Dagvattensystemet i Falköping Dagvattenberäkningar för Logistic Center Skaraborg, Marjarp

Transkript

1 Dagvattensystemet i Falköping Dagvattenberäkningar för Logistic Center Skaraborg, Marjarp Link Water Level :31:27 Falk10Y_70p_dubbcirk_nymagHDDubbla_NyMag.PRF Discharge / / DNB41 DNB39 DNB38 DNB37 DNB24 Dikespunkt Inlopp_Mag Br_hit_tröskel _dike / / / / /

2 Sammanfattning En dagvattenmodell över området Marjarp har upprättats i modellverktyget MIKE URBAN CS. Arbetet har utförts av: Mikael Broberg Håkan Strandner Falköpings kommun DHI Sverige AB Ett antal beräkningar med olika förutsättningar har genomförts för att pröva olika lösningar. I modellen är inlagt utjämningsmagasin på några ställen. Ett av dessa är den befintliga utjämningsdammen i Marjarp. Denna har beräknats med dels befintligt utförande och dels med en version med större volym. För att kunna leda bort dagvattnet från de planerade områdena söder om Norra Tvärvägen har ett utjämningsmagasin söder om vägen antagits. Detta rymmer ca 1400 m3 vid belastning av ett 10-årsregn. De östra delarna av det planerade exploateringsområdet avvattnas till största delen norrut för att sammankopplas med utloppsdiket från dammen strax nordväst om denna. Även detta flöde behöver utjämnas för häftiga regn. I modellen har två alternativ beräknats. I det första leds en del av vattnet till utjämningsdammen (befintlig och utbyggd) och en del i ledning norrut till ett magasin. I det andra alternativet leds vattnet norrut i ett brett dike (med profil enligt sidan 12) som då fungerar både som ledning och magasin. 2

3 Förord I denna rapport visas med hjälp av modellverktyget MIKE URBAN hur det går att klara kraven på dagvattensystemet i överbelastade områden med hjälp av olika åtgärder. Dessa är oftast av typen utjämningsmagasin vilka syftar till att fördröja flödestoppen vid häftiga regn med snabbt förlopp. I några fall har även styrning av flödet med hjälp av strypningar använts för att uppnå önskat resultat. Målsättningen har varit att klara kraven enligt P90 med god marginal. Kravet har därför satts till att klara regn med återkomsttiden 10 år men effekten av både 20- och 100-årsregn har beräknats. Den nederbördsbelastning som används är hämtad från Bengt Dahlströms rapport. Intensiteter och varaktigheter har använts i ett modellregn av CDS-typ.

4 Bakgrund Dagvattensystemets avbördningskapacitet ska vara sådan, att ett 10-årsregn klaras, utan att dämning sker till marknivå. I planeringsprocessen bör också utredas konsekvenserna av ett skyfall som innebär häftigare förhållanden än ett dimensionerande regn (10-års, 20-års, 100-års), dvs. Plan B.

5 Innehåll Sammanfattning... 2 Förord... 3 Bakgrund... 4 MIKE URBAN-beräkning av dagvattensystemet i Marjarp... 6 Förklaring av profiler och inlagda catchments (avrinningsområden)... 7 Beräkning av alternativ där vatten leds till befintlig eller utbyggd utjämningsdamm... 8 Alternativ med ett norrgående större utjämningsdike Magasin vid Brogärdet Kommentar och diskussion kring utnyttjande av utjämningsdamm Figursammanställning Figur 1 Profil 2 för 10-årsregn, befintlig damm... 9 Figur 2 Profil 2 för 10-årsregn, utbyggd damm... 9 Figur 3 Nivå vid tröskel och lågöverfall, alt befintligt damm(blå) resp utbyggd damm (svart) Figur 4 Bräddflöde vid tröskel och lågöverfall, alt befintligt damm (röd och grön) resp utbyggd damm (blå och svart) Figur 5 Flöde i utloppsdike, befintlig damm (blått), utbyggd damm (svart) Figur 6 Bräddflöde och nivå nedströms Östra magasinet Figur 7 Profil 2, befintligt magasin, beräkning med 10-årsregn Figur 8 Profil 2, utbyggt magasin, beräkning med 10-årsregn Figur 9 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 10-årsregn Figur 10 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 20-årsregn Figur 11 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 100-årsregn Figur 12 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 10-årsregn Figur 13 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 20-årsregn Figur 14 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 100-årsregn Figur 15 Magasinet (punkt 25) och kopplade ledningar med dim Figur 16 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 10-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1500 m Figur 17 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 20-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1600 m Figur 18 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 10-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1500 m3, strypning före Node Figur 19 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 20-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1600 m3, strypning före Node Figur 20 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 100-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 2120 m3, strypning före Node Figur 21 Profil 1, befintligt magasin, beräkning med 100-årsregn Figur 22 Profil 1, befintligt magasin, beräkning med 100-årsregn. Nedströmsdiket breddat Figur 23 Nivån i punkten för 100-årsregn. Blå kurva med breddat dike

6 MIKE URBAN-beräkning av dagvattensystemet i Marjarp Ett antal beräkningar har gjorts med flera olika förutsättningar med hänsyn till olika åtgärdsförslag. I modellen har antagits en ytbelastning utifrån nedanstående karta som visar den tänkta markanvändningen. Deltagande yta: 1% Deltagande yta: 80% Deltagande yta: 80% Deltagande yta: 30% Deltagande yta: 5% Deltagande yta: 80% En vattendelare strax norr om dammen medför att en del av ytorna avrinner norrut och följaktligen inte kan utjämnas i den befintliga dammen. Vid en situation där både Område för verksamheter och Expansionsområden/terminalverksamhet är fullt utbyggda krävs därför en utjämningsvolym för det vatten som avvattnas åt norr. Nedanstående karta visar hur ledningar och diken är placerade i modellen och även de volymer som använts för att utjämna flödestopparna.

7 Förklaring av profiler och inlagda catchments (avrinningsområden) Profil 1 Profil 2 Profil 3

8 Beräkning av alternativ där vatten leds till befintlig eller utbyggd utjämningsdamm Utjämningsvolym m3 Utjämningsvolym alt m3 Gula linjer = dike med profil enligt bild Blå linjer = 2 parallella ledningar dim 1200 mm Utjämningsvolym 2000 m3 Nedanstående diagram visar resultat med beräkningar för ett CDS-regn med 10 års återkomsttid. Beräkningen är gjord med dubbla ledningar med dim 1200 mm mellan Dotorp och utjämningsmagasinet (dammen) vid Marjarp både befintligt och utbyggt alternativ samt utjämningsvolymen (11 000m3) öster om dammen, se bild.

9 DNB42 DNB43 DNB44 DNB48 DNB45 DNB46 DNB47 25 DNB51 DNB50 DNB27 Link Water Level :55:00 10Y_T1_delnorrBefmagMagnorrHDBefdamm.PRF Discharge / DNB24 Dikespunkt Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ / / / Figur 1 Profil 2 för 10-årsregn, befintlig damm Link Water Level :27:32 10Y_T1_delnorrNymagMagnorrHDMag_norr.PRF Discharge / DNB42 DNB43 DNB44 DNB48 DNB45 DNB46 DNB47 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Dikespunkt Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ / / / Figur 2 Profil 2 för 10-årsregn, utbyggd damm

10 Time Series Node Water Level (10Y_T1_delnorrNymagMagnorrHDMag_norr.PRF) Node Water Level 12:00:00 14:00:00 16:00:00 18:00:00 20:00:00 22:00:00 00:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 10:00:00 12:00:00 Figur 3 Nivå vid tröskel och lågöverfall, alt befintligt damm(blå) resp utbyggd damm (svart) [] Time Series Weir Discharge (10Y_T1_delnorrNymagMagnorrHDMag_norr.PRF) 12:00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 00:00:00 03:00:00 06:00:00 09:00:00 12:00:00 Weir Discharge Lågöverfall ( -> Br_hit_lågöverfall) Tröskelöverfall ( -> Br_hit_tröskel) Lågöverfall ( -> Br_hit_lågöverfall) Tröskelöverfall ( -> Br_hit_tröskel) Figur 4 Bräddflöde vid tröskel och lågöverfall, alt befintligt damm (röd och grön) resp utbyggd damm (blå och svart)

11 [] Time Series Link Discharge (10Y_T1_delnorrNymagMagnorrHDMag_norr.PRF) Link Discharge Dike_fr_damm (Br_hit_tröskel -> ) Dike_fr_damm (Br_hit_tröskel -> ) :00:00 15:00:00 18:00:00 21:00:00 00:00:00 03:00:00 06:00:00 09:00:00 12:00:00 Figur 5 Flöde i utloppsdike, befintlig damm (blått), utbyggd damm (svart) Time Series Node Water Level (10Y_T1_delnorrNymagMagnorrHDMag_norr.PRF) Node Water Level :00:00 14:00:00 16:00:00 18:00:00 20:00:00 22:00:00 00:00:00 02:00:00 04:00:00 06:00:00 08:00:00 10:00:00 12:00:00 Figur 6 Bräddflöde och nivå nedströms Östra magasinet

12 Alternativ med ett norrgående större utjämningsdike Grå linje = Utjämningsvolym i norrgående dike profil enligt bild Utjämningsvolym alt m3 Gula linjer = dike med profil enligt bild Dubbla 1000mm ledningar under vägen Utjämningsvolym ca 2000 m3 Nedanstående diagram visar resultat med beräkningar för ett CDS-regn med 10 års återkomsttid. Beräkningen är gjord med ett större dike (se profil ovan) mellan Dotorp och diket norr om utjämningsmagasinet (dammen) vid Marjarp. Beräkning både med befintligt och utbyggt alternativ för dammen.

13 Link Water Level :27:14 10Y_UtjdikeHDNytt_Dike_Norr.PRF Discharge DNB42 DNB43 DNB44 DNB48 DNB45 DNB46 DNB47 25 DNB50 DNB27 DNB24 Node_ Figur 7 Profil 2, befintligt magasin, beräkning med 10-årsregn Link Water Level :27:14 10Y_Utjdike_nymagdammHDNytt_Dike_Norr.PRF Discharge DNB42 DNB43 DNB44 DNB48 DNB45 DNB46 DNB47 25 DNB50 DNB27 DNB24 Node_ Figur 8 Profil 2, utbyggt magasin, beräkning med 10-årsregn

14 DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Link Water Level :14:20 10Y_NyanivBrogärd1.0strypHDStrypn_i_dike.PRF Discharge Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 9 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 10-årsregn Link Water Level :01:49 20Y_NyanivBrogärdHDStrypn_i_dike.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 10 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 20-årsregn

15 DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Link Water Level :17:58 100Y_Ny_niv_BroHDStrypn_i_dike.PRF Discharge Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 11 Profil 1, befintlig damm, beräkning med 100-årsregn Link Water Level :38:14 10Y_Utjdike_nymagdammHDNytt_Dike_Norr.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 12 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 10-årsregn

16 Link Water Level :13:56 20Y_NyanivBrogärdnydammHDStrypn_i_dike.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 13 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 20-årsregn Link Water Level :15:58 100Y_Ny_niv_BronydammHDStrypn_i_dike.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 14 Profil 1, utbyggt magasin, beräkning med 100-årsregn

17 Magasin vid Brogärdet Söder om Norra Tvärvägen planeras ett utjämningsmagasin för att kunna hålla nere ledningsdimensionerna under vägen. I modellen har antagits ett cylindriskt magasin med en fyllnadskurva enligt diagrammet. Under profilbilderna nedan har noterats vilken grad av utnyttjande magasinet har för olika belastningar. Magasinet är förbundet med nedströms liggande brunn med två ledningar på olika nivåer. Den undre är en 400 mm ledning och den övre har dimensionen 800 mm. Figur 15 Magasinet (punkt 25) och kopplade ledningar med dim.

18 Ny_Br1 Ny_Br2 Ny_Br3 DNB52_4 DNB53_5 DNB54 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Node_19 Link Water Level :19:23 10Y_NyanivBrogärd1.0HDNytt_Dike_Norr.PRF Discharge Node_ Figur 16 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 10-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1500 m Link Water Level :17:58 20Y_NyanivBrogärdejstrHDNytt_Dike_Norr.PRF Discharge Ny_Br1 Ny_Br2 Ny_Br3 DNB52_4 DNB53_5 DNB54 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Node_19 Node_ Figur 17 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 20-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1600 m3 Observera att en kritisk punkt är Node 7 vilket är det ställe där diket går in i två parallella trummor på vardera 1000 mm. Som ses i profilbilden ovan är marknivån satt till +206 m för området här. Om man stryper ytterligare här kommer dikets (utjämningsdiket uppströms) volym att utnyttjas bättre. Nedan visas en version där strypningen görs längre upp där marknivån är högre.

19 215.0 Link Water Level :29:10 10Y_Ny_niv_BroHDStrypn_i_dike.PRF Discharge Ny_Br1 Ny_Br2 Ny_Br3 DNB52_4 DNB53_5 DNB54 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Node_19 Node_5 Node_ Figur 18 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 10-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1500 m3, strypning före Node Link Water Level :28:49 20Y_Ny_niv_BroHDStrypn_i_dike.PRF Discharge Ny_Br1 Ny_Br2 Ny_Br3 DNB52_4 DNB53_5 DNB54 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Node_19 Node_5 Node_ Figur 19 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 20-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 1600 m3, strypning före Node 7

20 215.0 Link Water Level :26:58 100Y_Ny_niv_BroHDStrypn_i_dike.PRF Discharge Ny_Br1 Ny_Br2 Ny_Br3 DNB52_4 DNB53_5 DNB54 25 DNB51 DNB50 DNB27 DNB24 Node_19 Node_5 Node_ Figur 20 Profil 3 (börjar från Brogärdet), beräkning med 100-årsregn, befintlig damm och utnyttjad volym i Brogärdesmagasinet ca 2120 m3, strypning före Node 7

21 Kommentar och diskussion kring utnyttjande av utjämningsdamm Utnyttjandet av magasinet (befintlig alternativt utbyggd damm) påverkas i hög grad av kapaciteten på diket nedströms dammen, se bild nedan. Diket nedströms dammen Punkten Node 10 Dammen fungerar vid stora flöden som utjämningsmagasin från två håll. Flödet i diket nedströms går baklänges under början av avrinningsförloppet för ett stort regntillfälle t ex 10-årsregn eller kraftigare. Det är alltså positivt att skapa utjämningsvolymer i görligaste mån även i diket nedströms dammen. Det framgår också av nedanstående profiler att man bör hålla all bebyggelse över nivån 206 m med god marginal.

22 Link Water Level :13:58 100Y_befdammodikeHDStrypn_i_dike.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 21 Profil 1, befintligt magasin, beräkning med 100-årsregn. Link Water Level :19:58 100Y_befdammobr-dikeHDStrypn_i_dike.PRF Discharge DB14895 DB5492 DB5799 DB14071 DB14070 DB5796 DB5795 DB5794 DB5793 DB5701 DU21267 Inlopp_Mag Br_hit_tröskel Node_ Figur 22 Profil 1, befintligt magasin, beräkning med 100-årsregn. Nedströmsdiket breddat Time Series Node Water Level (100Y_befdammodikeHDStrypn_i_dike.PRF) Node Water Level :00:00 12:30:00 13:00:00 13:30:00 14:00:00 14:30:00 15:00:00 15:30:00 16:00:00 16:30:00 17:00:00 17:30:00 18:00:00 18:30: Figur 23 Nivån i punkten för 100-årsregn. Blå kurva med breddat dike.

23