Västsvenska Paketet. Väg 155 Öckeröleden Delen Lilla Varholmen - Bussterminal Dagvattenutredning Reviderad:

Transkript

1 Västsvenska Paketet Väg 155 Öckeröleden Delen Lilla Varholmen - Bussterminal Dagvattenutredning Upprättad av: Steve Berggreen-Clausen

2 RAPPORT Delen Lilla Varholmen - Bussterminal - Bussterminal Dagvattenutredning Kund Trafikverket Göteborg Tel: Konsult WSP Samhällsbyggnad Box Göteborg Besök: Ullevigatan 19 Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm Kontaktpersoner Kent Andersson Steve Berggreen-Clausen (17)

3 Innehåll Inledning 4 Föreskrifter och rekommendationer 4 Befintlig situation 4 Piren och färjeterminalen 4 Recipienten och dagvattenhanteringen 5 Påverkan efter utbyggnad 6 Utbyggnad 6 Föroreningskällor och påverkan på recipient 6 Busstrafik 6 Sammanställning av förväntade utsläpp 7 Risker 8 Extrema regn 8 Höga havsnivåer och vågöverslag 9 Olyckor och oljespill 11 Förslag på åtgärd 12 Utformning 12 Reningseffekt 15 Hydrogeologisk kontroll av sandlagrets funktion 15 Flödeskontroll 15 Is- och snötäckt mark vid regn 16 Risk för bortspolning av föroreningar 16 Förutsättningar 17 Drift och underhåll 17 Referenser 17 3 (17)

4 Inledning Som ett led i ombyggnaden av väg 155 i det Västsvenska Paketet planeras piren vid färjeläget på Lilla Varholmen byggas ut till bussterminal. Detta medför ändrade förutsättningar för dagvattenhanteringen och recipienten Björköfjorden. Denna utredning har därför som syfte att beskriva befintlig situation, dagvattensituationen efter ombyggnad, samt föreslå ett åtgärdspaket för hanteringen av dagvattnet. Höjderna som anges i denna utredning är i Göteborgs lokala höjdsystem, GH88. Föreskrifter och rekommendationer I Göteborgs stads dagvattenplan, Dagvatten inom planlagda områden, har havsområdet som omger Lilla Varholmen klassificerats efter värden för friluftsliv och miljö, och har då hamnat i den högsta klassen. I denna skrift ges rekommendationer och riktlinjer till val av metod för rening av dagvatten, och används som främsta underlag i denna utredning. Övriga publikationer innehållandes riktlinjer om rening av dagvatten som används är bl a Trafikverkets Rening av vägdagvatten och Svenskt Vattens Hållbar dag- och dränvattenhantering råd vid planering och utförande. Befintlig situation Piren och färjeterminalen I dagsläget trafikeras väg 155 av bilar och bussar fram till färjeläget. Piren som avskiljer Björköfärjan från Hönöfärjan har funktion som vågbrytare och trafikeras ej. Den är 10 meter som bredast och 100 m lång, och består av sprängsten, enligt Rambölls PM Lilla Varholmen, Bussterminal Koncept (2006). Detta medför att nederbörd idag till största del infiltrerar i sprängstenen och leds ut i havet runt piren. Eftersom piren inte trafikeras anses inte dess dagvatten föra med sig några föroreningar ut i Björköfjorden. Utredningen begränsas geografiskt till området intill piren och dess utbyggnad, och involverar därför inte dagvattenhanteringen på parkeringsytan öster om piren. Pirens befintliga utformning och utredningsområdet åskådliggörs i Figur 1: Det befintliga färjeläget vid Lilla Varholmen med utredningsområdet rödmarkerat (Eniro, 2012) nedan. 4 (17)

5 Figur 1: Det befintliga färjeläget vid Lilla Varholmen med utredningsområdet rödmarkerat (Eniro, 2012) Recipienten och dagvattenhanteringen Recipienten för dagvattnet i området är Björköfjorden, belägen i Göteborgs norra skärgård, som utgör en del av Kattegatt. Det finns ett stort intresse av att bevara den befintliga miljön. 500 meter nordväst om färjeläget finns en strand som används som badplats. Havsområdet är viktigt för ejder och annan sjöfågel. Vidare är kusten längs Lilla Varholmen av riksintresse enligt Miljöbalken och är klassad som högexploaterad kust. Göteborgs stad klassar havsområdet inom kommunen som klass 1 den mest känsliga recipienten. I dagsläget belastas Björköfjorden av dagvatten från Lilla Varholmen och västra Hisingen, vilket innefattar delar av väg 155. Dagvattnet som tillkommer från piren anses i dagsläget inte ha någon negativ inverkan på Björköfjorden. 5 (17)

6 Påverkan efter utbyggnad Utbyggnad Gällande alternativ för ombyggnad av piren till bussterminal visas i Figur 2: Nuvarande pir (markerad med rödstreckad linje) byggs om till bussterminal nedan. Bussterminalen byggs om så att den blir bredare och något kortare än befintlig pir. Från en yta på 1400 m 2 byggs bussterminalen ut till 2200 m 2 efter ombyggnad. Ytan av sprängsten ersätts med asfaltsbeläggning och gräsytor. Enligt Rambölls utrednings- PM som ligger till grund för förslaget i Figur 2, ger detta ungefär 1800 m 2 asfalterade ytor och 400 m 2 gräsytor. Utredningsområdet avgränsas till vägområdet, markerat med punktstreckad linje. Figur 2: Nuvarande pir (markerad med rödstreckad linje) byggs om till bussterminal. Dagvattenflödet från piren ökar i och med utbyggnaden, men eftersom recipienten är havet intill är det inte flödet utan främst föroreningsmängden som är av intresse. Föroreningskällor och påverkan på recipient Busstrafik När bussterminalen har byggts ut kommer den att nyttjas av bussarna mellan Göteborg och färjeläget Lilla Varholmen. Bussarnas avgaser, däck- och ytlagerslitage samt eventuellt oljespill ger upphov till föroreningar på marken, som dagvattnet se- 6 (17)

7 dan för med sig ut i havet. Föroreningarna kan delas upp i grupperna organiska ämnen och partiklar, tungmetaller och näringsämnen. Organiska ämnen och partiklar Till dessa ämnen hör organiska ämnen som oljor och fett, samt partiklar från slitage av vägkroppen och bussdäcken. När bussterminalen börjar trafikeras kommer asfaltsytorna belastas med dessa föroreningar. Oljor och fett bryts med tiden ner naturligt av mikroorganismer. Tungmetaller Trafikerade parkeringsytor ger upphov till utsläpp av tungmetaller i dagvattnet. Kadmium, koppar, bly och zink är de vanligast förekommande och är giftiga i större mängder. Tungmetaller är svårnedbrutna och ansamlas uppåt i näringskedjan och utgör därmed ett större långsiktigt problem än organiska ämnen. Näringsämnen Till näringsämnen hör exempelvis kväve och fosfor som bl a påskyndar algblomning i havet. Busstrafiken antas inte resultera i skadliga mängder näringsämnen i dagvattnet. Sammanställning av förväntade utsläpp Ungefär 120 bussar per dag förväntas trafikera bussterminalen. Varje buss förväntas släppa ut 4-5 gånger mer avgaser per fordon än bilar (Väg- och transportforskningsinstitutet, 1993). Detta ger en ekvivalent ÅDT på vilket innebär att bussterminalen hamnar inom föroreningsklassen för en väg med ÅDT. Årlig avrunnen volym från bussterminalens trafikerade yta baserat på nederbördsdata från SMHI är: 776 mm 1800m 2 0,8 = 1117 m 3 I tabellen nedan sammanställs förväntade utsläpp av olika ämnen med genomsnittlig halt i dagvattnet, årlig avrunnen mängd, dess toxicitet per gram samt viktad toxicitet vilket kvantifierar den miljöskada utsläpp av detta ämne ger. 7 (17)

8 Tabell 1: Uppskattade föroreningsmängder i dagvattnet från bussterminalen Väg med ÅDT Förorening Genomsnittlig halt (mg/l) Årlig avrunnen mängd (g) Toxicitet / g Viktad toxicitet Olja 0, SS (partiklar) Bly 0,0063 7,0 2,8 20 Koppar 0, Zink 0, ,4 120 Kadmium 0, , Krom 0, ,94 16 Nickel 0,0051 5,7 0,94 5,4 Kvicksilver 0, , ,5 Fosfor 0, Kväve 2, Risker Risker för okontrollerat utsläpp av förorenat dagvatten kan bestå i extrema regn där dagvattnet t ex måste brädda förbi en reningsanläggning, stigande havsnivåer som leder till översvämning av bussterminalen och för med sig föroreningar ut i havet, samt kraftiga oljespill. Beroende på val av åtgärd för dagvattnet, medför dessa händelser olika grader av risk för recipienten. Extrema regn På grund av den globala uppvärmningen förväntas nederbörden vid intensiva regn öka med ca % det närmsta århundradet för regn med varaktighet mindre än 30 minuter. Nederbördsflöden beräknas enligt Dahlströms formel (P104, 2010): ( ) Där: τ = Återkomsttid i månader t = varaktighet i minuter vilket ger en regnintensitet R i l/s, ha. 8 (17)

9 För beräkning av dagvattenflöden till följd av regn används rationella metoden, som fungerar väl för mindre områden. Typ av yta Storlek (m 2 ) Avrinningskoefficient Reducerad yta (m 2 ) Asfalt , Gräs 400 0,1 40 Summa Tillrinningstiden sätts till 10 minuter då den längsta rinnsträckan endast är 80 m. Dimensionerande varaktighet för regnet blir då 10 minuter. Publikationen P104 rekommenderar att dimensionerande regnintensiteter justeras upp med en klimatfaktor på 1,2 1,3. Då dimensionerande regn i detta fall har kort varaktighet rekommenderas klimatfaktorn 1,3. Tabell 2: Maximal avrinning till följd av 10-minutersregn med klimatfaktor 1,3 Återkomsttid Regnintensitet (l/s, ha) Maximal avrinning på bussterminalen (l/s) 1 139,0 20, ,3 25, ,7 34, ,4 43, ,7 55, ,9 74, ,4 94,0 Dagvattenåtgärden som väljs bör dimensioneras efter en återkomsttid på 2-10 år, så att den allra största delen av dagvattnet har genomgått rening innan det når havet. Höga havsnivåer och vågöverslag Eftersom bussterminalen står på en grund av sprängsten, innebär detta att grundvattennivån i stort följer havsytans nivå. I dagsläget är havsytans normalläge +10,0. Vid extrema händelser, som exempelvis kraftiga stormar från väst, stiger havsnivån upp till över +11,0. Stormen Gudrun 2005 tillhör tillsammans med stormarna 1902 och 1969 de tre starkaste stormarna i Västra Götaland sedan år Under stormen Gudrun nådde 9 (17)

10 havsytan vid Torshamnen (mätstationen som ligger närmast Lilla Varholmen) i Göteborg nivån +11,44 vilket är rekordnivå. Den årliga maxnivån för havet ligger vid samma mätstation på +11,1 m. Dimensionerande nivå för konstruktioner nära havet i Göteborg anges i översiktsplanen och har satts till +12,5 (utanför Älvborgsbron) vilket innefattar 1 m havsnivåhöjning till följd av ett varmare klimat. Vid val av anläggning för rening av dagvatten bör normalt hänsyn tas till förändringar av havsnivån. I detta fall räknar man dock med en teknisk livslängd på 40 år och en nettoändring av havsnivån vid Göteborg förväntas börja ske först omkring år Om 40 år är effektiv havsnivåhöjning vid bussterminalen endast ca 0,17 m, se Figur 3 nedan. Figur 3: Nettoändring av vattenståndet till följd av global vattenståndshöjning och lokal landhöjning. Risken att höga havsnivåer ska inträffa samtidigt som dimensionerande regnintensiteter betraktas som låg. I P104 betraktas risken som för låg för att beaktas, och ingen korrelation mellan hög havsnivå och intensiva regn har påvisats. Förutom höga havsnivåer finns det en risk för vågöverslag. Västerut anläggs en slänt som tar upp krafterna från vågorna och dämpar vågöverslaget. Vid bussterminalens spontbeklädda norra och södra sidor blir dämpningen lägre, men här byggs även en skyddsmur som skyddar mot vågöverslag. 10 (17)

11 Olyckor och oljespill Bussterminalen kommer bara trafikeras av bussar vilket medför att ingen transport av farligt gods förväntas ske inom utredningsområdet. Däremot kan oljespill från bussarna inträffa. Risken att detta sker är förhållandevis stor då bussterminalen kommer trafikeras av i snitt 120 bussar om dagen. Då bussterminalen kommer användas som tidsreglering och hållplats kommer bussarna vistas där längre tid än exempelvis på en väg. Att förhindra förväntade oljespill att nå recipienten blir därför av hög prioritet. Marken bör höjdsättas så att de platser där det finns risk att oljespill sker ligger med godtagbart fall mot reningsanläggningen för dagvatten. 11 (17)

12 Förslag på åtgärd Med avseende på föroreningarnas förväntade karaktär, risker för utsläpp och Göteborgs Vattens dagvattenplan föreslås vegetativ rening med infiltration genom ett sandfilter. Utformning I Figur 4 och Figur 5 visas den valda principen för dagvattenhantering på bussterminalen. Höjdsättningen av bussterminalen styr hur avrinningen sker och har bestämts utifrån havets högvattennivå, anpassning mot befintlig färjeterminal samt körbanans tvärfall. Bussterminalens marknivå förläggs på en något högre nivå än befintlig färjeterminal för att skydda mot vågintrång och höga havsnivåer. Körbanan får ett tvärfall på ca 2-3 % ned mot infiltrationsytan som omgärdas av gatsten i 0-nivå. Infiltrationsytan lutar från öst till väst med ca 0,5 %. Denna utformning innebär att dagvatten från bussterminalen separeras från färjeterminalen vid anslutningen på +12,0 och omhändertas lokalt. Genom att bekläda ytan med tättväxande gräs fångas tungmetaller, olja och fett upp i växtligheten. Vattnet fördröjs tillfälligt i diket, och infiltrerar sedan ner i underliggande sandlager. För att minska risken för erosion och bortspolning av jord bör infiltrationsytan undertill förses med geotextil. I Svenskt Vattens publikation P105: Hållbar dag- och dränvattenhantering rekommenderas följande sammansättning av infiltrationsytor: 30 cm gräsbeklädd matjord 15 cm sandinblandad matjord - dominerande storlek 0,1-0,9 mm. Organiskt material max 2 viktprocent. 15 cm grusskikt - d10 ca 0,5 mm och d60 ca 4 mm 70 cm makadam Därefter perkolerar vattnet ner i omkringliggande sprängsten och ut i havet Grästypen som väljs bör vara salttolerant, erosionstålig och tåla hårt klimat. Dessa egenskaper innehar bl a Weibulls fröblandning Solbacke, som utgörs av 77 % rödsvingel, 20 % hårdsvingel och 3 % rödven. Anläggningen kompletteras med 4 st rännstensbrunnar placerade ca 1 m in på körytan med utlopp i havet. Rännstensbrunnarna kommer att fungera som bräddavlopp om infiltrationsytans kapacitet överskrids eller om marken skulle frysa. Utloppet placeras lämpligen på den norra sidan av bussterminalen för att undvika blåmusselpopulationen på den södra sidan. God utväxling med havsvatten till följd av havsströmmar förväntas ske vid utloppet så att utgående dagvatten effektivt späds ut. Om den föreslagna dagvattenåtgärden på sikt skulle visa sig vara undermålig har systemet anpassats för påbyggnadsmöjligheter. Rännstensbrunnarna kan exempelvis förses med inbyggda tungmetallfilter, samtidigt som infiltrationsytan avgränsas med kantsten. På så vis kan körytan istället avvattnas till denna filteranordning. Alternativt kan utloppsbrunnen förses med en större enskild filterinsats. 12 (17)

13 Dagvatten från gångytor anses inte vara i behov av rening. Dagvatten från den norra gångytan avleds till infiltrationsytan, medan dagvatten från den södra gångytan avleds med en avvattningsränna ut i havet. Figur 4: Dagvattenhantering på bussterminalen enligt rekommenderat förslag. 13 (17)

14 Figur 5: Tvärsektion av infiltrationsytans uppbyggnad 14 (17)

15 Reningseffekt Förslaget presenterat ovan är en kombination av dagvattenanläggningarna grönytor i form av en gräsyta och infiltrationsmagasin i form av ett sandfilter. Infiltrationsmagasin har en hög reningseffekt för nästan alla föroreningar förutom lösta metaller. Förbehandlingen i form av översilning på en gräsyta gör att dessa ackumuleras i växtligheten. I Tabell 3 redogörs för uppskattad reningseffekt av anläggningen: Tabell 3: Gräsytors och sandfilters reningseffekt på föroreningar Reningseffekt i % Olja SS Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg P N Gräsyta m matjord Sandfilter Ackumulerad rening % Värdena ovan är hämtade från Environmental Protection Agency:s undersökningar och är ungefärliga. Gräsytan har definierats som en torr översilningsyta, men kan även definieras som en bioretention-åtgärd. Denna har visats ge en rening av tungmetaller upp till 95% (EPA, 2006). Vid beräkning av ackumulerad rening antas sandfiltret rena inkommande dagvatten från gräsytan i lika hög grad som orenat dagvatten. Dock kan det vara så att reningsgraden för sandfilter implicerar ett dagvatten som är rikt på partikelbundna snarare än lösta föroreningar. Om det i större grad rinner ner lösta föroreningar efter reningen genom gräsytan är det inte säkert att sandfiltret ger ovan angiven reningsförmåga. Som alternativ till ackumulerad reningseffekt kan det högsta värdet för varje ämne användas i raderna Gräsyta respektive Sandfilter. Ny bussterminal med föreslagen dagvattenåtgärd kommer leda till betydligt förbättrad kvalitet på utsläppt dagvatten i närheten, i enlighet med EU:s Ramdirektiv för vatten. Den föroreningsmängd som idag genereras av bussarna vid färjeterminalen och leds ut i havet kommer nu förflyttas till bussterminalen där det genomgår rening i föreslagen infiltrationsyta, vilket är till förmån för närliggande havsmiljö. Hydrogeologisk kontroll av sandlagrets funktion För att undvika dämning vid intensiva regn kontrolleras att infiltrationsytan klarar av att dränera bort dimensionerande dagvattenflöden. Flödeskontroll Lagret med långsammast infiltration är det med lägst kornstorlek. Därför blir det översta lagret med sandinblandad jord det dimensionerande för infiltrationen. Detta lager har kornstorlek 0,1 till 0,9 mm och definieras därför som mellansand (0,2-0,6 mm). Infiltrationshastigheten för vattenmättad mellansand är 0,1 mm/s. I takt med att vattnet infiltrerar ner till den grovkorniga jorden går infiltrationen snabbare. 15 (17)

16 En 400 m2 yta ger en lägsta infiltrationskapacitet på 400 m2 0,0001 m/s = 0,04 m3/s = 40 l/s. Vid flöden högre än 40 l/s kommer vatten ansamlas i infiltrationsytan och bidra med ett hydrauliskt tryck på underliggande porvatten. Infiltrationsytan har ett triangulärt tvärsnitt med djupaste del 0,35 m under omkringliggande mark, varför dess maximala volym definieras som: V max = 400 m 2 0,35 m / 2 = 70 m 3 I takt med att infiltrationsytan fylls upp ökar infiltrationshastigheten enligt följande: Full infiltrationsyta (med 0,35 m v p) ger Q = K A dp/dl = (0,8/2)/0,15 m 3 /s = 87 l/s Full infiltrationsyta har kapacitet att infiltrera ett 100-årsregn (79 l/s) med varaktigheten 10 minuter. Is- och snötäckt mark vid regn En farhåga hur väl infiltrationsytan fungerar när marken är frusen och det samtidigt regnar. För att undersöka detta har data gällande medeltemperatur, nederbörd och markförhållanden studerats för Vinga mätstation, i närheten av Lilla Varholmen. Data har hämtats från SMHI och täcker perioden med totalt 3652 dygnsobservationer (mätstationen lades ner under 1970-talet och blev senare en automatstation som inte mäter markförhållanden under regn). Under mätperioden har marken varit is- eller snötäckt under 217 dagar. Av dessa dagar har 103 uppmätt nederbörd, med majoriteten i form av snö. Endast 27 dagar har registrerat regn eller snöblandat regn, med ett ackumulerat nederbördsdjup på 159 mm, att jämföra med total uppmätt regnnederbörd under perioden på 6033 mm. Sedan mätperioden har dessutom klimatförändringen fortskridit, vilken förväntas minska risken något för is- och snötäckt mark. Under då Vinga var en automatstation noterades i genomsnitt 46 dagar per år med medeltemperatur under 0 ºC jämfört med perioden då genomsnittet var 61 sådana dagar per år. För den händelse att regn skulle falla då marken samtidigt är frusen fungerar rännstensbrunnarna i körytan som brädd. För att infiltrationsytan ska fungera som planerat får den inte nyttjas som snöupplag under vintern. Risk för bortspolning av föroreningar Den omkringliggande permeabiliteten hos sprängstenen medför att tillfälligt höga havsnivåer kommer höja grundvattennivån i infiltrationsytan. Den undre nivån på den sandinblandade matjorden har satts till +11,06 för att i högsta möjliga mån undvika att havsvatten tränger in och sköljer ut föroreningar som har ansamlats. Den årliga maximala havsnivån ligger på ca +11,1. Några kraftiga flöden antas inte ske, då erosionsskyddet västerut dämpar energin från vågorna och sponten söder och 16 (17)

17 norr om bussterminalen förhindrar genomträngning. Om sandlagret byts ut regelbundet minskar risken att höga havsnivåer inträffar samtidigt som sandlagrets lägst belägna delar är mättade på tungmetaller. Förutsättningar För att denna lösning ska vara hållbar krävs att bussterminalens grund inte är tät utan att vatten kan ta sig ut genom sprängstenen ut i havet och att infiltrationsytan därmed är självdränerande. Nuvarande förslag är att bussterminalens långsidor består av en tät spont medan den västra kortsidan utgörs av en blockig slänt ut i havet. Detta innebär att vatten från infiltrationsytan dränerar ut i underliggande sprängsten och därefter ut i havet. Ingen avstängningsanordning finns i denna lösning då inget farligt gods antas transporteras till bussterminalen. Reningseffekt och dränerande funktion beror på hur stor infiltrationsytan görs relativt den hårdgjorda, trafikerade ytan. Om infiltrationsytan blir mindre än vad som anges i denna utredning bör nya kontroller göras. Detta förslag är utarbetat ur ett funktionellt och miljömässigt perspektiv med avseende på avvattning och dagvattenrening. Andra krav som ställs är bl a estetiska krav, och vad gäller gestaltningen av bussterminalen måste samverkan ske med ansvarig landskapsarkitekt. Drift och underhåll Den största avsättningen av föroreningar förväntas ske i matjorden i det övre skiktet av infiltrationsytan. I stort kan infiltrationsytan underhållas som ett vägdike där den största delen utgörs av rensning av skräp och gräsklippning. Efter år i drift bör prover tas av jorden för att utreda behov av sanering. Förslagsvis tas regelbundna prov av det övre jordlagret och ett i underkant sandlager i jämförande syfte. När ansamlingen av föroreningar i underkant sandlager börjar närma sig koncentrationen av föroreningar i den övre matjorden kan infiltrationsytan anses vara mättad och bör då saneras genom utbyte av jord-, sand- och eventuellt grusmassor. Infiltrationsytan får inte användas som snöupplag. Referenser EPA, Bioretention (Rain Gardens). URL: utton=detail&bmp=72 Ramböll, PM: Lilla Varholmen, Bussterminal Koncept. Svenskt Vatten, Hållbar dag- och dränvattenhantering råd vid planering och utförande. VA-verket Göteborg, Dagvatten inom planlagda områden. Väg- och transportforskningsinstitutet, VTI meddelande 718 Energiförbrukning och avgasemission för olika transporttyper. 17 (17)