Översvämningsutredning Norra Borstahusen etapp 2

Transkript

1 Beställare Stadsbyggnadsförvaltningen, Landskrona stad Översvämningsutredning Norra Borstahusen etapp 2 Hantering av dagvatten och effekter av framtida klimat Säbybäcken, juni 2012 Uppdragsnummer Göteborg DHI Sverige AB GÖTEBORG STOCKHOLM VÄXJÖ LUND Org. Nr Drakegatan 6 Svartmangatan 18 Honnörsgatan 16 Kyrkogatan 3 Box Göteborg Stockholm Växjö Lund Tel: Tel: Tel: Tel: Fax: Fax: Fax: Fax:

2 LEDNINGSSYSTEM FÖR KVALITET ENLIGT ISO 9001:2000 Projektets namn: Översvämningsutredning Norra Borstahusen, etapp 2 Projektledare: Dick Karlsson Projekt nr: Beställare: Stadsbyggnadsförvaltningen, Landskrona stad Kvalitetsansvarig: Lars-Göran Gustafsson Beställarens ombud: Anna Karlberg Handläggare: Maria Roldin Granskad av / datum: Lars-Göran Gustafsson / Dick Karlsson / Rapport version: Godkänd av kvalitetsansvarig / datum: Lars-Göran Gustafsson / Uppdragsnr: Utskriftsdatum: i

3 Innehållsförteckning 1 Introduktion Bakgrund och syfte Rapportens innehåll Modellverktyg MIKE SHE MIKE URBAN MIKE11 NAM Lokala modellbeskrivningar Hydrologisk modell av planområdet (MIKE SHE) Modell av Säbybäcken (MIKE URBAN) Kalibrering av lokala modeller Grundvattennivåer Vattennivåer i Säbybäcken Uppströms inflöde Framtidsscenarier Klimatscenarier Framtida höjdsättning Scenarier för dagvattenhantering Beräkningsfall Resultat Klimatscenario årsregn under sommartid Klimatscenario årsregn under vintertid Klimatscenario års havsnivå under vintertid Kommentarer och rekommendationer 22 8 Referenser 23 Bilaga 1. Kompletterande kartbilder 24 Uppdragsnr: Utskriftsdatum: ii

4 1 Introduktion 1.1 Bakgrund och syfte Landskrona stad arbetar med förprojektering av utbyggnadsprojektet Norra Borstahusen där kommunen på sikt vill bygga ca 1000 bostäder. Området har höga grundvattennivåer och vissa delar av området ligger lågt. Det genomkorsas av två bäckar; Wallabäcken och Säbybäcken som kommer att belastas av dagvatten från de nya områdena. Kommunen vill utreda hur området kommer att påverkas av stigande havs- och grundvattennivåer och vilka skydd som kommer att behövas nu och i framtiden. De vill också ta fram dimensioneringsunderlag för att hantera dagvatten som planeras avledas till Säbybäcken. Mot bakgrund av detta har DHI utrett översvämningsrisker och grundvattennivåer för området till följd av förväntade klimatförändringar och förändrade avrinningsförhållanden vid planerad nyexploatering. Studien är geografiskt begränsad till den södra delen av planområdet, dvs. Säbybäckens avrinningsområde samt de delar som ligger söder om detta. 1.2 Rapportens innehåll Rapportens första två kapitel beskriver de modellverktyg som använts i analysen, samt redogörelser av de lokala modeller som satts upp för att beskriva hydrologin i det område som inkluderas i studien. I det efterföljande kapitlet redovisas övergripande resultat från kalibreringen av de uppställda modellerna. Kapitel fem innehåller en beskrivning av de framtidsscenarier som använts i studien, både vad gäller framtida klimat och två alternativa dagvattenlösningar, och i kapitel sex redovisas resultaten från beräkningarna för de olika framtidsscenarierna. Kapitel sju innehåller kommentarer till resultaten och rekommendationer för fortsatta undersökningar. Rapporten avslutas med referenser och bilagor. De redovisade kartbilderna från resultatdelen bifogas även som digitala shapefiler. Denna rapport är en utvidgad/kompletterad version av den rapport som levererades i en första etapp av utredningen. Uppdateringarna består av en utökning av modellområdet, som utvidgats till att omfatta hela planområdet och inte bara den del som berör Säbybäcken, samt en modifierad topografi där planerad framtida höjdsättning av planområdet har inkluderats. 1

5 2 Modellverktyg 2.1 MIKE SHE MIKE SHE är ett numeriskt modellverktyg med vilket man kan simulera de landbaserade huvudprocesserna i det hydrologiska kretsloppet, det vill säga nederbörd, infiltration, avdunstning, samt vattenflöden på markytan och i den omättade respektive mättade zonen (Figur 2-1). Beräkningsalgoritmerna i MIKE SHE baseras på fysikaliska lagar. Indata kan varieras i både tid och rum. Den specifika version av MIKE SHE som använts i denna studie är version För en detaljerad beskrivning av modellverktyget hänvisas till /DHI Software 2011a, Graham and Butts 2005/. Beskrivning av lokal modelluppsättning för aktuellt avrinningsområde ges i avsnitt 3.1. Figur 2-1 Översikt över modellverktyget MIKE SHE och ingående processer /DHI Software 2011a/ 2.2 MIKE URBAN Det hydrodynamiska modellverktyget MIKE URBAN används för att beräkna vattenflöden och hydraulik i rörledningar och öppna kanaler. MIKE URBAN kan kopplats till MIKE SHE så att vattenutbytet mellan avrinning, kanal/rör och grundvatten kan beräknas genom att modellerna körs samtidigt och kontinuerligt utbyter data. I denna studie har MIKE URBAN använts för att simulera vattenflöden och nivåer i Säbybäcken. För en detaljerad beskrivning av modellverktyget MIKE URBAN hänvisas till /DHI Software 2011b/. Beskrivning av den lokala modelluppsättningen för Säbybäcken finns i avsnitt 3.2 2

6 2.3 MIKE11 NAM MIKE11 NAM är en konceptuell nederbörd-avrinningsmodell som beräknar flödet från ett avrinningsområde utifrån meteorologiska data (nederbörd, temperatur och potentiell avdunstning) samt ett antal kalibreringsparametrar (Figur 2-1). För en detaljerad beskrivning av modellverktyget MIKE11 NAM hänvisas till /DHI Software 2011b/. Kalibreringen av den lokala avrinningsmodellen som använts i denna studie beskrivs i avsnitt 5.1. MIKE11 NAM Figur 2-2 Principiell modellstruktur för modellverktyget MIKE 11 NAM /DHI Software 2011a/ 3

7 3 Lokala modellbeskrivningar 3.1 Hydrologisk modell av planområdet (MIKE SHE) Modellområdet i den hydrologiska modellen har definierats utifrån området för planerad nyexploatering i Norra Borstahusen, samt nya nationella höjdmodellen /Lantmäteriet, 2012/. Figur 3-1 visar en topografisk karta över modellområdet (ca 1.1 km 2 ) och Säbybäckens modellerade nuvarande sträckning. De åtta grundvattenbrunnar som använts för att kalibrera modellen, samt inmätningspunkter för bäckfåran, är också markerade på kartan. Figur 3-1. Topografisk karta över det modellerade området med Säbybäckens modellerade sträckning och mätpunkter för grundvatten och bäck.topografin och bäckfårans sträckning avser nuvarande förhållanden. Klimatdata har hämtats från SMHI:s mätstation i Landskrona (nederbörd) samt i Helsingborg (temperatur). Topologin beskrivs av nya nationella höjdmodellen. Markanvändning för oexploaterat område beskrivs övergripande med vegetationsdata motsvarande en blandning av gräs och buskar. Den geologiska beskrivningen baseras på jordartskarta från kommunen, samt en konceptuell tolkning av geotekniska data från en tidigare undersökning /Ramböll, 2011/. Befintlig bebyggelse i den sydvästra och sydöstra delen av området antas dräneras till befintligt dagvattennät söder om området och belastar således inte Säbybäcken idag. Mätningar av havsvattenstånd i Viken respektive Barsebäck har använts för att beräkna randvillkor för kustlinjen. Avrinning från uppströms områden via Säbybäcken (ca 4.87 km 2 ) har beräknats med hjälp av MIKE11 NAM och nederbördsdata från Landskrona. Modellen är definierad med en horisontell upplösning på 4 meter. Dock finns huvuddelen av all indata sparad i 2 meters upplösning, vilket möjliggör senare användning med denna finare upplösning (t ex för detaljstudier av lokala dagvattenlösningar). 4

8 3.2 Modell av Säbybäcken (MIKE URBAN) Säbybäcken har modellerats som en öppen kanal i MIKE URBAN med sträckning enligt Figur 3-1. Kanalens tvärsnitt och bottenprofil är definierat sektionsvis utifrån de av kommunen uppmätta nivåerna av bäckfåran (Figur 3-1). Kulverten öster om golfbanan är modellerad som ett slutet rör. Nedströms randvillkor är beräknat utifrån mätningar av havsvattenstånd i Viken och Barsebäck. Uppströms randvillkor består av inflöde beräknat med hjälp av MIKE11 NAM. Avrinningen inom det studerade området har modellerats i MIKE SHE, som har körts kopplat med MIKE URBAN. Kopplingen möjliggör simulering av kontinuerligt vattenutbyte mellan bäcken, markytan och grundvattnet. 5

9 Grundvattennivå (m) Översvämningsutredning N Borstahusen 4 Kalibrering av lokala modeller 4.1 Grundvattennivåer Figur 4-1 visar kalibreringsresultaten för den hydrologiska modellen. Modellerade grundvattennivåer ligger mestadels inom en eller ett par decimeter från uppmätta värden vilket får betecknas som en generellt sett mycket god överensstämmelse. Den geografiska placeringen av de åtta mätpunkterna visas på kartan i figur sep-10 dec-10 maj-11 sep-11 jan-12 maj-12 aug-12 1-mod 2-mod 3-mod 4-mod 5-mod 6-mod 7-mod 8-mod 1-mät 2-mät 3-mät 4-mät 5-mät 6-mät 7-mät Figur 4-1. Modellerade och uppmätta värden för grundvattnet i de åtta mätpunkterna som ligger inom modellområdet. 4.2 Vattennivåer i Säbybäcken Modellen av Säbybäcken har stämts av mot de mätningar av vattennivåer i bäcken som utförts av kommunen i juni och juli Då regnmängderna under mätperioden var förhållandevis små, kunde inte mätningarna användas för att kontrollera modellresultaten för flödesvariationer i bäcken, men det kunde konstateras att mätningar och modellresultat inte motsäger varandra på något väsentligt sätt. 4.3 Uppströms inflöde Kalibreringen av avrinningen uppströms det område som modellerats i detalj har gjorts med en automatisk kalibreringsfunktion i MIKE11 NAM mot beräknade avrinningsdata från SMHI:s vattenwebb /SMHI, 2012/. I figur 4-2 visas kalibreringsresultaten som ackumulerade flöden, baserat på beräkning med dygnsvärden. 6

10 Ackumulerade flöden (miljoner m3) Översvämningsutredning N Borstahusen SMHI NAM aug-10 dec-10 maj-11 sep-11 jan-12 maj-12 Figur 4-2. Kalibreringsresultat för uppströms inflöde. Grafen visar ackumulerade flödesvolymer från SMHI:s beräkningar, samt för de beräkningar med NAM-modellen som använts i denna studie. 7

11 5 Framtidsscenarier 5.1 Klimatscenarier Framtida klimat förväntas innebära både ökade havsvattenstånd och kraftigare regn. NSVA har nyligen tagit fram en rapport med uppskattade lokala effekter av framtida klimatförändringar i Landskrona /NSVA, 2012/. Resultaten från NSVA:s rapport har använts som underlag för klimatscenarierna i denna studie. De tre klimatsituationerna som har studerats är: 1. Dimensionerande regn med 100 års framtida återkomsttid, kombinerat med normalt framtida havsvattenstånd, och beräknat under sommartid. Regnet har placerats in den 25 juli 2012 (Figur 5-1). 2. Dimensionerande regn med 100 års framtida återkomsttid, kombinerat med normalt framtida havsvattenstånd, och beräknat under vintertid. Regnet har placerats in den 27 januari Dimensionerande havsvattenstånd med 100 års framtida återkomsttid, kombinerat med normalt flöde i bäcken vid torrväder, och beräknat under vintertid (27 januari 2012). 100-årsregnet är ett så kallat typ 1-regn med 24 h total varaktighet och toppintensitet med varaktighet på 5 minuter /Svenskt Vatten, 2011/. Regntoppen har i denna studie valts att läggas mot slutet av regnet. Detta för att gynna eventuell samverkan mellan avrinning från dagvatten och naturmark. Dagens intensiteter har ökats med 25 % för att motsvara ungefärliga förväntade framtida intensiteter vid samma återkomstperiod. Total regnvolym för hela regnet blir då 139 mm. Regnkurvan visas i figur 5-1. Figur 5-1. Regnkurva för framtida regn med 100 års återkomsttid.y-axeln anger intensiteten i mm/h. Normalt framtida havsvattenstånd är satt till i Landskronas lokala höjdsystem (S68). Dimensionerande framtida havsvattenstånd med 100 års återkomsttid är uppskat- 8

12 tat till i samma höjdsystem. Dessa värden utgår från det värsta scenariot i NSVA:s rapport (stapeln längst till höger i figur 5-2), och är också det scenario som använts i en parallell utredning om kusterosion i samma område /DHI, 2012 (pågående utredning)/. Effekt från vågor och vinduppstuvning (grön stapel i Figur 5-2) har inte tagits med i scenariot då dessa effekter antas vara så kortvariga att de inte påverkar grundvattnet. Vid modellering av den framtida havsnivån med 100 års återkomsttid har havsnivån antagits stiga linjärt från till under 12 timmar, och därefter förbli på nivån cm under resten av beräkningen, så att fördröjda effekter av havsnivåhöjningen ska kunna upptäckas. Figur 5-2. Riktvärden för havsnivåhöjning i Landskrona. Från /NSVA, 2012/. I denna studie har stapeln längst till höger använts. Framtida klimat förväntas även innebära ökade temperaturer. Detta har inkluderats i framtidsscenarierna på så sätt att all nederbörd antas falla som regn, även under vinterhalvåret. Ytterligare en effekt av ökad temperatur är att avdunstningen förväntas öka. I beräkningarna har det antagits att förväntad ökad nederbördsvolym under året kompenseras av motsvarande ökning i avdunstningen, vilket innebär att den årliga grundvattenbildningen hålls oförändrad jämfört med idag. Vid de hydrologiska beräkningarna har därför initialvärden tagits från beräkningar för dagens situation, dock med den enda skillnaden att all nederbörd faller som regn. 9

13 5.2 Framtida höjdsättning Landskrona stad har tagit fram ett förslag på ny höjdsättning av exploateringsområdet, som i nuläget omfattar nivåer för gator, gångvägar och cykelvägar. För att kunna göra en så korrekt beskrivning som möjligt av områdets framtida hydrologi vid utbyggnad har därför topografin modifierats för att ta hänsyn till den nya höjdsättningen. Detta har gjorts på följande sätt: 1. Nya höjdnivåer har beräknats för hela planområdet genom interpolering av de punkter som är givna av kommunen. 2. Nivåer för framtida gator har satts till de interpolerade värdena. 3. Nivåer för framtida kvartersområden (inklusive gångvägar och cykelvägar) har satts till 0.3 m över de interpolerade värdena. 4. Övrig, ej bebyggd mark (inklusive större grönområden inuti planområdet) har satts till dagens nivåer. 5. Gator utanför höjdsatt område har satts till 0.2 m ovanför befintlig topografi, för att på så sätt skapa mindre vägdiken längs med dessa vägar. 6. I de fall där det blivit stor nivåskillnad mellan obebyggd mark (dagens topografi) och bebyggda kvarter har en övergångszon på upp till 10 m definierats manuellt och nivåer i denna övergångszon har tagits fram genom ny interpolering av omkringliggande nivåer, så att en mjukare övergång erhålls mellan framtida och nuvarande topografi. Figur 5-3 visar schematiskt hur olika ytor inom modellområdet modifierats enligt ovanstående lista för att inkludera framtida höjdsättning. Figur 5-3. Områden som modifierats utifrån ny höjdsättning. Grå: ursprunglig topografi. Mörkt grön: Gator, interpolerade värden från höjdsättning. Ljust grön: Kvartersmark, 0.3 m över interpolerade värden. Svart: Ej höjdsatta gator, 0.2 m över ursprunglig topografi. Orange: övergångszoner där höjdskillnader mellan ursprunglig topografi och ny höjdsättning jämnats ut för att få en mjukare övergång. 10

14 5.3 Scenarier för dagvattenhantering För den framtida planerade bebyggelsen har två dagvattenlösningar studerats: a) Helt öppen naturlig dagvattenlösning, där dagvattnet tar sig via ytavrinning över grönområden till Säbybäcken. b) Traditionell dagvattenlösning, där allt vatten från hårdgjorda ytor i den nya bebyggelsen leds direkt till Säbybäcken via ledningsnät. En realistisk öppen dagvattenlösning kommer förmodligen att ligga någonstans emellan de två alternativen som modelleras, där dagvattnet leds via exempelvis svackdiken, dammar och liknande till bäcken. För att representera framtida bebyggelse har den hydrologiska modellen modifierats med utökade hårdgjorda ytor som visas i Figur 5-4. Här inkluderas även de befintliga bostadsområdena inom modellområdet som dräneras söderut via befintligt ledningsnät (ses som tre streckade ytor i figuren). För att ta hänsyn till att husen kan vara hinder för ytavrinningen har dessa modellerats genom att topografin höjts upp 0.5 m där husen ligger enligt befintlig plankarta (utöver den höjning som beskrivits i avsnitt 5.2). Husgrundsdränering antas ligga på ett djup av 0.7 m under framtida marknivå. Vägbanor antas ha någon form av dränering 0.4 m under gatunivå. I modellen av Säbybäcken har kulverten öppnats upp och lagts som en öppen bäckfåra i enlighet med figur 5-3. Ur estetiskt och rekreationsperspektiv förmodas denna nya öppna del av bäcken få en mer meandrande sträckning än vad som modellerats. Detta kan också påverka de hydrologiska förhållandena lokalt (se vidare diskussion i kap 7). Figur 5-4. Topografisk karta över det modellerade området med planerad bebyggelse (inritade som enskilda hus och gator), befintliga bebyggda områden (grovt markerade som skuggade ytor) och modellerad framtida sträckning av Säbybäcken. 11

15 5.4 Beräkningsfall Klimatscenarierna och dagvattenscenarierna har kombinerats till följande fyra beräkningsfall: 1. Framtida 100-årsregn under sommaren. a. Öppen dagvattenlösning. b. Traditionell dagvattenlösning. 2. Framtida 100-årsregn under vintern. a. Öppen dagvattenlösning. 3. Framtida 100-årshav under vintern. a. Öppen dagvattenlösning. Dessa fyra beräkningsfall ligger sedan till grund för en bedömning dels av skillnader mellan traditionell och öppen dagvattenlösning vid en extrem framtida situation, dels av hur området och dess möjligheter för en öppen dagvattenlösning påverkas av olika variationer i säsong och klimat. 12

16 Flöde (m 3 /s) Översvämningsutredning N Borstahusen 6 Resultat Resultaten från beräkningarna visas som kartbilder med beräknade ytvattendjup respektive beräknade grundvattendjup för de fyra olika beräkningsfallen. Kompletterande kartbilder finns i bilaga 1. Utifrån dessa kartbilder bedöms behoven av eventuella åtgärder längs bäcken samt vilka möjligheter som finns för dagvattenhantering i de olika områdena. Förslag ges också på vilka fortsatta utredningar som är önskvärda för att ta fram en mer detaljerad dagvattenplan. 6.1 Klimatscenario årsregn under sommartid Figur 6-1 visar flöden in och ut ur modellområdet under det dygn som huvuddelen av 100-årsregnet faller, samt skillnaden mellan in- och utflöde för både beräkningsfall 1a (öppen dagvattenlösning) och 1b (traditionell dagvattenlösning). Skillnaden mellan inoch utflöde utgörs dels av bidrag från avrinning och dränering inom området, vilket ger en positiv skillnad (större utflöde än inflöde) men påverkas också av att vatten fördröjs och tillfälligt stoppas upp på sin väg genom bäckfåran mellan in- och utlopp, vilket ger en negativ skillnad (större inflöde än utflöde). Det samlade bidraget från den öppna dagvattenlösningen är något mindre än för den traditionella, och responsen också något långsammare vilket ses tydligast i början av flödesökningen (ca kl 09.00) In Ut Trad Ut Öppen Skillnad Trad 2 Skillnad öppen :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Figur 6-1. Flöden in och ut ur modellområdet samt skillnaden mellan dessa för traditionell och öppen dagvattenlösning. Ett regn med 100 års återkomsttid kommer att generera stora mängder ytavrinning oavsett förekomst av bebyggelse eller om dagvattensystemet är uppbyggt ovan eller under mark, vilket kan ses från kartbilderna i figur 6-2 (öppen dagvattenlösning) och figur 6-3 (traditionell dagvattenlösning). Här ses även att den öppna dagvattenlösningen som förväntat ger mer vatten på ytan, då avrinningen från tak och vägar leds ut till närmaste grönområde istället för till ett ledningssystem. Några specifika områden är särskilt utsatta (se inringade områden i figur 6-2) och där kommer stora mängder ytvatten att an- 13

17 samlas om inte dagvattensystemet och/eller marknivåer och lutningar anpassas för att leda bort vattnet från dessa områden. Gatorna inom exploateringsområdet är i den nuvarande modellbeskrivningen belägna 0.3 m under kvartersmarknivå i enlighet med vad som redovisats i avsnitt 5.2. De fungerar därför i modellen som öppna kanaler för dagvatten vilket kan ses genom att många gator är blåfärgade i figur 6-2. Längs med dessa gator kan därför svackdiken vara lämpliga att anlägga för att leda vattnet vidare. Bäckfåran beräknas bli översvämmad något vilket kan utgöra en risk för de bostäder som ligger allra närmast. Effekten från översvämning av bäcken bedöms dock vara relativt marginell jämfört med effekten av ansamlingar av ytvatten för detta klimatscenario. Figur 6-2. Beräknade ytvattendjup vid framtida 100-årsregn sommartid och öppen dagvattenlösning, två timmar efter regnets toppintensitet. 14

18 Figur 6-3. Beräknade ytvattendjup vid framtida 100-årsregn sommartid och traditionell dagvattenlösning, två timmar efter regnets toppintensitet. Grundvattennivåerna vid starten av regnet och fyra dagar efter regnet visas i figur 6-4 och figur 6-5 för den öppna dagvattenlösningen. Ljusgröna och mörkgröna partier anger var grundvattennivån är minst 0.5 m respektive minst 1 m under markytan, och i dessa områden skulle infiltrationsbaserade dagvattenlösningar kunna vara möjliga. I blåmarkerade områden ligger grundvattennivån mellan 0.2 m och 0.5 m under markytan och här krävs dränerande åtgärder för att möjliggöra infiltration av dagvatten (se inringade områden i figur 6-5). Infiltration rekommenderas inte i områden markerade med gult och rött, där beräknas grundvattennivån vara mindre än 0.2 m under markytan (gult) eller till och med ovanför mark (rött). Dessa områden är dock begränsade i omfattning. Kartbilderna visar att det finns relativt goda möjligheter till infiltrationsbaserade dagvattenlösningar under sommartid. Området längst nedströms blir som förväntat mer påverkat av grundvattenhöjningar och här bildas en del områden efter regnet där grundvattennivån närmar sig markytan. I kartbilderna ses också att några hus ligger nära områden där grundvattennivån beräknas hamna precis under eller ovan mark vilket bör beaktas vid fortsatt planering av exploateringsområdet. Det bör noteras att husen modellerats genom att topografin höjts upp 0.5 m där husen ligger, vilket innebär att avståndet till grundvattennivån under husen överskattas med 0.5 m i kartbilderna. Samtliga hus har antagits ha en dränering 0.7 m under ursprunglig marknivå, vilket alltså kommer att visas som 1.2 m under modellens marknivå. 15

19 Figur 6-4. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn sommartid och öppen dagvattenlösning, tre timmar före regnets toppintensitet. Figur 6-5. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn sommartid och öppen dagvattenlösning, ca fyra dygn efter regnets toppintensitet. Motsvarande kartbilder med grundvattennivåer för den traditionella dagvattenlösningen redovisas i bilaga 1. 16

20 Flöde (m 3 /s) Översvämningsutredning N Borstahusen 6.2 Klimatscenario årsregn under vintertid In Ut Skillnad Sommar :00 04:00 08:00 12:00 16:00 20:00 Figur 6.6. Flöden in och ut ur modellområdet, samt det flöde som området beräknas bidra med för beräkningsfall 2a I figur 6-6 visas inkommande och utgående flöden, samt skillnaden mellan dessa från det modellerade området för scenariot med 100-årsregn under vintertid. Som referens är även inflödet från motsvarande regn sommartid inlagt. Vintertid är grundvattennivåerna generellt högre och marken fuktigare vilket påverkar möjligheterna att ta hand om och infiltrera avrinningen från ett stort regn. Detta syns tydligt i jämförelsen mellan inflödet sommartid respektive vintertid. Det bör noteras att hänsyn inte tagits till eventuella strypande strukturer i bäckfåran uppströms aktuellt område. Trummor och broar i området uppströms skulle kunna verka dämpande på flödestoppen och ge ett mer utdraget inflöde med en lägre flödestopp. Effekten av markens minskade förmåga att ta hand om nederbörden ses även tydligt i figur 6-7 i jämförelse med figur 6-2. I detta scenario blir flödet i Säbybäcken väsentligt mycket större än i sommarscenariot (som redovisas i avsnitt 6.1), och bäcken förväntas översvämma relativt stora områden enligt figur

21 Figur 6-7. Beräknade ytvattendjup vid framtida 100-årsregn vintertid och öppen dagvattenlösning, tre timmar efter regnets toppintensitet. De högre grundvattennivåerna syns också tydligt i figur 6-8 och figur 6-9. Jämfört med sommarscenariot, som visade på goda möjligheter till infiltration, är nu stora områden markerade som mindre lämpliga eller direkt olämpliga för infiltration. Detta gäller främst i de norra delarna av området där grundvattennivån förväntas vara i markhöjd eller till och med ovanför, men även i stora delar av den planerade bebyggelsen där grundvattennivån på flera ställen ligger närmare markytan än 0.5 m (blå områden) redan i början av regnhändelsen. För att kunna hantera denna typ av belastningsfall i området krävs mer omfattande dränerande åtgärder. Ett dygn efter regnhändelsen beräknas grundvattennivån ha stigit till i eller ovanför markhöjd i stora delar av dessa områden (figur 6-9). Observera att figur 6-9 visar grundvattennivåerna ett dygn efter regnhändelsen och inte fyra dygn efter som vid sommarscenariot. Detta eftersom det högt stående grundvattnet vintertid påverkas snabbare av regnet än grundvattnet under sommartid, vilket gör att den maximala grundvattennivån uppnås efter kortare tid. 18

22 Figur 6-8. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn vintertid och öppen dagvattenlösning, tre timmar före regnets toppintensitet. Figur 6-9. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn vintertid och öppen dagvattenlösning, 27 timmar efter regnets toppintensitet. 19

23 6.3 Klimatscenario års havsnivå under vintertid Detta scenario bygger på ökade havsnivåer kombinerat med normalt torrvädersflöde i bäcken, varför ingen graf över inkommande och utgående flöden visas i detta avsnitt. Vid havsnivåer med 100 års återkomsttid och normalt flöde är det som väntat främst områdena allra närmast kusten som påverkas av ytvatten, se figur Beräkningarna visar att havsvattnet och bäcknivån vid utloppet når väldigt nära några bostäder allra längst i nordväst i området Strandbyn, men med den föreslagna höjdsättningen bedöms det inte nå ända upp till husen. Några små ansamlingar av ytvatten intill en del av husen kan också ses trots att detta scenario inte innehåller något regn. Det tyder på att markens infiltrationsförmåga är dålig vintertid, vilket bör tas i beaktande vid planering av dränering och avledning av dagvatten. Figur Beräknade ytvattendjup vid framtida havsnivåhöjning med 100 års återkomsttid, fyra dygn efter höjningen. Grundvattenkartan med beräknade grundvattennivåer när nivåerna stabiliserats efter havsnivåhöjningen (figur 6-11) visar på högt stående grundvatten framförallt i de norra delarna, samt i området närmast kusten vilket beror på det höga havsvattenståndet. I de västra och norra delarna av planerad bebyggelse är det en del områden som betecknas som mindre lämpliga (blå, gula och röda fält) medan det i de östra delarna uppströms är mera lämpat för infiltration (gröna områden). I jämförelse med vinterregnscenariot som redovisas i avsnitt 6.2 ses att havsnivåhöjningen leder till ökade grundvattennivåer precis vid kusten, men i övrigt är grundvattennivåerna generellt sett lägre än vid ett 100- årsregn. 20

24 Figur Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida havsnivåhöjning med 100 års återkomsttid och öppen dagvattenlösning, fyra dygn efter höjningen. 21

25 7 Kommentarer och rekommendationer Resultaten visar att det är stor skillnad mellan vinter- och sommarscenarierna. Sommartid bedöms huvuddelen av området ha goda möjligheter för infiltration och begränsade områden översvämmas, medan det motsatta gäller för vinterscenariot. Under dagens klimatförhållanden är det å andra sidan synnerligen osannolikt att en extrem regnhändelse liknande den som använts i analysen skulle kunna inträffa under vintern. Även i ett framtida klimat med högre temperatur under vinterperioden får det betraktas som osannolikt. Beräknade ytvattendjup och översvämning från bäcken under vinterscenariot bör därmed betraktas som ett värsta tänkbara fall. Däremot är det mer sannolikt att motsvarande total regnvolym kan falla under ett eller ett par dygn, men då med lägre och jämnare intensitet, varför bedömda grundvattennivåer för vinterscenariot bör beaktas. Dränerande åtgärder krävs därför inom vissa delar av området, både för att möjliggöra öppna dagvattenlösningar och för att överhuvudtaget kunna hålla bebyggelsen torr under blöta årstider. Samma sak gäller kapaciteten i Säbybäcken, och riskerna för översvämning omkring bäcken. Det rekommenderas därför att kapaciteten i Säbybäcken förstärks genom breddning och fördjupning, speciellt i den nedre hälften av dess sträckning. Området strax uppströms utloppet för nuvarande kulvertsträckning kan lämpas för mer kontrollerad översvämning genom meandring av bäckens sträckning och andra schaktåtgärder i terrängen, eventuellt tillsammans med en strypt genomföring under vallen öster om golfbanan. Möjligheterna och effekterna av detta bör utvärderas i det fortsatta arbetet. Dagvattenlösningar måste anpassas så att de fungerar året runt, och därför bör dagvattensystemet för området planeras utifrån en situation liknande den i figur 6-8, vilket kan förväntas vara en relativt normal framtida situation vintertid. Utöver detta bör det även planeras för hantering av mer extrema händelser, framförallt hantering av ytavrinning vid stora regn (likt det studerade) så att denna inte ansamlas intill husen. Utformning och sträckning av svackdiken är en viktig del av denna planering. Ett framtida havsvattenstånd med 100 års återkomsttid bedöms i första hand påverka ytoch grundvattennivåer närmast kusten. De nordvästra delarna av området är mest utsatta men bedöms inte utifrån nuvarande höjdsättning bli översvämmade vid ett 100- årsscenario för havsvattenstånd. Resultaten i denna rapport syftar främst till att belysa de generella möjligheterna till öppen dagvattenhantering i området, samt peka på behov av dränerande åtgärder och översvämningsrisker från Säbybäcken och havet. För att bedöma effekterna av specifika lösningar rekommenderas en fördjupad analys där exempelvis svackdiken, dammar och förändringar i bäcken inkluderas i modelleringen. 22

26 8 Referenser DHI Software, 2011a. MIKE SHE - User Manual. DHI, Agern Allé 5, 2970 Hørsholm, Danmark. DHI Software, 2011b. MOUSE PIPE FLOW Reference Manual. DHI, Agern Allé 5, 2970 Hørsholm, Danmark. DHI, Kusterosion, Norra Borstahusen, Landskrona. Erosionsrisker, kustskydd, badvattenkvalitet och hamnutbyggnad. Rapport under utarbetning, DHI Sverige, Kyrkogatan 3, Lund. Graham D N, Butts M B, Flexible, integrated watershed modelling with MIKE SHE. In: Watershed Models eds. V P Singh and D K Frevert, pp CRC Press. Lantmäteriet, Ny nationell höjdmodell. (besökt ) NSVA, Landskrona - havsnivåhöjning och ökad nederbörd p.g.a. klimatförändringen. NSVA, Box 2022, Helsingborg, Sverige Ramböll, Norra Borstahusen grund- och dagvattenutredning. Revidering 1. Ramböll Sverige AB, Skeppsgatan 5, Malmö, Sverige. SMHI, SMHI Vattenwebb. (besökt ) Svenskt Vatten, P104: Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem. ISSN:

27 Bilaga 1. Kompletterande kartbilder Figur B1-1. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn sommartid och traditionell dagvattenlösning, 3 timmar före regnets maxintensitet. Figur B1-2. Beräknade avstånd till grundvattenyta vid framtida 100-årsregn sommartid och traditionell dagvattenlösning, ca 4 dygn efter regnets maxintensitet. 24