Dagvattenutredning Tranholmen 1:92 Lärkstigen 74, 182 70 Stocksund Foto: Fastighetens nuvarande utseende. Fastighetens storlek: 1722 m 2 Markus Eklund Sebastian Jonasson TF Skolbyggnad Novamark 2019 02 11
1 Sammanfattning Denna dagvattenutredning är en del i arbetet för en ny detaljplan för Tranholmen 1:92. Syftet med detaljplaneändringen är att möjliggöra att bebyggelse för förskole och/eller bostadsändamål inom fastigheten. Den befintliga markanvändningen utgörs av en tillfällig förskolegård samt ett bostadshus. Planförslaget innebär att fastigheten kompletteras med en ny byggnad för förskole samt bostadsändamål utöver den befintliga bebyggelsen. Planområdet ingår i ett avrinningsområde som har Lilla Värtan som recipient. Lilla Värtan har problem med föroreningar och har dålig status enligt miljökvalitetsnormerna vad det gäller både kemisk och ekologisk status. I beräkningarna har antagits att den planerade markanvändningen kommer att innebära någon ökad andel hårdgjorda ytor eftersom det blir mer tak efter exploateringen. Föroreningsbelastningen förväntas öka något med den planerade markanvändningen, innan rening i de föreslagna dagvattenlöningarna. Den dagvattenhantering som föreslås i den här utredningen är i huvudsak att: Dagvatten fördröjs och renas i ett makadammagasin placerade så att vatten från i princip alla hårdgjorda ytor passerar där. En del av takvattnet leds till en regnbädd/plantering och ut på en gräsyta. Grundläggning av ny byggnad samt markplanering görs på så sätt att dagvatten från tomtens södra del leds runt huset men utan risk att dagvatten får aktuell fastighet belastar grannfastigheter. Efter att dagvattnet från planområdet passerat genom makadammagasinen reduceras föroreningshalterna till under riktvärdena för miljökvalitetsnormerna och under befintliga värden. Exploateringen av planområdet bedöms därför inte innebära någon ökad risk för att Lilla Värtan inte når sina miljökvalitetsmål.
Innehållsförteckning Sammanfattning 2 Bakgrund 4 Allmänt om dagvatten 4 Översvämning 4 Förorening av sjöar och vattendrag 4 Grundvattensänkning 4 Syfte 5 Förutsättningar 6 Danderyds kommuns styrdokument för dagvattenhantering (2012) 6 Recipienten Lilla Värtans förutsättningar 6 Planområdets förutsättningar 7 Markanvändning 7 Befintlig markanvändning 7 Planerad markanvändning 7 Topografi och lågpunkter 8 Avrinning 8 Infiltrationsförutsättningar, geologi och grundvatten 10 Beflintlig dagvattenhantering 11 Material och metoder 11 Material och datainsamling 12 Beräkningar 13 Flöden 13 Fördröjningsvolym 14 Föroreningsbelastning 15 Förslag till framtida dagvattenhantering 16 Generella rekommendationer 16 Underhåll 17 Bilaga 1 Grundkarta med höjdsdata Bilaga 2 Markutsnitt och fasader Bilaga 3 Illustration till förslag över dagvattenhantering
2 Bakgrund 2.1 Allmänt om dagvatten Dagvatten är regnvatten och smältvatten som tillfälligt rinner ovanpå marken, till skillnad från exempelvis grundvatten som rinner i marken och ytvatten som inte är tillfälligt, det vill säga naturliga sjöar och vattendrag. I bebyggda områden är ofta en stor del av markytan täckt av hus, vägar, torg och andra hårdgjorda ytor som gör att regnvatten inte kan infiltrera ner i marken. Främst är det dagvatten från industriområden, vägar och parkeringsytor som innehåller föroreningar. Vid lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD) används dagvattenlösningar som efterliknar vattnets naturliga kretslopp, såsom infiltration i mark, istället för att leda bort dagvattnet i konventionella ledningar. På så sätt minskas mängden dagvatten som behöver tas omhand, och det sker en naturlig rening av dagvattnet. Det finns tre stora utmaningar för samhället när det gäller dagvattenhantering. Det handlar om dagvattnets kvantitet, kvalitet och problem med minskad grundvattenbildning. 2.1.1 Översvämning Stora dagvattenflöden orsakade av kraftiga regn kan överbelasta ledningsnät, med översvämningar som följd. Det är inte samhällsekonomiskt rimligt att anlägga ett ledningsnät som klarar extremt stora nederbördsvolymer, då de inträffar väldigt sällan. I och med klimatförändringar kan vi förvänta oss intensivare regn, något som ställer högre krav på att bebyggelsen och samhället i övrigt måste anpassas för att klara de nya förhållandena. 2.1.2 Förorening av sjöar och vattendrag Det dagvatten som rinner över tak och markytor för med sig tungmetaller, näringsämnen och andra föroreningar. Markens naturligt renande effekt utnyttjas inte när dagvattnet avleds via rör. Istället riskerar föroreningar följa med dagvattnet ut i sjöar och vattendrag. 2.1.3 Grundvattensänkning Tak, asfalt och andra hårdgjorda ytor ligger som ett lock på den annars genomsläppliga markytan. I och med att dagvatten leds bort rubbas den naturliga vattenbalansen. När en allt mindre mängd regnvatten tas upp av marken minskar grundvattenbildningen, vilket leder till att grundvattennivåerna sänks. Detta kan skada vegetation, men även orsaka sättningsskador samt leda till att dricksvattenbrunnar sinar.
2.2 Syfte Syftet med denna utredning är att klargöra vilka konsekvenser den avsedda exploateringen har för dagvattensituationen inom planområdet och kringliggande fastigheter, samt dess påverkan på planområdets recipient. Utredningen syftar också till att bedöma förutsättningarna för lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD), genom infiltration eller fördröjning, samt till att dimensionera eventuella erforderliga LOD anläggningar. Bedömningen grundar sig på de lokala markförhållandena, dimensionerande dagvattenflöden och dagvattnets föroreningsgrad. Bild 1 Översiktskarta. Tranholmen 1:92 inom blå ram
3 Förutsättningar 3.1 Danderyds kommuns styrdokument för dagvattenhantering (2012) Danderyds kommuns styrdokument för dagvattenhantering har som syfte att fastställa strategi för dagvattenhantering i kommunen. Dokumentet är förankrat i kommunen övergripande mål, miljömål och miljöprogram. Kommunens övergripande miljömål är att Danderyd verkar för en god och hälsosam miljö. För att uppnå detta mål har inriktningsmål och strategier utarbetats. Danderyds kommuns policy för dagvattenhantering pekar ut 6 principer för dagvattenhantering, som i fallande prioriteringsordning skall följas. Dessa principer är: 1. Undvik ämnen som bidrar till att förorena dagvattnet 2. Infiltrera nära källan 3. Fördröj nära källan 4. Rena nära källan 5. Öppen avrinning 6. Rening av dagvattnet ska ske genom sedimentation innan det når recipienterna. Styrdokumentets inverkan på det aktuella planområdet Några viktiga punkter för att uppfylla styrdokumentets principer inom det aktuella planområdet är: 1. Dagvatten som når Lilla Värtan har sådan kvalitet att det inte försvårar möjligheten att uppnå miljökvalitetsnormer 2. Dagvattensystem utformas så att föroreningar avskiljs innan dagvattnet når recipient 3. Den naturliga vattenbalansen inte påverkas negativt av den fysiska planeringen 4. Tillämpa lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD) Nya dagvattensystem ska vara dimensionerade för ett regn med 10 års återkomsttid för trycklinje i marknivå, med klimatfaktor 1,25 (tabell 2.1 i svenskt vattens publikation P110). 3.2 Recipienten Lilla Värtans förutsättningar Lilla Värtan är en del utav Östersjön med stränder mot Danderyd, Stockholm, Lidingö samt Nacka. Huvudsakliga tillflöden kommer från Brunnsviken, Edsviken samt Stockholms ström. Nedan redovisas information från Länsstyrelsens vatteninformationssystem VISS gällande status i denna recipient samt aktuell miljökvalitetsnorm. Lilla Värtan (VISS 2018) Området har miljöproblem gällande Morfologiska förändringar och kontinuitet Nuvarande ekologiska status för Lilla Värtan är måttlig. Nuvarande kemiska status är uppnår ej god. Lilla Värtan har problem med övergödning och förekomst av miljögifter. Med undantag för bromerade difenyletrar och kvicksilver, som har mindre stränga tidsfrister, är aktuell miljökvalitetsnorm måttlig ekologisk status 2027 och god kemisk ytvattenstatus.
Bild 2, Lilla Värtans utredningsområde (VISS 2018) 3.3 Planområdets förutsättningar Planområdet omfattar 1722 m 2 och ligger på Tranholmen i Danderyds kommun. Området omges av grusstigar i söder och öster och villa/småhusbebyggelse i norr och öster. Området är lätt kuperat med de högsta höjderna i planområdets södra och östra del, upp mot Ejderstigen och Lärkstigen. Hela området sluttar norrut. Planområdets lågpunkt ligger i nordvästra hörnet. Planområdet har idag en dagvattenhantering helt baserad på infiltration i mark utan rening eller särskilda åtgärder för fördröjning. Det aktuella planområdet kategoriseras som gles bostadsbebyggelse. 3.3.1 Markanvändning Befintlig markanvändning Befintlig markanvändning inom planområdet utgörs av byggnad, gräsmatta, naturtomt samt en del buskar och träd. Planerad markanvändning Planerad markanvändning innebär att befintlig byggnad kompletteras med en ny huskropp. Övrig markanvändning planeras bli i stort sett oförändrad. Totalt sett kommer den hårdgjorda ytan öka med storleken av den nya huskroppen.
Se bilaga 1 för situationsplan 3.3.2 Topografi och lågpunkter Planområdet är lätt kuperat. De lägsta områdena finns i den norra delen, då området generellt lutar år norr. Det finns i nuläget inga tydliga lågpunkter eller instängda områden inom planområdet som kommer orsaka problem avseende dagvattenhanteringen. 3.3.3 Avrinning Det samlade vattenflödet från ett område i naturen kallas avrinning. Avrinningen per ytenhet är ett mått på vattentillgången i området och beror bland annat på nederbördsmängden, mängd vatten som magasineras i området och avdunstningen. Avrinningen varierar mycket mellan olika årstider, vilket till stor del beror på hur nederbörden magasineras i mark och grundvatten eller i form av snö. I södra Sverige faller mindre andel av nederbörden som snö. Snösmältningen kan ske under flera perioder, vilket tillsammans med regn kan ge hög avrinning vintertid. I södra Sverige är avrinningen låg under sommaren på grund av hög avdunstning. Årsavrinningen kan variera kraftigt från ett år till ett annat, vilket främst beror på att nederbörden kan variera mycket mellan åren. Under perioden 1961 2005 var medelavrinningen i Sverige för det våtaste året (2000) cirka 17 liter/sekund km² och för det torraste året (1976) cirka 8 liter/sekund km². För en given yta eller sträcka i ett område kan man bestämma det landområde som bidrar med yt och/eller grundvatten till ytan/sträckan. Detta landområde kallas för avrinningsområde. Ett avrinningsområde begränsas av en vattendelare som skiljer ett avrinningsområde från ett annat. Avrinningsområdet för ytvatten kan bestämmas med hjälp av topografin. Där man har tunna lager av morän eller blandjordarter följer vanligtvis grundvattenytan topografin ganska väl och den topografiska vattendelaren är en hygglig approximation även för grundvattendelaren. Avrinningskartan visar en generaliserad bild över hur potentiellt ytvatten i planområdet skulle röra sig i terrängen under förutsättning att det inte fanns några avskärmande diken eller andra hinder. Den huvudsakliga flödesriktningen för ytvatten och grundvatten bedöms vara från söder till norr. Dagvattenutredningen syftar till att säkerställa att planförslaget inte orsakar problem för kringliggande fastigheter och bebyggelse.
Bild 3 Avrinningskarta
3.3.4 Infiltrationsförutsättningar, geologi och grundvatten Infiltrationskapaciteten för en jord beror bland annat på dess kornstorlek, packningsgrad och markens vattenhalt. När marken är torr är infiltrationskapaciteten som högst för att sedan avta vid ökad mättnadsgrad. Vid helt mättade förhållanden kan infiltrationskapaciteten sättas lika med jordens mättade hydrauliska konduktivitet, K S. I sandiga eller grusiga jordar, som har hög dräneringsförmåga, kan man i allmänhet förvänta sig att mättade eller nära mättade förhållanden aldrig uppkommer nära markytan. Det betyder att jordens infiltrationskapacitet inte avtar särskilt mycket ens under långvariga regn med dimensionerande intensitet. För att marken inte ska översvämmas måste markens infiltrationskapacitet vara så stor att den kan hantera dimensionerande flöden. I Tabell 3 1 nedan anges generella infiltrationskapaciteter för olika svenska typjordar. Grundvattenytan varierar naturligt under året, men också mellan olika år, beroende på bland annat nederbörd och temperatur. I dagsläget saknas information om grundvattennivåerna i området. Tabell 1: Mättad infiltrationskapacitet för olika jordtyper (VAV, 1983) Enligt SGUs jordartskarta utgörs planområdet av, i huvudsak, glacial lera och i de högst belägna delarna i söder finns även ett parti av urberg. SGUs plankartor visar dock endast jordarterna ner till cirka 0,5 meters djup under markytan. Området där nya byggnaden planeras har berg i dagen. Erfarenhet från annan bebyggelse på Tranholmen visar att det är små djup till berg, ca 0 1,5 m. Mer detaljerad kunskap om jorddjup, jordarter och grundvattennivåer inom resten av planområdet saknas.
Bild 4 Bild 5 Jordartskarta Genomsläpplighet Utifrån den översiktliga informationen från SGU om genomsläpplighet och jordarter bedöms förutsättningarna för naturlig infiltration som låga till måttliga inom planområdet 3.3.5 Befilntlig dagvattenhantering Takvatten, dräneringsvatten och regnvatten infiltreras lokalt inom planområdet för att sedan filtreras naturligt på sin väg ner till Lilla Värtan, en sträcka på ca 200m.
4 Material och metoder 4.1 Material och datainsamling Insamlade bakgrundsmaterial och de data som har använts för att genomföra denna utredning inkluderar bland annat: Grundkarta med höjddata (se bilaga 1) SGU, Jordarts och genomsläpplighetskarta (SGU, 2018) Situationsplan (se bilaga 1) Skisser för ny detaljplan (Se bilaga 2) Styrdokument för dagvatten, Danderyd kommun, 2012 06 11 Vatteninformation Sverige (VISS) (se https://viss.lansstyrelsen.se) Föroreningsberäkningar för dagvatten för avrinningsområden inom Danderyds kommun, SWECO VIAK, 2006 10 12
5 Beräkningar 5.1 Flöden Dagvattenflöden för delområden med olika markanvändning har beräknats med rationella metoden enligt sambandet: (Ekvation 1) där Q dim är flödet (liter/sekund) från ett delområde med en viss markanvändning. i är regnintensiteten (liter/sekund hektar) för ett dimensionerande regn med en viss återkomsttid och beror på tr som är regnets varaktighet och är lika med områdets rinntid. φ är den andel av nederbörden som rinner av som dagvatten för rådande markförhållanden och dimensionerande regnintensitet. Avrinningskoefficienter för olika markanvändningskategorier har tagits från Svenskt Vattens publikation P110. A är den totala arean (hektar) för det aktuella delområdet f är en ansatt klimatfaktor, Svenskt Vatten P110 rekommenderar att klimatfaktor 1,25 används för nederbörd med kortare varaktighet än 60 minuter och 1,2 för regn med längre varaktighet, oavsett område i Sverige. Klimatfaktorn har i detta fall satts till 1,25. Tabell 2 visar uppskattade arealer med avrinningskoefficienter för olika markanvändning i planområdet före (befintlig markanvändning) och efter exploatering (planerad markanvändning). Arealerna är uppskattade efter den gällande planskissen och representerar ett troligt scenario för den tilltänkta exploateringen. Värdena ska inte ses som den exakta ytfördelningen utan användas som en fingervisning för vilka effekter den ändrade markanvändningen kan medföra. Regnintensiteten för ett dimensionerande 10 årsregn (Dahlström, 2010; Svenskt Vatten, 2011) har beräknats baserat på uppskattningar av rinntiden för dagvatten inom planområdet. Rinntiden uppskattas till 10 minuter. Regnintensiteten vid ett dimensionerande 10 årsregn med 10 minuters varaktighet är för regionen 228 liter/sekund hektar, vilket motsvarar cirka 82 millimeter/timme. Tabell 2: Avrinningsarealer Markanvändning Φ ( ) Area befintlig markanvändning (m2) Area planerad markanvändning (m2) Takyta 0,90 50 200 Φ Atot ( ) befintlig markanvändning Φ Atot ( ) planerad markanvändning Grönyta/gård 0,10 1672 1522 0,03 0,12 Summa 1722 1722
Dimensionerande dagvattenflöden för planområdet för ett dimensionerande 10 årsregn med 10 minuters varaktighet (228 l/s x ha) redovisas i Tabell 3. Små förändringar i avrinningskoefficienten kan ge relativt stora skillnader i flödet så de redovisade flödena bör främst ses som indikatorer på hur flödena kommer att förändras vid den nya markanvändningen. Tabell 3: Dimensionerande flöde Dagvatten som bildas vid befintlig markanvändning Dagvatten som bildas vid planerad markanvändning Dimensionerande flöde för ett 10 årsregn med 10 minuters varaktighet (liter/sekund) 4,8 7,5 5.2 Fördröjningsvolym Beräkningar av dimensionerande utjämningsvolymer för eventuella fördröjningsanläggningar görs enligt sambandet: (Ekvation 2) V dmax är den dimensionerande utjämningsvolymen (m3 ) Q out är den maximala avtappningen från området. Q dim är det dimensionerande flödet från området t r är rinntiden för området. V dmax beräknas som en maxfunktion av olika Q dim och t r och sambandet tar höjd för vilken typ av regn (korta regn med högre intensitet eller långa regn med lägre intensitet) som bidrar med störst volym vatten, som behöver fördröjas eller utjämnas. Beräkningen av den sammanvägda avrinningskoefficienten före och efter exploatering visar att de förväntade flödena blir större efter exploateringen. Fördröjande åtgärder planeras för att kompensera för den ökade belastningen. Klimatfaktor sätts till 1,25 med hänsyn till framtida klimatförändringar. Med dimensionerande flöde på 4,8 l/s blir erforderlig effektiv fördröjningsvolym för 10 års regn 2,8 m 3 enligt magasinsberäkning i bilaga 4.
5.3 Föroreningsbelastning För beräkning av föroreningshalter i dagvatten från olika typer av markanvändning har schablonvärden från databasen StormTac v.17.1.2 använts. Schablonvärdena är framtagna vid vetenskapliga studier med långa mätserier av dagvatten. Schablonhalterna har jämförts med RTK:s riktvärden för dagvatten, Nivå 1M, för direktutsläpp till recipient (Region och trafikplanekontoret, 2009). Den schablonmässiga beräkningen av föroreningskoncentrationerna för planområdet innan exploatering tangerar riktvärdet för fosfor och de ökar för vissa ämnen efter exploateringen. Då hela Tranholmen saknar motorfordonstrafik kan fosforhalten på Tranholmen generellt anses understiga schablonen, något som ger extra marginal gällande fosforhalterna inom planområdet (ingen hänsyn tagits till detta i beräkningarna nedan). Efter rening i makadammagasin minskar föroreningskoncentrationen till både under riktvärden och under befintliga föroreningskoncentrationer inom planområdet. Tabell 2 redovisar schablonberäkningar som jämför föroreningssituationen före exploatering samt efter exploatering och rening i ett makadammagasin. Erforderlig magasinsstorlek för att uppnå denna rening är 2 m3, men för fördröjningen krävs en större volym, se avsnitt 5.2 Fördröjningsvolym. Tabell 4: Föroreningsbelastning i dagvatten från hela området för befintlig markanvändning och planerad markanvändning samt föroreningsbelastning efter föreslagen rening, beräknat i StormTac (Larm, 2000). Föroreningsbelastningen har jämförts med RTK:s riktvärden (RTK 2009). Rött = halten överstiger riktvärde, Grön = halten understiger riktvärde. Gult = halten tangerar riktvärde Total belastning beräknad med avrinningskoefficient 0,12, se tabell 2 Nederbördsintensiteten 636 mm/år har använts som indata till belastningsvärdena. Värdet är beräknat från den i medeltal uppmätta nederbörden 539 mm/år i Stockholm för att korrigera för mätfel p.g.a. bl.a. vind och avdunstning genom att multiplicera med en faktor 1,18
Tabell 4: Föroreningskoncentrationer [µg/l] samt totalhalt [kg/år] Totalhalt Ämne Riktvärde Befintlig Planerad, efter rening efter rening kg/år Fosfor 160 160 130 0,174 Kväve 2000 1190 790 0,87 Bly 8,0 6,0 1,2 0,001 Koppar 18 14 4 0,004 Zink 75 64 20 0,022 Kadmium 0,4 0,3 0,12 0,00013 Krom 10 2,8 0,9 0,001 Nickel 15 4,8 2,4 0,0026 Kvicksilver 0,03 0,01 0,006 6,5e 6 Suspenderad substans 40000 24750 5380 5,9 Olja 400 260 38 0,04 PAH Saknas 0,36 0,18 0,0002 Benso(a)pyren 0,03 0,0093 0,0048 5,3e 6 6 Förslag till framtida dagvattenhantering 6.1 Generella rekommendationer Den föreslagna exploateringen innebär att andelen hårdgjorda ytor ökar något, men är fortsatt en liten del av totala ytan inom planområdet. Denna utredning strävar efter att utreda förutsättningarna för att lokalt omhänderta en stor del av dagvattnet som uppkommer inom planområdet och föreslå förbättringar gällande den befintliga dagvattenhanteringen. Lösningsförslagen syftar till att förbättra dagvattenhanteringen på ett enkelt sätt, anpassat till rådande förutsättningar. Regn som faller på taket på den nya byggnaden föreslås hanteras så att dagvattnet med hjälp av utkastare och rännor leds till en kombination av makadamdike, ut på gräsytor och planteringar, samt i regnbädd. För att uppfylla Danderyds kommuns styrdokument för dagvattenhantering gällande giftiga ämnen krävs att takbeläggning görs i material som inte innehåller större halter av zink, bly eller kadmium. Detta är också en förutsättning för beräkningar i avsnitt 3.5 Föroreningsberäkningar. Makadammagasin och regnbädd har dimensionerats för att låta allt dagvatten infiltrera. Total volym i magasin och bäddar bör vara minst 4m 3 (se avsnitt 5.2 Fördröjningsvolym). Det vore även lämpligt att låta en del av dagvattnet bevattna odlingar, både som en del av dagvattenhanteringen som i ett pedagogiskt perspektiv. Placering av makadammagasin är naturlig på planområdets norra sida, norr om planerad byggnad. Exakt utformning bestäms av praktiska förutsättningar vid anläggningsarbetet.
Utformning av markplanering samt dränering vid husgrunden för den nya byggnaden bör göras på så sätt att dagvatten från fastighetens södra del leds undan, runt byggnaden, och därmed inte kan skada byggnaden. Bilaga 3 visar ett förslag till dagvattenhantering. 6.2 Underhåll För att bevara god bibehållen funktion i dagvattenanläggningarna krävs skötsel och underhåll. Det kan exempelvis innebära rensning av infiltrationszon, byte av filtermedia eller skörd av växtmaterial. Därför bör en skötsel och underhållsplan upprättas innehållande information om respektive dagvattenanläggnings konstruktion, funktion samt instruktioner för skötsel, underhåll och frekvenser.
Bilaga 1 Situationsplan
Bilaga 2 Markutsnitt och fasader Österfasad Söderfasad
Bilaga 3 Illustration över förslag till dagvattenhantering