DATACENTER VID STACKBO - DAGVATTENUTREDNING ADRESSE COWI A/S Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby TLF +45 56 40 00 00 FAX +45 56 40 99 99 WWW cowi.dk INNEHÅLL 1 Inledning 2 1.1 Dagvattenpolicy 2 1.2 Planerad bebyggelse 2 2 Befintliga förhållanden och övergripande förutsättningar 4 2.1 Hydrogeologi och markförhållanden 4 2.2 Recipienter 5 2.3 Miljökvalitetsnormer 6 3 Föreslagen dagvattenhantering 7 3.1 Dimensionerande utflöde till recipient 7 3.2 Magasinsvolym och ledningssystem 8 3.3 Dagvattenledningar 9 4 Skyfallsanalys 10 4.1 Antaganden och modell 10 4.2 Analys 11 5 Diskussion 13 6 Referenser 14 PROJEKTNR. DOKUMENTNR. A070065 001 VERSION UTGIVNINGSDATUM BESKRIVNING UTARBETAD GRANSKAD GODKÄND 2.0 2019-02-13 Dagvattenhantering TROZ/MNRD REJD KATP
2 DAGVATTENUTREDNING STACKBO 1 Inledning Ett nytt datacenter planeras inom ett område vid Stackbo, ca 15 km sydväst om centrala Gävle i Gävleborgs län, se Figur 1-1. Den aktuella fastigheten utgörs idag av naturmark och består av produktionsskog och bevuxna våtmarksområden. En mindre del består av öppen våtmark. Inom området finns stora stenar och en kraftledning som går från nordväst till sydväst. Denna utredning beskriver föreslagen dagvattenhantering för framtida bebyggelse inom fastigheten. Figur 1-1. Utredningsområdet vid Stackbo 1.1 Dagvattenpolicy I Gävle kommuns dagvattenpolicy anges principer för hur dagvatten ska hanteras vid ny exploatering. Om möjligt ska dagvatten hanteras lokalt genom infiltration och fördröjning (Dagvattenpolicy för Gävle Kommun, 2018). 1.2 Planerad bebyggelse Planerad bebyggelse innefattar ett antal större byggnader, parkeringsplatser, vägar, transformatorstationer och etableringsytor. Den första fasen av byggnadsprocessen berör området norr om kraftledningen (73 ha). Området söder om kraftledningen kan komma att användas för framtida expansion av datacentret. Utredningsområdet omfattar totalt 153 ha, se Figur 1-2. Föreslagen dagvattenhantering innefattar inte etableringsytorna då de är temporära och visas därför inte i Figur 1-2.
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 3 Figur 1-2. Utredningsområde och planerad markanvändning. Området avgränsas med rödstreckad linje. Byggnader visas i lila färg, parkering i gul, transformatorstation i beige och vägar i svart. Kraftledningar syns som tunna gråa linjer. Grönområden antas ha en avrinningskoefficient på 0,1. Transformatorstationen bedöms ha en avrinningskoefficient på 0,5. En sammanställning av avrinningskoefficienter för olika markanvändning före och efter exploatering samt den reducerade arealen för området redovisas i Tabell 1-1.
4 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Tabell 1-1. Markanvändning före och efter planerad exploatering Area[ha] Avrinningskoefficient Reducerad areal [ha] Befintliga förhållanden Förhållanden efter exploatering Grönyta 153.0 0.1 15.3 Total 153.0 0.1 15.3 Grönyta 117.5 0.1 11.7 Byggnader (tak) 23.2 0.9 20.9 Parkering (asfalt) 1.7 0.8 1.4 Transformatorstation 2.4 0.5 1.2 Väg 8.2 0.8 6.5 Totalt 153.0 0.3 41.7 2 Befintliga förhållanden och övergripande förutsättningar 2.1 Markförhållanden och hydrogeologi Den lokala topografin är relativt flack och markytan sluttar något mot väster. Enligt genomförd geoteknisk utredning varierar marknivån från +65 och + 68 i den västra delen av området och mellan + 70 och +74 i östra delen av området. Vid den geotekniska undersökningen observerades två fria vattenytor med ett vattendjup om ca 0,5-1 m. Grundvattenytan beror av nederbörd och ändras med årstiden. Vid undersökningstillfället uppmättes den till 0,5-1 m under markytan. Då grundvattennivåerna i området endast har observerats en kort tid är det möjligt att grundvattenytan kan bli högre än uppmätta nivåer. På grund av de höga grundvattennivåerna och våtmarksområdena inom området bedöms infiltrationsmöjligheterna som mycket begränsade. Kompletterande geotekniska undersökningar rekommenderas för att klargöra mark- och vattenförhållanden och utreda ifall infiltration kan vara möjlig inom vissa delar av området. I denna utredning utgår föreslagen dagvattenhantering ifrån att infiltration inte är möjlig på grund av höga grundvattennivåer. Föreslagen hantering består istället av en traditionell lösning, där avrinning från ogenomsläppliga material (byggnader, vägar, parkeringar etc.) avleds mot dagvattenledningar till ett eller flera fördröjningsmagasin med utlopp till recipient.
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 5 2.2 Recipienter Två bäckar i närheten av området har identifierats som möjliga recipienter för dagvatten; vattenförekomsten Kungsbäcken (även benämnd Valsjöbäcken), väster om området, samt en liten bäck nordost om området som avrinner mot Kungsbäcken, se Figur 2-1. Fortsättningsvis benämns Kungsbäcken som Valsjöbäcken. Figur 2-1. Recipienter av dagvatten i anslutning till området. Området avgränsas av rödstreckad linje. Flödeslinjer visas i svart och recipienter med lila prickar. I den tidiga planeringsprocessen är en medellutning om 10 önskvärd från punkten där regnet faller till recipienten. De två kartorna i Figur 2-2 visar lutningen inom utredningsområdet. De blå ytorna har en lutning om minst 10 mot recipienten. De gröna ytorna lutar med 5-10.
6 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Figur 2-2. Lutning från uppströms punkt mot de två möjliga recipienterna. Figuren till vänster visar att största delen av utredningsområdet har en lutning större än 10 mot Valsjöbäcken Figurerna visar tydligt att nästan hela området har en lutning på minst 10 mot Valsjöbäcken. Valsjöbäcken är därför bäst lämpad som recipient av dagvatten ur ett avrinningsperspektiv. 2.3 Miljökvalitetsnormer EU:s ramdirektiv för vatten (2000/60/EG) har i Sverige införts genom att miljökvalitetsnormer (MKN) fastställts för alla Sveriges ytvatten, grundvatten och kustvatten. Regelverket innebär bl.a. att försämring av yt- och grundvatten inte får ske. Miljökvalitetsnormer är bl.a. ett verktyg för att komma till rätta med miljöpåverkan från diffusa utsläppskällor som till exempel dagvatten och jordbruk och syftar till att reglera den kvalitet på miljön som ska uppnås vid en viss tidpunkt. För ytvatten har huvudregeln varit att normen god status ska uppnås för alla vattenförekomster till år 2015. Då det bedömts att god status inte kunnat uppnås i tid för vissa ytvattenförekomster har tidsfristen för dessa förlängts till 2021 eller 2027. Vattenmyndigheterna bestämmer vilken miljökvalitet, d.v.s. miljökvalitetsnorm, som ska uppnås för respektive vattenförekomst. En miljökvalitetsnorm baseras på vattnets status idag samt en bedömning om vattnet är konstgjort, kraftigt modifierat eller om ett undantag ska tillämpas. Statusen bedöms i sin tur med hjälp av ett antal biologiska, fysikalisk-kemiska och hydromorfologiska kvalitetsfaktorer. Ytvattenförekomster bedöms var sjätte år utifrån ekologisk status/potential och kemisk status. Recipienten Kungsbäcken (Valsjöbäcken) (VISS ID SE672488-156628) omfattas av kvalitetskraven God ekologisk status till 2027 och God kemisk ytvattenstatus (datum är ej specificerat). I den senaste statusbedömningen klassades den ekologiska statusen som "otillfredsställande" och den kemiska statusen som
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 7 "uppnår ej god", se sammanställning i Tabell 2-1. Motivering till den ekologiska statusen saknas. I VISS (Vatteninformationssystem i Sverige) framgår dock att bland annat den ekologiska statusen med avseende på hydrologisk regim i vattendrag är otillfredsställande. Tabell 2-1. Översikt MKN och statusbedömning för Kungsbäcken Vattenförekomst Ekologisk status Kemisk status Miljökvalitetsnorm Kungsbäcken (Valsjöbäcken) Otillfredsställande Uppnår ej god God ekologisk status 2027 God kemisk ytvattenstatus Den kemiska statusen uppnår inte god status på grund av höga halter av de luftburna, långväga föroreningarna kvicksilver och polybromerad difenyleter (PBDE) i fisk. Miljöproblem omfattar miljögifter, flödesförändringar samt morfologiska förändringar och kontinuitet. Skälet till att den hydrologiska regimen är otillfredsställande är att vattendraget har letts om, vilket påverkar flödet (parametern "specifik flödesenergi i vattendrag"). Avrinningen kommer att öka från utredningsområdet efter projektets genomförande på grund av en högre andel hårdgjorda ytor så som byggnader och vägar. Det kommer dock att säkerställas att avrinningen mot Valsjöbäcken är den samma som idag (den naturliga avrinningen), så att den hydrologiska regimen inte påverkas. 3 Föreslagen dagvattenhantering 3.1 Dimensionerande utflöde till recipient Avrinning från området rinner i dagsläget mot Valsjöbäcken. Det tillkommande flödet från utredningsområdet planeras att fördröjas i dagvattendammar. Flödet ut från dammarna föreslås motsvara den naturliga avrinningen från området idag vid ett regn med 50-års återkomsttid (T = 50) med en klimatfaktor om 1,25. Två metoder har används för att beräkna det dimensionerande utflödet ut från dagvattendammarna 1) Svenskt vatten P110a och 2) Trafikverket MB310 för ett 50-årsregn med klimatfaktor om 1,25, se Tabell 3-1. Tabell 3-1. Dimensionerande flöde till recipient, 50-års återkomsttid, klimatfaktor 1,25 Dimensionerande flöde till recipient T50, klimatfaktor 1.25 [l/s] Svenskt vatten p110a 1383 Trafikverket MB310 696
8 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Flödet om 696 l/s valdes som det dimensionerande utflödet då det är det är det lägsta flödet och därmed ett konservativt antagande för att skydda recipienten. Då beräknad avrinning från grönytor är förenade med stora osäkerheter väljs det lägsta utflödet för att öka säkerhetsmarginalerna. 3.2 Magasinsvolym och ledningssystem Magasinsvolymen baseras på beräkningar enligt Svenskt vattens publikation P110_10_6a, vilken är en bilaga till Svensk Vattens publikation P110. Magasinsvolymen är dimensionerad för att fördröja ett 50-årsflöde med 30 minuters rinntid med en klimatfaktor om 1,25, vilket ger en magasinsvolym om ca 21 500 m³. Parametrar som använts för att beräkna magasinsvolymen redovisas i Tabell 3-2. Tabell 3-2. Parametrar för att beräkna magasinsvolym Parametrar Värde Enhet Utflöde till recipient 696 l/s Flöde per hektar reducerad areal 16.7 l/s/red ha Rinntid 30 min Klimatfaktor 1.25 [-] Återkomsttid 600 månader Reducerad areal 41.7 ha Magasinsvolym 21 500 m³ Det rekommenderas att dammarna utformas så att de har en permanent våtvolym så att föroreningar kan sedimentera. Den permanenta våtvolymen beräknas till 250 m³ per reducerad areal, vilket innebär att en total permanentvolym om 10 400 m³ föreslås. Volymen kan fördelar i en eller flera dammar. Det rekommenderas att anlägga en försedimenteringsdamm innan själva huvuddammen. Detta kommer att medföra minskat underhåll och leda till en effektivare rening då flödeshastigheten till huvuddammen kommer att minska signifikant. Det föreslås att försedimenteringsdammarnas volym utgör 10 % av den permanenta våtvolymen, d.v.s. totalt ca 1 000 m³. Vidare rekommenderas ett längd/bredd förhållande om 3:1 eller 4:1 för att undvika döda zoner i huvuddammen med stillastående vatten. En konceptuell figur han ses i Figur 3-1.
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 9 Figur 3-1. Konceptuell figur över dagvattendamm med försedimenteringssteg. Om den permanenta vattenvolymen utformas till att ha ett medeldjup om 1 m ger det en ytarea om 10 400 m². Fördröjningsvolymen (volymen ovanpå den permanenta vattenvolymen) bör kunna utökas till 21 500 m³, vilket ger en total ytarea om 21500 m² förutsatt 1 meters djup. Volymen kan fördelar mellan en eller flera dammar. Föreslagen lokalisering för dammar kan ses i Figur 3-2. Grundvattenytan är mycket ytlig i området, 1-0,5 m under markytan. För att kunna anlägga en damm inom området behöver dammens botten troligen tätas. 3.3 Dagvattenledningar Dagvattenledningarna inom området och från dammarna till recipient föreslås ha en minsta lutning om 5. Utloppsledningen föreslås lokaliseras enligt Figur 3-2. Lokaliseringen kan justeras beroende på eventuella synpunkter från markägare.
10 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Figur 3-2. Översiktlig principskiss av föreslagen ledningsdragning och lokalisering av dagvattendammar. Magasinsvolymen fördelas förslagsvis mellan två dammar. 4 Skyfallsanalys 4.1 Antaganden och modell En översvämningsanalys har gjorts baserat på ett regn med 100-års återkomsttid. Detta motsvarar ett vattendjup om ca 74 mm vid ett regn med en varaktighet på 4 timmar. Ett regn med 100 års återkomsttid förutspås öka 40% i intensitet och regndjup om 100 år på grund av pågående klimatförändringar. Detta resulterar i ett regndjup om ca 100 mm. En del av regnet som faller på grönytorna antas infiltrera. Det kan antas att 40 mm infiltreras. En del av regnet som faller på hårdgjorda ytor (byggnader, vägar, parkeringar etc.) omhändertas av det planerade dagvattensystemet. Ett konservativt antagande har även gjorts om att 40 mm kan omhändertas av dagvattensystemet. Regnet som använts i modellen är skillnaden mellan ett 100-årsregn (T100) som inträffar år 2120 och mängden som infiltrerar eller
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 11 omhändertas i dagvattensystem. En sammanställning av regndjup kan ses i Tabell 4-1. Tabell 4-1. Regndjup T100 idag (mm) T100 år 2120 (mm) Infiltration eller omhändertagande i dagvattensystem Effektivt regndjup för skyfallsanalys (mm) system (mm) 74 100 40 60 Skyfallsanalysen har genomförts i programmet SCALGO Live. SCALGO live är en statisk modell som visar ytvatten i ett stationärt tillstånd. En statisk modell tar inte hänsyn till förändringar över tid utan ger en ögonblicksbild. SCALGO live används främst som ett screeningverktyg för att identifiera problemområden. Regndjupet sattes till 60 mm. Det rekommenderas att skyfall modelleras dynamiskt när utformningen av dagvattensystemet är färdigt för att se hur flödena förändras över tid. Terrängmodellen (DTM) som använts i analysen har en upplösning på 2x2 meter. Datan har erhållits från lantmäteriet i början av 2017 och baseras på flygburen LIDAR scanning som utförts från 2009 till 2016 enligt SCALGO Live. 4.2 Analys Utredningsområdet består av 6 byggnader och en transformatorstation. Marknivåer för den omgivande terrängen kan ses i Figur 4-1.
12 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Figur 4-1. Marknivåer inom utredningsområdet och dess omgivningar Figuren visar skillnader i marknivå varierande från 49 m till 85 m ovan havet. Marknivån lutar från öst till väst. Byggnaderna är generellt lokaliserade högt upp i terrängen, vilket minimerar tillrinningsområdets storlek och minskar översvämningsrisken inom utredningsområdet. En översikt av översvämningsytor vid ett 100-årsregn och ytliga avrinningsvägar, baserat på terrängmodell, kan ses i Figur 4-2.
DAGVATTENUTREDNING STACKBO 13 Figur 4-2. Översikt av översvämningsytor vid ett 100-årsregn och ytliga avrinningsvägar, baserat på terrängmodell Ett större översvämningsområde har identifierats söder om byggnaderna och beror på en lokal lågpunkt. Det rekommenderas att lågpunkten fylls ut för att förhindra skador på intilliggande byggnad. Vattendjupen i lågpunkten är ca 1 meter vid ett 100-årsregn. Genom höjdsättning kan vattnet styras i sydvästlig riktning från byggnaderna mot recipienten. Det finns även en flödesväg mellan byggnaderna i nordvästlig-sydostlig riktning vilken behöver tas hänsyn till vid höjdsättningen av området. Flödesvägen bedöms inte som en risk på grund av att tillrinningsområdet är litet. Översvämningsrisken på grund av skyfall vid Stackbo bedöms som liten förutsatt att rekommenderade åtgärder vidtas. 5 Diskussion Ny bebyggelse ska planeras så att den inte tar skada av en översvämning från ett regn med 100-års återkomsttid och inte heller riskerar att skada nedströms bebyggelse. I dagsläget utgörs markanvändningen nedströms av åkermark och
14 DAGVATTENUTREDNING STACKBO Kungsbäcken mynnar ut i en sjö ca 3 km från utredningsområdet. Risken för skada på bebyggelse inom eller nedströms planområdet bedöms som liten. Bedömningen om vilken återkomsttid dammar ska dimensioneras för baseras främst baseras på risken för skada på bebyggelse. Den valda återkomsttiden på 50 år ger mycket stora dimensioner på de föreslagna dagvattendammarna, viket medför stora schaktkostnader. En kortare återkomsttid om exempelvis 10 år kan övervägas om risken för översvämning inom och nedströms planområdet bedöms som acceptabel. 6 Referenser Gävle dagvatten policy (http://www.gastrikevatten.se/content/115253/gavlekommundagvattenpolicy2 0180924.pdf) Svenskt Vatten, 2016. Avledning av dag- drän- och spillvatten. Publikation P110. Trafikverket, 2017. Avvattningsteknisk dimensionering och utformning MB310, TDOK 2014:0051. Version 3.0 daterad 2017-10-12. VISS, Länsstyrelsen, 2018a. VattenInformationsSystemSverige: http://viss.lanssty-relsen.se/mappage.aspx.