Utredning systemlösning spillvatten och dagvatten

Utredning systemlösning spillvatten och dagvatten - Södra Stadsskogen, del av Strängnäs 2:1 m.fl. Datum: 2016-12-15 Uppdragsnummer: 728 883 Lars Skoog Mats Carlsson Rikard Widén Uppdragsledare Text och Beräkningar Granskare ÅF Infrastructure AB Frösundaleden 2A 169 70 Solna Telefon: 010-505 00 00 www.afconsult.se

Sammanfattning På uppdrag av Strängnäs kommun har ÅF Infrastructure AB utrett förutsättningarna för hantering av spillvatten och dagvatten i det pågående arbetet med detaljplanen Södra Stadsskogen del av Strängnäs 2:1 m.fl. Huvudsyftet med utredningen är att ta fram en systemlösning för spill- och dagvatten för området samt föreslå höjdsättning för allmän platsmark. Lämpliga alternativ för dagvattenhantering redovisas. Vidare belyser utredningen kritiska punkter och instängda områden och åtgärder föreslås för att minska risken för översvämning vid extrema regn. Förutsättningarna för att kunna rundmata dricksvatten undersöks också. Utredningen visar att självfallsledningar kan förse hela området med dag- och spillvatten. Inga pumpstationer fordras för exploateringen. Genom att ansluta planområdet till befintligt dricksvattennät i sydöst och sydväst kan rundmatning av området erhållas. Utredningen visar vidare att avrinningen, vid ett 20-årsregn, från planområdet i och med exploateringen kommer att öka med ca 700 %. Detta med antagandet att ingen fördröjning sker inom planområdet och med en klimatkompenserande faktor på 1,2 (mängden nederbörd ökar med 20 %). Volymerna som behöver fördröjas i planområdet uppgår till drygt 1400 m 3. Med den höjdsättning av allmän platsmark som här föreslås kan planområdet delas upp i två avrinningsområden. Dagvattnet som uppstår i och med exploateringen kan omhändertas i respektive avrinningsområde och med hjälp av dammar och diken fördröjas innan det släpps ut till befintligt dagvattennät. Genom att kräva fördröjning på kvartersmark kan ytor för fördröjning minskas på allmän platsmark. Vid 100-årsregn kan de volymer vatten som uppstår hanteras i planområdets sydöstra och sydvästra delar. Vid höjdsättningen är det mycket viktigt att man ser till att inga instängda områden bildas för att förhindra översvämning och att skador på byggnader uppkommer. För att förhindra att instängda områden uppstår måste en del av planområdet fyllas upp. Vid höjdsättning av kvartersmark måste man se till att denna hamnar över vägen, hussocklarna måste hamna minst 0,3 meter över färdig väg. Detta minimerar risken att skador på byggnader uppkommer vid extrema skyfall.

Innehållsförteckning 1 Inledning... 1 1.1 Bakgrund... 1 1.2 Syfte... 1 2 Förutsättningar... 2 3 Befintliga förhållanden... 2 3.1 Områdesbeskrivning... 2 3.2 Topografi... 3 3.3 Natur- och kulturintressen... 3 3.4 Geologi, geoteknik och hydrologi... 3 3.5 Ytvattenhantering... 4 3.6 VA-ledningar... 4 4 Planområdets föreslagna utformning... 5 5 Förslag VA-ledningsnät... 6 5.1 Spillvatten och dagvatten... 6 5.2 Vatten... 6 6 Föreslagen dagvattenhantering... 7 6.1 Markanvändning och flödesberäkning befintlig situation... 7 6.1 Markanvändning och flödesberäkning efter exploatering... 7 6.2 Jämförelse resultat före och efter exploatering... 8 6.3 Förslag dagvattenhantering vid 20-årsregn... 9 6.4 Dagvattenhantering vid extrema regn... 10 7 Hödsättning... 11 8 Vidare utredningar... 12

1 Inledning 1.1 Bakgrund På uppdrag av Strängnäs kommun har ÅF Infrastructure AB undersökt förutsättningarna för hantering av spillvatten och dagvatten i det pågående arbetet med detaljplanen Södra Stadsskogen del av Strängnäs 2:1 m.fl. Detaljplanens utformning framgår av figur 1. Figur 1. Del av plankarta. Planens syfte är att möjliggöra bostadsbebyggelse samt anslutningar för att koppla samman två idag skilda bostadsenklaver av Strängnäs stad strax öster om stadsskogen. Planområdet ligger relativt centralt i Strängnäs stad, cirka en kilometer fågelvägen från resecentrum. 1.2 Syfte Huvudsyftet med utredningen är att ta fram en systemlösning för spill- och dagvatten för det detaljplanelagda området samt föreslå höjdsättning för allmän platsmark. Lämpliga alternativ för dagvattenhantering redovisas. Vidare belyser utredningen kritiska punkter och instängda områden och åtgärder föreslås för att minska risken för översvämning vid extrema regn. En skiss tas fram som visar hur området kan förses med VA. Vidare undersöks förutsättningarna för att kunna rundmata dricksvatten. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 1 av 12

2 Förutsättningar Utredningen och de förslag som föreslås görs enligt de krav som ställs från beställaren genom offertförfrågan och projektmötet 2016-10-12. Förutsättningarna är bland annat: Dagvattenhanteringen ska uppfylla kraven på fördröjning enligt Svenska Vattens publikation P110. Befintlig vattenbalans ska bibehållas vid ett 20-årsregn efter exploateringen. Som underlag för flödesberäkningarna för dimensionerande regn har Svenskt Vattens publikationer P104 och P110 använts. För beräkning av befintlig markanvändning har flygfoton använts. Planerad markanvändning har erhållits från kommunen. 3 Befintliga förhållanden 3.1 Områdesbeskrivning Hela planområdet omfattar i dagsläget cirka 20 ha. Området utgörs i huvudsak av tallskog, en tidigare kraftledningsgata med låg vegetation samt partier med berg i dagen. I områdets södra del, i anslutning till befintlig bebyggelse, har det på grund av rådande geologiska förutsättningar skapats ett våtmarksområde om cirka 0,6 hektar. I figur 2 framgår befintlig markanvändning. Planområdet ligger i anslutning till Stadsskogen där artrika och viktiga biotoper återfinns. Emellertid bedöms området idag vara så pass påverkat av närheten till gamla E20 och den tidigare ledningsgatan att naturvärdena kan ses som ringa. Figur 2. Befintlig markanvändning. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 2 av 12

3.2 Topografi Området har en generell lutning mot sydöst. Nivån faller från ca 50 meter över havet i den nordvästra delen till ca 39 meter i den sydvästra delen. Marken är kuperad. 3.3 Natur- och kulturintressen Planen gränsar till natur och rekreationsområdet Stadsskogen, men bedöms inte påverka förutsättningarna för ett rörligt friluftsliv eller områden viktiga för djur och växtliv negativt. Planen ligger inte i Natura 2000-område och inga nyckelbiotoper eller naturvårdsprogram riskerar att påverkas negativt av planens genomförande enligt tidigare bedömningar. Inga kända fornlämningar finns i området. 3.4 Geologi, geoteknik och hydrologi En översiktlig geoteknisk utredning har utförts under våren 2016 av Byggtekniska Byrån Sverige AB. Undersökningen visar att i huvudsak utgörs detaljplaneområdet av mark med fastare jordar och/eller där djup till berg bedöms litet. I ett par områden finns lösare jordar. I den sydöstra delen av området kan djup till berg vara stort. I norra delen av området finns en bergtipp med fyllningsmassor. I figur 3 framgår områdets mark- och jordlagerförhållanden. Figur 3. Mark- och jordlagerkarta från den geoteknisk undersökning utförd av Byggtekniska Byrån Sverige AB. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 3 av 12

Område A (rött) utgörs av berg i dagen och mulljord på ytnära berg. Inom område B (svart) återfinns organisk jord av torv och/eller gyttjig lera. Den organiska jorden bedöms ligga på lera på morän på berg. Djup till berg är 0-3 meter i område B1 och 3-10 meter i område B2. Område C (grönt) består av en äldre bergtipp innehållande sprängsten och andra fyllningsmassor. Befintlig fyllning ligger på torv, morän eller berg. Djup till berg är 3-10 meter. Inom område D (blått) återfinns lera eller fyllningsjord närmast markytan. Leran bedöms ligga på morän på berg. Djup till berg är 1-5 meter i område D1 och 3 10 meter i område D2. Område E (brunt) bedöms huvudsakligen bestå av sandig morän överlagrande berg. Djup till berg är 1-5 meter. Vid den geotekniska undersökningen har inte grundvattenförhållandena undersökts närmare, men utgående från de topografiska förhållandena har bedömningen gjorts att grundvattenytan är närmast markytan i de sydöstra delarna av området. 3.5 Ytvattenhantering Genom planområdets norra del går ett mindre vattenförande dike som i kanten på bergtippen i det nordöstra hörnet mynnar i en uppdämd sänka. Vattnet leds sedan vidare i vägens dikessystem och ansluter sedan till dagvattenkulverten vid Tryffelstråket norr om Västerportsleden. I den södra delen av området går också ett dike, diket löper mot grusplanen i sydväst. Diket avvattnar förmodligen stora delar av området. Var diket går vidare är inte utrett men antingen rinner det till befintligt dikessystem vid Tryffelstråket, eller går med kulvert under vägen för att fortsätta i östlig riktning. 3.6 VA-ledningar I sydöstra delen utanför planområdet längs med Tryffelstigen löper befintliga vatten, spillvatten och dagvattenledningar. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 4 av 12

4 Planområdets föreslagna utformning Inom planområdet planeras mellan 400-450 nya bostäder. Bostäderna är blandning av flerbostadshus, radhus, kedjehus, parhus och fristående villor. Området är indelat i flera mindre områden där karaktären på bebyggelsen ska skilja områdena åt. I höjd med Tryffelstråket föreslås ett vård- och omsorgsboende. Delar av den befintliga tallskogen bevaras som en övergångszon mot befintlig bebyggelse. I figur 4 framgår föreslagen utformning för planområdet. Figur 4. Föreslagen utformning. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 5 av 12

5 Förslag VA-ledningsnät I figur 5 visas hur planområdet kan förses med kommunalt VA. 5.1 Spillvatten och dagvatten Hela planområdet kan försörjas med självfallsledningar som ansluts till befintligt nät i planområdets sydöstra gräns. Någon pumpning av spill- och dagvatten är alltså inte nödvändig. Spillvattenledningarna ansluts direkt till det befintliga spillvattennätet. Dagvattnet ansluts efter fördröjningsåtgärder till befintligt dagvattennät. Förlag och utformning av dessa fördröjningsåtgärder redovisas i kapitel 6. 5.2 Vatten Anslutning av vatten till planområdet görs på samma plats som dagvatten och spillvatten. För att öka omsättningen och göra området mindre sårbart för vattenläckor bör vattnet rundmatas. Förslagsvis anläggs en anslutningspunkt till vatten också vid Kantarelltigen sydväst om planområdet för att få till denna rundmatning. Figur 5. Förslag VA-ledningsdragning. Blå linjer visar dragning av dricksvatten, röda streck visar dragning av spillvatten och gröna streck visar dragning av dagvatten. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 6 av 12

6 Föreslagen dagvattenhantering 6.1 Markanvändning och flödesberäkning befintlig situation Den befintliga markanvändningen har uppskattas med hjälp av flygfoto. Se figur 2. Formeln som använts för flödesberäkningen är: Q dim = (q A R) Q dim = Dimensionerande flöde (l/s) q = Regnintensitet med återkomstiden 20 år och 10 minuters varaktighet = 287 l/s, ha enligt Svenskt Vatten P110, tabell 4.6 sid 66 A R = Reducerad area Markanvändningen inom området före utbyggnad utgörs idag till största del av skogsmark, en mindre del utgörs av grusvägar och av den asfalterade vägen Västerportsleden. Då Västerportsleden har ett eget avvattningssystem och därmed inte bidrar med vatten till övriga planområdet har denna väg och området norr om denna inte tagits med i flödesberäkningarna. I tabell 1 redovisas markanvändningen och uppskattat flöde vid ett 20-årsregn med 10 minuters varaktighet. Tabell 1. Markanvändning och flöden vid befintlig situation. Markslag Area (m 2 ) 1 A R (m 2 ) Q 20 år (l/s) Volym (m 3 ) Grusväg/grusplan 8000 0,40 3200 92 55 Skogsmark 182000 0,05 9100 261 157 Summa 190000 0,06 2 12300 353 212 1 Avrinningskoefficient 2 Viktad avrinningskoefficient Före exploateringen är flödet från planområdet vid ett dimensionerande 20-årsregn med varaktigheten 10 minuter ca 350 l/s. Volymen blir ca 210 m 3 6.1 Markanvändning och flödesberäkning efter exploatering Vid beräknande av flödet från planområdet är informationen om markanvändningen hämtad från föreslagen planutformning, enligt figur 4. Formeln som använts för flödesberäkningen är samma som användes för beräkning vid befintlig situation, nu används emellertid också en klimatfaktor på 20 % för att kompensera för förväntad intensivare nederbörd i framtiden: Q dim = (q A R) 1,2 Q dim = Dimensionerande flöde (l/s) q = Regnintensitet med återkomstiden 20 år och 10 minuters varaktighet = 287 l/s, ha enligt Svenskt Vatten P110, tabell 4.6 sid 66 A R = Reducerad area 1,20 = Klimatfaktor (20%) Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 7 av 12

Även i denna beräkning är Västerportsleden ej medräknad i flödesberäkningarna. Markanvändningen inom kvarter 2 efter exploatering redovisas i tabell 2 Tabell 2. Markanvändning och flöden efter exploatering innan fördröjningsåtgärder. Markslag Area (m 2 ) 1 A R (m 2 ) Q 20 år (l/s) Volym (m 3 ) Tak 25000 0,90 22500 775 52 Väg, asfalt 21000 0,85 17900 615 4 Parkering/gårdsväg 18000 0,85 15300 527 Grusväg/grusplan 3000 0,40 1200 41 8 Tomtmark 53000 0,10 5300 183 2 Naturmark 70000 0,05 3500 133 8 Summa 190000 0,35 2 65650 2261 1357 1 Avrinningskoefficient 2 Viktad avrinningskoefficient Efter exploateringen utan fördröjningsåtgärder blir flödet från planområdet vid ett dimensionerande 20-årsregn med varaktigheten 10 minuter och en antagen klimatfaktor på 20 % ca 2300 l/s. Volymen blir ca 1400 m 3. 6.2 Jämförelse resultat före och efter exploatering Utredningen visar att avrinningen från planområdet i och med exploateringen kommer att öka med ca 700 % med antagandet att ingen fördröjning sker inom planområdet och med en klimatkompenserande faktor på 1,2. Förutsättningen för dagvattenhanteringen inom planområdet är att vattenbalansen ska bibehållas efter exploateringen vid ett dimensionerande 20-årsregn. Då utflödet från området idag är ca 360 l/s vid ett 20-årsregn med 10 minuters varaktighet är det detta flöde som får släppas från planområdet. För att bestämma hur stor volym som måste fördröjas på området används jämförs olika varaktigheter på regnet. Utflödet antas vara konstant (350 l/s). I tabell 3 redovisas 20-årsregn med olika varaktigheter och hur stor volym som måste fördröjas med respektive varaktighet. Tabell 3. Volymer från planområdet före och efter exploatering vid olika varaktigheter för 20-årsregn. Varaktighet (min) Volym in (m 3 ) Volym ut (m 3 ) V in-v ut (m 3 ) 10 1357 212 1145 15 1609 318 1292 20 1795 424 1372 30 2060 635 1425 40 2254 847 1407 I tabellen ser man att störst volym uppstår vid 20-årsregnets varaktighet på 30 minuter. Därefter minskar volymen som behöver fördröjas med ökad varaktighet. Alltså är den volym som behöver fördröjas på planområdet 1425 m 3 för att bibehålla den befintliga vattenbalansen vid ett 20-årsregn. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 8 av 12

6.3 Förslag dagvattenhantering vid 20-årsregn Med den föreslagna höjdsättningarna som föreslås i senare kapitel kan området grovt delas in i två avrinningsområden, område 1 och 2. Omkring 60 % av avrinningen sker i område 1 och omkring 30 % av avrinningen sker i område 2. Övriga 10 % av avrinningen går direkt ut från planområdet utan att passera någon av de föreslagna fördröjningsåtgärderna. I figur 6 åskådliggörs de två avrinningsområdena samt hur dagvattenhanteringen kan ske i planområdet. Figur 6. Avrinningsområden och föreslagen dagvattenhantering. Område 1 För område 1 behöver ca 860 m 3 fördröjas. Merparten av vattnet föreslås ledas ner till lågpunkten i söder där en damm om ca 830 m 3 kan anläggas. Dammen får ett strypt utlopp och vattnet leds sedan vidare i nytt dike mot sydöst till befintligt dagvattennät. Det vatten som inte kan ledas till denna damm föreslås ledas till en mindre damm på 30 m 3. Alternativt leds detta vatten direkt ut till det nya diket. Detta får då utformas så att fördröjningen sker här. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 9 av 12

Område 2 För område 2 behöver ca 430 m 3 fördröjas. Vattnet föreslås ledas till planområdets sydöstra gräns där en damm anläggs. Dammen förses med strypt utlopp som leder till befintligt dagvattennät. För att fördröja hela volymen krävs att dammen blir relativt djup med branta slänter. Emellertid bör djupa dammar med branta slänter av säkerhetsskäl undvikas. För att minska volymen och därmed även djup och släntlutning på dammen kan krav ställas på fördröjning på kvartersmark. Ett annat alternativ är att anlägga ett underjordiskt magasin. Detta skulle antingen kunna ta hela eller delar av volymen som behöver fördröjas. Utformningen av dessa lösningar får man utreda vidare i detaljprojekteringen. Ifall det då framkommer att släntlutningarna trotts allt blir för branta får man lösa säkerhetsfrågan genom staket eller dylikt. Utformning av fördröjningsåtgärder Den geotekniska undersökningen visar att större delen av området inte lämpar sig för infiltration av dagvatten. Undantaget är ett mindre område i den södra delen, se figur 3, som i huvudsak består av sandig morän. På detta område där en damm föreslås, skulle man kunna infiltrera en del av det dagvatten som passerar. Övriga fördröjningsåtgärder hamnar på mark som är relativt tät och den infiltration som eventuellt sker här bör ses som ringa. Vidare bör man utreda grundvattenytans nivå i planområdet. Ifall grundvattenytan ligger nära marknivå där dammarna föreslås, bör man överväga att anlägga dammarna med tät gummiduk för att förhindra inträngande grundvatten. 6.4 Dagvattenhantering vid extrema regn Vid höjdsättningen är det mycket viktigt att man ser till att inga instängda områden bildas. Vid skyfall då stora mängder vatten avleds via marken måste man se till att vattnet kan avledas ut till omgivande gator utan att det blir översvämningar och uppkommer skador på byggnader. Höjdsättningen i kvarteret måste därför ske i samförstånd mellan byggherrar och kommunen. Vid skyfall föreslås två områden användas dit stora mängder vatten kan avledas om dagvattensystemet blir överbelastat. I figur 6 visas var dessa områden är placerade. I lågpunkten i sydväst finns stora ytor där mycket vattenmassor kan ansamlas. Hit kan allt dagvatten från område 1 avledas vid extremt regn. I sydöst kan vatten från område 2 avledas vid extremregn. Här ligger idag bland annat en grusplan, denna skulle kunna fungera som en kombinerad rekreationsyta och damm när extrema regn infaller. För detta ska fungera måste marken här sänkas, en grov uppskattning är att marken måste sänkas omkring en halvmeter för att kunna hantera regn med 100 års återkomsttid. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 10 av 12

7 Hödsättning Ett grovt förslag på höjdsättning av gatorna har tagits fram i denna utredning. För att få god standard på gatorna har minimilutningen satts till 0,7 % och maximilutningen till 5 %. Gatorna har också utformats så att lågpunkter hamnar i nära anslutning till ytor avsedda för översvämning vid extremväder. För att inga instängda områden ska bildas med föreslagen höjdsättning av gatorna fordras det en del uppfyllnad på delar av fastigheter. I figur 7 framgår vilka områden som behöver fyllas upp med föreslagen höjdsättning, områden som måste fyllas upp är skrafferade. Figur 7. Befintliga markhöjder och föreslagen höjdsättning gator. Områden som måste fylla för att inga instängda områden ska uppstå är skrafferade. Som framgår i figuren är det främst fastigheter i den norra delen som behöver fyllas upp men även mindre delar av i planens östra delar. Utbredningen på områdena som behöver fyllas upp är ungefärliga. Hur hög uppfyllanad som måste göras varierar också. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 11 av 12

Vid höjdsättning av kvartersmark måste man se till att denna hamnar över vägen, hussocklarna måste hamna minst 0,3 meter över färdig väg. Detta minimerar risken att skador på byggnader uppkommer vid extrema skyfall. För att få massbalans i området får man i senare skede titta vidare på höjdsättningen i detalj. Det är viktigt att poängtera att man då måste ta hänsyn till de föreslagna dagvattenlösningarna så att funktionen av dessa bibehålls. 8 Vidare utredningar I denna utredning har det antagits att fördröjning enbart sker på allmän platsmark. Genom att ställa krav på byggherrarna att fördröjning ska ske inne på kvartersmark kan ytor för dagvattenhanteringen på allmän platsmark minskas. Till exempel kan krav ställas på att tak ska vara så kallade gröna tak eller att asfalterade ytor ska vara av genomsläppligt material. Rapport systemlösning dagvatten och spillvatten Södra Stadsskogen. Sida 12 av 12