Tierps kommun. Dagvattenutredning Söderfors företagspark. Stockholm

Transkript

1 Tierps kommun Dagvattenutredning Söderfors företagspark Stockholm

2 Dagvattenutredning Söderfors företagspark Datum Uppdragsnummer Utgåva/Status Slutversion Christer Axelsson Lisa Kohlström Johanna Ardland Bojvall Uppdragsledare Handläggare Granskare Ramböll Sverige AB Box 17009, Krukmakargatan Stockholm Telefon Organisationsnummer

3 (PM/Rapport) ( ) 3 av 2

4 Innehållsförteckning 1. Inledning Bakgrund och syfte Uppdraget Förutsättningar Riktvärden för dagvatten Dimensionering dagvattensystem Underlag och källor Översiktsplan Befintliga förhållanden Planområdet idag Geologi, geotekniska förhållanden och hydrologi Befintlig avvattning Befintliga ledningar MKN och naturvärden Framtida förhållanden Planområdets föreslagna utformning Beräkningar Metod Osäkerheter i beräkningsverktyget StormTac Flödesberäkning Föroreningsberäkning Föreslagen dagvattenhantering Struktur/princip för dagvattenhanteringen Våta dammar Fördröjningsvolym, dagvattendamm Höjdsättning och sekundära avrinningsvägar Materialval Föroreningsberäkningar utifrån föreslagen dagvattenhantering Sammanvägd bedömning av lösningarna Referenser i

5 Dagvattenutredning Söderfors Företagspark 1. Inledning 1.1 Bakgrund och syfte Del av fastigheten Söderfors bruk 1:67 ska detaljplaneläggas. Detaljplanen ska möjliggöra återvinningscentral, handel, industri och kontor. 1.2 Uppdraget Tierps kommun har gett Ramböll Sverige AB i uppdrag ta fram en dagvattenutredning för planområdet (Figur 1). Syftet med dagvattenutredningen är att kartlägga förutsättningarna för dagvattenhantering inom planområdet med hänsyn till planerad exploatering. Utredningen omfattar: beskrivning av dagvattenrecipienten och dess statusklassning beskrivning av dagvattenavrinningen före och efter exploatering beräkning av dimensionerande flöden före och efter exploatering (med klimatfaktor) föroreningsberäkningar före och efter exploatering förslag till utformning av dagvattensystem för fördröjning och eventuell rening konsekvenser på recipienten av planförslaget/exploateringen Figur 1 Planområdet ligger i utkanten av tätorten Söderfors i Tierps kommun, planområdet markerat med blått, Tierps kommunkarta, hämtad ii

6 2. Förutsättningar 2.1 Riktvärden för dagvatten Utgångspunkten för denna utredning är att dagvattenflödet ut från området inte ska öka efter exploateringen samt att föroreningsnivåerna i utgående dagvatten ska vara låga. 2.2 Dimensionering dagvattensystem Svenskt vattens publikation P110 (2016) innehåller bl.a. förslag på funktionskrav för dagvattensystem. Öppna dagvattensystem i gles bebyggelse bör enligt P110 dimensionernas för regn med 10 års återkomsttid. Vidare ska hänsyn tas till ökad nederbörd till följd av klimatförändringar. Enligt P110 ska 25 % klimatpåslag användas vid beräkning av framtida dagvattenflöden, d.v.s. klimatfaktor 1, Underlag och källor Följande underlag har legat till grund för utredningen: Dp 432 Söderfors företagspark samrådskarta, Söderfors företagspark - Utredningsunderlag dagvatten, Översiktsplan , Tierps kommun, Antagen av kommunfullmäktige Översiktsplan Tierps kommun har tagit fram en översiktsplan för kommunen som beskriver användningsområden för mark och vatten under åren Kommunens vision prioriterar utveckling och tillväxt, god livsmiljö och prioriteringar på barn och ungdomar. Enligt översiktsplanen planeras en ökning i invånarantal från ca 700 till mellan och i Söderfors. Vatten- och avloppssystemet har enligt översiktsplanen god kapacitet. 2.5 Befintliga förhållanden Planområdet idag Planområdet består idag av naturmark, mestadels skogsmark (Figur 2). Området omfattar en yta på ca 3 hektar och angränsar i öster mot ett industriområde. Norr om planområdet löper Östermalmsvägen (väg 760). Åt söder och väster omges planområdet av skogsmark. iii

7 Figur 2 Planområdets nuvarande markanvändning. Ungefärligt planområde är markerat med blått. Precis söder om planområdet finns ett område med våtmark som hade synlig vattenspegel vid platsbesök, se Figur 3. Ett dike som börjar vid vägen leder vatten genom planområdet till våtmarksområdet. Figur 3 Bild från platsbesök , området precis söder om planområdet är vattensjukt. iv

8 2.5.2 Geologi, geotekniska förhållanden och hydrologi Marken inom planområdet består enligt jordartskarta från SGU (2017) av sandig morän (Figur 4). Sandig morän är en relativt genomsläpplig jordart och infiltrationskapaciteten i planområdet bör vara god. Figur 4 Jordartskarta (SGU, 2017). Fastighetsgränsen är markerad med svart linje. Hela planområdet består enligt jordartskartan av sandig morän Befintlig avvattning Planområdet ligger på skogsbeklädd mark som sluttar söderut i planområdet och som slutligen avvattnas i en våtmark genom ett dike som går genom området. En lågpunkt har identifierats i området (Figur 5). Marken nordväst om plangränsen lutar svagt in mot planområdet. v

9 Figur 5 Nuvarande avrinning (gröna pilar), lågpunkt (LP), fastighetsgränsen (svart linje) och dagvattenledningar (gröna linjer) Enligt Länsstyrelsen i Uppsalas WebbGIS (hämtad ) finns inga kända markavvattningsföretag i planområdet. Planområdet ligger inom delavrinningsområdet Inloppet i Untrafjärden och huvudavrinningsområde 53 Dalälven (Figur 6). vi

10 Figur 6 Delavrinningsområdet Inloppet i Untrafjärden, detaljplaneområdet markerat med svart ruta. Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB, har gjort en översvämningskartering utmed Dalälven (MSB, 2015). Enligt karteringen berörs inte det aktuella planområdet av 100-årsflöde, 200-årsflöde eller beräknat högsta flöde Befintliga ledningar Befintliga dagvattenledningar finns norr och sydöst om planområdet, Figur 5. Dock planeras det inte att ansluta till dessa ledningar, utan att utföra en lokal dagvattenlösning inom planområdet. En dagvattenledning går in i området norrifrån, Figur 7. Innan den eventuellt kan tas bort bör dess funktion utredas. Dock förefaller den inte avvattna ett speciellt stort område. vii

11 Figur 7 Dagvattenledningen som går in i området är rödmarkerad MKN och naturvärden Miljökvalitetsnormer (MKN) för vattenförekomster utgör kvalitetskrav. För ytvattenförekomster syftar normerna till att uppnå hög eller god ekologisk status och god kemisk ytvattenstatus senast 2015, om de inte omfattas av undantag. Undantag kan meddelas i form av tidsfrist, exempelvis god ekologisk status 2021, eller mindre strängt krav. Som underlag för MKN har ekologisk status eller potential samt kemisk ytvattenstatus bedömts för varje vattenförekomst. Ekologisk status är en sammanvägning av biologiska, kemiska och hydrologiska parametrar och klassificeras i fem klasser: hög, god, måttlig, otillfredsställande och dålig status. Kemisk ytvattenstatus bestäms av gränsvärden för 33 ämnen som är gemensamma för EU. Samtliga ämnen är miljögifter och benämns i vattenförvaltningsarbetet som prioriterade ämnen. Exempel på prioriterade ämnen är: kadmium, kvicksilver, tributyltenn (TBT) och flera olika polyaromatiska kolväten (PAH). Om gränsvärdet för ett av ämnena överskrids klaras inte kravet på god kemiska ytvattenstatusen. Recipient för dagvatten är vattenförekomsten Untrafjärden (EU-CD: SE ) enligt VISS. Dock ligger området i nära anslutning till avrinningsområdet för vattenförekomsten Bramsöfjärden, och utifrån topografin i området är det möjligt att dagvattnet istället avvattnas till den vattenförekomsten, något som eventuellt behöver utredas ytterligare. Enligt VISS statusklassning från har Untrafjärden Måttlig ekologisk status (VISS, 2017). Utslagsgivande för statusklassningen är parametern Fisk, ett äldre sjöprovfiske pekar på måttlig status hos fiskfaunan och förekomsten har vandringshinder upp- och nedströms. Tillförlitligheten av bedömningen klassas som C-medel. Näringsförhållandena i vattenförekomsten visar på hög status. Miljökvalitetsnormen beslutades till god ekologisk status senast 2021, viii

12 åtgärder krävs för att ta bort vandringshinder för fisk. Tidsundantaget till 2021 motiveras med orimliga kostnader. Halten kvicksilver och polybromerade difenyletrar (PBDE) överskrider gränsvärdena i vattenförekomsten. Kvicksilver och PBDE överskrider gränsvärdena i samtliga svenska vattenförekomster. Miljökvalitetsnormen beslutades till God kemisk ytvattenstatus, med undantag i form av mindre stränga krav för kvicksilver och PBDE. 3. Framtida förhållanden 3.1 Planområdets föreslagna utformning Inom planområdet kommer markanvändningen att regleras som handel, kontor, verksamheter, industri och återvinningscentral. Planförslaget medger en största byggnadsarea på 25 % per fastighetsarea. Längs med planområdets norra och nordvästra gräns förses ett område med bestämmelsen natur i syfte att avskärma området från intilliggande väg och bebyggelse. I den södra delen med områdesbestämmelse natur syftar det till att anlägga en dagvattendamm. Figur 7 Del av samrådskarta, daterad , Tierps kommun. ix

13 4. Beräkningar 4.1 Metod Flöde och föroreningar har beräknats i det webbaserade verktyget StormTac (v17.2.2). I verktyget beräknas flöden och fördröjningsvolym enligt Svenskt Vattens publikation P110 (Svenskt Vatten, 2016). Föroreningar beräknas utifrån schablonhalter som baseras på långa, flödesproportionella provtagningsserier och motsvarar årsmedelkoncentrationer vid den årliga nederbörden 636 mm. Föroreningsberäkningarna omfattar både inläckande grundvatten, så kallat basflöde, och dagvatten. Näringsämnena kväve (N) och fosfor (P), tungmetaller (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr, Ni, Hg), suspenderad substans (SS), oljeindex, polycykliska aromatiska kolväten (PAH16) samt benso(a)pyren (BaP) inkluderas i beräkningen Osäkerheter i beräkningsverktyget StormTac I modellen sammanställs schablonvärden i form av årliga avrinningskoefficienter och schablonhalter för olika markanvändning. Schablonvärdena uppdateras kontinuerligt efter kännedom om nya undersökningar. I StormTac beräknas årlig föroreningsbelastning utifrån total årlig nederbörd (korrigerad för mätfelen avdunstning, vind och vidhäftning), volymavrinningskoefficienter, areor och schablonhalter per markanvändning i tillrinningsområdet. I modellen kan även årsmedelhalt beräknas. Kalibrering av schablonhalterna görs med hänsyn till tidstrender och för ämnen med få data görs jämförelser med data från liknande markanvändning. En enda undersökning (ett specifikt databasvärde) utgör värdet av en lång serie av flödesproportionellt tagna samlingsprover. Detta innebär att enskilda värden kan utgöra ett sammanställt medelvärde av flera prover eller många olika undersökningar. Vid val av schablonhalt har hänsyn tagits till detta. Främst svenska undersökningar har använts för kalibreringen varmed dessa schablonhalter är mest tillförlitlig för svenska förhållanden, men på grund av bristen på data för vissa föroreningar och vissa markanvändningar har även internationella studier använts. Generellt är tillförlitligheten högst (spridningen minst) för de olika bostadsområdena och genomfartsvägar samt för ämnena partiklar (SS), näringsämnen och metaller, undantaget kvicksilver. I ett markanvändningsområde exempelvis villabebyggelse ingår även lokalgatorna, så dessa ska inte beräknas separat. En översiktligt utförd bedömning av hur säker eller osäker respektive schablonhalt är finns redovisat på Flödesberäkning Flödet av dagvatten har beräknats utifrån markanvändning, ytor och avrinningskoefficienter som redovisas i 9 och. x

14 Markanvändning efter exploatering 25% 28% Naturmark Återvinningscentral/in dustrimark 47% Handelsområde Figur 8 Fördelning av markanvändning i planområdet vid framtida förhållanden. Tabell 1 Markanvändning, avrinningskoefficienter och reducerad area för flödesberäkning på fastigheten före samt efter exploatering. Före expl. Markanvändning Area (ha) Avr.koefficient Reducerad area (ha) Naturmark/skog 3,5 0,1 0,35 Totalt 3,5 0,35 Naturmark 0,9 0,1 0,09 Återvinningscentral 1,8 0,7 1,26 Efter expl. Handelsområde 0,8 0,7 0,56 Totalt 3,5 1,91 Flödesberäkningarna har gjorts för 10-årsregn, enligt avsnitt 2.2. Fastigheten är liten och rinntiden kort, varför regn med 10 minuters varaktighet beräknas ge dimensionerande varaktighet. Före exploatering har ingen klimatfaktor använts, efter exploatering har klimatfaktor 1,25 använts. Dagvattenflödet vid dimensionerande regn före exploatering har beräknats till 80 l/s och efter exploatering till 598 l/s (Tabell 2). Magasineringsvolym för fördröjning vid nederbörd bör vara minst 427 m 3 för att inte öka flödet ut från området jämfört med situationen innan exploateringen, men den permanenta dammarean bör vara 300 m 2. Den ökade volymen för magasinering kan anordnas genom att exempelvis slänta av dammen eller anlägga öppna diken uppströms dammen som också blir magasinerande/fördröjande vid höga dagvattenflöden. xi

15 Tabell 2 Dimensionerande förutsättningar och dagvattenflöde före och efter exploatering. Före exploatering Efter exploatering Återkomsttid (år) Varaktighet (min) Klimatfaktor 1 1,25 Regnintensitet (l/s,ha) 227,96 284,95 Reducerad area (ha) 0,35 2,0 Flöde (l/s) Föroreningsberäkning Föroreningsberäkningarna har utförts med markanvändningar och avrinningskoefficienter enligt Tabell 1. Resultatet visas i Tabell 3 Tabell 4. Exploateringen innebär att halten och mängden föroreningar ökar för samtliga beräknade ämnen. Tabell 3 Föroreningshalter i dagvatten från området i nuläget (µg/l). Röda siffror ökar jämfört med nuläget. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Oil PAH16 BaP Före expl. Efter expl ,1 4,6 11 0,074 1,3 2,0 0, ,58 9,7 22 0, ,82 0,11 Tabell 4 Föroreningsmängder i dagvatten från området i nuläget (kg/år). Röda siffror ökar jämfört med nuläget. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Oil PAH16 BaP Före expl. Efter expl. 0,14 3,1 0,0093 0,020 0,049 0, ,0056 0,0086 0, , ,8 22 0,28 0,37 2,4 0,0083 0,14 0,31 0, ,012 0, Föreslagen dagvattenhantering 5.1 Struktur/princip för dagvattenhanteringen Dagvatten föreslås renas och utjämnas i öppna dagvattenlösningar nära källan. Förslaget är att anlägga ett ledningssystem i området som leder dagvattnet till en dagvattendamm placerad i områdets södra del, avsedd för dagvattenhantering. Dagvattendammen bör ha en permanent våt area på 300 m 2. Följande principer är bra att följa: Öppna entréer till verksamheter från gatuplan måsta anpassas till eventuella lågpunkter i området för att undvika instängda ytor. xii

16 Dagvattendammen förses med flödesreglering, t ex skibord så att flödet ut från området vid dimensionerande regn inte överstiger 80 l/s. Dagvattenavledningen från dammen till våtmarken får gärna ske genom öppna diken för att öka reningen av dagvattnet innan det når våtmarken. I våtmarken kommer ytterligare rening att ske av dagvattnet innan det når slutrecipienten, även om detta inte är beräknat i denna rapport. Det öppna diket som finns i området idag byggs bort. Den tillkommande mängden hårdgjorda ytor, tillsammans med en relativt snabb transport till dagvattendammen, bedöms kunna förse våtmarken med tillräckligt vattenflöde så att den inte torkar ut. Därutöver minskas infiltrationen i området från dagens förhållande, vilket också innebär att mer vatten leds via dagvattendammen till våtmarken. Vägvattnet från Östermalmsvägen avvattnas i vägdiken utefter vägen och leds inte in i området. Figur 9 Avvattningsplan. 5.2 Våta dammar Våta dammar avser dammar med en permanent vattenyta, dit dagvattnet leds innan det släpps vidare till systemet nedströms. Dammarnas volym brukar delas in i två delar: en permanentvolym samt en reglervolym. Reglervolymen kan i sin tur delas in i två: en reglervolym för rening samt en för fördröjning av xiii

17 dimensionerande flöden. Reningsmekanismerna bygger på sedimentering, växtupptag och nedbrytning med hjälp av bakterier och mikroorganismer. Det behövs generellt ett basflöde genom dammen för att den permanenta vattenytan ska bibehållas även under torrperioder. Enligt Sweco (2011) brukar en damms permanenta vattenyta ges en area på ca m 2 /ha red för att uppnå bästa möjliga rening. Utifrån beräknade dagvattenflöden föreslås det dock en något större damm för detta område, 300 m 2 /ha red vattenyta för att säkerställa funktionen. Dammar som utformas på ett korrekt sätt har en hög reningseffekt och kan tillföra estetiska värden och biologiska värden till ett område, se exempel i Figur 11. Utloppet från dammen kan anläggas i flera steg, med ett relativt kraftigt strypt utlopp ovanför den permanenta vattenytan, för att även mindre regn ska fördröjas och renas i dammen. Utloppet kan med fördel anordnas som ett öppet dike för ytterligare rening av dagvattnet. När vattennivån vid särskilt kraftiga regn stiger ytterligare når den ett utlopp med betydligt högre kapacitet, motsvarande dammens dimensionerande flöde. För extrema regn, exempelvis 100-årsregn, bör vattnet om möjligt kunna ledas runt dammen (så kallad bypass) för att inte de föroreningar som sedimenterat i dammen ska riskera att spolas ut i recipienten av de kraftiga flödena. Figur 11. Dagvattendamm i större parkområde t.v. och damm intill bostadsområde t.h. 5.3 Fördröjningsvolym, dagvattendamm Dagvattensystemet ska dimensioneras enligt avsnitt 2.2, så att dagvattenflödet vid ett 10-årsregn inte ökar jämfört med nuläget. Flödet från planområdet efter exploatering har beräknats till 598 l/s (avsnitt 0). För att inte öka flödet jämfört med nuläget vid ett 10-årsregn ska flödet genom fördröjning sänkas till 80 l/s. Då en dagvattendamm planeras i området har dammarea beräknats enligt 150 m 2 /ha, red, vilket ger en permanent dammarea för en våt damm på 300 m 2 för det aktuella planområdet. Dammen bör placeras i närheten till våtmarken, lämpligtvis på mark avsatt för dagvattenhantering. Det är viktigt att utforma dammen så att utflödet motsvarar dagens tillrinning till våtmarken för att inte riskera att förändra förutsättningarna xiv

18 och för att bibehålla den öppna vattenytan i våtmarken, då den är viktig ur biologisk synpunkt. 5.4 Höjdsättning och sekundära avrinningsvägar Vid kraftiga regn som överstiger dimensionerande regn kommer dagvattennätet gå fullt. Vid felaktig höjdsättning riskerar vatten att samlas på markyta och skada byggnader. Marken måste därför höjdsättas så att avledning på ytan kan ske ut till kringliggande lokalgator eller om möjligt diken. Höjdsättningen görs så marken lutar ut från byggnader så att de ligger högre än omgivande mark och kvartersmark ligger högre än lokalgatorna. På så vis kan lokalgatorna utnyttjas som sekundära avrinningsvägar när dagvattennätet går fullt. En viss lutning finns in mot planområdet från nordväst. För att inte riskera att vatten rinner in och skadar byggnader eller belastar dagvattenanläggningen inom planområdet läggs ett mindre avskärande dike i planområdets nordvästra del (Figur 10). Det anses inte föreligga någon risk för översvämning i planområdet om höjdsättning görs enligt rekommendationerna ovan. 5.5 Materialval För att minska miljöpåverkan på dagvattnet bör material som inte innehåller miljöskadliga ämnen väljas. Kända material som avger föroreningar är till exempel takbeläggning, belysningsstolpar och räcken som är varmförzinkade eller i övrig innehåller zink. Plastbelagda plåttak avger organiska föroreningar. 5.6 Föroreningsberäkningar utifrån föreslagen dagvattenhantering Föroreningsberäkningarna har gjorts för ett dagvattensystem med ledningsnät och dagvattenbrunnar som sedan leds till en dagvattendamm. Våtmarken efter dammen räknas inte in som en del av reningsanläggningen men kommer ändå att bidra med rening av dagvattnet. Samtliga beräknade parametrar kommer att öka efter exploateringen, även med den rening som föreslås. Dock bör man ta i beaktande den markanvändning som var innan exploateringen, dvs skogsmark. Vid den exploatering som ska ske är det inte möjligt att rena dagvattnet till de nivåer som var innan, speciellt med tanke på mängden hårdgjorda ytor som tillkommer och de verksamheter som kommer att bedrivas i området. Trots att parametrarna ökar jämfört med tidigare så ligger de ändå på relativt låga nivåer efter reningsanläggningen. Avledningen till våtmarken nedströms, gärna genom öppna dikessystem, kommer att sänka föroreningsnivåerna ytterligare innan vattnet når slutrecipienten. Finns det möjlighet bör öppna dikessystem också anläggas uppströms dammen för att på så sätt få en bättre rening av dagvattnet. xv

19 Tabell 5 Föroreningshalter i dagvatten från fastigheten i nuläget (µg/l) efter exploateringen samt med rening (dagvattendamm). Röda siffror ökar jämfört med nuläget. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Oil PAH16 BaP Före expl ,1 4,6 11 0,074 1,3 2,0 0, Efter expl. Utan rening ,58 9,7 22 0, ,82 0,11 Med rening , ,26 1,7 5,8 0, ,20 0,024 Tabell 6 Föroreningsmängder i dagvatten från fastigheten i nuläget (kg/år). Röda siffror ökar jämfört med nuläget. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS Oil PAH16 BaP Före expl. 0,14 3,1 0,009 0,020 0,049 0,001 0,0056 0,0086 0, , Efter expl. Utan rening Med rening 2,8 22 0,28 0,37 2,4 0,008 0,14 0,31 0, ,012 0,0015 1,3 16 0,068 0,15 0,66 0,004 0,025 0,083 0, ,6 0,0028 0, Sammanvägd bedömning av lösningarna Den planerade exploateringen innebär en ökning av andelen hårdgjord yta. Vidare utförs beräkningarna med 25 % klimatpåslag på nederbörden efter exploatering. Detta leder tillsammans till att dagvattenflödet inom området ökar kraftigt till följd av exploateringen. Större dagvattenflöden ger också ökad transport av föroreningar. Med föreslaget dagvattensystem omhändertas dagvatten nära källan och allt dagvatten renas och fördröjs innan det släpps till den närliggande våtmarken. Systemet har kapacitet att fördröja dagvatten så att flödet inte ökar jämfört med nuläget upp till ett 10-årsregn. Om dagvattennätet skulle gå fullt vid kraftiga regn avleds dagvatten ytligt till omgivande lokalgator. Föreslaget dagvattensystem innebär en försämrad föroreningssituation jämfört med nuläget. Halten och mängden föroreningar är dock ändå relativt låga efter föreslagna åtgärder. Recipienten Untrafjärden har måttlig ekologisk status och god kemisk status. De största miljöproblemen i Untrafjärden är vandringshinder. Sett till detta, och att ytterligare rening av dagvattnet sker i våtmarken innan dagvattnet når recipienten, bör den förhöjda föroreningshalten i dagvattnet som lämnar området inte medföra någon påverkan på recipienten. xvi

20 6. Referenser Länsstyrelsen, 2017, Hämtad SGU, 2017, Jordartskarta Svenskt Vatten, 2016, publikation P110 Avledning av dag-, drän- och spillvatten Stormtac, Dimensionering av damm och våtmark, Thomas Larm Tierps kommun, 2011, Översiktsplan , Antagen av kommunfullmäktige VISS, 2017a, Vattenförekomst Untrafjärden (EU-CD: SE ), Hämtat xvii