NORRVIDDEN NORRLAND AB. Solhöjden 31, Dagvattenutredning för detaljplan. Sundsvall

Transkript

1 NORRVIDDEN NORRLAND AB Solhöjden 31, Dagvattenutredning för detaljplan Sundsvall

2 Solhöjden 31, Dagvattenutredning för detaljplan Datum Uppdragsnummer Utgåva/Status Bo Granlund Bo Granlund Johanna Ardland Bojvall Uppdragsledare Handläggare Granskare Ramböll Sverige AB Box 454, Norra Kajen Sundsvall Telefon Fax Organisationsnummer

3 Innehållsförteckning 1. Bakgrund och syfte Förutsättningar Planområdet Markförhållanden Dagvatten Underlag Avrinningsberäkningar Befintlig dagvattenhantering i planområdet Miljökvalitetsnorm för vatten Dagvattenhantering för utbyggt planområde Avrinningsberäkning för utbyggt planområde Ledningssystem för avvattningen Volymer för flödesutjämning Dagvattenavrinning vid extrem nederbörd Föroreningar i dagvattnet Förslag till dagvattenhantering Slutsats Förslag till förbättring av recipientens status i

4 1. Bakgrund och syfte I samband med upprättande av detaljplan för fastigheten Solhöjden 31 i Sundsvall ska en dagvattenutredning biläggas. Ramböll Sverige AB, Sundsvall, har fått i uppdrag att utföra utredningen. Dagvatten från området avvattnas idag mot en kommunal dagvattenledning i Bjälkvägen, dagvattensystemet mynnar i Sundsvallsfjärden vid Norra Kajenområdet. Utredningen inriktas på att beskriva dagens förhållande, hur dagvattenavrinningen bedöms förändras av planerad bebyggelse, beräkning av fördröjningsvolymer för att klara ställda krav på maximalt dagvattenflöde samt redovisning av några möjliga systemlösningar. Objektet är beläget mellan Bjälkvägen och Skönsbergsvägen och gränsar i söder mot planområdet Norra Kajen. Utredningen är utförd på uppdrag av Norrvidden Norrland AB och Hans Berndtsson Arkitektkontor AB. Inom Ramböll har Bo Granlund varit uppdragsledare och teknikansvarig för VA. 2. Förutsättningar 2.1 Planområdet Fastigheten är belägen norr om Sundsvallsfjärden och gränsas i söder av Bjälkvägen, i norr och öster av bostäder, samt i väster av en större kontorsbyggnad. 1 av 11

5 Solhöjden Ortvikens pappersbruk Figur 1. Planområdets läge. Kartan hämtad från VISS Östra delen av området utgörs av en f d trädgård i en brant slänt som idag vuxit igen med slyskog. Mellersta delen av området består av gräsbevuxna ytor, norra delen utgörs av en mycket brant sluttning mot ovanliggande bostäder. Sydvästra området mellan Bjälkvägen och tomtgränsen i norr består av en relativt plan parkering. Grusplanen övergår norrut i en brant naturlig slänt med lutning ca 1:4 till 1:3. Mitt på södra delen av fastigheten står en äldre byggnad (Heffners herrgård) som fram till nyligen har använts som kontorslokal. Hela norra och östra delen av området sluttar påtagligt och marknivån varierar från cirka +9 i sydvästra hörnet till +23 i nordöstra hörnet, nivåer angivna i Sundsvalls lokala höjdsystem. Planområdet gränsar i söder mot planområdet Norra Kajen. Se illustrationsplan för planerad bebyggelse nedan. 2 av 11

6 Bjälkvägen Heffners Herrgård Figur 2. Illustrationsplan för planerad bebyggelse 2.2 Markförhållanden Jordarterna i området utgörs av sand och lera på morän under ytskikt av vegetation och fyllning. Berg har ej påträffats. Fyllning påträffas företrädesvis i södra delen av undersökt område, där fyllningen är 3-4 m tjock och i huvudsak består av friktionsjord med inslag av silt och lera. Sand och lera påträffas över moränen, lerlagret är tunt och bara lokalt förekommande. Ytvatten tillförs området från sluttningen i norr och bildar grundvatten efter infiltration i moränen. Grundvattnet ligger ca 3-4 m under markytan på södra delen av tomten. 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. Regnvatten som vid intensiva regn inte hinner infiltrera inom området avrinner idag ytledes som dagvatten mot Bjälkvägen där det leds in i en kommunal dagvattenledning med innerdiameter 300 mm (benämnd D300) via dagvattenbrunnar. Dagvatten från radhusområdet i norr avleds via en D225- ledning belägen i planområdets västra gräns. 3 av 11

7 MittSverige Vatten anger i remissvar att maxflödet från området till befintlig dagvattenledning i Bjälkvägen vid 10-årsregn, 10 min varaktighet, får vara högst 40 l/s. 2.4 Underlag Grundkarta, förslag till plankarta och preliminär beskrivning av planområdet har erhållits som underlag av beställaren. Ledningskarta som visar befintliga VA-ledningar i närområdet är erhållen från MittSverige Vatten AB. Övrigt underlag: RAPPORT, Översiktlig miljögeoteknisk undersökning/utlåtande geoteknik Solhöjden 31. WSP Norra Kajen, Fördjupad översiktsplan. Antagandehandling Klimatanpassa Sundsvall: Delprojekt Dagvattenstrategi, Svenskt Vatten P90, Dimensionering av allmänna avloppsledningar (2004) Svenskt Vatten P105, Hållbar dag- och dränvattenhantering (2011) Remissynpunkter från Länsstyrelsen, MittSverige Vatten AB och Miljökontoret (ur samrådsredogörelse del 2, ) Rapport Klimatanpassa Sundsvall, Delstudie: Bedömning av översvämningar och skredrisk i samband med skyfall. SWECO 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. Området är ej instängt och kan möjligen klassificeras som Citybebyggelse vilket enligt P90 innebär att dagvattenledningar dimensioneras för regn med återkomsttiden 2 år (s.k. 2- årsregn). Regnintensiteten för ett 2-årsregn med 10 min varaktighet är ca 134 l/s,ha (Dahlström 2010). För jämförelse redovisas även beräkningar med 10- årsregn med 10 min varaktighet, intensiteten är då 228 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 yttyper 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 4 av 11

8 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 ett grönt tak (se Svenskt Vatten P105). 2.6 Befintlig dagvattenhantering i planområdet Planområdets bruttoarea är ca 9600 m 2 med delvis kraftiga lutningar, marken består av grönytor och grusytor. Avrinningskoefficienten för området som helhet bedöms till 0,1 vilket ger att den reducerade arean, A red, blir 960 m 2. Flödet från det icke exploaterade området beräknas enligt nedan: 2-årsregn: Q ut = i x A red = 134 x 0,096 = 13 l/s 10-årsregn: Q ut = i x A red = 228 x 0,096 = 22 l/s Dagvattnet avleds till en dagvattenledning D300 i Bjälkvägen. I planområdets västra gräns ansluter en D225 norrifrån, därifrån vinklar ledningen söderut under dagens E4 och ansluter till en D500, dagvattnet följer systemet vidare söderut genom Norra Kajen-området och mynnar i Sundsvallsfjärden. Maxflödet från området till befintlig dagvattenledning i Bjälkvägen vid 10-årsregn, 10 min varaktighet, får vara högst 40 l/s enligt MittSverige Vatten AB. 2.7 Miljökvalitetsnorm för vatten EUs vattendirektiv (ramdirektivet för vatten) infördes i den svenska lagstiftningen år 2004 och benämns i Sverige för Vattenförvaltningen. Den utgår från vattnets naturliga avrinningsområden istället för administrativa gränser i form av länder och kommuner. Vattnens (vattenförekomsternas) nuvarande ekologiska status, dvs dess miljötillstånd, bedöms enligt en femgradig skala: hög, god, måttlig, otillfredsställande och dålig. Målet är att inga vatten ska försämras och att alla vatten ska uppnå minst miljökvalitetsnormen god status år En miljökvalitetsnorm uttrycker den kvalitet som en vattenförekomst ska ha uppnått vid en viss tidpunkt och har karaktären mål och framåtsyftande och är inte definitiv. Sundsvallsfjärden, som är recipienten för dagvattnet som avrinner från Bjälkvägen, benämns i VISS (Vatteninformationssystem Sverige) som: Vattenförekomst EU_CD: SE Där bedöms fjärden ha måttlig ekologisk potential 2009 och den uppnår ej god kemisk status Kvalitetskravet är att klara god ekologisk potential 2021 och god kemisk ytvattenstatus av 11

9 3. Dagvattenhantering för utbyggt planområde 3.1 Avrinningsberäkning för utbyggt planområde Solhöjden 31 planeras att bebyggas med ett P-däck under mark och med byggnader ovan samt vid sidan om däcket. Delar av markytan kommer att utgöras av grönyta eller plattläggning underbyggt med betongdäck, dvs med ett jordlager ovan betongen som kan infiltrera och magasinera dagvatten. Tomtytan på ca 9600 m2 planeras bli disponerad ungefär enligt tabellen nedan: Tabell 1: Ytor och avrinningskoefficienter (med standardtak) Yta Area (m 2 ) Avrinningskoefficient A red (m 2 ) Byggyta, standardtak , Vegetationsyta (underbyggd) ,2 230 Vegetationsyta (ej underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (ej underbyggd) , , ,7 385 Totalt , Avrinningen vid dimensionerande regn beräknas med hjälp av den reducerade arean (A red ). Flödet (Q) = regnintensiteten (i) * A red. Flödet från exploaterat område beräknas enligt nedan: 2-årsregn: Q ut = i x A red = 134 x 0,338 = 45 l/s 10-årsregn: Q ut = i x A red = 228 x 0,338 = 77 l/s Om gröna tak används på alla byggnader blir avrinningskoefficienten på takytorna lägre än om man har standardtak. Vi ansätter värdet 0,5, se tabell nedan: 6 av 11

10 Tabell 2: Ytor och avrinningskoefficienter (med gröna tak) Yta Area (m 2 ) Avrinningskoefficient A red (m 2 ) Byggyta, gröna tak , Vegetationsyta (underbyggd) ,2 230 Vegetationsyta (ej underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (underbyggd) Hårdgjord yta, plattor+väg (ej underbyggd) , , ,7 385 Totalt , Flödet från exploaterat område beräknas enligt nedan om alla tak utförs som gröna tak: 2-årsregn: Q ut = i x A red = 134 x 0,246 = 33 l/s 10-årsregn: Q ut = i x A red = 228 x 0,246 = 56 l/s Avrinningen kan minskas ytterligare genom olika åtgärder. Vid beräkningarna har antagits att ca 50 % av regnet magasineras i de gröna taken (tunt grönt tak, bedömd avrinningskoefficient 0,5). Det finns även djupa gröna tak som kan magasinera upp till 10 mm regn vilket ger en lägre avrinningskoefficient. Parkeringarna/ uteplatserna har antagits bli utformade med stensättning med grusfog. Avrinningen från dessa ytor kan minskas genom att parkeringarna utformas med mer genomsläpplig beläggning, t ex armerat gräs. 3.2 Ledningssystem för avvattningen Det interna dagvattennätet inom planområdet ansluts till den allmänna D300- ledningen i Bjälkvägen. Dräneringsvatten avsluts till det interna dagvattennätet. Avrinning från P-däck under mark avleds via oljeavskiljare till allmänt spillvattensystem. 3.3 Volymer för flödesutjämning Flödestopparna till dagvattennätet vid intensiva regn kan minskas genom att vattnet får passera någon typ av utjämningsmagasin där utloppskapaciteten är begränsad. Behovet av effektiv volym för flödesutjämning för att klara ett maxflöde på 40 l/s till dagvattensystemet beräknas nedan. Som förutsättning används ytor och avrinningskoefficienter från tabell 1 (med standardtak) där den reducerade arean A red är 3385 m 2 (0,34 ha). Beräkning enligt Svenskt Vatten P90, Bilaga 7: 7 av 11

11 10-årsregn, 10 min, max utflöde 40 l/s: Erforderlig utjämningsvolym blir ca 10 m Dagvattenavrinning vid extrem nederbörd Som jämförelse beräknas även volymsbehovet vid 100-årsregn: 100-årsregn, 10 min: Maxflöde med de tidigare antagna avrinningskoefficienterna blir ca 165 l/s. Erforderlig utjämningsvolym för flödesutjämning för att klara ett maxflöde på 40 l/s till dagvattensystemet blir då ca 80 m 3 (beräkning enligt Svenskt Vatten P90, Bilaga 7). Vid extrema skyfall liknande 100-årsregnet 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 allt dagvatten inte att kunna rinna ner i ledningssystemet utan toppflödet kan behöva avrinna på markytan. För att inte skada byggnader ska höjdsättningen genomföras så att vatten inte rinner in i husen, utan avleds på markytor mot Bjälkvägen. Ett avskärande dike/dränage bör utformas i slänten norr om byggnaderna vilket samlar upp och leder ytvatten och ytligt grundvatten förbi byggnaderna. I rapporten Bedömning av översvämningar och skredrisk i samband med skyfall., SWECO , redovisas hur ett kraftigt regn med en bedömd återkomsttid på ca 100 år kommer att påverka Sundsvalls tätort. Där beskrivs att avloppsledningssystem har historiskt dimensionerats för regn med 1-5 års återkomsttid. Vid regn med högre återkomsttid är i regel ledningssystemet redan fullt utnyttjat, vilket innebär att ytavrinningen kommer att bli dominerande för avledning av ytvatten. Analysen har därför begränsats till att studera ytavrinning och ytavledning på markytan. Ytvattenvägar vid 100-årsregn och vattensamlingar vid instängda områden illustreras i figuren nedan. 8 av 11

12 Solhöjden Figur 3. Ytvattenvägar vid 100-årsregn och vattensamlingar vid instängda områden. SWECO Situationen som illustreras i figuren ovan avseende 100-årsregn kommer inte att förändras efter exploatering av Solhöjden Föroreningar i dagvattnet Planområdet kommer att bebyggas med bostäder, infartsväg och parkering. Föroreningarna inom området kommer främst att uppkomma från parkeringsytor och innehålla olja, partiklar, metaller och fosfor. Den del av parkeringsytan som planeras under mark kommer att avledas till spillvattennätet och kommer därmed inte påverka dagvattnet. 9 av 11

13 4. Förslag till dagvattenhantering 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. Figur 4. Förslag på ytlig avledning av takvatten. Källa: Svenskt Vattens publikation P105. Andra fördröjningsåtgärder som kan vara lämpliga är svackdiken, stenfyllda magasin och dagvattenkassetter. Svackdiken har fördelar för reningen av dagvattnet och är kostnadseffektivt. Gröna tak, dvs tak med växtlighet, är exempel på ytterligare en fördröjningsåtgärd. Dagvatten från infartsväg kan avledas till ett mindre svackdike och på så sätt renas och fördröjas. Parkeringsytor ovan mark kan avledas över en översilningsyta och samlas upp i ledning eller svackdiken. Detta innebär både rening och fördröjning. Inom planområdet kan t ex ytan närmast Bjälkvägen vara lämplig för ett längsgående makadamfyllt svackdike. Total tillgänglig sträcka för svackdike är där omkring 200 m vilket ger utrymme för en effektiv utjämningsvolym av betydligt mer än 10 m Slutsats Planområdet avvattnas idag direkt till kommunens dagvattennät via dagvattenbrunnar i Bjälkvägen. Maxflödet från området till befintlig dagvattenledning i Bjälkvägen vid 10-årsregn, 10 min varaktighet, får vara högst 40 l/s enligt MittSverige Vatten AB. Föreslagen utformning av bebyggelsen innebär att områdets totala avrinningskoefficient ökar från ca 0,1 idag till ca 0,35 efter exploatering om 10 av 11

14 standardtak används. Flödet vid 10-årsregnet (10 min) ökar därmed från ca 22 l/s till ca 77 l/s. Om alla tak utförs som gröna tak blir avrinningskoefficienten på takytorna lägre. Flödet vid 10-årsregnet (10 min) blir då ca 56 l/s. Inom planområdet måste en effektiv utjämningsvolym på minst 10 m 3 med strypt utlopp tillskapas för att uppfylla maxflödet på 40 l/s till dagvattenledning i Bjälkvägen för 10 årsregnet. Genom att göra detta med svackdiken, översilning och liknande uppnår vattnet även en god rening. 6. Förslag till förbättring av recipientens status Sundsvallsfjärdens status idag påverkas ytterst marginellt av dagvatten från planområdet Solhöjden 31. Med föreslagen dagvattenhantering bedöms föroreningsmängden i dagvattnet från det utbyggda området bli fortsatt låg. Sundsvallsfjärdens status påverkas i hög grad av avrinning från Selångersån, Ortvikens pappersbruk samt avrinning från industriområden, gator och vägar. Vid omvandling av planområdet Norra Kajen (nedströms Solhöjden) från industrimark till bostadsområde finns möjligheter att förbättra recipientens status genom att tillämpa hållbar dag- och dränvattenhantering. 11 av 11