Algae growth in open storm water system

Transkript

1 Algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar Algae growth in open storm water system Hala Al-Mehdawi Likaa Jamalaldin Huvudområde (el. motsv.): Byggingenjörs program Handledare: Jens Wittmiss September

2 Algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar Algae Growth in Open Storm Water System 2

3 FÖRORD Detta examensarbete har skrivits inom byggingenjörsprogrammet i ämnet "Alger i öppna dagvattenanläggningar" vid Malmö högskola. Vår handledare är Jens Wittmiss som är lärare på Malmö högskola. Grundtanken bakom detta examensarbete var vårt intresse för Bo01- området i Västra hamnen. Bo01 har blivit ett väldigt omtyckt område i Malmö kommun på grund av sitt läge vid havet och det ekologiska samhället. Det har blivit en attraktiv och rogivande plats för både besökare och boende. Arbetet redovisar två vattensystem med olika karaktär; Västra hamnens vattensystem, som är ett öppet dagvattensystem, och Toftanäs, som är utformad som en våtmark. Hur dessa två system fungerar, skälen till ombyggnaden av dem, samt de vanligaste bakomliggande orsakerna till algtillväxt i dessa typer av dammar utreds i detta examensarbete. Vi har också undersökt vad man kan göra för att förebygga eller åtminstone minska algtillväxten, och de problem detta orsakar, i dessa två öppna dagvattensystem.. Vidare har vi studerat den roll skötselplanen har för ett väl fungerande vattensystem och på vilket sätt det kan hjälpa att motverka alger i dammar. Vi vill tacka alla som har varit till stöd och hjälp med att skriva detta arbete, ett särskilt tack till Ann-Christin Sundahl (Avdelningschef Vatten Tyréns, Malmö) som gav oss lite av sin dyrbara tid för att stödja och hjälpa oss med att gå igenom våra första idéer, bidragit med nya idéer och rekommendationer samt granskat intervjufrågor. Vi vill också rikta ett stort tack till Arne Matsson (landskapsingenjör på Gatukontoret, Malmö stad), Jan Johansson (Mark- och Exploateringsingenjör på Fastighetskontoret, Malmö stad), Leif Runeson (Miljöingenjör på VA- syd, Malmö), Max Johnsson (Mark- och vattenentreprenör på Riberstads samfällighetsförening i södra Bo01- området), Malin Engström (Projekteringschef på Tekniska förvaltning, Växjö kommun), Helen Strömbeck (Fastighetsförvaltare på MKB, Malmö stad) och Stefan Billqvist (Utredningsingenjör på Ledningsnätsavdelningen, VA-syd, Malmö) som avsatt tid till att svara på våra intervjufrågor samt låtit oss att ta del av material och fakta som varit till stöd för detta arbete. 3

4 SAMMANFATTNING Förr hade man inte problem med dagvattenhantering, eftersom den största delen av marken var infiltreringsbar, men när städerna började exploatera på 1900-talet, ökade hårda ytor som är en av de viktigaste bidragande orsakerna till dagvattenflödeökning. Sverige började tänka på framtiden och man försökte hitta de bästa lösningarna för att kunna göra städerna hållbara. Dagvattenhantering var en av de viktigaste beståndsdelarna i en hållbar utveckling och av den anledningen, började man tänka på möjligheten att hantera dagvatten lokalt. Malmö var en av de kommuner som började använda de ekologiska dagvattenlösningarna. Att använda öppna dagvattensystem var ett av de första valen i Malmö kommun för att minska översvämningsrisken, och förbättra stadens bild genom att öka det estetiska värdet. Dålig skötsel av ett vattendrag kan leda till olika problem såsom syrefattigt vatten, övergödning, igensatta bottnar vilket tillåter alger växa i vattendraget. Tyngdpunkten i vårt arbete ligger på algtillväxt/algblomning i öppna dagvattenanläggningar, vilka är de vanligaste orsakerna till förekomst av alger i öppna dagvattenanläggningar, samt vilka åtgärder och lösningar man kan använda sig av för att förebygga eller lösa detta problem. Tanken med detta arbete är att analysera algtillväxtproblem i två olika ekologiska dagvattensystem i två olika områden i Malmö kommun. Det första är ett konstgjort vattendrag och det andra är naturligt vattendrag för att påvisa om det förekommer alger i de två systemen. Samt att analysera behovet av en skötselplan för dagvattenhantering och vilka åtgärder man ska vidta för att reducera algtillväxten i dessa två olika vattendrag. Det första är Västra hamnens öppna dagvattensystem som är ett helt konstgjort dagvattensystem. Det andra är Toftanäs öppna dagvattensystem, som är ett av de mest kända dagvattensystemen i Sverige som efterliknar naturliga ekosystem. Arbetet visar historiken kring hur de både systemen uppkom fram till hur de ser ut och fungerar idag. Med hjälp av litteraturstudier kunde det beskrivas olika viktiga begrepp som brukar samlas under huvudbegrppet öppna dagvattensystem. Vidare har det analyserats vattenkretslopp i naturen, och hur det samspelar med vegetationen för att utjämna nederbörden eller dagvatten i tätorter. Djupintervjuer med olika experter vad gäller de ritningar och handlingar som beskriver de båda systemen, i kombination med litteraturstudier, hjälpte oss att komma fram till följande resultat De vanligaste orsakerna till algtillväxt i öppna dagvattenanläggningar är värme och solljus, lugnt vatten, näringsrikt vatten och olämpligt vattendjup i dammarna. För att få en optimal rensningseffekt i öppna dagvattenanläggningar, samt att öka det estetiska värdet i dammarna, bör det finnas en färdig skötselplan redan innan byggnationen påbörjas. Det är viktigt att anlita entreprenörer eller personer med goda kunskaper och med erfarenhet som vet exakt hur en skötselplan ska hanteras och justeras, efter områdets och dammarnas behov. Skötselplanen förklarar hur och när man ska utföra skötselåtgärder. Algtillväxt eller algblomning i öppna dagvattenanläggningar kan både förebyggas och reduceras, genom att utföra olika åtgärder liksom bland annat: 4

5 Dammarnas vattendjup ska vara tillräckligt stort, dammarnas längd ska vara dubbelt så lång som bredden (längd-bredd förhållanden 2:1), dammarna ska ansluta till en våtmark för att minska närsalter i vattnet innan det når dammarna, förstärkning av närvaron av naturligt vatten i dammarna, öka uppehållstiden i dammarna (hög vattenbelastning), dammarnas botten ska vara riklig med varierade växter, samt öka det biologiska ekosystemet i dammarna. ABSTRACT When the cities began to develop in the 1900s increased storm water flow. Sweden began to think about the future and they were trying to find the best solutions to make cities sustainable. Storm water management was one of the key elements of sustainable development and for that reason; people started thinking about the ability to manage storm water locally. Using open storm water system was one of the first elections in Malmö municipality to reduce flood risk and improve the city's image by increasing the aesthetic value. Poor maintenance of a water body can lead to various difficulties such as oxygen-poor water, eutrophication, clogged bottoms that allow algae to grow in the watercourse. The significance of this work is on algal growth / blooms in open storm water facilities, which are the most common causes of algae in open storm water facilities and the steps and solutions you can use to prevent or solve this problem. Based on interviews with various experts regarding the plans and documents that describe the two systems, in combination with literature studies, it helped us to reach the following result: Algae growth or algal blooms in the open storm water facilities can both be prevented and reduced by performing various actions such as including; Dam water should be sufficiently large, dust the length should be twice as long as the width (length-to-width ratios of 2:1), the dams will connect to a wetland to reduce nutrients in the water before it reaches the dams, reinforcing the presence of natural water in the ponds, increasing the residence time in the ponds (high water stress), dust the bottoms should be abundant with diverse flora, and increase the biological ecosystem. It is also important to hire contractor/ people with good knowledge and experience to know exactly how a management plan should be handled. 5

6 INNEHÅLLSFÖRTECKNING FÖRORD... 3 SAMMANFATTNING... 4 ABSTRACT... 5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING INLEDNING BAKGRUND SYFTE AVGRÄNSNINGAR METOD OCH MATERIAL LITTERATURSTUDIER SKÖTSELPLAN GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Dagvatten Slutna och öppna dagvattensystem Föroreningsinnehåll i dagvatten GRUNDVATTENBILDNING VÅTMARK Våtmarkens reningseffektivitet VEGETATION OCH VATTNETS KRETSLOPP I NATUREN DAGVATTNETS EKOLOGISKA LÖSNINGAR DAGVATTENANLÄGGNINGAR Dammar Dike Kanal ALGER Algernas liv, indelning och släkt Växtplanktons huvudgrupper ALGBLOMNING I SÖTVATTENDRAG

7 2.9.1 Algblomning KRAV OCH TEKNISKA LÖSNINGAR PRIORITERADE ÅTGÄRDER FÖR REDUCERING AV ALGBLOMNING I SÖTVATTENDRAG Växtligheten PH- justering Syresättning Kemiska insatser UV- strålning FALLSTUDIER OCH INTERVJUER FALLSTUDIE 1: VÄSTRA HAMNEN/BO01-OMRÅDE I MALMÖ Bo01- Historia Västra hamnens öppna dagvattensystem Intervjuer, Bo01- område Fastighetskontoret- Malmö stad Riberstads samfällighetsförening i södra Bo01- området FALLSTUDIE 2 TOFTANÄS VÅTMARK- MALMÖ Norra delen av Toftanäs bebyggelse- Historia Toftanäs öppna dagvattensystem Intervjuer för Toftanäs område VA-syd Malmö Malmö gatukontor NÅGRA BRA EXEMPEL Ekostaden Augustenborg- Historia Intervjuar för ekostaden Augustenborg Malmö kommunala bostäder MKB Ledningsnätsavdelning, VA-syd Malmö Bäckaslövs våtmark- Historia Intervjuar för Bäckaslövs våtmark Tekniska förvaltning- Växjö kommun RESULTAT OCH ANALYS RESULTAT UTIFRÅN LITTERATURSTUDIER OCH GENOMFÖRDA INTERVJUER

8 5.2 RESULTAT UTIFRÅN JÄMFÖRELSE MELLAN FÖRSTA OCH ANDRA FALLSTUDIER RESULTAT UTIFRÅN STUDIE R AV ALGTILLVÄXTPROBLEM I FALLSTUDIERNAS VATTENDRAG OCH TVÅ, ANDRA VALDA VATTENDRAG PRIORITERADE ÅTGÄRDER FÖR ANLÄGGNING AV DAGVATTENSYSTEM De ALLRA VIKTIAGSTE ORSAKERNA SOM BIDRAR TILL ALGBLOMNING I VATTENDRAG DISKUSSION RESULTATDISKUSSION METODDISKUSSION SLUTRESULTAT GENERALLA FÖRKLARINGAR REFRENSER litteratur referenser Internet referenser Intervju referenser

9 1 INLEDNING 1.1 BAKGRUND Dagvatten är benämningen på avrunnet regn- och smältvatten på markytan från till exempel gator, taktäckta ytor, gårdar och grönytor. Dagvattnet förorenas av bl.a. trafik, atmosfäriska nedfall, byggnadsmaterial och djurspillning och tar med sig alla dessa föroreningar till recipienter såsom bland annat dammar, sjöar och hav. Enligt svensk författningssamling (2010:900), 1 Inom kommunen får mark- och vattenområdens användning, bebyggelse och byggnadsverk regleras med detaljplaner eller områdesbestämmelser 1. Det vill säga varje kommun ska i en detaljplan redovisa hur man har planlagt lösningar för mark- och vattenfrågor vid en förestående exploatering. ( Svensk författningssamling). En av de grundläggande förutsättningarna för kommunernas dagvattenpolicy är att dagvatten ska tas om hand lokalt. Dagvatten ska vara så långt som möjligt omhändertagande på marken, i första hand genom infiltration och i andra hand genom en fördröjning av vattenflödet innan dagvatten avleds. Detta förutsätter att marken ej är förorenad. (Malmö stad september 2000). Systemet som renar, fördröjer och utjämnar dagvatten innan det uppnår recipienter kallas för Öppen eller ekologisk dagvattenhantering. (Larm 1994). Med öppen dagvattenhantering åsyftas att man låter naturen på egen hand ta hand om dagvattnet via infiltration i vegetationsytorna. Med hjälp av vegetationsytor kan man minska avrinningshasigheten och få möjlighet att ta upp föroreningar och binda näringsämnen såsom kväve och fosfor. (Larm 1994). Under de senaste åren har de flesta svenska kommuner börjat använda öppna dagvattensystem i kombination med växtlighet som en ekologisk lösning för att fördröja, rensa och utjämna dagvattenflödet. Malmö kommun är ett bra exempel på en av de svenska kommuner som har tillämpat ekologiska lösningar inom många olika områden. I bygglovsprocessen skall kommunen verka för att dagvattnet så långt det är möjligt omhändertas lokalt. (Stahre 2008). Skötseln av växtligheten i öppna dagvattensystem är en grundläggande åtgärd för att bevara det attraktiva inslaget i den byggda miljön och att få optimal rensningseffekt. För att uppnå det skulle det behöva finnas en färdig skötselplan innan anläggningen byggs. (Hagström 2009). Västra hamnens öppna dagvattensystem har drabbats av alger, medan Toftanäs inte har gjort det. Detta kan förefalla förvånande då Västra hamnens vattensystem är ett modernare system, jämfört med Toftanäs öppna dagvattensystem. Vissa dammar på Västra hamnen har drabbats av alger och av att andra icke planterade växter har börjat växa i, eller i närheten av dem, och detta bidrar till att ge området ett otrevligt utseende. Detta beror på dålig planering för skötseln för detta område, och på att okunniga skötselpersoner har anlitats av Malmö kommun. Lösningarna och åtgärder för reducering av algtillväxten i Västra hamnens 1 4 Kap. Reglering med detaljplan och områdesbestämmelser. 9

10 dammar är både kostsamma och tidskrävande, liksom den särskilda utrustning som krävs, såsom luftpumpar, luftslangar, algmedel och en kontinuerlig rensning av magasinerna. (Johansson 2013). Västra hamnen är Malmös hamnområde och har utvecklats från ett industriområde till en hållbar tätort. Det har genomförts flera olika delprojekt på denna plats med hjälp av miljöanpassning. Grönstruktur i och vatten var ett av de delprojekten. Västra hamnen är en populär mötesplats som erbjuder offentliga grönområden såsom parker eller trädgårdar. Dagvattnet i Västra hamnen, eller Bo01, tas om hand lokalt då vattnet avleds via dammar och öppna kanaler samtidigt som det renas av växligheten i de öppna dagvattenanläggningarna innan det rinner ut i Öresund. Dagvattensystemet har en unik uppbyggnad där anläggningarna består av betongelement med granitändkanter. (Lokala investeringsprogram 2007). De öppna dagvattenanläggningarna i Västra hamnen blev färdiga 2001 och sedan dess har Malmö stad satsat mycket pengar på underhålls- och skötselåtgärder. Dessvärre har vissa dammar trots detta drabbats av alger och vattnet har blivit grumligt, och det kan delvis bero på att en skötselplan saknas för området runt Västra hamnen. Dålig skötsel på Västra hamnen har varit orsaken till att dagvatten i Västra hamnens dammar fått dålig cirkulation vilket i sin tur bidragit till bland annat syrefattigt vatten och övergödning. Detta har tillåtit att algerna växer på Västra hamnens vattendrag. (Hagström 2009). Toftanäs är en stadsdel som ligger i Östra Malmö och som byggdes I området finns framförallt olika typer av verksamheter, men även villaområden. I Toftanäs har det anlagts en våtmarkspark som är ett exempel på ett område som har haft vegetation tillsammans med öppen dagvattenhantering som en ekologisk lösning för att erhålla en hållbar samhällsutveckling. Dagvatten från Toftanäs var tänkt att kunna anslutas till en befintlig dagvattenledning, men då denna ledning inte visade sig vara dimensionerad för avrinning från Toftanäs så var det nödvändigt att bygga ett stort utjämningsmagasin. Malmös gatukontor planerade tillsammans med stadsbyggnadskontoret för ett utjämningsmagasin som också skulle kunna nyttjas som park/för rekreation. Stor vikt lades på växligheten eftersom våtmarken även skulle ha en renande effekt på dagvattnet. Dagvattnet i Toftanäs avrinner från ett industriområde och innehåller höga halter av kväve och fosfor. Genom vegetation kan man dämma vattenflödet och samtidigt rensa dagvattnet från föroreningar. (Malmö gatukontor 1996). Det öppna dagvattensystemet i Toftanäs invigdes 1989 och sedan dess har det funnits en skötselplan för öppna dagvattenanläggningar. Toftanäs har inga allvarliga risker såsom alger i dammen, eller i närheten av den, och det finns inte heller åtgärder som skulle ha antagits i efterhand av Va-verket för att förbättra dess funktion. (Falk 2007). Alger är en naturlig del i ett vattendrag och algtillväxtproblem är något ofrånkomligt i dammar. Men vid dålig vattencirkulation i ett vattendrag börjar algprodukter öka vilket bidrar till grummligt vatten/grönt vatten och dålig lukt i vattendraget. Varför vattnet börjar lukta och blir grummligt vid ökande av algprodukter i ett vattendrag är det som vi ska titta närmare på. 10

11 1.2 SYFTE Syftet med detta examensarbete är att utreda vilka de vanligaste orsakerna till algtillväxt i öppna dagvattenanläggningar är och vilka lösningar eller åtgärder man skulle kunna nyttja för att minska eller förebygga detta problem. Vidare har behovet av en skötselplan undersökts. Det finns olika aspekter som styr algtillväxten i dammarna och det finns även olika åtgärder som kan vidtas för att motverka algerna och de problem de orsakar vid tillväxt i dammarna. Hur man optimerar dessa aspekter för att uppnå det önskade vattenlivet i ett vattendrag, och när man ska vidta åtgärder eller olika lösningar för att eliminera eller minska algprodukter i vattendrag, är frågorna som undersöks i detta arbete. Huvudfrågeställningar för detta examenarbete är: När är det viktigt att ha en färdig skötselplan för öppna dagvattenanläggningar för att lyckas förebygga/eliminera algblomning i anläggningarna när systemet är på drift? Vilka orsaker kan bidra till algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar? Vilka skötselåtgärder/skötsellösningar kan man genomföra för att förebygga/minska algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar? 1.3 AVGRÄNSNINGAR Eftersom öppna dagvattensystem är ett brett område så har det bestämt att fokusera på skötselproblemet, vilket brukar vara ett vanligt problem i öppna dagvattensystem. Arbetet har begränsats till algtillväxtproblemet i de öppna dagvattenanläggningarna och det har vidare avgränsats till att två projekt i Malmö kommun har studerats; Västra hamnens och Toftanäs öppna dagvattensystem. 1.4 METOD OCH MATERIAL Arbetet har genomförts i två delar, varav den ena är en undersökning baserad på litteratur om algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar och den andra delen är en praktisk studie av två befintliga anläggningar i Malmö stad som genomförts genom intervjuer. Genom litteraturstudien definierades de öppna dagvattensystemen.genom intervjuerna analyserades orsakerna och därigenom även lösningar för problematiken i de öppna dagvattenanläggningarna, med hjälp av svar från intervjufrågor. Detta utgjorde underlag för jämförelsen mellan dessa två befintliga vattendrag i Malmö kommun. Ord som har använts för sökning efter litteratur för detta arbete är: öppna dagvattensystem, Västra hamnens öppna dagvattensystem, Toftanäs våtmarkspark, dammar, kanaler, dike, konventionella dagvattenledningar, ekologiska dagvattenlösningar, stormwater, stormwater management, skötselplan, skötselåtgärder, algblomning, algtillväxter, samt alger. Sökning har skett dels via söktjänsten LUBsearch på Lunds universitets bibliotek och dels via MALIN-Malmö stadsbibliotekskatalog på Malmö stadsbibliotek. Ann-Christin Sundahl (Avdelningschef vatten Tyréns Malmö) har rekommenderat några bra litteraturböcker/referenser liksom; Vatten i dagen- exempel på ekologisk dagvattenhantering av Lönngren, G. (2001), Mikrobilder- 11

12 liv i damm och sjö av Sandhall, Å. (2001), En långsiktigt hållbar dagvattenhantering - planering och exempel av Stahre, P. (2004) och Våtmarksboken: skapande och nyttjande av värdefulla våtmark av Tonderski. K., (2002). Arbetet innehållet dessutom fallstudier för två öppna dagvattensystem: Västra hamnens och Toftanäs öppna dagvattensystem. Valet av dessa två vattensystem gjordes på grundval att detta arbete är att studera två vattendrag med olika karaktär. Det ena är ett konstgjort vattendrag som Västra hamnens öppna dagvattensystem, och det andra är ett naturligt vattendrag som Toftanäs våtmarkspark. Både skulle finnas i Malmö kommun. Ett annat viktigt kriterium var att hitta två system som varit igång ett tag, så att eventuella algproblem skulle ha uppkommit och kunde studeras. Dessa två vattendrag är i drift sedan flera år tillbaka, vilket betyder att de har haft praktiska åtgärder gällande hur man eliminerar och/eller minskar algtillväxten i öppna dagvattenanläggningar. Anledningen att använda intervjuer som metod, var för det första att det råder brist på fakta som gäller alger och dess problem i vattendrag. Därför är intervjuer var den kanske enda vägen att samla så mycket fakta som möjligt om algtillväxtproblem i konstgjorda och naturliga vattendrag. Den andra faktorn är att svaren på intervjufrågorna ska kunna sättas i jämförelse, för att sedan kunna ge tydliga och korrekta svar på frågeställningar för detta arbete. Intervjufrågorna är baserade på frågeställningar som handlar om tre huvudfrågor; skötselplan, faktorer som styr algtillväxten i vattendrag och åtgärder/lösningar för eliminering eller/och minskning av algtillväxtproblem i konstgjorda och naturliga vattendrag. Inför intervjerna har intervjufrågorna diskuterats med Ann-Christin Sundahl (Avdelningschef Vatten Tyréns Malmö) för att förbättra och utveckla frågorna på så sätt att vi ska kunna dra en relevant slutsats för detta arbete. Under intervjuerna som skedde på Malmös gatu- och fastighetskontor fick vi fakta och ritningar från dammarnas huvudmän. Med hjälp av dessa har vi kunnat undersöka hur dessa två olika system som finns i Malmö kommun fungerar, samt vilka skötselåtgärder dessa två vattendrag har haft. Sedan jämförde vi dessa två fallstudierna med hjälp av svar från intervjufrågorna. Personerna som intervjuades har varit involverade i dessa två projekt alltsedan planeringens start för en exploatering av Västra hamn och Toftanäs till idag. Syftet med att intervjua dessa personer är för att de har haft praktiska erfarenheter av skötselåtgärder och eliminering av algblomning i dammar. Muntliga intervjuer genomfördes med Arne Matsson; landskapsingenjör på Malmö gatukontor, personer ansvariga för växtligheten i Toftanäs, Jan Johansson; Mark- och Exploateringsingenjör på Fastighetskontoret och ansvarig för Västra hamns öppna dagvattensystem. Matsson och Johansson var till stor hjälp gällande samling av gamla studier, ritningar och handlingar som har använts i detta arbete som referenser. Mejlintervjuer utfördes med Leif Runeson; miljöingenjör på VA- syd i Malmö kommun, som svarade på frågor angående Toftanäs öppna dagvattensystem medan Max Johnsson; Mark- och vattenentreprenör på Riberstads samfällighetsförening i södra Bo01- området, svarade på frågor rörande Västra hamnens öppna dagvattensystem. 12

13 De två examensarbeten som har utförts tidigare baserade på Västra hamns och Toftanäs dagvattensystem är examenarbetet Öppna dagvattensystem två fallstudier av skötsel av Rickard Hagström. (2009) och Vegetation för öppna dagvattenanläggningar av Malin Larsson (2010). Dessa har använts för jämförelse i diskussion och slutsats i kontrast till detta arbete, vilket var till stor hjälp. Anledningen attvälja dessa två studierna är att kunna utvärdera resultaten för dessa studier, genom att jämföra resultaten och se om de överrensstämmer. Vid resultatdiskussionen i detta arbete, har vi gjort en jämförelse mellan resultaten av dessa två studier med resultaten av detta arbete, vilket bör säkerställa kvalitén på detta arbetes slutresultat. Två fallstudier av skötsel av Rickard Hagström (2009), handlar om skötselproblem i konstgjorda och naturliga vattendrag, och om hur beställaren och entreprenören ska samspela för att få skötseln i dammarna att fungera bra. Hagström valde Västra hamnens öppna dagvattensystem i Malmö som konstgjort system, och Mariestadens öppna dagvattensystem i Helsingborg som efterliknar ett naturligt vattendrag. Slutresultatet för detta arbete var att funktion, rening och estetiken kan samverka ifall man har en fungerande skötselplan, och erfaren personal med goda kunskaper i skötselåtgärder för dammar. Dessutom ska dammarna skapas på så sätt att de ska efterlikna naturliga vattendrag. Det andra arbetet, Vegetation för öppna dagvattenanläggningar, av Malin Larsson (2010), handlar om hur man väljer vattenväxter i öppna dagvattensystem i en stadsmiljö, och vilka aspekter som styr valet av växter. Därigenom kan man få en rensningsförmåga i dammarna som fungerar bra. Larsson valde två öppna dagvattensystem. Det första är Toftanäs, som är en våtmarkspark, och det andra är Västra hamnens öppna dagvattensystem, som är ett konstgjort vattendrag. Slutresultatet för detta arbete var att dammens utformning är den allra viktigaste aspekten som styr valet av växter i dammarna, d v s valet av vattenväxter i dammarna varierar enligt dammarnas förutsättningar. 13

14 2 LITTERATURSTUDIER 2.2 SKÖTSELPLAN Skötselplanen är ett dokument som redovisar alla ytor inom kommunens ansvarområde och beskriver skötselbehov och skötselintensitet för dessa ytor. Skötselplanen kan innehålla kartor över områdena och koder för att underlätta skötselen. Skötselplanen måste uppdateras efter områdenas och människans behov. (Båstads kommun 2013). 2.2 GRUNDLÄGGANDE BEGREPP Dagvatten Det avrunna regn- och smältvattnet från markytan betecknas dagvatten och härrör från till exempel gator, taktäckta ytor, gårdar och grönytor. Det förorenas av bl.a. trafik, atmosfäriska nedfall, byggnadsmaterial och djurspillning. Dagvatten innehåller även tungmetaller, men kvantiteten därav varierar kraftigt beroende på vilket avrinningsområde vattnet kommer ifrån. (Larm 1994) Slutna och öppna dagvattensystem Kombinerade system Fram till 1950-talet avleddes spill- och dagvatten i ett gemensamt vattenledningssystem ett så kallat kombinerat system och detta finns idag främst kvar i äldre byggnader. Under 1950-talet så började Sveriges tätorter att exploateras vilket bland annat medförde en utvidgning av spill- och dagvattenmängd vilket resulterade i att de kombinerade ledningssystemen inte klarade av den dubbla belastningen. Konsekvensen blir att vattnet svämmar upp över markytan vid kraftigt regnväder och förorenat vatten når recipienten/ reningsverket och bidrar således till en försämring av dagvattnets kvalitet. (Larm 1994). Duplikat system På 1960-talet började ett nytt system användas: ett duplikat system som innebär att spill- och dagvatten avleds i separata ledningar. Dagvattnet avleds direkt till recipienter utan att först renas, och spillvatten avleds till reningsverk. Dräneringsvatten avleds ofta tillsammans med dagvatten i ett sådant system, men dessvärre var inte heller detta system bättre än de kombinerande systemen. Vid häftigt regn ökar flödet i ledningarna vilket innebär en risk för uppdämning i ledningssystemen och att föroreningshalterna i recipienterna ökar. (Larm 1994). 14

15 Öppen dagvattenhantering På 1990-talet började man fundera på bättre dagvattenlösningar som skulle bidra till lägre kostnader, mindre tekniska problem och därmed mindre miljöpåverkan. (Stahre 2004). Ett nytt begrepp infördes; öppen dagvattenhantering, vilket åsyftar att man låter naturen själv ta hand om dagvattnet och ges möjlighet att infiltrera det i vegetationsytorna. Öppen dagvattenhantering kan utföras via ett fristående system där spillvattnet avleds separat i en ledning medan dagvattnet hanteras via t.ex. diken, dammar och tröga ledningar osv. (Larm 1994) Föroreningsinnehåll i dagvatten Dagvattnets föroreningshalter varierar beroende på vilket avrinningsområde det kommer ifrån. Enligt Göteborgstudien, Malmqvist 1983, är de största föroreningskällorna för dagvatten atmosfäriskt nedfall, trafik, korrosion och djurspillning.. (Larm 1994). Exempel på dagvattenföroreningar såsom tungmetaller (zink, bly, koppar), suspenderat material (SS) 2, näringsämnen (kväve och fosfor), oljeprodukter, bakterier med mera redovisas i tabell 1. Tabellen visar också effekten eventuellt dessa föroreningar på levande varelser och miljö samt deras huvudsakliga källor. (Örebro stad 2002). Tabell 1: Exempel på dagvattens föroreningar och deras effekt på levande och miljö samt till vilka föroreningskällor de tillhör. (Örebro stad, 2002 sid 10). Förorening Bly Kadmium Koppar Krom Kvicksilver Zink Effekt på människor, djur och miljö. Ganska giftigt för människor och djur. Ganska giftigt för människor och djur. Giftigt för vattenlevande djur och växter. Negativ inverkan på människor, djur och växter. Ganska giftigt för människor, djur och växter. Giftigt för vattenlevande djur och växter. Huvudsakliga lokala källor till spridning och förorening av dagvatten. Trafikytor, atmosfäriskt nedfall. Fordon och som förorening i zink. Trafikytor, takytor, korrosion av byggnadsmaterial. Slitage av dubbdäck, korrosion av bildelar Diffus spridning vid avfallshantering. Trafikytor, korrosion av byggnadsmaterial, stuprör, lyktstolpar, galvaniserade ytor som bilkarosser, takplåt med mera PAH (polycykliska Cancerogent och giftigt för Småskalig vedeldning, 2 SS är ett mått på organiska och oorganiska material/förorening som kan sedimenteras relativt snabbare till botten jämfört med andra föroreningar. Se kapitel 8 för mer förklaring. 15

16 aromatiska kolväten) Olja Näringsämnen (kväve och fosfor) människor. Giftigt för vattenlevande djur. Skadligt för människor och djur. Giftigt för växter. Övergödning i sjöar och hav. Orsakar algblomning och ger upphov till syrebrist. trafikavgaser och däck. Finns bland annat i HA-oljor, bitumen, tjära och sot. Oljeutsläpp, trafik, läckage från fordon och cisterner samt trafikolyckor. Nödavledning av spillvatten, felkopplingar, djurspillning och gödsling. Atmosfäriskt nedfall av kväve. Bakterier Ger problem vid badplatser. Nödavledning av spillvatten, felkopplingar och djurspillning. Föroreningshalterna i dagvatten blir som högst när det kommer från hårt trafikerade områden, jämfört med bostadsområden och industriområden. Ofta förekommande föroreningar från industriområden är kväve, totalfosfor och zink medan SS och bly kommer från trafikerade områden. (Lönngren 2001). Tabell 2 visar hur dagvattenföroreningar har delats in i olika grader enligt markanvändning. (Örebro stad 2002). Tabell 2: Klassning av dagvattenföroreningsgrad enligt markanvändning. (Örebro stad 2002 sid 11). Föroreningsgrad Markanvändning Låg Parker och andra grönytor inom detaljplanelagt område. Låg/måttlig Måttlig Mindre bostadsområden, gång- och cykelvägar, takytor. Större bostadsområden, lokalgator, kontorsområden, mindre parkeringsplatser. Föroreningar Från parkområden innehåller dagvattnet ofta organiskt material i olika former. Näringsämnen tillförs dagvattnet från gödningsmedel och djurliv. Urin och fekalier från bland annat hundar och fåglar har visat sig bidra till höga bakteriehalter i dagvattnet. Föroreningshalten i dagvatten från bostadsområden påverkas främst av trafik och byggnadsmaterial. Dessutom förorenas vattnet av näringsämnen från gödsling av rabatter och gräsmattor. Tvättning av bilar på gatan bidrar med tungmetaller, oljor och fosfater. Vid äldre centrumbebyggelse är koppartak inte ovanligt. Tak, fasader, räcken och stolpar är exempel på ytor som kan vara förzinkade. Metallen används också i färger och andra kemiska produkter. Zink innehåller även en liten del kadmium, som är en av de giftigaste 16

17 Hög Starkt trafikerade vägar, drivmedelsstationer, parkeringsplatser, parkeringshus, vägtunnlar och industriområden (beror på verksamheten). tungmetallerna. Förzinkade ytor är troligen den största källan till kadmium i dagvatten. Läckage av oljor, bensin och metaller från fordon uppställda på hårdgjorda parkeringsytor kan ge betydande föroreningsmängder till dagvattnet. Ett annat problem med stora hårdgjorda ytor är att de ger ett stort dagvattenflöde vid kraftigt regn. Trafiken är den största källan till föroreningar i dagvatten. Föroreningarna kommer bl.a. från bilavgaser, läckande drivmedel, smörjmedel, korrosion, däckslitage, slitage av vägar och halkbekämpning. Vid ofullständig förbränning av bensin eller diesel bildas PAH som är svårnedbrytbara och giftiga organiska föroreningar. Bilarna i sig bidrar med koppar från bromsbeläggningar och zink från däck och galvaniserade detaljer. Däcken innehåller även kadmium och den cancerframkallande och miljöfarliga HA-oljan. Industriområden medför ofta en intensiv trafik av tunga fordon. Transporterna kan även medföra vissa risker om olyckan skulle vara framme, exempelvis vid transport av farligt gods. Generellt kan det sägas att dagvatten från industriområden kan innehålla höga tungmetallhalter, oljor och andra kemiska föroreningar. 2.3 GRUNDVATTENBILDNING Det avrinnande vatten som infiltreras i marken är en viktig resurs för att öka grundvattenbildningen. Grundvattennivån bör emellertid inte överskrida den normala nivån, då en höjning av grundvattennivån kan leda till skred i skredkänsliga områden. Risken med kraftigt förorenat dagvatten som infiltreras är att kvaliteten hos grundvattnet blir försämrad, och det skulle bli väldigt kostsamt att behandla det. (Larm 1994). Lösta föroreningar som tränger in i dagvattnet och påverkar grundvattenkvaliteten härstammar från: Klorider och nitrater Olja och fett Organiska miljögifter 17

18 Tungmetaller Förorenat grundvatten kan också påverka ytvattenkvaliteten samt akvatiska ekosystem. (Larm 1994). 2.4 VÅTMARK I boken Våtmarkerna och deras betydelse, Löfroth 1991, definieras våtmark som: "Våtmark är sådan mark där vatten under en stor del av året finns nära under, i eller strax över markytan samt vegetationstäckta vattenområden". Detta betyder att man kan räkna bl. a. kustområden och sjöar som våtmark. När man talar om våtmark så menar man i stort sätt alla grunda miljöer med vegetation. Tidigare ansågs våtmark vara värdelös mark som enbart utgjorde problem och var kostsam att behandla. Nu för tiden räknas den däremot som en av Sveriges rikaste naturtyper med många fördelar, och kan nyttjas på många olika sätt. Våtmarken minskar vattenflödet och fungerar som ett riktigt vattenmagasin, bevarar den biologiska mångfalden och vattenkvaliteten samt avskiljer närsalter och kemiska ämnen från avloppsvattnet. (Lundquist 2011). Våtmark kan delas upp i många olika typer beroende av och baserat på markvattnets ursprung och markens förmåga att bilda torv. De vanligast förekommande i Sverige är myrarna, vilka utgör nästan 99 % av Sveriges våtmarksmiljöer. (Tonderski 2002). Myrarna utgörs av torvbildande våtmark och bildas när det finns en tillräcklig våtmark och brist på syretillgång. Myrarna kan delas upp i två grupper, den första är mossarna vilka innefattar de myrar som har lågt ph- värde och brist på syre- och näringsämnestillgång och det är endast ett fåtal växter som kan leva i sådana våtmarker. Den andra är kärren och inkluderar de myrar som har ett högre ph-värde och bättre tillgång på syre och näringsämnen än mossarna, därav trivs ett flertal växter bättre i kärren. Anledningen till skillnaden mellan de två typerna av myrar är att mossarnas vattenursprung enbart härrör från nederbörd och sådana myrmarker får då inte de mineraler eller näringsämnen från vattnet som kommer från omgivande marken (fastmarken) såsom yt- eller grundvatten, medan kärren får vatten från omgivande marken (fastmarken) tillsammans med nederbörden. Ett avsevärt tillskott av mineraler och näringsämnen kan därför finnas i kärrens vattenkaraktär. Kärren har dessutom ett tunnare torvlager än mossarna. Syrebrist uppstår i våtmarker vid lugnt vatten. (Kjellsson, Löfroth, Pettersson och Essen 2005). Vissa undersökningar har visat att man kan minska innehållet av bekämpningsmedelsrester i vatten genom att låta det passera och bli silas via våtmark. (Leonardson 1994). Det är viktigt att anlägga eller restaurera våtmarken, och enligt Länsstyrelsen 2013 finns det två ersättningsformer för våtmarker. Den första är miljöinvestering, vilken stödjer våtmarksanläggningar och restaurering, och ges i första hand till våtmarker som renar växtnäring. Den andra är miljöersättning, som stödjer skötseln av våtmarken. (Länsstyrelsen Skåne 2013). 18

19 Våtmarkens reningseffektivitet Våtmarker används som naturliga reningsverk där suspenderat material, tungmetaller och närsalter kan avskiljas från avrinningsvattnet. Näringsrening i en våtmark beror på tre faktorer: denitrifikation (bakteriell nedbrytning), växtupptag och sedimentation. (Larm 1994). Innan man anlägger en våtmark så bör man tänka på avrinningsområdet och om vattnet där är näringsrikt. Det är inte lönt att anlägga en våtmark om avrinnginsvattnet är näringsfattigt, så därför är våtmarkens läge viktigt. Man kan säga att minst 50 % av avrinningsområdet ska bestå av odlad åkermark. Det är även viktigt att tänka att på det kommande vattnet ska stanna i våtmarken så länge som möjligt. Detta kallas för uppehållstid och beror på två faktorer: våtmarkens storlek och mängden vatten som avrinner till våtmarken. Ju större våtmark desto längre uppehållstid, då bl.a. näringsupptag och sedimentation gynnas av den. (Strand 2000). Man kan ta reda på avskiljningsgraden genom våtmarkens storlek i förhållande till avrinningsområdet. (Larm 1994). Våtmarkens storlek ska vara större än 1-2 promille jämfört med sitt avrinningsområde enligt studier i Skåne och Halland. (Strand 2000). Man vet att denitrifikation är den viktigaste processen i våtmarkens näringsrening. Denitrifikation är en mikrobiologisk process som innebär att bakterier omvandlar löst nitratkväve i avrinningsvatten till kvävgas (luftkväve) som i sin tur frigörs till luften. Bakterier behöver kolorganismer för att kunna leva, då får de sin energi från växterna, så därför är det angeläget att våtmarkerna ska vara artrika och att förstärka en bakteriell närvaro däri så att denitrifikationen ökar. Växtupptagning innebär att växterna tar upp näringsämnen från vattnet och denna process fungerar effektivt under sommaren. En viktig åtgärd som man bör göra är att skörda våtmarken under sommaren så att den upptagna näringen avlägsnas innan växterna dör och bryts ner under hösten. Vid nedbrytning av döda växtdelar frigörs 80-90% av de upptagna näringsämnena och återgår till systemet. Sedimentationsprocessen betyder att suspenderat material, tungmetaller eller näringsämnen (främst fosfor) sjunker ner och sedimenteras i våtmarkens botten. Uppehållstiden styr sedimentationen, dvs. den tid som avrinningsvattnet (eller: det avrunna vattnet) stannar kvar i våtmarken får betydelse för hur mycket av vattnets föroreningar som sedimenteras i dess botten. Fosfor brukar vara bunden till andra partiklar i vattnet och avskiljs från det genom sedimentering, men våtmarken har den emellertid fortfarande i sin botten. Med anledning av detta så bör våtmarksbottnen grävas ut efter ett antal år, vilket blir kostsamt om dess djup är mer än 1 meter. Grunda våtmarker ska vara mellan 0,7-1 meter djupa. (Strand 2000). För att uppnå en optimal reningseffektivitet så behöver våtmarken ha rätt storlek i förhållande till avrinningsområdet; rätt djup och rätt läge. Detta påverkar också avskiljningsgraden. Studier visar att en optimal våtmark kan ha en avskiljningsgrad på 70 % för totalt suspenderat material, 30 % för totalfosfor, 25 % för totalkväve och % för olika metaller. 19

20 Suspenderat material filtreras genom ett filter som kan vara det översta humusrika skiktet av marken och vattnet som tränger in i marken kan betraktas som relativt rent vatten och tillförs till grundvattnet. Tungmetaller är bundna till det suspenderade material som finns i dagvattnet och humusrik jord har en större förmåga att binda tungmetaller. En jordart med betydlig lershalt har bättre förmåga att binda tungmetaller än en sandig jordart eftersom genomsläppet av vatten hos lerfraktioner är lägre än det hos sandfraktioner. Därav kan det vara lämpligt att vatten som inte är kraftigt förorenat filtreras på sandhaltiga marker. Vissa föroreningar kan bidra till problem: Svavel- och kväveföroreningar försämrar tillväxt och bidrar till försurning och urlakning av näringsämnen ur jorden. Natriumjoner i vägsalt hämmar växtupptagning och stora mängder klorider i vägsalt kan skada växter. Hög koncentrationer av olja kan skada marken och räknar med de giftiga ämnena för växter. (Larm 1994). 2.5 VEGETATION OCH VATTNETS KRETSLOPP I NATUREN Vattnets naturliga kretslopp innebär att en stor del (64 %) av nederbörden över land återförs till atmosfären som vattenånga genom transpiration och avdunstning. Vegetationen spelar en viktig roll i återföringen av nederbördsvattnet till atmosfären. Den resterande delen av nederbörden är avrinning från land till haven. På en mer detaljerad nivå så fångas den största delen av nederbörden upp av vegetationen varefter den avdunstar, och resterande som når markytan infiltreras omedelbart ner i marken. Vid en låg lutning i terrängen så samlas nederbördsvatten i de ojämna ytorna på marken vid regnväder, varefter det börjar infiltrera och perkolera ner till grundvattnet. Vid kraftigare regn hinner marken inte med att ta upp allt nederbördsvatten som når markytan utan det börjar då istället att rinna av den och kallas då för avrinnande vatten/dagvatten. (Florgård, Clas och Palm, Roland 1980). När man bygger ut samhällen så rubbas vattnets naturliga kretslopp. Markytan täcks med asfalt, hus och andra hårda ytor som inte tillåter vattnet att infiltrera och det finns inte heller några växter som kan ta hand om vattnet. Detta innebär att allt regnvatten rinner av från ytan, vilket sker snabbt och ger upphov till stora flöden som måste hanteras. Transpirationen driver vattenströmningen genom växtligheten och vattenupptagningen från marken. Vegetationen har en stor betydelse när det gäller att utjämna dagvattenflödet och denna kan man definiera på följande sätt: 20

21 Vegetationen fångar upp nederbörden och återför det till atmosfären via avdunstning utan att låta den nå marken. Detta kallas för interception och nederbörden som inte når marken kallas för intercept. fåter nederbörden som når markytan snabbare infiltreras ner i marken för vattenupptagning av växternas rötter förbättrar markens genomsälpplighet och detta kallas för direkt infiltration. låter det infiltrerade vattnet magasineras i markens övre del varefter det förs ner till rotzonen när det sker vattenupptagning av växternas rötter. Då rotzonen blir torr så förs vatten från det fuktigare området, vilket är markens övre del, till det torrare. Detta kallas för fördröjd infiltration. minskar ytvattenmängden som avrinner från markytan. (Larm 1994). 2.6 DAGVATTNETS EKOLOGISKA LÖSNINGAR Att hantera vattnet ekologiskt handlar om att låta det samverka med miljön; dvs. marken, luften, ljuset, djuren och växtligheten. Idag finns det många olika metoder för att rena dagvatten; det kan fördröjas och utjämnas med hjälp av infiltrationsanläggningar, utjämningsmagasiner, tröga avledningar, uppsamlingsdammar med mera. Detta kallas för ekologisk dagvattenhantering. (Lönngren 2001). Ekologisk dagvattenhantering kan delas upp i fyra kategorier, lokalt omhändertagande LOD, fördröjning nära källan, trög avledning och samlad fördröjning. Se bild 1. Bild 1: Ekologisk dagvattenhanterings momenter är: lokalt omhändertagande, fördröjning nära källan, trög avledning och samlad fördröjning. (Stahre 2004 sid 19). 21

22 Första steget i detta ekologiska system är att dagvattnet tas om hand lokalt nära källan, vilket kallas för lokalt omhändertagande av dagvatten, LOD. Detta betyder att dagvatten rensas, minskas och/eller fördröjs på privata marker belägna närmast källan. De resterande tre ekologiska metoderna sker på allmän plats vilket betyder att anläggningarna ligger relativt långt bort från källan. Fördröjning nära källan och trög avledning rensar, minskar och/eller fördröjer dagvattnet på allmän plats. Samlad fördröjning innebär att samla dagvatten som kommer från det största avrinningsområdet på allmän plats. (Stahre 2004). Med detta system är det vanligt att dagvattnet synliggörs vilket resulterar i många fördelar varav de viktigaste är att behålla grundvattennivåerna, minska mängden föroreningar som avrinner till vattendrag och recipienter och en rik närmiljö. En ekologisk dagvattenhantering kan påverka samhällsekonomin positivt genom att den minskar kostnaderna för att bygga och rusta upp ledningsnäten. (Lönngren 2001). Det krävs att man undersöker den tilltänkta platsens specifika förutsättningar för att få vetskap om vilken typ av lösning som ska användas. Ekologiska dagvattenlösningar betyder inte nödvändigtvis öppna dagvattensystem, det kan vara också handla om konventionella ledningssystem. Man kan säga att det är platsens naturliga förutsättningar som styr den tekniska utformningen av de ekologiska dagvattenlösningarna. Om dagvattnet t ex är kraftigt förorenat, då ska det rensas med hjälp av infiltrationsbeläggningar innan det avleds till recipienter. Samspelet mellan dessa fyra ekologiska dagvattenmetoder är essentiella för att undvika markfukt och översvämningar. Exempel på tekniska åtgärder som är lämpliga att använda i det ekologiska systemet: LOD- genomsläppliga beläggningar, gröna tak och infiltration på gräsytor. Fördröjning nära källan- beläggningar med genomsläpp, infiltrationsytor, dammar och våtmarker. Trög avledning- svackdiken, bäckar och kanaler. Samlad fördröjning- öppna; såsom dammar, våtmarker eller sjöar. (Stahre 2004). För fler detaljerad avseende dessa tekniska åtgärder se avsnitt 2.6. Gröna tak behandlas inte i detta arbete. 2.7 DAGVATTENANLÄGGNINGAR På 1990-talet började Sveriges kommuner fundera över förutsättningar och lösningar för dagvattnet vid tätortsexploatering. Dagvattenhantering börjar dikuteras i ett tidigt planeringsskede då VA- ingenjörer och projektörer planerar våtmarksstråk och dammars läge i det område där det ska byggas nytt eller ske en ombyggnation. Därav anläggs och benämns våtmarker och/eller dammar i detaljplanen före själva 22

23 bebyggelsen. Fastighetskontoret granskar de bestämmelser som gäller dagvattenhantering vid stadens exploatering. (Lönngren 2001). Under de senaste åren så har vattenkvaliteten varit den VA- fråga som främst har ifrågasatts. Det har funnits olika metoder för att fördröja dagvattenflödet och rensa det från föroreningar och den viktigaste har varit att anlägga dagvattendammar. Dagvattendammarna är de optimala dagvattenlösningarna då det handlar om att magasinera dagvattenflödet och reducera föroreningar, medan de andra dagvattenanläggningarna såsom bl.a. öppna diken, dagvattenkanaler med flera, räknas som infiltrationsanläggningar. Där blir uppehållstiden mycket kortare än den hos dammarna; dagvattnet stannar m. a. o. en kortare period i infiltrationsanläggningarna jämfört med vad det gör i dammarna och därefter filtreras det i marken/våtmarken. (Larm 1994) Dammar Dammar är en anläggningstyp som främst används för att behandla det inkommande vattnet från köroch gångvägar. Kännetecknande för dammar är funktionerna infiltration, sedimentation och utjämning. Dammarna fungerar på samma sätt som en våtmark fungerar och rening i dem styrs av biogeokemiska (denitrifikation, växtupptag) och fysiska (sedimentation) processer. (Larm 1994). Innan placering och utformande av en damm så bör platsens specifika förutsättningar såsom bl.a. topografi, hydrologi, geologi, klimat och vegetation studeras. Dammarna ska placeras så att de smälter in i område. (Lönngren 2001). De ska vidare placeras så att de har förutsättningen att ta emot så mycket flöde som möjligt och vara kostnadseffektiva, t ex så ska dammarna placeras på terrängens låga zoner så att man ska slippa behöva pumpa upp vattnet till dem. Andra viktiga aspekter att tänka på vid dagvattendamsplanering är in- och utloppen. Om dammen bara har ett inlopp så ska utloppet placeras i dess motsatta del och på långt avstånd från inloppet. Anledningen till detta är att låta vattnet få ta en så lång väg som möjligt genom dammen. (Persson 2007). En acceptabel längd på en damm är därav dubbelt eller trippel så lång som dess bredd. Detta kallas för ett längd-bredd förhållande som ska vara 2:1 eller 3:1. Områdena kring inoch utlopp ska vara sten- och växtbeklädda för att ge skydd mot erosion. (Larm, T. 2000). Enligt Hagström, 2010, så kan dammen utformas på olika sätt med hänsyn till tekniska, ekonomiska, ekologiska, sociala och estetiska faktorer. Den kan byggas för att tjäna olika syften som t.ex. flödesutjämning och dagvattenrening, men man ska alltid anpassa dammen efter områdets behov och boendetyp. (Hagström 2010). Om man strävar efter god sedimentation så ska dammarna utformas så att de är djupare än en vanlig damm, med syfte att gynna kväveavskiljning. Anledningen till detta är att bakterier och många övervattensväxter inte överlever på ett vattendjup som uppgår till mer än 1 meter. Näringsreningsverk i dammarna fungerar bättre i 0,5-1 meter djupt vatten. (Tonderski 2002). Det är lämpligt att variera dammens djup eftersom de grövsta partiklarna sedimenteras i dess botten, samtidigt som det förhindrar igenväxning.(larm 1994). Uppehållstiden är också en betydande faktor i dagvattendammarna. Ju större dammarnas volym är, desto längre uppehållstid. Uppehållstiden bör uppgå till max ett dygn så att suspenderat material, tunga metaller och andra föroreningar som utgörs av 23

24 större partiklar ska kunna sedimenteras i botten. (Naturvårdsingenjörerna AB, 2004). För att inte minska dammens reningseffektivitet så ska dammarnas botten rensas vart 5:e år, eller när sedimentationen utgör 10 % av dammens dimensionerade djup. (Louhi 2005). Bild 2: Exempel på dagvattens utformning i planlösning. Växterna i dammen placeras vinkelrätt mot flödes strömning för att jämna dagvattens fördelning och leds genom vegetationen. (Larsson 2010, sid 7) Dagvattendammarnas botten utformas av bankar som brukar vara av sten och lera samt ett flertal växter. Bankarna bör placeras motströms för att uppnå en god fördelning av vattnet. (Louhi 2005). Bild 3: Exempel på dagvattens bottenskonstruktion. Bankarna är vinkelrätt mot strömning. (Louhi 2005, sid 13) Dike Diken är konstruerade anordningar i marken som syftar till att avleda vattnet från t.ex. vägar. De fungerar på samma sätt som vatteninfiltration i gröna ytor, men dikena leder dessutom vattnet till recipienten. Innan man bygger ett dike bör man ta hänsyn till ekonomiska, tekniska, geologiska och estetiska faktorer för att kunna vidta rätt åtgärder såsom placering och utformning osv. Det finns olika huvudsyften med att anlägga ett dike, det kan vara dränering, avledning eller både och. Man bör undersöka om det redan finns diken eller bäckar i området som kan nyttjas för dagvattenavledning. Vid exploatering av ett område kan man komplettera ett befintligt dike med sedimentations- eller infiltrationsdammar och på så sätt ökar man reningen i området med mindre kostsamma konstruktioner. (Naturvårdsverket 2009). Dikesutformningen beror till stor del på typen av mark och grundvattennivå, under markyta eller terrasyta. I de fall markens undergrund är dränerande, dvs. består av dränerande material (sand- och grusjordar) behöver man inte skapa ett dike med dräneringsfunktion. Dränerande material har en god förmåga att släppa igenom vatten vilket innebär att en stor mängd dagvatten därigenom kan infiltreras ner till grundvattnet. Består däremot markens undergrund av icke dränerande material, såsom lera, så behöver en dräneringsåtgärd vidtas. (Larm 1994). Yt- och grundvatten kan tränga in i marken från 24

25 omgivande områden då markens undergrund blir tät, då detta minskar dess infiltrationskapacitet. Med dräneringsledningar i diket kan markens vatteninnehåll minska. En ökning av markens vatteninnehåll orsakar bl.a. skredrisk och tjälskjutning. (Naturvårdsverket 2009). Det finns olika typer av diken, de vanligaste är grunda/öppna och täckta. De första är lämpliga när man behöver leda bort en stor vattenmängd, medan de andra används i syfte att minska markens vatteninnehåll. (Vägverket 2003). Grunt dike- avleder dagvattenflödet och transporterar det till recipienter. Det kan kompletteras med dräneringsledningar om markens undergrund består av fina jordarter och avståndet mellan grundvattenytan och terrasytan är mindre än 1 meter. Öppna diken är grunda diken med flacka slänter. (Vägverket 2003). Grunt/Öppet dike Bild 4: typsektion på grunt/öppet dike (vägverket 2003, sid 9) Täckt dike- avleder dagvattnet till recipienter och dränerar inträngande yt- och grundvatten i marken. Täckt dike Bild 5: typsektion på täckt dike (vägverket 2003, sid 9) Svackadiken är bland de mest förekommande dikena i industrifastigheter och flerbostadsområden. De är öppna och gräsbeklädda diken med flacka sluttningar som infiltrerar och transporterar dagvattnet. Dikenas botten ska bestå av makadam för att öka infiltrationskapaciteten hos dem. Svackadikena brukar placeras längs med den hårdgjorda yta som ska avvattnas, men i de fall där dikena tillförs vatten från en särskild ledning så bör man vidta undsättningsåtgärder i form av sten beklädnad för att undvika erosion vid inloppet. Man bör också utföra regelbunden skötsel av området, vilken kan omfatta gräsklippning och skräpplockning. (Stahre 2004). Studier har visat att gräs är ett effektivare reningsverktyg än andra 25

26 vegetativa verktyg såsom buskar, då gräset ökar dikets förmåga att reducera föroreningar. Den optimala reningseffektiviteten i diket beror på vattnets uppehållstid däri, infiltrationskapaciteten av jordens undergrund och jordens mättnadsgrad. (Vägverket 2003). Alla öppna diken kräver tillsyn två till tre gånger per år då de behöver rensas från växter och avfall, men det är viktigt att inte rensningen påverkar dikenas dominion (bredd och djup). Rensningen bör inte ske under sommar och vår, detta för att undvika att djurlivet kommer till skada. Det är också en fördel att dela upp dikesrensningen över några år, för att undvika att alla delar rensas samtidigt. (Stahre 2004) Kanal Dagvattenkanaler kan användas för att leda bort dagvatten, men de har inte förmågan att rena eller infiltrera det. Dessa kanaler är inte så vanliga i Sverige, men vi kan uppmärksamma ett par av dem som har blivit populära i Sverige som Västra hamnen och Augustenborg i Malmö kommun. Dagvattenkanalerna måste vara säkra både för människorna och också området, vilket gör att de måste utformas på ett korrekt sätt som gör att de ses över i området. Att anlägga ett öppet kanalsystem i ett område är inte förmånligare ekonomiskt än att anlägga ett vanligt ledningssystem, så därför blir denna lösning bara aktuell i vissa särskilda fall. Det vanligaste problemet som uppkommer vid öppna dagvattenkanaler är att de tenderar att bli en fälla för papper och skräp vilket kan påverka vattenflödet och leda till algtillväxt i kanalen. Så kan en för liten lutning i kanalen vara ett av de viktigaste motiven bakom algtillväxt i en kanal, då det kan innebära svårigheter för vattnet att ledas i kanalen till följd av ett alltför långsamt vattenflöde. Dagvattenkanaler kräver mer skötsel och underhåll än ett vanligt rörledningssystem och det medför att kanalen måste tömmas och rengöras tre gångar per år. (Stahre 2004). 2.8 ALGER Algernas liv, indelning och släkt Mikrobiologi är läran om mikroskopiska organismer. Tidigare delade man in mikroorganismer i två delar: växt- och djurrike, men med nya biologiska upptäckter uppkom även en ny indelning eftersom skillnaderna mellan växt- och djurrikena inte var tydlig. Den nya indelningen omfattade 3 domäner och en mängd riken. Se tabell 3. (Karlsson 2005). 26

27 Tabell 3: mikroorganismvärldens indelning. (Karlsson 2005, sid 270). Domän Arkeer (cellkärna saknas) Arkebakterier Rike Eubakterier (Cellkärna saknas) Eukaryoter (har cellkärna) Bakterier (Blågröna bakterier/alger) Protistriket (encelliga organismer) Svampriket Växtrike (Grönalger) Djurrike Enligt Anna Tolstoy, Alger vid Sveriges östersjökust; Alger är ett sammanfattande namn på flera grupper av en och flercelliga, främst vattenlevande organismer som kan fotosyntetisera. Alger är eukaryota organismer och de flesta av dem tillhör protistriket. Protister är encelliga organismer som inte tillhör svamp-, växt-, eller djurriket. (Karlsson 2005). Algerna förekommer i både söt- och saltvatten och är av varierande storlek, vissa av dem är synliga för blotta ögat och en del behöver man mikroskop för att kunna se. (Sandhall 2001). Alger förökar sig på många olika sätt, men reproduktion är det vanligaste fortplantningssättet hos könlösa och könliga alger. Encelliga alger förökar sig t ex genom delning och då två exakta celler bildas. De har komplicerade livscykler jämfört med t.ex. däggdjur. Många av dem uppvisar väldigt invecklade livscykler med generationsväxlingar mellan två olika skeden i sin utveckling, dessa benämns gametofyt och sporofyt. (Tolstoy 2003). Gametofyten är en haploid (enkel) livscykel som producerar gameter som sammansmälter med en annan och bildar en diploid zygot, som så småningom kan utvecklas till en ny växt. Gameter (haploida celler) innehåller både ägg och spermaceller och har en enkel uppsättning kromosomer. Diploid zygot är en ny individ med en dubbel uppsättning kromosomer (två gameter som har en enkel uppsättning kromosomer ger en ny individ med dubbel uppsättning kromosomer). Sporofyten är en diploid (dubbel) livsfas som producerar sporer. Sporer är könsceller som har en dubbel uppsättning kromosomer, dvs. kopierar sitt eget DNA genom delning och ger på så sätt upphov till en ny spor.(tolstoy 2003). När det gäller livslängd så är de flesta alger annuella och lever bara en växtsäsong, medan andra alger kan vara tillfälliga och påträffas bara under en kort period på sommaren eller våren. Vissa brunalger kan leva i upp till fem år, främst de som växer på djupare vatten. (Tolstoy 2003). Enligt Åke Sandhall, Mikrobilder- liv i damm och sjö, så trivs algerna utmärkt i kalla vatten men planktonalger kan överleva under årets kallaste och mörkaste månader. Plankton är ett grekiskt ord med betydelsen kringdrivande, dvs. växter och djur driver omkring i det fria vattnet. De flesta planktonalger är osynliga för blotta ögat och finns i insjöar och hav. Om en förändring uppkommer i planktonsamhällets sammansättning kan det bidra till försurning i sjöar och vattendrag. Planktonens 27

28 utformning ger dem förmågan att kunna sväva i vattnet och inte sjunka till botten. Några av deras anpassningar: liten cellstorlek, långa utskott, kan lagra gas eller olja osv. Det finns två grupper av plankton: växt- och djur-. Växtplankton spelar en viktig roll för hela jordens ekosystem. De räknas som grundfödan för djurplankton vilka i sin tur föda för större djur. Växtplankton består av små, encelliga alger som befinner sig i det ytnära vattnet där solljuset tillåter dem att fotosyntiseras. De innehåller klorofyll och därför är de viktiga för den globala koldioxidcykeln. (Karlsson 2005). I detta arbete behandlas planktonalger och bakterier, vilka finns i sötvattendrag såsom dammar och insjöar. De flesta planktonalger i sötvatten är eukaryota alger och ingår tillsammans med Cyanobakterier (Blågrönalger) i kategorin växtplanktonalger. (Sandhall 2001) Växtplanktons huvudgrupper Cyanophyta- Blågrönalger: Blågrönalgerna är egentligen bakterier med ett algliknande utseende och de benämns också cyanobakterier. De förekommer i både söt- och saltvatten. Dessa alger innehar inte bara gröna och orangea färgämnen i sina celler utan de består även av blåa och röda vattenlösliga sådana. Vattnet får en blågrön eller turkos färg när dessa alger dör och färgämnen i cellerna löses upp. Cellerna innehåller också gasvakuoler vilket gör att dessa alger blir lättare än vattnet och de flyter då upp till vattenytan. Vissa blågrönalger hämmar andra algers utveckling på grund av att de bildar giftiga ämnen. De flesta växter kan inte ta upp det lösa kväve som finns direkt i vattnet, medan cyanobakterierna/blågrönalgerna däremot har förmågan att göra det. Under en period av kvävebrist, mest på sommaren, så kan de därför utan svårigheter konkurrera ut andra organismer, och dessa alger har med hänvisning till detta även kallats för Kvävefixerade. Vid kvävefixering utvecklas en särskild typ av celler som kallas för heterocyter, och där kväveluften utnyttjas som energinäring. Enzymerna i dessa celler är känsliga för syre så därför tar denna process plats i syrefattiga miljöer. Under sommaren uppstår det brist på fosfor, men blågrönalgerna har fortsatt tillgång till det, då det lagras i deras celler under flera veckor. Cyanobakterierna trivs utmärkt i näringsrika sjöar (eutrofa sjöar) och orsakar vattenblomning främst under sommaren då solljuset gör värmer upp vattnet. Cyanobakteriernas släkt Anabaena (kvävefixerade) kan finnas i näringsfattiga sjöar (oligotrofa sjöar) och även i dessa orsaka vattenblomning. (Sandhall 2001). Dinophyceae- pansarflagellater: eller dinoflagellater. Dessa befinner sig till största delen i havet men vissa, såsom Ceratium hirundinella, förekommer i sötvattendrag. De är encelliga alger med ett kraftigt pansarskal/cellvägg som består av cellulosaplattor. Dinoflagellater kan antingen fotosynteras eller leva på andra organismer och de rör sig med hjälp av två flageller som ger algerna ett litet "eiffeltornaktigt" utseende. (Sandhall 2001). Pansarflagellaterna avger stora giftmängder som kan döda andra organismer i näringskedjan då dessa alger blommar. (Karlsson 2005). Euglenophyta- ögonflagellater: eller Euglenor. Dessa tillhör havets plankton men lever också i mycket näringsrika sötvatten. De har ett flagell och förekommer antingen färglösa (heterotrofa), levande på döda 28

29 organismer, eller färgade (autotrofa) vilka på egen hand kan tillverka energinäring ur oorganiska ämnen såsom vatten och koldioxid. Ögonflagellater blommar på stillastående vattenytor. (Sandhall 2001). Chrysophyceae- Guldalger: kan förekomma med ett få- eller flertal, rörliga celler (gissel). Deras cellvägg är tunn och saknar cellulosa och består hos vissa av ett kiselämne, som Mallomonas och Synura. Guldalgerna dominerar under våren och trivs utmärkt i kalla sötvatten med tillgång till starkt solljus, och därför förekommer de ofta i dammar och sjöar. De är också marina i sin utbredning. (Sandhall 2001). Bacillariophyceae- Kiselalger: förekommer i både näringsrika och näringsfattiga vattendrag med högt ph-värde. De kan fotosynteras och är uppbyggda av kisel. Deras yttre skal består av kvarts vilket ger dem ett vackert utseende och de lagrar energi i form av olja. (Karlsson 2005). De trivs på vattenytor som inte är direkt utsatta för solljus. De dyker upp på våren och sensommaren, och finns också i fuktiga marker. (Sandhall 2001). Gröna alger: är sötvattnets största alggrupp och innehåller encelliga, kolonibildande och flercelliga arter. De existerar i både söt- och saltvatten och i alla typer av fuktiga miljöer. Algerna sprids oregelbundet omkring i vattnet, eller lever ett fastsittande liv. En stor del av de gröna algerna förökar sig könlöst genom zoosporer som kan ha två eller fyra flageller. (Karlsson 2005). De trivs i lågt ph-värde så därav förekommer de främst i starkt brunfärgade sjöar och myrvatten. (Sandhall 2001). Se tabell 4. 29

30 Tabell 4: Bilder på växtplanktonerna. (Sandhall 2001). Cyanophyta- Blågrönalger Dinophyceae- pansarflagellater Euglenophyta- ögonflagellater Chrysophyceae- Guldalger Bacillariophyceae- Kiselalger 30