Kvartersmarksexempel dagvattenflödesberäkning

Transkript

1 1

2 Beräkningar för förtätningskvarter 1a Välj Å(återkomsttid för regn)=10 år samt R djup =20 mm för beräkningarna, vilket enligt Figur 1 innebär att ca 90 % av årsvolymen tas om hand. Genomsläpplig beläggning Ansluten yta A gård = 963 m 2. Erforderlig fördröjningsvolym i luftigt bärlager U b = R djup 963/1000 = /1000=19,3 m 3. Tillgänglig våt volym under genomsläpplig beläggning V b = A gård d b n=963 0,3 d b [m 3 ]. Erforderligt djup för den våta volymen d b = 19,3/289 = 0,07 m. Det luftiga bärlagret måste alltså vara minst 7 cm tjockt (med en porositet på 30 %) för att kunna magasinera 20 mm regn. Tak till växtbäddar Ansluten takyta till växtbäddar A tak = 928 m 2. Erforderlig fördröjningsvolym U tak = R djup ( A tak + A växt ) /1000 = 20 ( )/1000 = 22,5 m 3. Tillgänglig våt volym i växtbäddar V växt = A växt d växt = 195 d v [m 3 ]. Erforderligt djup för den våta volymen d växt = 22,5/195 = 0,12 m Växtbäddarna behöver alltså vara nedsänkta minst 12 cm för att klara att magasinera 20 mm regn. Dimensionerande avrinning när fördröjningsvolymerna är utnyttjade Ur regnvolym-varaktighet diagram, Figur 2, avläses att för ett 10-årsregn har regnvolymen överskridit 20 mm efter 25 minuters regnvaraktighet. Dimensionerande dagvattenflöde erhålls när hela området samverkar i utloppet från kvarteret. Rationella metoden ger q dim =A tot ϕ i. I detta exempel sätts avrinningskoefficienten, ϕ, till 0,9 för tak och hårdgjord yta och till 1,0 för fyllda magasin där vattnet inte stoppas upp. Rinntiden t rinn beräknas utifrån rinnlängden på mark och i ledning till utloppet från kvarteret. Rinntiden på tak bortses ifrån eftersom denna är kortare. Rinnlängden på mark uppskattas till 40 m och hastigheten för ytavrinning kan sättas till 0,1 m/s. Rinnlängden i ledning uppskattas till 200 m och hastigheten kan sättas till 1 m/s. Rinntiden t rinn =40/0,1+200/1,0 = 600 s = 10 min. Regnintensiteten i avläses i intensitets-varaktighetsdiagram för 10 års återkomsttid och varaktigheten t r =25+10=35 min. Regnintensiteten i 35 = 100 l/s ha Ansluten area är 2086 m 2 hårdgjord yta samt 2252 m 2 grönyta (naturmark). A tot ϕ = , ,1 = 1890 m 2 =0,21 ha q dim = A tot ϕ i = 0, =21 l/s. Dimensionerande avrinning utan fördröjning Utan fördröjning erhålls största flödet ut från kvarteret för ett regn med 10 minuters varaktighet. A tot ϕ = ,9 = 1877 m 2 = 0,19 ha q dim = A tot ϕ i = 0,19 225=43 l/s. 2

3 3

4 Beräkningar för tät stadsenklav 2a Välj Å(återkomsttid för regn)=10 år samt R djup =20 mm för beräkningarna, vilket enligt Figur 1 innebär att ca 90 % av årsvolymen tas om hand. Hårdgjord gårdsyta till växtbäddar Ansluten gårdsyta till växtbäddar A gård = 232 m 2. Erforderlig fördröjningsvolym U gård = R djup ( A gård + A växt ) /1000 = 20 ( )/1000 = 10 m 3. Tillgänglig våt volym i växtbäddar V växt = A växt d växt = 270 d v [m 3 ]. Erforderligt djup för den våta volymen d växt = 10/270 = 0,04 m Växtbäddarna behöver alltså vara nedsänkta minst 4 cm för att klara att magasinera 20 mm regn. Extensiva gröna tak Ansluten takyta A tak = 775 m 2. Porositeten (n) för grönt tak antas vara = 0,2. Då R djup = 20 mm måste takets effektiva djup för fördröjning också vara 20 mm. Det gröna takets anläggningsdjup blir då: d tak = 20/0,2 = 100 mm. (Fördröjningsvolymen för gröna tak blir således: U tak = A tak d tak n=775 0,1 0,2=16 m 3 ) Vanliga tak och tunna extensiva gröna tak till nedsänkt grönyta Ansluten vanlig takyta A tak = 397 m 2. Erforderlig fördröjningsvolym för vanligt tak U tak = R djup A tak /1000 = /1000 = 8 m 3. Ansluten tunn extensiv grön takyta A tak = 748 m 2. Det tunna taket kan i detta exempel magasinera 5 mm regn. Återstående 15 mm behöver magasineras i den nedsänkta grönytan. Erforderlig fördröjningsvolym för tunt extensivt grön tak U tak = R djup A tak /1000 = /1000 =11,2 m 3. Summa erforderlig fördröjningsvolym från tak U tak = ,2 = 19,2 m 3. Därtill kommer nederbörd på den nedsänkta grönyta, som ska kunna hanteras på denna. Erforderlig fördröjningsvolym på grönytan U grön = 19, /1000 = 21,2 m 3. Den nedsänkta grönytan har i detta exempel en svagt konisk form; V grön = A grön h/3. h (djupet centralt på ytan) = V grön 3/ A grön = 21,2 3/98 = 0,65 m. Grönytan behöver således ha ett djup på 65 cm i mitten för att den våta volymen ska uppgå till 21,2 m 3. Dimensionerande avrinning när fördröjningsvolymerna är utnyttjade Ur regnvolym-varaktighet diagram, Figur 2, avläses att för ett 10-årsregn har regnvolymen överskridit 20 mm efter 25 minuters regnvaraktighet. Dimensionerande dagvattenflöde erhålls när hela området samverkar i utloppet från kvarteret. Rationella metoden ger q dim =A tot ϕ i. I detta exempel sätts avrinningskoefficienten, ϕ, till 0,9 för tak och hårdgjord yta och till 1,0 för fyllda magasin där vattnet inte stoppas upp. Rinntiden t rinn beräknas utifrån rinnlängden på mark och i ledning till utloppet från kvarteret. Rinntiden på tak bortses ifrån eftersom denna är kortare. Rinnlängden på mark uppskattas till 20 m och hastigheten för ytavrinning kan sättas till 0,1 m/s. Rinnlängden i ledning uppskattas till 40 m och hastigheten kan sättas till 1 m/s. Rinntiden t rinn =20/0,1+40/1,0 = 240 s = 4 min. 4

5 Regnintensiteten i avläses i intensitets-varaktighetsdiagram för 10 års återkomsttid och varaktigheten t r =25+4=29 min. Regnintensiteten i 29 = 120 l/s ha Ansluten area är 2086 m 2. A tot ϕ = , = 2306 m 2 = 0,23 ha q dim = A tot ϕ i = 0, = 28 l/s. Dimensionerande avrinning utan fördröjning Utan fördröjning erhålls största flödet ut från kvarteret för ett regn med 10 minuters varaktighet. A tot ϕ = ,9 = 2075 m 2 = 0,21 ha q dim = A tot ϕ i = 0, = 47 l/s. Diagrambilaga Figur 1 Andel av total årsvolym regn som inryms i magasinsvolymer med angivet värde på x- axeln. Regndata från Stockholm Regndefinition: uppehållstid 12 timmar, vilket innebär att magisinet behöver tömmas på 12 timmar. 5

6 Figur 2 Nederbördsvolym som funktion av varaktighet och återkomsttid enligt Dahlström Figur 3 Intensitets-varaktighetskurvor för olika återkomsttider enligt Dahlström (2010). 6