföljning pågår, ofta stickprovtagning och ingen flödesmätning. Provtagning och analyser kostsamma. De data som erhålls är svåra att utvärdera.

7 Syften Öka kunskapen om dagvattnets föroreningsmängder. Öka kunskapen om reningsanläggningars funktion. Öka kunskapen om metodik för att utvärdera anläggningar. Metod Ökad erfarenhet av hur dagvattenarbete kan bedrivas inom- och mellankommunalt. Flödesproportionell vattenprovtagning i inoch utlopp i fem anläggningar, g en per kommun, under minst två år. Kompletterande undersökningar, t.ex. sedimentundersökningar. Avstämningsmöten 1-2 gånger per år i en bred tjänstemannagrupp. Projekttid Hösten 2006 till hösten 2010.

8 Projektbudget Totala projektbudget: >3 Mkr, varav projektet beviljats 50 % från RTK (Miljöanslaget) och kr från SVU Projektbudgeten t har disponerats på följande poster: Kommunernas investeringar: > kr (ca kr/kommun) Kommunernas drift/projektarbete: > kr (ca kr/kommun) Analyser ca kr Projektledning, datasammanställning, kompletterande undersökningar m.m. > kr Projektägare: Upplands Väsby kommun, Teknik och Service. WRS bistått med bl.a. projektledning och datasammanställning

9 Var ligger kommunerna och dammarna?

10 Flödesproportionell provtagning

11 Provtagnings- och flödesmätningsutrustning Kombinerade flödesmätare och provtagare Isco 6712FR vid både in- och utlopp. Flödesmätning med ekolod (nivå över olika typer av skibord) samt area/hastighetsgivare (flödesmätning i rör). Flöden loggas med t.ex. 10-minutersintervall och loggade data tankas ur ca 1 gång/månad. Prover hämta varannan vecka. Provtagaren har klimatskåp för kylning av prover. Inloppsslangar skyddas mot frysning med värmekabel och isolering (åretruntdrift).

12 Analyser Parameter Uttag av samlingsprov Uttag/år Antal provpunkter per anläggning Tot-P varannan vecka 26 2 PO 4 -P varannan vecka 26 2 Tot-N varannan vecka 26 2 Susp varannan vecka 26 2 Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, Cd varannan vecka 26 2 Alifater (Tot. extraherbara) var fjärde vecka 13 2 PAH (Summa 16) var fjärde vecka 13 2

13 Ladbrodammen

14 Anläggningsår: 2002 Togs i drift år: 2003 Ladbrodammen - Upplands Väsby

15 Ladbrodammen - Upplands Väsby Avrinningsområdets total yta: 201 ha (centrum bebyggelse 70%, radhus- villaområden 12 %, flerfamiljehus 10 %, vägområde 8 %) Genomsnittlig avrinningskoefficient: Uppskattad till 0,31 Dammarnas/våtmarkens medelvattenyta: 5500 m 2 Storlek ca 0,9 % av det hårdgjorda avrinningsområdet

16 Myrängsdammen

17 Myrängsdammen - Täby Anläggningsår: 2003 Idrifttagande år: 2003 Ombyggd år: 2007 Dammens medelvattenyta: 1250 m 2 Storlek i % av avrinningsområdet: 0,3 % Storlek i % av det hårdgjorda avrinningsområdet: 1,1 %

18 Myrängsdammen - Täby Avrinningsområdets totala yta: 43,5 ha (radhus- och villaområden ca 90, flerbostadshus ca 5 %, skogsområden ca 5 %) Genomsnittlig avrinningskoefficient: ca 0,25

19 Steningedalens årike

20 Steningedalens årike i Märsta, Sigtuna Anläggningsår: 2005 Togs i drift år: 2006 Ombyggd år: (dämme i tunnelmynning) Dammarnas medelvattenyta: 4200 m 2 Vattendjup i dammarna: 1.2 m Reglerhöjd i damm 1: 0.3 m Översilningsytans area: 2500 m 2 Storlek i % av avrinningsområdet: 0.009

21 Steningedalens årike i Märsta, Sigtuna 72 km 2 av Märstaåns avrinningsområde leds in i en dagvattentunnel. Av det leds ett delflöde på % in i våtmarken.

22 Tibbledammen

23 Tibbledammen i Kungsängen, Upplands Bro Renoverad/ombyggd:

24 Tibbledammen i Kungsängen, Upplands Bro Avrinningsområdets total yta: 649 ha (skogsmark 36 %, ängsmark 27 %, villaområden 14 %, radhus 10 %, flerfamiljshus 10 %, väg E18 1,4 % m.m.) m Genomsnittlig avrinningskoefficient: 0,17 Dammens medelvattenyta: 5670 m 2 Storlek 0,087 % av avrinningsområdet Storlek 0,5 % av det hårdgjorda avrinningsområdet

25 Vibydammen

26 Viby Gårds dammar, Sollentuna Anläggningsår: 2002 Avrinningsområdets total yta: ca 140 ha Idrifttagande d år: 2002 (ca 1/3 bebyggda ytor) Genomsnittlig avrinningskoefficient: ca 0,15 Dammyta vid lågvattenföring: ca 700 m 2 Dammyta vid högvattenflöde: ca 1600 m 2

27 Viby Gårds dammar, Sollentuna

28 Genomförda beräkningar Massbalansberäkningar: Halten i ett 2-veckorsprov har multiplicerats med flödet för samma period för att erhålla mängd in till respektive ut från dammen. Mängd in - mängd ut = avskiljd mängd Beräkning av flödesviktade medelvärden: Mängden in respektive ut under driftsperioden har dividerats med det totala flödet under perioden. Justering av flöden: Mycket tid har lagts på att räkna om flöden för att kompensera för olika typer av fel i flödesmätningen.

29 Mycket omfattande datamängd Ca 2,5 miljoner flödesregistreringar. Tusentals analyser genomförda. Material, metod och resultat kommer att redovisas utförligt i rapport i Svenskt Vatten Utvecklings rapportserie under 2011.

30 Suspenderat material Flödesviktad medelhalt (mg/l)

31 Suspenderat material Susphalterna in till Steningedalen är låga jämfört med övriga anläggningar. Ko-tramp ger något högre halter ut.

32 Total- och fosfatfosfor (Tot-P, PO4-P) Flödesviktad medelhalt (mg/l) Andelen PO 4 -P i inkommande vatten % av Tot-P (Lägst i Tibbledammen)

33 Totalkväve (Tot-N) Medelhalt (mg/l)

34 Klorid (Cl) Flödesviktad medelhalt (mg/l)

35 Tungmetaller Flödesviktade medelhalter (µg/l) Kopparföroreningar: Främst från lokala källor, vanligast är takytor och annat byggnadsmaterial som korroderar. En annan stor föroreningskälla är trafiken; framförallt slitningen av fordonsbromsar.

36 Tungmetaller Flödesviktade medelhalter (µg/l) Krom: främst lokala källor så som trafik, där krom frigörs vid slitage av däck - framförallt dubbdäck, bromsar och vägbeläggning, från rostfria produkter löses också krom ut. OBS! Ofta nära eller under det. gränsen. 1,0 μg/l

37 Tungmetaller Flödesviktade medelhalter (µg/l) Nickel kommer via atmosfärisk deposition från förbränning av kol och olja, produktion av nickellegeringar och förädling av metallen. Andra källor till dagvattnets t nickel är läckage från jord och urlakning från soptippar.

38 Tungmetaller Flödesviktade medelhalter (µg/l) Föreslaget gränsvärde MKN SFÄ 4 µg/l löst Cu (30-50 % löst i dagvatten?) Gränsvärde AA-MKN 20 µg/l löst Ni (50-70 % löst i dagvatten?) Föreslaget gränsvärde MKN SFÄ 3 µg/l löst Cr (65-90 % löst i dagvatten?) Gränsvärde AA-MKN 7,2 µg/l löst Pb (<5 % löst i dagvatten?)

39 Zink (Zn) Flödesviktad medelhalt (µg/l) Zink: galvaniserade ytor på t.ex. vägräcken, lyktstolpar, elskåp och fönsterbleck. Även slitning av fordonsdäck bidrar. Föreslaget gränsvärde Föreslaget gränsvärde MKN SFÄ 3-8 µg/l löst Zn (15-55 % löst i dagvatten?)

40

41 Relativ (procentuell) avskiljning Ämne Ladbrodammen Myrängsdammen Steningedalen Tibbledammen Viby Gårds dammar Medel* Cu 54% 32% 12% 52% 34% 43% Cr 70% 45% 3% 72% 45% 58% Cd 6% 46% 4% 39% 57% Ni 57% 20% 6% 54% 26% 39% Pb 74% 53% 2% 76% 56% 65% Zn 53% 48% 28% 59% 58% 55% SS 83% 59% 25% 82% 66% 72% Fet understruken = högsta relativa reningeffekt * ) Medelvärde utan Steningedalen Kursiverad stil = lägsta reningseffekt

42 Fosfor belastning och avskiljning Ladbrodammen Myrängsdammen Steningedalens årike Tibbledammen Viby Gårds dammar Upplands Väsby Täby Sigtuna Upplands Bro Sollentuna Total våtyta (ha) 0,55 0,13 0,66 0,60 0,16 Inflöde (m3/dygn) Uppmätt dygnsmaxflöde (m3/dygn) Ytbelastning (mm/dygn) Avrinningsområde (ha) Avrinningskoefficient 0,31 0,25 0,25 0,17 0,15 Reducerad yta (ha) Dammyta/reducerad yta (%) 0,9% 1,1% 0,04% 0,54% 0,76% Teoretisk uppehållstid (dygn) Halter (mg/l) Tot P In 0,17 0,055 0,075 0,15 0,24 Ut 0,13 0,038 0,070 0,05 0,09 PO 4 P In 0,048 0,013 0,026 0,025 0,11 Ut 0,045 0,018 0,018 0,009 0,05 Andel PO 4 P i ink. vatten 28% 23% 35% 17% 45% Mängder (kg/ha/år ) P belastning bl ti P avskiljning mv = P avskiljning % mv = 38 % 27% 31% 6% 66% 61%

43 Fosfor belastning och avskiljning Ladbrodammen Myrängsdammen Steningedalens årike Tibbledammen Viby Gårds dammar Upplands Väsby Täby Sigtuna Upplands Bro Sollentuna Total våtyta (ha) 0,55 0,13 0,66 0,60 0,16 Inflöde (m3/dygn) Uppmätt dygnsmaxflöde (m3/dygn) Ytbelastning (mm/dygn) Avrinningsområde (ha) Avrinningskoefficient 0,31 0,25 0,25 0,17 0,15 Reducerad yta (ha) Dammyta/reducerad yta (%) 0,9% 1,1% 0,04% 0,54% 0,76% Teoretisk uppehållstid (dygn) Halter (mg/l) Tot P In 0,17 0,055 0,075 0,15 0,24 Ut 0,13 0,038 0,070 0,05 0,09 PO 4 P In 0,048 0,013 0,026 0,025 0,11 Ut 0,045 0,018 0,018 0,009 0,05 Andel PO 4 P i ink. vatten 28% 23% 35% 17% 45% Mängder (kg/ha/år ) P belastning bl ti P avskiljning mv = P avskiljning % mv = 38 % 27% 31% 6% 66% 61%

44 300 Fosforavskiljningen är belastningsberoende damm och å r) Dagvattendamm Jordbruksvåtmark/damm (rel. lågbelastade) Spillvattenvåtmark Tibble Viby (spillvattenpåverkad?) iljning (kg/ha 150 Fosforavski 100 Myrängsdammen (Slogstorp) 50 Steninge 0 Ladbro Belastning P (kg/ha damm och år)

45 300 Fosforavskiljningen är belastningsberoende Ej jordbruk, ej Steningedalen 250 Dagvattendamm Tibble ljning (kg/ha damm och år r) Spillvattenvåtmark R 2 = 0,962 Viby (spillvattenpåverkad?) Fosforavski 100 Myrängsdammen 50 0 Ladbro Belastning P (kg/ha damm och år)

46 Kväve belastning och avskiljning Ladbrodammen Myrängsdammen Steningedalens årike Tibbledammen Viby Gårds dammar Upplands Väsby Täby Sigtuna Upplands Bro Sollentuna Total våtyta (ha) 0,55 0,13 0,66 0,60 0,16 Inflöde (m3/dygn) Uppmätt dygnsmaxflöde (m3/dygn) Ytbelastning, medelflöde (mm/dygn) Avrinningsområde (ha) Avrinningskoefficient 0,31 0,25 0,25 0,17 0,15 Reducerad yta (ha) Dammyta/reducerad yta (%) 0,9% 1,1% 0,04% 0,54% 0,76% Teoretisk uppehållstid (dygn) Halter (mg/l) Tot N In 1,9 2,3 1,45 1,3 3,5 Ut 14 1,4 22 2, , ,7 19 1,9 Mängder (kg/ha/år ) N belastning N avskiljning mv = N avskiljning % mv = 27 27% 5% 11% 47% 44%

47 3000 Dagvattendamm Kväveavskiljningen är belastningsberoende 2500 Jordbruksvåtmark/damm (rel. lågbelastade) Spillvattenvåtmark Viby (spillvattenpåverkad?) m och år) g (kg/ha dam Tibble Kvä äveavskiljnin Steninge Ladbro 0 Myrängsdammen Belastning N (kg/ha damm och år)

48 Är dagvattendammar kostnadseffektiva? Enligt Naturvårdsverkets analys inom ramen för Baltic Sea Action Plan (NV rapport 5984) är kostnaden för avskiljning i dagvattendammar kr/kg P eller kr/kg N. Kostnaden för avskiljning av P och N i kommunala avloppsreningsverk är enligt samma rapport 180- ca 5000 kr/kg P eller kr/kg N. En enkel beräkning av kostnaden för avskiljning i Myrängsdammen, Steningedalen och Tibbledammen har gjorts. Kapitalkostnaden har skrivits av på 20 år. Myrängsdammen: Anläggningskostnad kr, driftskostnad kr/år. Kostnad per kg P: kr, Kostnad per kg N: 5000 kr. Steningedalen: Anläggningskostnad 3,4 Mkr, driftskostnad kr/år. Kostnad per kg P: kr, Kostnad per kg N: 360 kr. Tibbledammen: Anläggningskostnad kr, driftskostnad kr/år. Kostnad per kg P: 360 kr, Kostnad per kg N: 60 kr.

49 Råd och rekommendationer för dammutformning Led om möjligt in hela flödet till dammen, det ger en högre absolut avskiljning (Tibble, Viby). By-pass endast om flödesvariationen är extremt stor. Stor utjämningsvolym och möjlighet att nyttja kompletterande ytor för överdämning/översilning gynnsamt (Viby) För hög kostnadseffektivitet ska belastningen vara hög i förhållande till dammytan. En lägre ytbelastning ger dock ofta högre procentuell avskiljning, vilket är väsentligt vid t.ex. känsliga recipienter. Väl utvecklad vegetation viktigt (inte minst undervattensväxter). T.ex. Tibbledammen har en mycket tät undervattensvegetation.

50 Slutsatser Dammarna visar tydlig avskiljning av näringsämnen och föroreningar, i nivå med förväntad avskiljning eller i några fall bättre. Steningedalen lägre avskiljning än förväntat, men med facit i hand så ligger den i nivå med jordbruksvåtmarker. Stor avskiljning sker antagligen i dagvattentunneln. Resultaten för Tibble och Viby indikerar att det är en fördel att leda in hela flödet till anläggningen, ej by-pass. Den flödesproportionella provtagningen har varit framgångsrik, men också tidskrävande och kostsam.

51 Projeketets hemsida: