Grap Dagvattenutredning för Torpgläntans förskola, Vårberg Geosigma AB 2018-06-12
Uppdragsledare: Uppdragsnr: Grap nr: : Antal Sidor: Oskar Sjöberg 30 Beställare: SISAB Beställares referens: Annika Norström Titel och eventuell undertitel: Dagvattenutredning för Torpgläntans förskola Författad av: Datum: Jonas Olofsson 2018-06-12 Granskad av: Datum: Lianne De Jonge 2018-05-29 GEOSIGMA AB www.geosigma.se geosigma@geosigma.se Bankgiro: 5331-7020 PlusGiro: 417 14 72-6 Org.nr: 556412-7735 Uppsala Postadress Box 894, 751 08 Uppsala Besöksadress Vattholmavägen 8, Uppsala Tel: 010-482 88 00 Teknik & Innovation Seminariegatan 33 752 28 Uppsala Tel: 010-482 88 00 Göteborg Stora Badhusgatan 18-20 411 21 Göteborg Tel: 010-482 88 00 Stockholm Sankt Eriksgatan 113 113 43 Stockholm Tel: 010-482 88 00
Sammanfattning Inom ett större område kallat Söderholmen i Vårberg ska det exploateras och byggas om inom ramen för projekt Fokus Skärholmen. En ny detaljplan ska tas fram för området. Ett antal bostadshus ska byggas, en skola och två förskolor ska byggas om, en fotbollsplan ska byggas och delar av vägen ska sänkas och byggas om. En av dessa förskolor är Torpgläntan utredningsområdet omfattar Torpgläntans förskola. Geosigma AB har med anledning av detta blivit ombedda att utföra en dagvattenutredning utifrån Torpgläntans befintliga markförhållanden. Syftet är att utreda förutsättningar för den framtida dagvattenhanteringen. Dagvattenutredningen har följt Stockholms stads dagvattenstrategi och kompletterande checklista för dagvattenutredningar i stadsbyggnadsprocessen (version 2015-06-03) som syftar till att skapa en långsiktig hållbar dagvattenhantering i Stockholms stad. Den planerade markanvändningen utan fördröjande dagvattenanläggningar innebär att det dimensionerande flödet för ett 20-årsregn ökar med ca 46 %. Åtgärdsnivån 20 mm innebär att 40 m 3 vatten behöver fördröjas och renas inom fastighetsmarken. Om föreslagna dagvattenåtgärder, som baseras på åtgärdsnivån 20 mm, införlivas minskas flödet från området med ca 20 % samtidigt som dagvattnet renas. Om fördröjningen av dagvatten inom området åstadkoms med porösa jordar under växtbäddar så att åtgärdsnivån 20 mm uppfylls krävs en yta på 200 m 2 om växtbädden görs 1 m djup och har 20 % porositet. De föreslagna renings- och fördröjningsåtgärderna minskar föroreningsbelastningen från området. Sammantaget bedöms därför det aktuella planförslaget inte orsaka en försämring av vattenkvaliteten i berörda recipienter, snarare är en förbättring och positiv inverkan på miljökvalitetsnormerna att vänta. Föreslagen dagvattenhantering är också i linje med skyddsföreskrifterna för Östra Mälarens vattenskyddsområde. Vid extrema regn riskerar dagvattenlösningarna och dagvattenledningarna inom och utanför det utredda området att gå fulla. Det är därför viktigt att tänka på att den framtida höjdsättningen utförs så att inget vatten blir stående mot byggnaden utan att vattnet istället ges en fri väg för ytavrinning ut mot områdets södra del. Sidan 3 (30)
Innehåll Sammanfattning... 3 1 Inledning och syfte... 6 1.1 Syfte... 6 1.2 Allmänt om dagvatten... 7 2 Material och metod... 8 2.1 Material och datainsamling... 8 2.2 Flödesberäkning... 8 2.3 Beräkning av dimensionerande utjämningsvolym... 8 2.4 Beräkning av dimensionerande flöde efter fördröjning... 8 2.5 Föroreningsberäkning... 10 3 Områdesbeskrivning och avgränsning... 11 3.1 Befintlig markanvändning... 11 3.2 Planerad markanvändning... 12 3.3 Hydrogeologi... 13 3.3.1 Översiktliga avrinningsförhållanden och befintlig dagvattenhantering... 16 3.3.2 Grundvattennivåer... 16 3.4 Recipientstatus... 16 3.4.1 Miljökvalitetsnormer (MKN)... 17 3.4.2 Markavvattningsföretag... 18 3.5 Potentiellt förorenade områden... 18 3.6 Östra Mälarens vattenskyddsområde... 18 4 Flödesberäkningar... 19 4.1 Markanvändning... 19 4.2 Erforderlig fördröjningsvolym för rening... 19 4.3 Dimensionerande flöden... 19 5 Föroreningsbelastning... 21 6 Lösningsförslag för dagvattenhantering... 22 6.1 Generella rekommendationer... 22 6.2 Exempellösningar för dagvattenhantering... 22 6.2.1 Porösa jordar och växtlighet... 22 6.2.2 Skötsel och underhåll... 24 6.3 Lösningsförslag... 24 6.4 Höjdsättning... 27 6.4.1 Skyfallsmodell... 27 6.4.2 Generella riktlinjer för höjdsättning... 28 6.4.3 Platsspecifika riktlinjer för höjdsättning... 28 Sidan 4 (30)
7 Slutsats... 29 8 Referenser... 30 Sidan 5 (30)
1 Inledning och syfte Inom ett större område kallat Söderholmen i Vårberg ska det exploateras och byggas om inom ramen för projekt Fokus Skärholmen. En ny detaljplan ska tas fram för området. Ett antal bostadshus ska byggas, en skola och två förskolor ska byggas om, en fotbollsplan ska byggas och delar av vägen ska sänkas och byggas om. En av dessa förskolor är Torpgläntan, som markeras i Figur 1-1 nedan, tillsammans med hela utredningsområdet för projekt Fokus Skärholmen. Innan ombyggnationen av Torpgläntan börjar är det viktigt att utreda hur dagvattensituationen ser ut i dagsläget för att på så sätt se till att situationen inte förvärras i framtiden. Figur 1-1. Översiktskarta där utredningsområdet för hela markerats med en röd, streckad linje och Torpgläntans läge markerats med en svart cirkel. 1.1 Syfte Geosigma AB har med anledning av ombyggnationen blivit ombedda att utföra en dagvattenutredning utifrån Torpgläntans befintliga markförhållanden. Syftet är att utreda förutsättningar för den framtida dagvattenhanteringen. Dagvattenutredningen har följt Stockholms stads dagvattenstrategi och kompletterande checklista för dagvattenutredningar i stadsbyggnadsprocessen (version 2015-06-03) som syftar till att skapa en långsiktig hållbar dagvattenhantering i Stockholms stad. I Stockholm Vattens dagvattenstrategi ingår bland annat målen att: Dagvattenhanteringen ska bidra till en förbättring av stadens yt- och grundvattenkvalitet så att god vattenstatus eller motsvarande vattenkvalitet kan uppnås i stadens samtliga vattenområden. Dagvattenhanteringen ska vara anpassad efter förändrade klimatförhållanden med intensivare nederbörd och höjda vattennivåer i sjöar, kustvatten och vattendrag Dagvatten är en del av vattnets kretslopp i staden och ska användas som en resurs för att skapa attraktiva och funktionella inslag i stadsmiljön. Sidan 6 (30)
För att nå målsättningen om en hållbar dagvattenhantering behöver frågan beaktas i stadsbyggnadsprocessens alla skeden parallellt med en systematisk åtgärdsplanering. En viktig förutsättning är samsyn, samordning och en genomtänkt ansvarsfördelning mellan stadens förvaltningar och bolag. Utredningen har också utförts i enlighet med det antagna stöddokumentet till Stockholms stads dagvattenstrategi. I stöddokumentet anges att minst 20 mm regn ska kunna magasineras/fördröjas och att vattnet om möjligt ska ledas via ett filtrerande material (detta definieras som åtgärdsnivån 20 mm). 1.2 Allmänt om dagvatten Dagvatten definieras som ett tillfälligt förekommande vatten som avrinner markytan vid regn och snösmältning. Generellt är ytavrinningens flöde och föroreningshalt kopplad till markanvändningen i ett område. Främst är det dagvatten från industriområden, vägar och parkeringsytor som innehåller högre halter av föroreningar. Exploatering av ett tidigare grönområde leder till större areal av hårdgjorda ytor och det är därför viktigt att redan i ett tidigt skede utreda vilka konsekvenser detta har på dagvattensituationen. Vid hållbar dagvattenhantering används dagvattenlösningar som efterliknar vattnets naturliga kretslopp, såsom infiltration i mark, i stället för att leda bort dagvattnet i konventionella ledningar. Därigenom minskas mängden dagvatten som behöver tas omhand i dagvattennätet och det sker en naturlig rening av dagvattnet. För att minska miljöpåverkan på dagvattnet bör man välja material som inte innehåller miljöskadliga ämnen. Kända material som avger föroreningar är till exempel takbeläggning, belysningsstolpar och räcken som är varmförzinkade eller i övrigt innehåller zink. Plastbelagda plåttak avger organiska föroreningar. Sidan 7 (30)
2 Material och metod Nedan beskrivs hur olika beräkningar genomförts och vilka styrdokument som använts. 2.1 Material och datainsamling I materialet som använts i utredningen ingår bland annat: Baskarta för planområdet Skiss över förslag till planbestämmelser Stockholms stads dagvattenstrategi (beslutad 2015-03-09) Stockholms stads åtgärdsnivå (antagen 2016-11-10) Checklista dagvattenutredningar i stadsbyggnadsprocessen (version 2015-06-03), (Stockholms stad) Data från modellering av marköversvämning vid 100-årsregn (Stockholm Vatten) Stockholm Vattens dagvattenstrategi Samlingskartan från Stockholm Vatten och Avfall Checklista dagvattenutredningar i stadsbyggnadsprocessen (version 2015-06-03), (Stockholms stad) 2.2 Flödesberäkning Dagvattenflöden för delområden med olika markanvändning har beräknats med rationella metoden enligt sambandet: Q dim = i(t r ) φ A f (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 t r som är regnets varaktighet, vilket 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. Arealerna för områdena med olika markanvändningstyper före och efter detaljplanens implementering har beräknats i ArcGIS utifrån ortofoto och plankartor i dwg-format. 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 därför satts till 1,25. 2.3 Beräkning av dimensionerande utjämningsvolym Beräkningar av dimensionerande utjämningsvolymer för fördröjningsanläggningar har utförts så att dessa klarar av att hantera vatten enligt åtgärdsnivån 20 mm. 2.4 Beräkning av dimensionerande flöde efter fördröjning För ett 10-årsregn har regnvolymen 20 mm uppnåtts efter en varaktighet av 28 minuter (se Figur 2-3). För ett 20-årsregn har regnvolymen 20 mm uppnåtts efter en varaktighet av 15 minuter. Eftersom intensiteten minskar med ökande regnvaraktighet (se Figur 2-4) innebär det att en lägre dimensionerande regnintensitet gäller för ett område med inbyggd fördröjning, vilket alltså innebär att det dimensionerande flödet minskar. Sidan 8 (30)
Figur 2-3. Nederbördsvolym som funktion av regnvaraktighet och återkomsttid (från Dahlström (2010). Figur 2-4. Intensitets-varaktighetskurvor för olika återkomsttider enligt Dahlström (2010). Det dimensionerande flödet beräknas genom att områdets dimensionerande rinntid, t r, beräknas. Den dimensionerande rinntiden utgörs av summan av områdets rinntid, t rinn och tiden t fyll (tiden det tar att fylla fördröjningsmagasinen). t r = t rinn + t fyll (Ekvation 2) Sidan 9 (30)
Den dimensionerande regnintensiteten t r läses sedan av i diagrammet som visar samband mellan varaktighet och intensitet (se Figur 2-4) och det dimensionerande flödet kan beräknas enligt Ekvation 1. Utöver detta beräknas också erforderlig fördröjningsvolym för att det dimensionerande flödet som uppstår vid ett 20-årsregn inte ska öka efter planerad exploatering. Beräkningar av dimensionerande utjämningsvolymer för eventuella fördröjningsanläggningar görs med bilaga 10.6 till Svenskt Vatten P110, enligt ekvation 9.1 i samma publikation som senare korrigerats i en rättningslista (Errata till P110): V = 0,06 (i(t regn ) t regn K t rinn K t regn + K2 t rinn ) (Ekvation 3) i(t regn ) där V är den dimensionerande specifika utjämningsvolymen (m 3 /ha red), t rinn är områdets rinntid och K är den tillåtna specifika avtappningen från området (l/s ha red). För att kompensera för att avtappningen från magasinet inte är maximal annat än vid maximal reglerhöjd multipliceras den tillåtna avtappningen K med en faktor 2/3. V beräknas som en maxfunktion av olika regnvaraktighet och intensitet, vilket innebär att 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. 2.5 Föroreningsberäkning Beräkningar av föroreningsbelastning i dagvattnet baseras på schablonhalter som har hämtats från modellverktyget StormTac v. 18.2.1. Schablonhalterna är framtagna inom ramen för olika forskningsprojekt och längre utredningar och bygger på långa mätserier från olika typer av markanvändningsområden (Larm, 2000). Schablonhalterna är årsmedelvärden och kan ses som en indikation över hur föroreningsbelastningen kan komma att förändras efter exploateringen. Sidan 10 (30)
3 Områdesbeskrivning och avgränsning I följande avsnitt beskrivs planområdet och dess omgivning vilket medför information om förutsättningarna för dagvattenhantering inom området. 3.1 Befintlig markanvändning Utredningsområdet är totalt cirka 0,57 hektar stort och består av en förskola fördelad på två byggnader med tillhörande skolgård och grönytor se Figur 3-1. Figur 3-1. Utredningsområdets befintliga markanvändning. I Tabell 3-1 nedan presenteras den befintliga markanvändningen för utredningsområdet. Tabell 3-1. Befintlig markanvändning för utredningsområdet Markanvändning Area (ha) Tak 0,097 Skolgård 0,095 Grönyta 0,382 SUMMA 0,574 Inom utredningsområdet finns idag två förskolebyggnader på ca 500 m 2 styck med tillhörande skolgård och grönytor. Inom markanvändningen skolgård ingår en blandning av hårdgjorda ytor och t.ex. sand- och grusytor. Figur 3-2 visar en satellitbild över utredningsområdet. Sidan 11 (30)
Figur 3-2. Satellitbild över den befintliga markanvändningen inom utredningsområdet. Källa: www.hitta.se. 3.2 Planerad markanvändning Den planerade markanvändningen kommer innebära att de nuvarande byggnaderna rivs och ersätts av en större byggnad i två plan. Markanvändningen inom området kommer att omformas något men kommer fortsättningsvis att bestå av grönytor, skolgård och en viss del asfaltyta, se Figur 3-3. Sidan 12 (30)
Figur 3-3. Den planerade markanvändningen inom området. I Tabell 3-2 nedan presenteras den planerade markanvändningen för utredningsområdet. Tabell 3-2. Planerad markanvändning för området Markanvändning Area (ha) Tak 0,084 Skolgård 0,130 Grönyta 0,324 Gångväg 0,036 SUMMA 0,574 3.3 Hydrogeologi Enligt SGUs jordartskarta består undersökningsområdet i huvudsak av glacial lera. I de nordvästra delarna underlagras området av berg med ovanliggande moränlager, se Figur 3-4. Förutsättningarna för infiltration bedöms som låg inom det utredda området. Sidan 13 (30)
Figur 3-4 Jordarter från SGU:s jordartskarta. Sidan 14 (30)
Jorddjupet varierar enligt SGU:s jorddjupskarta inte särskilt mycket inom utredningsområdet, se Figur 3-5. I allmänhet mellan 0-3 meter. Figur 3-5. Jorddjup enligt SGU:s jorddjupskarta. Utredningsområdets ungefärliga läge markeras med en svart cirkel. Sidan 15 (30)
3.3.1 Översiktliga avrinningsförhållanden och befintlig dagvattenhantering Utifrån områdets befintliga topografi bedöms ytavrinningen huvudsakligen ske i sydlig riktning vilket åskådliggörs i Figur 3-6. I dagsläget är den högsta punkten i det nordvästliga hörnet av området med sluttning ner mot skolgården som i sig är relativt flack. Inom utredningsområdet går en dagvattenledning, angiven med grönt i Figur 3-6 som avleder dagvatten längs en GC-väg ned mot badplatsen i sydväst. Inför utbyggnaden kommer delar av dessa att rivas och ersättas med nya ledningar längs en något förändrad sträckning. Merparten av utredningsområdets dagvatten avleds via ovan nämnda ledning till recipienten. Sannolikt finns det några anslutningar inne på skolgården som inte visas i figuren. Figur 3-6. Områdets flödesriktningar om vattnet följer områdets lutning samt befintlig dagvattenledning. 3.3.2 Grundvattennivåer Ingen information om grundvattennivåer inom utredningsområdet är känd. 3.4 Recipientstatus Utredningsområdet ligger inom ett avrinningsområde som avvattnas till Mälaren, närmare bestämt till Rödstensfjärden, detta enligt SMHIs delavrinningsområden, se figur 3-8. Området precis norr om utredningsområdet avrinner till den del av Mälaren som kallas Fiskarfjärden. Eftersom de båda recipienterna ligger så nära varandra är det relevant att belysa status och miljökvalitetsnormer även för Fiskarfjärden. Sidan 16 (30)
Torpgläntans förskola Figur 3-8. Utredningsområdet ligger inom avrinningsområdet för Mälaren-Rödstensfjärden (ljusblå). Rödstensfjärden markeras med en mörkare blå färg. Precis norr om Rödstensfjärden ligger Fiskarfjärden. 3.4.1 Miljökvalitetsnormer (MKN) Både recipienten Mälaren-Fiskarfjärden (EU_CD: SE657865-161900 i VISS) och Mälaren-Rödstensfjärden (EU_CD: SE657330-161320 i VISS) har god ekologisk status. Den kemiska ytvattenstatusen uppnår ej god kemisk status. Se Tabell 3-3 nedan för en sammanställning av recipienternas miljökvalitetsnormer. Tabell 3-3. Sammanställning över miljökvalitetsnormerna för vattenförekomsterna Rödstensfjärden och Fiskarfjärden Vattenförekomst Ekologisk status och potential Kemisk ytvattenstatus Status 2017 Kvalitetskrav Status 2017 Kvalitetskrav Rödstensfjärden God God status Fiskarfjärden God God status Uppnår ej god status Uppnår ej god status God status God status Varken Rödstensfjörden eller Fiskarfjärden uppnår i dagsläget god kemisk status (även utan undantagen för de överallt överskridande ämnena bromerade difenyleter och kvicksilver). De ämnen som överskrider gränsvärdena är (exklusive ovan nämnda): Rödstensfjärden Irgarol/Cybutryn (bekämpningsmedel) Polybromerade difenyleter (industri) Sidan 17 (30)
Fiskarfjärden Antracen (industri) Polybromerade difenyleter (industri) PFOS (övrigt) Tributyltenn (övrigt) Mälaren ingår även bland de vatten som omfattas enligt NFS 2002:6 av fisk- och musselvattenförordningen (SFS2001:554), vilket innebär att den omfattas av särskilda kvalitetskrav. Havs- och vattenmyndigheten (2016) har dock föreslagit att denna förordning ska upphävas eftersom den medför att det för ett antal kemiska parametrar finns olika gränsvärden i denna förordning respektive vattenförvaltningen. Det EUdirektiv som ligger till grund för fisk- och musselvattenförordningen har slutat gälla eftersom samma skyddsnivå anses kunna uppnås via ramdirektivet för vatten. Förslaget har också tillstyrkts av Naturvårdsverket i ett remissyttrande 2016-11-03. Baserat på ovanstående har en bedömning av miljökvalitetsnormerna enligt vattenförvaltningen bedömts vara tillräcklig. 3.4.2 Markavvattningsföretag Enligt information från Länsstyrelsen i Stockholm, åtkomlig på Länsstyrelsens WebbGIS (Länsstyrelsen i Stockholm, 2017), finns det inga aktiva markavvattningsföretag inom utredningsområdet. Det närmaste ligger ett par kilometer öster ut vid Skärholmen centrum. 3.5 Potentiellt förorenade områden Det finns inga av Länsstyrelsen utpekade potentiellt förorenade områden inom utredningsområdet. 3.6 Östra Mälarens vattenskyddsområde Planområdet ligger inom sekundär skyddszon för Östra Mälarens vattenskyddsområde. Syftet med vattenskyddsområdet är att bevara en god kvalitet på råvattnet för ytvattentäkterna vid Lovö, Norsborg, Görväln och Skytteholm inom Östra Mälaren. Det vattenverk som ligger närmast planområdet är Norsborgs vattenverk (ca 5 km). De skyddsföreskrifter som finns syftar till att reglera och förhindra sådana verksamheter, hanteringar och åtgärder som kan medföra risk för vattenförorening och negativ påverkan på råvattenkvaliteten. I Östra Mälarens vattenskyddsområdes skyddsföreskrifter, 9 ges föreskrifter beträffande dagvattenhantering: Utsläpp av dagvatten från nya eller ombyggda hårdgjorda ytor där risk för vattenförorening föreligger, t.ex. större vägar, broar och parkeringsanläggningar, får inte ske direkt till ytvatten utan föregående rening. Dräneringssystem vid sådana anläggningar samt längs järnvägsspår ska vara försett med möjlighet till fördröjning och uppsamling i samband med t.ex. kemikalieolyckor. Utsläpp av dag- och dräneringsvatten från befintliga vägar, broar, järnvägsspår, parkeringsanläggningar och dylikt får förekomma i den omfattning och utformning den har då dessa föreskrifter träder i kraft under förutsättning att den inte strider mot bestämmelserna i gällande miljölagstiftning. I skyddsföreskrifterna definieras risk för vattenförorening som: en inte obetydlig eller ringa risk för tillförsel/spridning av förorenande ämnen till yt- och grundvatten inom Östra Mälarens vattenskyddsområde. Sidan 18 (30)
4 Flödesberäkningar 4.1 Markanvändning Flödesberäkningar har gjorts med syftet att dimensionera dagvattenlösningar som omhändertar dagvattnet på ett sätt som uppfyller kraven gällande erforderlig fördröjande reningsvolym och dimensionerande utjämningsvolym. I beräkningarna har avrinningskoefficienter enligt Svenskt Vatten P110 och StormTac använts, se tabell 4-1. Utredningsområdet består av flera olika typer av markanvändning och därför har en avvägd avrinningskoefficient beräknats enligt sambandet: φ Atot = (φ 1 A 1 + φ 2 A 2 + φ 3 A 3. )/A tot (Ekvation 4) Tabell 4-1. Areor och använda avrinningskoefficienter för befintlig och planerad markanvändning Markanvändning φ (-) Area befintlig markanvändning (ha) Area planerad markanvändning (ha) φ Atot (-) befintlig φ Atot (-) planerad Tak 0,9 0,097 0,084 Gångväg 0,8-0,036 Grönyta 0,1 0,382 0,324 0,30 0,35 Skolgård 0,5 0,095 0,130 4.2 Erforderlig fördröjningsvolym för rening Enligt Stockholms stads åtgärdsnivå för dagvatten ska 20 mm nederbörd på hårdgjorda ytor kunna fördröjas via ett filtrerande material där avtappningshastigheten medför en effektiv avskiljning av föroreningar. För det aktuella utredningsområdet med planerad markanvändning skulle 20 mm nederbörd generera en total dagvattenvolym med reningskrav på cirka 40 m 3, beräknat utifrån areor för den planerade markanvändningen. 4.3 Dimensionerande flöden De dimensionerande flödena har beräknats för ett 10-årsregn och ett 20-årsregn. Rinntiden har för befintlig markanvändning satts till 10 minuter. Rinntiden för planerad markanvändning har satts till 25 minuter för ett 20-årsregn och 38 minuter för ett 10-årsregn, eftersom utjämningsanläggningarna som konstrueras enligt Stockholms stads åtgärdsnivå kommer att vara fyllda efter denna tid. För ett 20-årsregn har regnvolymen 20 mm uppnåtts efter en regnvaraktighet på 15 minuter och för ett 10-årsregn efter 28 minuter, vilket innebär att rinntiden för ett område som utformats enligt kraven förlängs med 15 min till 25 minuter för ett dimensionerande 20-årsregn och med 28 minuter till 38 minuter för ett dimensionerande 10-årsregn. Dimensionerande regnintensiteter blir då 286,6 liter/sekund hektar (befintlig) respektive 164,1 liter/sekund hektar för ett 20-årsregn (planerad). De dimensionerande regnintensiteterna för ett 10-årsregn blir 228 l/s ha för rinntiden 10 minuter och 98,5 l/s ha för rinntiden 38 minuter. Klimatfaktorn har för planerad markanvändning satts till 1,25. Sidan 19 (30)
Dagvattenflöden från utredningsområdet vid ett återkommande 10-årsregn och 20-årsregn, för befintlig och planerad markanvändning, är beräknade enligt Ekvation 1 i Kapitel 2.3 och redovisas i tabell 4-3. Tabell 4-2. Dimensionerande flöden vid ett 20-årsregn samt årsmedelflöde för befintlig och planerad markanvändning Markanvändning Dimensionerande flöde för ett 20-årsregn (l/s) Dimensionerande flöde för ett 10-årsregn (l/s) Årsmedelflöde (liter/sekund) Procentuell ändring vid ett 20-årsregn Qdim Qår Befintlig 49,7 39,4 0,048 Planerad 72,4 57,5 0,053 +46 % +10 % Planerad inkl. dagvattenåtgärder 41,4 24,8 - -20 % - Flödet för den planerade markanvändningen vid ett 20-årsregn utan dagvattenlösningar är 72,4 l/s vilket innebär en ökning på 46 % jämfört med befintlig situationen, vilket förklaras med en ökad andel hårdgjord yta samt ökad regnintensitet. Givet att Stockholms stads krav på 20 mm fördröjning följs blir det flödet 41,4 l/s vilket innebär en minskning av flödet på cirka 20 %. Sidan 20 (30)
5 Föroreningsbelastning Vid beräkning av föroreningshalter och föroreningsbelastning i dagvatten, se har olika typer av markanvändning med tillhörande schablonvärden från databasen StormTac v.18.2.1 använts. Schablonvärdena är framtagna vid vetenskapliga studier med långa mätserier av dagvatten. Eftersom det endast sker en ombyggnation av skolan så är skillnaderna relativt små mellan befintlig markanvändning och planerad markanvändning utan de föreslagna dagvattenlösningarna som utgörs av växtbäddar. Med implementeringen av de föreslagna växtbäddarna minskar, enligt beräkningarna, både föroreningsbelastningen och föroreningshalterna inom planområdet vid medelregn. Efter rening och fördröjning i föreslagna växtbäddar minskar föroreningsbelastningen och föroreningshalterna till nivåer under den befintliga situationen, vilket innebär att planerad ombyggnation av förskolan med implementering av de föreslagna växtbäddarna förbättrar föroreningssituationen för recipienten samt bidrar till att miljökvalitetsnormerna kan uppnås. Vid beräkningarna av föroreningshalterna och föroreningsbelastningen i dagvattnet har en utformning som överensstämmer med de erforderliga dimensionerna av en växtbädd för att uppnå åtgärdsnivå 20 mm använts, se Tabell 6-1 i nästa kapitel för mer information. Till grund för beräkningarna har markanvändningarna: skolområde, Takyta, Gräsyta samt Gång- och cykelväg använts. För resultaten av föroreningsberäkningarna se Tabell 5-1. Tabell 5-1. Föroreningshalt och belastning i dagvatten från det utredda området för befintlig och planerad markanvändning, samt föroreningshalt och belastning efter föreslagen rening, beräknat i StormTac v.18.2.1. Föroreningsbelastningen jämförs med den befintliga situationen. Röd = halten ökar jämfört med befintlig markanvändning, Grön = halten minskar eller är oförändrad jämfört med befintlig markanvändning Ämne Föroreningsbelastning Befintlig Planerad Efter rening i växtbäddar µg/l kg/år µg/l kg/år µg/l kg/år Fosfor 140 0,21 140 0,24 55 0,09 Kväve 1 200 1,8 1 300 2,2 730 1,2 Bly 4,9 0,007 5 0,009 1 0,002 Koppar 13 0,02 15 0,03 5 0,01 Zink 37 0,06 40 0,07 7 0,01 Kadmium 0,48 0,0007 0,47 0,0008 0,07 0,0001 Krom 4,4 0,007 5,2 0,009 2,5 0,004 Nickel 3,9 0,006 4,4 0,007 1,3 0,002 Kvicksilver 0,010 0,00002 0,017 0,00003 0,007 0,00001 Suspenderad substans 32 000 48 31 000 53 10 000 17 Olja (µg/l) 180 0,28 290 0,49 100 0,17 PAH (µg/l) 0,29 0,0004 0,29 0,0005 0,05 0,00008 Benso(a)pyren 0,015 0,00002 0,017 0,00003 0,005 0,000008 Sidan 21 (30)
6 Lösningsförslag för dagvattenhantering 6.1 Generella rekommendationer Utredningsområdet består idag av mark som överlagrar främst lera. Generellt har lerlagren en mäktighet på ca 3 m. Baserat på denna information bedöms förutsättningarna för naturlig infiltration av dagvatten inom utredningsområdet som begränsad. Eftersom möjligheterna för effektiv infiltration av dagvatten är begränsade föreslås att man arbetar med småskaliga lokala lösningar för hantering av dagvatten. Dessa lösningar, till exempel växtbäddar kan implementeras på relativt små ytor i planområdet och anpassas till ny bebyggelse. Enligt Stockholm Vattens dagvattenstrategi ska dagvattenhanteringen bidra till att skapa förutsättningar för att minska översvämningar samt uppnå och bibehålla god status i Stockholms vattenförekomster. Vid planering av nya områden och nybyggnationer är det därför viktigt att tänka på den hållbara dagvattenhanteringen som en naturlig funktion i området. Ur ett reningsperspektiv innebär den hållbara dagvattenhanteringen att avskilja föroreningar lokalt vid källan, gärna i kombination med växtlighet. Således bör dagvattenhanteringen inom planområdet utformas så att den efterliknar naturliga lösningar för att maximera den mängd vatten som kan fördröjas och därigenom renas. Detta kan åstadkommas med växtbäddar dit dagvatten leds för att fördröjas och förbrukas av växter, eventuellt i kombination med utjämningsmagasin om ytterligare fördröjning krävs. 6.2 Exempellösningar för dagvattenhantering 6.2.1 Porösa jordar och växtlighet Lokala dagvattenlösningar implementeras i främst park- och grönområden, till exempel rabatter, växtbäddar, gräsytor och trädplanteringar. Dessa kan vara till stor nytta i dagvattenhanteringen genom att de fördröjer nederbörd, förbrukar en del av dagvattnet genom transpiration och renar dagvattnet. En växtbädd, trädplantering eller gräsyta kan till exempel anläggas med ett tunt mulljordslager (cirka 10 20 centimeter) följt av ett tjockare lager porös jord på cirka 20 100 centimeter. Den porösa jorden kan anläggas med makadam, singel eller med mer lätta material som lecakulor. Fördelen med porösa och lätta material är att dessa möjliggör en fördröjande effekt och en viss reningseffekt samtidigt som träd, buskar och annan växtlighet inte torkar ut vid perioder med små nederbördsmängder. Lämpligtvis placeras växtbäddar med porösa jordar under de planteringar som planeras inom utredningsområdet. Från de porösa jordarna under växtbäddar går bräddledningar vidare till den befintliga dagvattenledningen som löper genom områdets södra del. Då infiltrationsmöjligheterna inom området är begränsade bör lösningarna vara utformade efter de rådande förutsättningarna. Eftersom infiltrationsförmågan bedöms som begränsad bör en strypt ledning från föreslagna dagvattenlösningar (växtbäddar) anläggas. Denna säkerställer att växtbäddarna sakta dräneras med tiden. För mer detaljerade lösningsförslag se kapitel 6.3. I Figur 6-1 och Figur 6-2 visas skissade exempel för porös jord med trädplantering. Figur 6-3 visar exempel på olika växtbäddar. Sidan 22 (30)
Figur 6-1. Exempel på porösa jordar eller så kallad skelettjordskonstruktion vid trädplantering (Tyréns Landskapsarkitekter, 2005). Figur 6-2. Principskiss på en överbyggnad med skelettjord. 1, slitlager 2, luftigt bärlager, 3 skelettjord 4, befintligt luckrad terrass 5, planteringsgrop med växtjord. Illustration Andrée Olsson (2014-06-19). Sidan 23 (30)
Figur 6-3. Exempelbilder på växtbäddar. 6.2.2 Skötseloch underhåll För att porösajordar och växtbäddarskapresteraväl under längreperioder krävsskötseloch underhåll. Eftersomkonstruktionernaskiljer sig åt mellan olika dagvattenlösningarbehöverindividuellaskötselplaner utformas.för porösajordar gäller dock generelltatt sedimenterandepartiklar från dagvattnettäpper igen materialet som de är uppbyggdaav, därför krävsdet att filtermaterialet byts ut med jämnamellanrum.det mestaav föroreningarnafastläggsi det överstalagret av filtermaterialet. Enligtstudier (bl.a. Sundin,2012) kan det överstalagret av fi ltret behövabytasut inom 5 25 år och hela filtret inom 25 50 år. Utöver filtermaterialet krävsävenen kontinuerligtillsyn av inflödesvägaroch bräddavloppså att dessainte sätts igen av t.ex. skräp.då växtlighetenovanpåen porös jord spelarstor roll är det viktigt att det sker en regelbundenskötseloch återplanteringav nya växter om dessadör. Vid långaperioder utan regn kan det ävenvara nödvändigtatt stödbevattnaväxterna. 6.3 Lösningsförslag För att skapaen fungerandedagvattenhanteringmed en minskadbelastningbådepå befintligt dagvattensystemoch på recipienten,efter planeradeförändringarav planområdet, föreslåsföljande åtgärder. Dagvattenfrån hårdgjordaytor, som tak, asfaltsytoroch skolgården, inom utredningsområdetleds till växtbäddarför rening fördröjning och infiltration. Växtbäddarnaleder, vid kraftiga regn, vattnet vidare till det befintliga dagvattensystemetsom tar emot överskottsvatten vid dimensioneranderegn. Sidan 24 (30)
För att underlätta dagvattenhanteringen i utredningsområdet bör kantsten mellan hårdgjorda ytor och grönytor undvikas. Nedan följer rekommendationer och förslag till utformning av den föreslagna dagvattenhanteringen som minskar föroreningsbelastningen på recipienten genom fördröjning och rening i växtbäddar. Dessa dagvattenlösningar har valts för detta utredningsområde eftersom större dagvattenlösningar som ytvattendammar är olämpliga inom skolområden samt för att ta så små ytor som möjligt i anspråk utan att göra avkall på reningen av dagvattnet. Föreslagen dagvattenhantering innebär att åtgärdsnivån om 20 mm uppfylls utan extra fördröjning i t.ex. rör-/kasettmagasin förutsatt att de föreslagna dagvattenlösningarna införlivas. Dagvattenlösningen avser att skapa en dagvattenhantering som tar recipientansvar och målet med de lösningar för LOD som här föreslås är att erhålla en så effektiv användning som möjligt av tillgängliga ytor och därmed reducera belastningen på såväl det kommunala dagvattennätet som på recipienten. I Figur 6-4 ses en översiktlig modell över hur dagvattnet från de olika markanvändningarna inom området fördröjs, renas och avleds. Figur 6-4. Boxmodell med en översiktlig beskrivning av hur dagvattnet från olika markområden föreslås tas omhand. Lösningsförslaget till området består av växtbäddar som har förmågan att rena och fördröja dagvattnet lokalt inom fastigheten. Figur 6-5 ger en bild över hur stora ytor som dagvattenlösningarna tar i anspråk området. Alternativ till de föreslagna dagvattenlösningarna är möjliga. T.ex. kan mängderna växtbäddar minskas eller bytas ut mot t.ex. regnbäddar, svackdiken eller andra renande dagvattenlösningar. För att uppnå en optimal rening av dagvattnet rekommenderas dock att de gröna lösningarna inte byts ut till förmån för t.ex. kassetteller rörmagasin, då dessa inte bidrar till reningen av dagvattnet. I figuren nedan visas två alternativa placeringar av växtbäddarna. Placeringen av växtbäddarna är dock endast förslag och omplaceringar är möjliga. För att optimera renings- och fördröjningseffekten av växtbäddarna är det dock viktigt att Sidan 25 (30)
dagvattnet fördelas ut till lösningsalternativen. Dagvattnet som bildas på takytorna leds via stuprör till de närliggande växtbäddarna, där dagvattnet tas upp av växter eller avdunstar. Dagvattnet som bildas på skolgården och grönytorna leds ytligt via t.ex. dagvattenrännor till växtbäddarna i områdets södra del. Ytterligare positiva effekter med att leda dagvattnet via grönytorna till växtbäddarna är att dagvattnet används som en resurs till bevattning av växter och gräs. Figur 6-5. Två lösningsförslag för utredningsområdet. Placering och utformning är enbart förslag och kan justeras efter behov. I Tabell 6-1 redovisas det totala ytbehovet för de föreslagna dagvattenåtgärderna. Även djup, porositet och åtgärdernas totala fördröjningsvolym redovisas. I Tabell 6-2 redovisas fördröjnings- och ytbehovet för respektive markanvändning. Tabell 6-1. Dagvattenlösningarnas djup, area och volym Åtgärd Medeldjup (m) Area (m 2 ) Porositet (-) Summa volym (m 3 ) Erforderlig volym (m 3 ) Växtbäddar 1 200 0,2 40 40 Tabell 6-2. Erforderlig fördröjningsvolym samt erforderlig area för att uppnå åtgärdsnivån 20 mm med växtbäddar Markanvändning Erforderlig volym Medeldjup Porositet Erforderlig area (m 2 ) (m 3 ) (m) (-) Takyta 15 1 0,2 75 GC-väg 6 1 0,2 30 Grönyta 6 1 0,2 30 Skolgård 13 1 0,2 65 Sidan 26 (30)
I dagsläget är det inte fastställt hur skolgården och grönytorna ska utformas. Det innebär att i samband med detaljprojektering av markplaneringen, bör ytbehoven för växtbäddarna där dagvattnet kan fördröjas och renas särskilt beaktas. Viktigt är också att ta hänsyn till tillrinningsområdet för varje växtbädd vid detaljprojektering av systemet. 6.4 Höjdsättning Vid extrema regn, exempelvis ett 100-årsregn, uppstår dagvattenflöden som planområdets dagvattenlösning inte är dimensionerad för att klara. Det är därför viktigt att planera höjdsättningen så att dagvattnet kan avrinna bort från byggnation via sekundära avrinningsvägar vidare ut på närliggande lokalgator eller grönytor. 6.4.1 Skyfallsmodell Stockholm Vatten har i samarbete med Stockholms stads miljöförvaltning och WSP tagit fram en översiktlig skyfallsmodell för kommunen (Pramsten, 2015). Modelleringen baseras på ett 100-årsregn i det klimat som förväntas råda i Stockholmsområdet år 2100. Modellen bygger på ett antal förenklingar och antaganden och resultaten ska därför ses som indikationer och inte som exakta förutsägelser om vilka områden som riskerar att översvämmas vid ett extremregn. Ett utdrag över maximala översvämningsdjup inom och omkring det aktuella utredningsområdet för skyfallsmodellens scenario c, en typ av worst case-scenario som utgår från ogynnsamma förhållanden för omhändertagande av dagvatten, visas i Figur 6-6. Figur 6-6. Maximala översvämningsdjup från Stockholms stads skyfallsmodell, scenario c, inom och omkring utredningsområdet. Data är hämtat från Stockholms stad genom deras WMS- tjänst. Sidan 27 (30)
Figuren åskådliggör att det i dagsläget råder en risk för mindre översvämning inom utredningsområdet. Vid den planerade exploateringen är det viktigt att vattnet ska kunna avledas bort från byggnaden för att undvika att stående vatten inte skadar byggnaden eller grundläggningen. Värt att notera är att precis söder om utredningsområdet finns ett dike som kan transportera stora mängder dagvatten. Vid extrema regn finns det risk att detta dike bräddar, något som inte bedöms påverka utredningsområdet enligt figuren ovan. 6.4.2 Generella riktlinjer för höjdsättning Höjdsättningen av utredningsområdet bör planeras för att klara hanteringen av extremregn, som till exempel ett 50- eller 100-årsregn, genom att om föreslagna fördröjningsanläggningar bräddar rinner överskottsvattnet ut på grönytor eller intilliggande vägar för vidare transport mot recipienten. Optimalt bör byggnader ligga högre än intilliggande mark och gårdsytor och bör höjdsättas så att vatten kan avrinna ytligt mot gata eller till omgivande grönytor. Markytan närmast byggnader bör höjdsättas så att den lutar bort från husväggen för att förhindra att vatten tränger in i byggnader. Detta medför att risken för skador på hus och grundläggning kan minskas. 6.4.3 Platsspecifika riktlinjer för höjdsättning För att undvika att dagvattnet riskerar att uppsamlas intill byggnaden bör marken närmast fasaden höjdsättas så att vattnet kan rinna undan från skolbyggnaden. Figur 6-7 visar med pilar vilka flödesriktningar som är eftersträvansvärda vid höjdsättningen för att undvika skador på byggnaden vid extrema regn. Figur 6-7. De blå pilarna visar önskvärd flödesriktning vid extrema regn. Sidan 28 (30)
7 Slutsats Den planerade markanvändningen utan fördröjande dagvattenanläggningar innebär att det dimensionerande flödet för ett 20-årsregn ökar med ca 46 %. Åtgärdsnivån 20 mm innebär att 40 m 3 vatten behöver fördröjas och renas inom fastighetsmarken. Om föreslagna dagvattenåtgärder, som baseras på åtgärdsnivån 20 mm, införlivas minskas flödet från området med ca 20 % samtidigt som dagvattnet renas. Om fördröjningen av dagvatten inom området åstadkoms med porösa jordar under växtbäddar så att åtgärdsnivån 20 mm uppfylls krävs en yta på 200 m 2 om växtbädden görs 1 m djup och har 20 % porositet. De föreslagna renings- och fördröjningsåtgärderna minskar föroreningsbelastningen från området. Sammantaget bedöms därför det aktuella planförslaget inte orsaka en försämring av vattenkvaliteten i berörda recipienter, snarare är en förbättring och positiv inverkan på miljökvalitetsnormerna att vänta. Föreslagen dagvattenhantering är också i linje med skyddsföreskrifterna för Östra Mälarens vattenskyddsområde. Vid extrema regn riskerar dagvattenlösningarna och dagvattenledningarna inom och utanför det utredda området att gå fulla. Det är därför viktigt att tänka på att den framtida höjdsättningen utförs så att inget vatten blir stående mot byggnaden utan att vattnet istället ges en fri väg för ytavrinning ut mot områdets södra del. Sidan 29 (30)
8 Referenser Länsstyrelsen WebbGIS. VISS. (2018). Vatteninformationssystem Sverige. Tillgänglig via http://viss.lansstyrelsen.se/. Storm Tac, http://www.stormtac.com/ SGU (2018), jordartskarta 1:25 000-1:100 000, Stockholm. SGU (2018), jorddjupskarta 1:50 000, Stockholm. Stockholm Vatten (2015), Dagvattenstrategi. Stockholms väg till en hållbar dagvattenhantering. Dagvattenhantering. Åtgärdsnivå vid ny- och större ombyggnad, 2016 Stockholms stad/trafikkontoret (2009), Växtbäddar i Stockholms stad, En handbok 2009.02.23 Dahlström, B, 2010, Regnintensitet en molnfysikalisk betraktelse. SVU-rapport 2010-05. Svenskt Vatten, 2016, Avledning av dag-drän- och spillvatten. Publikation P110 mars 2016 Trafikverket, 2008. VVMB 310. Hydraulisk dimensionering, Publikation 2008:61. Sidan 30 (30)