RAPPORT ÖVERFÖRINGSLEDNING SYDVÄSTRA MÖCKELN

Transkript

1 RAPPORT ÖVERFÖRINGSLEDNING SYDVÄSTRA MÖCKELN 12 JUNI 2012

2 Uppdrag: , Västra Bökhult Titel på rapport: Överföringsledning Sydvästra Möckeln Status: Slutrapport Datum: Medverkande Beställare: Kontaktperson: Älmhults kommun Kristin Täljsten Konsult: Uppdragsansvarig: Handläggare: Kvalitetsgranskare: Tyréns AB Anette Persson Ann-Christin Sundahl Gunnar Svensson Martin Schjånberg Torbjörn Melin Revideringar Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Namn, Företag Namn, Företag Handlingen granskad av: Torbjörn Melin Datum: Tyréns AB Kristianstad Östra Boulevarden 56 Tel: Fax: Säte: Stockholm Org.Nr: K:\iuppdrag\229963\Del 2 Överföringsledning\R\_Text\Slutrapport \Rapport Överföringsledning Sydvästra Möckeln.docx

3 Sammanfattning Utbyggnad av kommunalt vatten- och avloppsnät till befintliga och nya områden längst Sydvästra Möckeln har studerats och redovisas i denna rapport. Föreslagen ledningssträckning omfattar ca 6 km ledning, 3 nya pumpstationer och en tryckstegring med lågreservoar. Kapacitet i befintliga ledningsnät har studerats. För spillvattennätet har en ny modell byggts i Mike Urban och för vattenledningsnätet har en befintlig EPANET modell, uppdaterad med nya belastningar från Paradiset och Haganäsområdet, använts. Slutsatsen är att befintligt vattennät enligt modellen är fullt belastat redan innan Haganäsområdet kopplas in och att kapacitet för Sydvästra Möckeln inte finns. Begränsande för kapaciteten är vattenverket och uppfyllnad av vattentornet. För spillvattennätet kommer inkoppling av befintliga områden Sydvästra Möckeln samt område 1-2 att innebära höjda trycklinjer och vid nederbörd en viss dämning över ledningshjässa. Inkopplingen bedöms kunna göras utan åtgärder på befintligt nät men ytterligare utredningar krävs för att fastställa att den höjda trycklinjen kan accepteras. Max kapacitet är efter dessa inkopplingar nådd och nya exploateringsområden kräver åtgärder och då i första hand på sträckan före pumpstation Gotthards gata. 3(16)

4 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund och syfte Omfattning Höjd och koordinatsystem Underlag Befintliga förhållanden Överföringsledning Anslutningspunkter Ledningssträckning Alternativ ledningssträckning Dimensionering Kapacitet i befintligt vattennät Resultat scenario 1 befintliga förhållanden Resultat scenario 2 framtida förhållanden Sammanfattande synpunkter Kapacitet i befintligt spillvattennät Modellbeskrivning Resultat befintliga och framtida scenario (16)

5 1 Inledning 1.1 Bakgrund och syfte Älmhults kommun har i översiktsplan pekat ut ett antal områden sydväst om sjön Möckeln som framtida utbyggnadsområden. AquaP har på kommunens uppdrag gjort en utredning av möjligheten att ansluta områdena Boastad, Boastad Fårö, Sjöastadbygd, Hökhult och Bökhult samt planerad bebyggelse till kommunalt vatten- och avloppsnät. Utredningen redovisas i PM VA-utbyggnad sydvästra Möckeln daterad Syftet med denna fortsatta utredning är att bedöma tillgänglig kapacitet i befintligt ledningsnät samt göra en fördjupad studie av ledningssträckningen. 1.2 Omfattning Överföringsledning studeras i plan och profil och presenteras på ritning. Underlaget skall kunna användas i diskussioner med markägare och andra berörda. Kapacitet i befintligt spillvattennät kontrolleras genom att sträckan mellan anslutningspunkt och reningsverk byggs upp som hydraulisk modell i Mike Urban. Modellen testas sedan för tillkommande flöden motsvarande utbyggnad till befintliga samhällen samt full utbyggnad. Max flöde som kan kopplas på utan att åtgärder krävs på befintligt nät bedöms. För kontroll av befintligt vattennät används kommunens EPANET-modell som uppdateras och därefter kontrolleras för anslutning av befintliga områden samt full utbyggnad. 1.3 Höjd och koordinatsystem Angivna nivåer i handling är relaterade till RH00 och koordinatsystem är SWEREF Underlag Älmhults kommuns grundkarta och VA-plan samt höjddata från lantmäteriets nationella höjddatabas har använts som underlag för denna utredning. Utbyggnadsområden och befintliga områden med antagen befolkningsmängd har tagits fram i samråd med kommunen, se bilaga 1. Vid val av ledningssträckning har hänsyn tagits till områden av särskilt intresse, t ex naturvärde och fornlämningar, som finns redovisade i Fördjupad översiktsplan Sydvästra Möckeln version Föreslagen ledningssträckning har även jämförts med de översvämningsytor som redovisas i den uppdaterad översvämningskartering för Möckeln som finns framtagen och redovisas i PM Översvämningsanalys Möckeln daterad (upprättad av Tyréns på uppdrag av Älmhults kommun). 1.5 Befintliga förhållanden Fastigheterna i Boastad är anslutna till kommunalt vattennät via sjöledning och till en kommunal reningsanläggning. I samhället finns en tryckstegringsstation som ej är i drift samt tre pumpstationer. I Boastad Fårö finns en gemensamhetsanläggning som tar hand om fastigheternas BDT-vatten. 5(16)

6 2 Överföringsledning 2.1 Anslutningspunkter Kommunala vatten- och avloppsledningar finns utbyggda till Älmhults nordvästra del och anslutningspunkt för ny överföringsledning planeras i Ljungbyvägen till spillvattenledning, ø250 PVC och vattenledning, ø160 PVC. Området kallat 1-2 som motsvarar nytt planområde Västra Bökhult ansluts inte till överföringsledning utan direkt till ledningar i Körsbärsvägen/Äppelvägen, S ø250pp, V ø110 PE. 2.2 Ledningssträckning Sträckan för överföringsledning är ca 6 km lång och höjdskillnaden är ca 12 m, se ritning 101R0201. För att undvika problem med svavelvätebildning och långa uppehållstider i ledningar samt ge bra förutsättningar för anslutning av de olika utbyggnadsområdena byggs systemet med självfallsledningar där så är möjligt. I föreslagen sträckning behövs tre pumpstationer. I Boastad behålls befintligt nät intakt och tryckledning kopplas om från befintlig reningsanläggning till ny självfallsledning. Området mellan punkt A-B består av kalhygge och skog och här kommer ledningssträckning att samordnas med planerad cykelväg. På resterande del följer överföringsledningen befintliga vägar. I närheten av läge för pumpstation, punkt B, finns fornlämningar och värdefull natur men stationen bedöms kunna anläggas utan att man gör intrång på dessa. Läget är strategiskt för inkoppling av Sjöastadbygd och planerade områden Figur 1. Läge pumpstation B. 6(16)

7 Mellan punkt B-C finns områden som kan riskera att översvämmas, se ritning 101R0202, men eftersom denna sträcka läggs som tryckledning har detta mindre betydelse. Framtida risk för översvämning bör beaktas vid planering av område 5-7,9 och 20 samt vid inkoppling av spillvatten från Boastad Fårö samt Sjöastadbygd. LTA-system med tryckledningar kan med tanke på risk för inläckage vara ett bra alternativ om dessa områden skall byggas ut. 2.3 Jämförelse av ledningssträckningar För sträckan mellan B och E har två olika linjer studerats. Dels den som presenterats i tidigare utredningar och dels en linje som går längre västerut. Båda linjerna fungerar bra med tanke på läget i förhållande till framtida områden som ska anslutas. Däremot så går den östra linjen, d v s den som presenterats i tidigare utredningar genom mycket skyddsvärda områden med fornlämningar, värdefull natur och skyddsvärda träd. En ledningsförläggning innebär, även om den görs med bästa metod, ett ingrepp i naturen. Sträckan går dessutom genom ett sankmarksområde vilket innebär mer komplicerad ledningsförläggning. Enligt hörsägen ligger vägen genom sankmarken på rustbädd och även ledningsförläggning kan kräva specialåtgärder. Slutligen ligger delar av denna sträcka inom område som översvämmas vid höga vattenstånd i Möckeln. Med tanke på dessa förutsättningar föreslås den västra linjen i denna utredning. 2.4 Dimensionering Ungefärliga dimensioner på självfalls- och tryckledningar redovisas på ritning 101R0201. Vid detaljprojektering måste en slutgiltig dimensionering av ledningar och pumpstationer göras. Ny vattenledning för anslutning av befintlig bebyggelse Sydvästra Möckeln får endast en halv omsättning per dygn. En lösning kan vara att i första skedet ansluta Boastad Fårö och Sjöastadbygd till Boastad och ta tryckstegringsstationen här i drift. Ett annat alternativ är automatisk spolning vilket även ökar omsättningen i spillvattennätet, detta får dock ses som en nödlösning då det är ett slöseri med resurser. Vid full utbyggnad till samtliga föreslagna exploateringsområden kommer tryckstegring att krävas på den nya vattenledningen till Boastad och eventuellt även lågreservoar för att minska belastningen på befintligt nät. Även om överföringsledning för spillvatten i ett första skede byggs för att ansluta endast befintlig bebyggelse Sydvästra Möckeln bör man, för att få omsättning, bygga hela sträckan samtidigt eftersom hälften av flödet kommer från Boastad. Uppehållstiden i tryckavloppsledningen mellan punkt B-C blir vid utbyggnad endast till befintliga områden ca 12 h, normalt eftersträvas max 8 h. Mindre ledningsdimension fungerar ej vid full utbyggnad varför denna avvikelse troligen får accepteras. I övrigt blir uppehållstider i ledningar ok med valda dimensioner. I första skedet bör man välja för stora pumpar att låta pumpar gå mindre ofta och pumpa större flöden för att få tillräcklig hastighet i ledningarna för självrensning. 7(16)

8 Dimensionerande flöden har beräknats utifrån VAV P90 samt P83 och redovisas nedan. Rödmarkerade värden har använts som indata för modellering av belastning på befintligt spillvattenät. Detaljprojektering och pumpstyrning påverkar belastande spillvattenflöde. Spillvatten Punkt Spillvattenflöde full utbyggnad inkl 15% inläckage, l/s Spillvattenflöde anslutning av befintliga områden, l/s Uppfodringshöjd Totalförlust,m Full utbyggnad Pst B Pst D Pst F H I Hastighet TA, m/s Full utbyggnad Vatten Sträcka Vattenförbrukning full utbyggnad inkl släckvatten, l/s H-C 26 6 C-A I 13 Vattenförbrukning befintliga områden, l/s 2.5 Kostnadsbedömning Överföringsledningar från Älmhult till Boastad enligt ritning 101R0201 omfattar ca 4 km självfallsledningar, 2 km tryckavloppsledningar och tre pumpstationer samt vattenledningar på samma sträcka och tryckstegring med lågreservoar. Sträckningen går genom naturmark längst befintliga vägar och genom kalhyggen eller skogsmark. Jorden bedöms vara blockrik morän med risk för berg. Schaktdjupen ligger mellan 1.5 och 4.5 m. Totalkostnad för utbyggnad av överföringsledningen enligt ovan bedöms bli ca 31 miljoner kronor (Bilaga 7). Utöver detta tillkommer kostnader för åtgärder på befintligt nät i Älmhult samt ledningar mellan överföringsledningar och de områden/fastigheter som skall anslutas. 8(16)

9 3 Kapacitet i befintligt vattennät För att studera kapaciteten i Älmhults vattenledningsnät har en befintlig vattennätsmodell använts. Modellen är uppbyggd i programmet EPANET. Det är en befintlig modell som byggdes upp 2003 och reviderades senast i december Modellen har använts som den är med uppdatering av beräknad förbrukning för Haganäs exploateringsområde samt Paradiset. Två olika scenarier har byggts upp för vilka beräkningar har genomförts. Scenario 1 är befintliga förhållanden. Förutom Haganäs och Paradiset har även förbrukning för befintliga områden längs sydvästra Möckeln lagts in i modellen. Det är Boastad, Boastad Fårö, Sjöastadbygd och Bökhult/ Hökhult. Scenario 2 är en framtid med full utbyggnad längs sydvästra Möckeln. I detta scenario har förbrukning för alla exploateringsområden lagts till. Modellen är uppdaterad med förbrukning för Haganäs enligt nedan: Område IKEA Handelsområde villaområde medelförbrukning 6 l/s 3 l/s 0,5 l/s Modellen är uppdaterad med förbrukning för Paradiset och inkoppling av befintliga områden sydvästra Möckeln enligt nedan: Område Paradiset 130 villor 0,8 l/s Bef områden sydvästra Möckeln medelförbrukning 0,7 l/s Modellen är uppdaterad med förbrukning för exploatering längs sydvästra Möckeln enligt nedan: Område Expl områden sydvästra Möckeln medelförbrukning 8,7 l/s Sammanfattningsvis kompletteras modellen med följande förbrukningar för de olika scenarierna: Scenario 1 medelförbrukning Scenario 2 medelförbrukning Haganäs 9,5 l/s Haganäs 9,5 l/s Paradiset 0,8 l/s Paradiset 0,8 l/s Bef områden sydvästra Möckeln Expl områden sydvästra Möckeln 0,7 l/s Bef områden sydvästra Möckeln 0 l/s Expl områden sydvästra Möckeln 0,7 l/s 8,7 l/s SUMMA 11 l/s SUMMA 19,7 l/s 9(16)

10 Två olika beräkningar har genomförts för respektive scenario, dels en beräkning för normaldygn och dels beräkning för en maximal situation (maxtimme och maxdygn). Den faktor som ligger i modellen för att beräkna maxtimme och maxdygn är 3,06. I modellen är vattenverket inlagt som en lågreservoar med en konstant tryckhöjd. Vid vattenverket sitter en pump med pumpkurva enligt figur 2. Pumpen startar vid nivån 4,0 m i vattentornet och stannar vid nivån 4,8 m. Figur 2. Pumpkurva. 3.1 Resultat scenario 1 befintliga förhållanden En beräkning över 8 dygn har genomförts för normaldygnet. Resultaten visar att trycket är tillfredställande i hela systemet (mellan 20 och 70 meter vattenpelare). Några av ledningarna runt vattenverket och vattentornet har lite höga förluster (mellan meter/km), men hastigheterna överstiger inte 1 m/s. I figur 3 visas en flödesbalans för systemet. Initialt är vattentornet fullt och pumpen stängd. Efter 6 timmar har nivån i vattentornet gått ner så att pumpen startar. Därefter går pumpen kontinuerligt i 5 dygn innan nivån i vattentornet har kommit upp till ursprunglig nivå. 10(16)

11 Figur 3. Systemets flödesbalans under ett normaldygn. (Röd linje visar produktion flöde och grön konsumtion). Resultaten visar att befintligt vattenledningssystem har kapacitet för den förbrukning som befintliga förhållanden innebär under ett normaldygn. Men vissa justeringar av pumparnas start/stopp måste göras. Motsvarande beräkning har genomförts för maxdygnet. Då är förbrukningen så stor att pumparnas kapacitet inte räcker till. Det blir låga tryck i hela systemet. För att klara ett maxdygn måste kapaciteten i vattenverket ökas. De flesta vattenledningar har kapacitet för denna förbrukning, förutom vissa ledningssträckor runt vattenverket och vattentornet. I figur 4 visas en ögonblicksbild från beräkningen för maxtimme maxdygn med förutsättningen att vattentornet är fullt. Röd färg innebär en tryckförlust som är med än 10 meter/km och gul färg innebär mellan 5 och 10 meter/km. 11(16)

12 Figur 4. Resultat från beräkning för befintligt system maxtimme maxdygn. Bilden visar tryckförluster i ledningar. 3.2 Resultat scenario 2 framtida förhållanden En beräkning över 8 dygn har genomförts för normaldygnet. Pumpkapaciteten räcker inte till vilket medför att det blir mycket låga tryck i systemet. För att klara den framtida utbyggnaden måste pumpkapaciteten ökas och eventuellt även kapaciteten i vattenverket. Troligtvis kommer även omläggning av vissa ledningar att krävas. I figur 5 visas en ögonblicksbild från beräkningen för maxtimme maxdygn med förutsättningen att vattentornet är fullt. Röd färg innebär en tryckförlust som är med än 10 meter/km och gul färg innebär mellan 5 och 10 meter/km Som figuren visar är det vissa ledningar som har stor tryckförlust. 12(16)

13 Figur 5. Resultat från beräkning för framtida system maxtimme maxdygn. Bilden visar tryckförluster i ledningar. 3.3 Sammanfattande synpunkter Så som vattenledningssystemet ser ut i modellen med tanke på pumparnas kapacitet och start/stop nivåer och vattentornets tryckhöjder så klarar befintligt system exklusive Haganäs och befintliga områden sydvästra Möckeln precis att leverera vatten för förbrukning under ett maxdygn. Det innebär att nya inkopplingar innebär kapacitetsproblem. Problemen ligger främst i kapaciteten i vattenverket. Detta är också under förutsättning att det som är inlagt i modellen är korrekt. Vårt förslag är att man går vidare och studerar möjligheten att öka kapaciteten i vattenverket för att systemet ska klara framtida utbyggnader. 13(16)

14 4 Kapacitet i befintligt spillvattennät 4.1 Modellbeskrivning En förenklad hydraulisk modell för Älmhults spillvattennät har byggts upp, se figur 6. Figur 6. Översiktsbild över förenklad spillvattenmodell. Utifrån regndata och pumpstationsflöden från hösten 2011 har belastningar uppskattats. Det totala flödet består av två delar där ovidkommande vatten är en och den andra är spillvattenflödet. Spillvattenflödet i sin tur varierar under dygnet där variationen har kunnat tas fram från ovan nämnd indata. Vid analysen av indata framgick att basflödet i form av inläckage varierade under perioden. Vid en fortsatt studie rekommenderas att man tittar på hur den här variationen kan påverka den totala flödesbilden under t ex en blötperiod. För denna modell valdes ett högre värde på inläckaget för att beskriva ledningsnätets funktion när basflödet är relativt högt (motsvarande hösten 2011). 14(16)

15 Efter simulering jämförs uppmätta flöden (indata) med simulerade resultat. Resultaten visar på god överensstämmelse vad gäller storlek på basflödet och spillvattenflödet. Viss avvikelse finns vid jämförelse mellan uppmätta och beräknade flödestoppar när det regnar (3 regn har jämförts). Avvikelsen bedöms vara acceptabel för fortsatt analys. Vid en mer detaljerad analys av specifika områden är en längre kalibreringsperiod med fler nederbördstillfällen önskvärd. 4.2 Resultat befintliga och framtida scenario Gotthards gatas pumpstation Profiler med trycklinje presenteras i bilaga 2-6. Samtliga profiler visar ledningssträcka från anslutningspunkt för område I-2, i punkten I, till pumpstationen i Gotthards gata (SNB 2261 till Nod 1142), se figur 7. Figur 7. Detaljbild över ledningssträckan SNB 2261 till Nod 1142 (svart). 15(16)

16 Enligt modellen har systemet norr om pumpstationen på Gotthards gata en viss kapacitet över och pumpstationen i sig antyder en god kapacitet då bräddpumpen aldrig aktiverades vid simuleringar mot uppmätt regnserie eller vid belastning med ett dimensionerande regn. Utan utbyggnad eller anslutning av befintliga områden finns det kapacitet i ledningssystemet även vid nederbörd (10 års regn med 30 minuters varaktighet), men inte med några stora marginaler. Se bilaga 2 och 3. Då flöden 9,2 l/s och 7,0 l/s, enligt kapitel 2.3, ansluts går systemet nästan fullt, detta motsvarar ett beräkningsfall där befintliga områden ansluts samt att en fullständig utbyggnad av området 1-2, enligt tabell Spillvatten. Maxkapacitet ligger runt 25 l/s för ledningarna ner till pumpstationen. Vid nederbörd (regn med 10 års återkomsttid och 30 minuters varaktighet) går systemet helt fullt med en viss dämning över ledningshjässa. Se bilaga 4 och 5. Vid ett scenario som motsvarar fullständig exploatering, vilket motsvarar ett maxflöde på 65,5 l/s, finns det idag ingen kapacitet i befintligt system ned till Gotthards gatas pumpstation, se bilaga 6. Enligt uppgift är kapaciteten för pumpstationen i Gotthards gata ca 45 l/s och ledningskapaciteten bedöms till mellan 20 och 30 l/s. För att klara en total utbyggnad kan det krävas åtgärder på både ledningssystem och eventuellt även på pumpstationen vid Gotthards gata, t ex ökade dimensioner och/eller ökad pumpkapacitet. Ledningsnätet närmast uppströms ARV Beräkningsresultaten visar att ledningskapaciteten till avloppsreningsverket är god och att det finns kapacitet över för tillkommande flöden. Bäckgatans pumpstation Ledningsnätet som leder till pumpstationen vid Bäckgatan är idag hårt belastat och simuleringar visar på bristande kapacitet. Hänsyn bör tas till detta om åtgärder utförs i Gotthards gatas pumpstation. Denna har en bräddpump som pumpar till självfallssystemet uppströms Bäckgatans pumpstation. 4.3 Sammanfattande synpunkter Anslutning av befintliga områden samt området 1-2 innebär vid regn att ledningarna går helt fulla med en viss dämning över ledningshjässa. Anslutningen bedöms möjlig men man måste genom vidare utredning fastställa om de höjda trycklinjerna kan accepteras. Genom att sanera befintliga områden och koppla bort dagvatten som belastar spillvattennätet kan förhållandena ytterligare förbättras. Vid fullständig exploatering finns det idag ingen kapacitet i befintligt system ned till Gotthards gatas pumpstation. För att klara en total utbyggnad kan det krävas åtgärder på både ledningssystem och eventuellt även på pumpstationen vid Gotthards gata. Förslagsvis går man vidare med att studera vilka åtgärder som krävs för att kunna ansluta nya exploateringsområden till befintligt nät. Man skulle också kunna titta på vad som krävs för att förbättra situationen vid Bäckgatans pumpstation som enligt simuleringar är kraftigt belastad. Bilagor Bilaga 1 Bilaga 2-6 Bilaga 7 Ritning 101R0201 Ritning 101R0202 Anteckningar angående beslut om antal PE Resultat från Mike Urban Kostnadsbedömning VA/Föreslagen ledningssträckning Plan/Profil VA/Översvämningsnivå högsta flöde Plan 16(16)