DAGVATTENUTREDNING RÖKLAND ALNÖ

Transkript

1 RAPPORT DAGVATTENUTREDNING RÖKLAND ALNÖ

2 Uppdrag: , GC-väg Alnövägen Titel på rapport: Dagvattenutredning Rökland Alnö Status: Slutrapport Datum: Medverkande Beställare: Kontaktperson: Sundsvalls kommun Patrik Karlsson Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Jan Bredberg, Tyréns AB Patrik Andersson, Tyréns AB Anders Hellman, Tyréns AB Tyréns AB Sturegatan Borlänge Tel: Säte: Stockholm Org.Nr:

3 Sammanfattning Tyréns har på uppdrag av Sundsvalls kommun genomfört en dagvattenutredning för området Rökland på Alnö där ett nytt bostadsområde planeras. Beräkningar av dagvattenflöden före och efter exploatering av planområdet visar på att de momentana flödena från planområdet blir mycket högre efter exploatering. I princip går det inte i dagsläget att exploatera något mer på Alnö utan att först tillse att avledningen av dagvatten säkerställs för att undvika negativa konsekvenser för nedströms liggande områden och infrastruktur. Utifrån rådande förutsättningar har 3 olika alternativ till omhändertagande av dagvatten från området identifierats. Det rekommenderade alternativet innebär att Röklands dagvatten avleds i ett ledningssystem under gata ner till Alnövägen i områdets södra del utan fördröjning. Från Alnövägen avleds slutligen dagvattnet i ett öppet dike eller i ledning rakt ner till Alnösundet. Med fördel dimensioneras detta system även för de övriga delarna av Alnö som ligger uppströms avtappningspunkten och som därmed också kan anslutas till detta system. Detta upplägg har stor potential att även lösa många andra områdens problem med dagvatten samt möjliggör även att framtida områden som exploateras kan ansluta sig i framtiden. 3(13)

4 Innehållsförteckning 1 Inledning 5 2 Syfte och avgränsning 5 3 Förutsättningar Dimensioneringsförutsättningar 5 4 Geologi och hydrogeologi 6 5 Hydrologiska förhållanden Dagvattenberäkningar Fördröjningsmagasin Infiltration Recipienten Alnösundet 8 6 Principförslag dagvattenhantering för Rökland Alternativ 1 Dike till Alnösundet (Rekommenderas) Alternativ 2 Ledning Alnövägen Alternativ 3 Dagvattnet släpps ut i slänten ner mot Alnösundet Konsekvenser av 100-årsregn 11 7 Miljöeffekter av förorenat dagvatten 11 8 Förslag till fortsatt hydrologiskt arbete 12 9 Referenser 12 BILAGA 1 Översiktskarta BILAGA 2 Principförslag dagvattenhantering inom Rökland BILAGA 3 Underlag för beräkningar av dagvattenflöden 4(13)

5 1 Inledning Sundsvalls kommun planerar ett nytt bostadsområde med en förskola/dagis samt ett gruppboende inom området Rökland på Alnö (översiktskarta enligt bilaga 1). 2 Syfte och avgränsning Sundsvalls kommun har uppdragit åt Tyréns AB att genomföra en dagvattenutredning för området Rökland där beräkning av dagvattenflöden och preliminär dimensionering av dagvattensystemets funktion och primära delar ingår tillsammans med en skiss på lämpligaste principlösning för bostadsområdet. Utredningen inkluderar i viss mån även nedströms liggande områden ner till Alnösundet som utgör recipient. Även konsekvenserna för bostadsområdet samt nedströms liggande områden vid händelse av ett 100-årsregn berörs i grova drag. Utredningen omfattar inte en detaljerad analys av vilka områden som riskerar att översvämmas i händelse av ett 100-årsregn. De utformningar av dagvattendamm och dagvattenavledning som är beskrivna i rapporten är förslag innehållande vissa antaganden och skall därför inte förväxlas med en bygghandling. Alla ingående delar måste därför projekteras och dimensioneras innan byggstart. 3 Förutsättningar Stora delar av Alnö har problem med dagvattenhanteringen. På flera håll och vid flera tillfällen har kraftiga regn orsakat översvämningar på fastigheter och spolat bort vägar. Problemen med dagvattnet har sin grund i avsaknaden av större system för bortledning av dagvatten t.ex. större öppna diken eller huvudledningsnät ner till Alnösundet, graden av exploatering samt den kraftiga lutningen ner mot Alnösundet. I princip går det inte i dagsläget att exploatera något mer på Alnö utan att först tillse att avledningen av dagvatten säkerställs för att undvika negativa konsekvenser för nedströms liggande områden och infrastruktur. Den kraftiga lutningen medför dock svårigheter att anlägga större fördröjningsmagasin. Området Rökland utgör inget undantag vad gäller höjdskillnader utan området lutar kraftigt ner mot Alnövägen och vidare ner mot Alnösundet vilket gör att avrinningsförloppet blir avsevärt mycket snabbare än i flackare områden. Det finns heller inga ledningar, bäckar, diken eller andra anslutningspunkter dit dagvattnet kan ledas. 3.1 Dimensioneringsförutsättningar Den normala utgångspunkten för dimensionering av dagvattensystem är att flödet efter exploateringen inte överskrider flödet före exploateringen. I detta fall är dock denna 5(13)

6 princip tveksam med tanke på den dagvattenproblematik som redan finns på Alnö. Vår uppdragsgivare har angett att ett 10-årsregn med 10 % klimatpåslag ska vara dimensionerande för området. På varje tomt beräknas bebyggelse om 250 m 2, förskola/dagis samt gruppboende uppskattas till ca 800 m 2 vardera exklusive tillhörande parkeringsytor som blir hårdgjorda. 4 Geologi och hydrogeologi Enligt tidigare genomförda geotekniska undersökningar inom området (Tyréns AB, 2011) består jorden till största delen av sandig grusmorän med ett tunt övre lager av mulljord. Den övre metern morän är svallad och därför mestadels grovkorning. Mot djupet övergår moränen till tätare och finare fraktioner såsom siltig sandmorän och sandig siltmorän. Det är i nuläget oklart på vilken nivå berget ligger men under de geotekniska undersökningarna erhölls stopp mot block/berg så djupt som 2,7 m under markytan. Det kan dock inte uteslutas att bergschakt kan erfordras vid eventuella nivåjusteringar och ledningsförläggning. Installerade grundvattenrör har ofta ej nått grundvattenytan. Utifrån detta har grundvattenytan bedömts ligga > 1 m under markytan större delen av året. 5 Hydrologiska förhållanden Området Rökland omfattar en yta om ca 10 ha vilken i nuläget avvattnas diffust ner mot Alnövägen via naturmark samt befintliga bostadsområden. I dagsläget utgörs området till största delen av hyggesmark och i väst ner mot befintligt bostadsområde samt sydost även av en del barrskog (Tyréns AB, 2011). Efter exploatering kommer Röklands vatten, åtminstone för regn med återkomsttider som dagvattensystemet är dimensionerat för, att koncentreras till en punkt nere vid Alnövägen. Vid regn med längre återkomsttider kommer dagvattensystemet att överbelastas och dagvattnet att avrinna dels i dagvattensystemet men även diffust enligt tidigare förhållanden. Efter exploateringen kommer stora delar av avrinningsområdet att utgöras av hårdgjorda ytor såsom gator, parkeringar för förskola/dagis och gruppboende samt hustak vilket påskyndar avrinningsförloppet och medför högre flöden. 5.1 Dagvattenberäkningar Hydrologiska beräkningar har genomförts enligt rationella metoden (Svenskt vatten AB, 2004) och med nederbördsdata från Svenskt vatten AB (2011) för förutsättningarna före respektive efter exploateringen. 6(13)

7 Beräkningarna har genomförts med vissa antaganden om t.ex. markanvändning och avrinningskoefficienter. Tillrinningstiden beräknades utifrån antaganden om avledningssätt, rinnsträcka samt vattenhastighet. Samtliga ingående parametrar presenteras i bilaga 3. Dagvattenflöden varierar kraftigt beroende på regnets återkomsttid. För att förtydliga skillnaden mellan de flöden som uppstår vid regn med olika återkomststider har flöden för återkomststiderna 2, 5, 10, 50, och 100-årsregn beräknats (tabell 1). Tabell 1. Beräknade dagvattenflöden (l/s) från Rökland (före och efter exploatering) vid olika återkomststider för regn. Flödet är beräknat i Röklands södra spets i anslutning till Alnövägen. Notera att beräknade flöden för Rökland innan exploatering skall betraktas som utspridda över flera punkter då detta flöde inte koncentreras till samma punkt som efter exploateringen pga. rådande naturliga markförhållanden. Återkomsttider (år) Förutsättningar Rökland (Ej exploaterat) Rökland (exploaterat) Fördröjningsmagasin Resultatet av dagvattenberäkningarna visar att dagvattenflödet ifrån området efter exploateringen mer än fördubblas och dessutom koncentreras till en punkt. Genom att anlägga fördröjande åtgärder kan områdets utloppsflöde påtagligt reduceras vilket skulle kunna vara intressant om avledningssystemet nedströms hade en begränsad kapacitet. I detta fall saknas dock ett nedströms liggande system för avledning vilket gör att fördröjande åtgärder inte löser problemet. Dessutom ska man vara medveten om att en fördröjande åtgärd kommer att brädda vid flöden som överstiger dess dimensionerande flöde med potentiella skador som följd. 7(13)

8 Tabell 2. Erforderlig volym(m 3 ) för fördröjningsmagasin vid olika utloppsflöden (l/s) vid ett 10-årsregn med 10 % klimatpåslag. Utloppsflöde från fördröjningsmagasin (l/s) Magasinsvolym (m 3 ) Om man väljer att lösa dagvattensituationen på Alnö med anläggande av ett avledningssystem med begränsad kapacitet är fördröjning i ett magasin en möjlig lösning. Man bör dock alltid tillse att anläggningen kan brädda på ett kontrollerat sätt så att omfattningen av eventuella skador minimeras. I detta fall betyder det en ledning eller dike som transporterar vattnet till en punkt strax väster om Alnövägen utan nedströms liggande bebyggelse. 5.3 Infiltration En vanlig åtgärd för att lokalt omhänderta och reducera dagvattenflöden är infiltration. I detta fall är detta dock praktiskt omöjligt med tanke på de stora flödena. Dessutom skulle en storskalig infiltrationsanläggning ge upphov till förhöjd grundvattennivå vilket inte är önskvärt med tanke på befintlig bebyggelse. 5.4 Recipienten Alnösundet Dagvattnet avleds slutligen till Alnösundet som är en kustvattenförekomst vilken omfattas av miljökvalitetsnormer beslutade av vattenmyndigheten. Alnösundets ekologiska status är idag fastställd till måttlig pga. övergödning och närvaro av främmande arter. Kemisk status är fastställd till uppnår ej god pga. förekomst av föroreningar, särskilt kadmium och olika kadmiumföreningar. De av vattenmyndigheten beslutade miljökvalitetsnormerna för denna kustvattenförekomst innebär att Alnösundet skall ha god ekologisk status och god kemisk status senast år Principförslag dagvattenhantering för Rökland Med tanke på förutsättningarna har 3 olika alternativ identifierats avseende dagvattenhanteringen för Rökland, varje alternativ har sina för- och nackdelar. För samtliga alternativ gäller avledning av dagvattnet från Rökland ner till Alnövägen. Tomternas dagvatten samt takavvattningen från bostadshusen, eventuell förskola samt gruppboende avleds via serviser ut på huvudledningen i gatan. För att avlasta befintligt bostadsområde väster om Rökland anläggs ett avskärande dike som skyddar bebyggelsen mellan exploateringsområdet och Alnövägen. 8(13)

9 Dagvatten från gator och parkeringar för förskola/dagis samt gruppboende avleds till dagvattenbrunnar kopplade till huvudledningen i gatan. Schaktning i berg för ledningssystemet inom området kan enligt tidigare geoteknisk undersökning inte uteslutas och krävs ett schaktdjup om 2,7 m eller mer är det sannolikt att bergschakt blir nödvändigt. Dagvattnet avleds sedan till Alnövägen (med eller utan fördröjande åtgärder) där de olika alternativen slutligen skiljer sig åt beroende på vägval. 6.1 Alternativ 1 Dike till Alnösundet (Rekommenderas) Röklands dagvatten avleds i ett ledningssystem under gata ner till Alnövägen i områdets södra del utan fördröjning enligt tidigare beskrivning. Från Alnövägen avleds slutligen dagvattnet i ett öppet dike eller i ledning rakt ner till Alnösundet. Med fördel dimensioneras detta system även för de övriga delarna av Alnö som ligger uppströms avtappningspunkten och som därmed också kan anslutas till detta system. Detta upplägg har stor potential att även lösa många andra områdens problem med dagvatten samt möjliggör även att framtida områden som exploateras kan ansluta sig i framtiden. Fördelar Detta är den enda lösningen som på ett hållbart sätt tillgodoser det grundläggande problemet, nämligen avsaknad av ett större dagvattensystem. Dimensioneras systemet mellan Alnövägen och Alnösundet för att klara mer än Röklands vatten finns möjligheter att lösa andra (befintliga och framtida) områdens dagvattenhantering vilket medför stora samordningsvinster. Systemet kräver inte nödvändigtvis fördröjande åtgärder då t.ex. ett erosionsskyddat öppet dike i rätt dimension och med den lutning som området tillhandahåller klarar av att avleda mycket stora flöden. Den kraftiga lutningen i området innebär att dimensionen på dagvattenledningarna kan hållas nere. Nackdelar Stora kostander, svårigheter att lösa finansieringen. Om systemet underdimensioneras kan kraftiga regn överbelasta systemet och dagvatten kan därmed komma att rinna okontrollerat ner mot Alnövägen och fastigheterna väster om Alnövägen. Det finns risk för schaktning i berg för ledningssystemet inom Rökland men även längs sträckan ner mot Alnösundet. 9(13)

10 6.2 Alternativ 2 Ledning Alnövägen Röklands dagvatten avleds i ett ledningssystem under gata ner till Alnövägen i områdets södra del enligt tidigare beskrivning. I detta alternativ passerar dagvattnet även ett fördröjningsmagasin i form av en dagvattendamm. Vid Alnövägen ansluts dagvattnet till en större huvudledning i denna väg. Huvudledningen i Alnövägen fortsätter ner till rondellen vid Alnöbron. Huvudledningen avleder även dagvattnet från uppströms och nedströms liggande områden längs Alnövägen. Slutligen avleds dagvattnet ner till Alnösundet på lämpligt sätt (öppna diken eller ledningar). Detta alternativ kräver att en huvudledning först byggs vilket är ett omfattande projekt som är oklart huruvida det blir verklighet. Dagvattendamm I detta alternativ bör flödet utjämnas i en dagvattendamm där också en viss rening sker. Dammens dimension och utformning är starkt beroende av vilket utloppsflöde man väljer att tillåta. Sannolikt innebär anläggningen av en dagvattendamm med maximalt djup om ca 1 m att man inte behöver schakta i berg men det kan inte uteslutas eftersom inga geotekniska undersökningar genomförts i föreslaget läge för dagvattendammen. Att anlägga en damm i en sluttning innebär dock en risk eftersom alltför kraftiga flöden med ett igensatt breddavlopp kan medföra att dammen brister vilket skulle kunna orsaka mycket allvarliga konsekvenser. Fördelar Under förutsättning att huvudledningen byggs är det rimliga kostander för att utjämna och ansluta dagvattnet. (fullt jämförbara med exploateringsområden av motsvarande storlek) Dagvattendammen både utjämnar och renar dagvattnet innan det avleds vidare ner mot recipienten. Dagvattendammen medför ett visst rekreationsvärde. Den kraftiga lutningen i området innebär att dimensionen på dagvattenledningarna kan hållas nere. Nackdelar Det är en säkerhetsrisk med en damm i en slutning. Risk för sönderspolning om inte breddavloppet fungerar. Detta alternativ kräver att ledningen i Alnövägen byggs. Marken där dagvattendammen anläggs kommer inte att kunna användas till annan verksamhet. Det finns risk för schaktning i berg för ledningssystemet och för dagvattendammen. Kostnader för underhåll av dagvattendammen. 10(13)

11 6.3 Alternativ 3 Dagvattnet släpps ut i slänten ner mot Alnösundet Röklands dagvatten avleds i ett ledningssystem under gata ner till Alnövägen i områdets södra del enligt tidigare beskrivning. Dagvattnet avleds sedan under Alnövägen och släpps slutligen ut i slänten ner mot Alnösundet. Fördelar Den kraftiga lutningen i området innebär att dimensionen på dagvattenledningarna kan hållas nere. När systemet överbelastas avrinner dagvattnet längs gatan ner mot Alnövägen och mildrar därmed negativa konsekvenser inom området Rökland. Ingen anläggning av ytterligare ledningar eller öppna diken håller kostnaderna nere. Nackdelar Dagvatten kommer att rinna okontrollerat ner mot Alnösundet vilket innebär negativa konsekvenser för nedströms liggande bostadsområden. Framtida exploatering i områdena nedströms Alnövägen ner mot Alnösundet kommer att tvingas omhänderta dagvattnet från Rökland för att undvika negativa konsekvenser. Vid kraftigare regn blir konsekvenserna mycket negativa och sannolikheten för översvämningar och bortspolning av t.ex. vägar ökar dramatiskt. Skogsmarken i området för utsläppet blir sannolikt delvis försumpad varför markägaren rimligen måste ersättas för värdeminskningen. Altenativt måste kommunen eller exploatören köpa in denna mark. 6.4 Konsekvenser av 100-årsregn Vid ett 100-årsregn mer än fördubblas flödet från Rökland jämfört med det naturliga 100-årsflödet och det dimensionerande 10-årsregnet. Totalt ca 550 l/s kommer att belasta Röklands dagvattensystem som då kommer att överbelastas. Dagvatten kommer att tränga upp ur dagvattenbrunnarna och rinna på gatan ner mot Alnövägen och en eventuell dagvattendamm kommer att tvingas till bräddning. Sannolikt avrinner dagvattnet över Alnövägen och ut i slänten ner mot Alnösundet. Sannolikt blir konsekvenserna för Rökland inte särskilt allvarliga. Värre är det för nedströms liggande områden som sannolikt drabbas mycket negativt vid ett sådant kraftigt regn. 7 Miljöeffekter av förorenat dagvatten Vägar och parkeringsplatser utgör den största källan till förorenat dagvatten från området Rökland efter exploateringen. Föroreningar i vägdagvatten är i huvudsak 11(13)

12 partikelbundna (Vägverket, 2004). En yta som är hårt trafikerad medför en högre belastning än en mindre trafikerad yta. Källor till föroreningar i vägdagvatten är bl.a. avgaspartiklar, slitageprodukter, salt samt smuts och spill längs vägarna. Vägdagvattnet innehåller ofta metaller såsom zink, kadmium, koppar och bly vilka tillförs främst genom slitage av bromsbelägg och vägbeläggningen. Metallkoncentrationerna kan även vara mycket högre under vintertid vilket kan ge föroreningstoppar vid snösmältningen. Även näringsämnena kväve och fosfor återfinns i vägdagvattnet. I nuläget är det omöjligt att säga hur stor den totala belastningen av föroreningar från Rökland till Alnösundet blir efter exploateringen. Sannolikt är dock belastningen försumbar eftersom området inte kommer att vara hårt trafikerat. Dagvattenrenande åtgärder för dagvattnet från Rökland anses därför inte nödvändiga. 8 Förslag till fortsatt hydrologiskt arbete Det finns ett stort behov av samordning av dagvattenhanteringen för alla områden uppströms Alnövägen och dimensionering av ledningar/öppna diken från Alnövägen ner till Alnösundet. Dimensionering och utformning av ett dagvattensystem som avleder allt dagvatten från denna del av Alnö ner till Alnösundet innebär mindre risk för översvämningar, bättre kontroll av dagvattnet även vid regn som överbelastar systemet samt möjlighet att ansluta och omhänderta dagvatten från framtida exploateringsområden. 9 Referenser Svenskt Vatten AB. (2011). Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem. Publikation P104. Svenskt Vatten AB. (2004). Dimensionering av allmänna avloppsledningar. Publikation P90. Tyréns AB. (2011). Projekterings PM Geoteknik Rökland, Alnö. PM Vägverket. (2004). Vägdagvatten Råd och rekommendationer för val av miljöåtgärder. Publikation 2004:195. Vägverket Vägtekniksektionen. 12(13)

13 PRINCIPFÖRSLAG

14 PRINCIPFÖRSLAG

15 Bilaga 3. Underlag för beräkningar av dagvattenflöden Tabell 1. Antaganden av markanvändning, beräknad area, avrinningskoefficienter och reducerad area baserade på riktlinjer från Svenskt Vatten (2004). Förutsättningar Markanv. (P90) Rökland (ej exploaterat) Väg Kuperad bergig skogsmark Area (ha) 0,33 9,7 Avr. koef. (P90) 0,8 0,1 Red. Area (ha) 0,26 0,97 Rökland Väg 1,11 0,8 0,89 (Exploaterat) Tak 1,01 0,9 0,91 Gräsyta tomtmark 4 0,05 0,2 Kuperad bergig skogsmark 3,9 0,1 0,39 Tabell 2. Uppskattning av rinnsträcka, vattenhastighet och tillrinningstid inom Rökland. Vattenhastigheten är baserad på riktlinjer från Svenskt Vatten (2004). Förutsättningar Rinnsträcka (m) vattenhastighet (m/s) Tillrinningstid (min) Rökland 553 0,1 0,5 ca 47 (Ej exploaterat) Rökland 678 0,1 1 ca 38 (Exploaterat)