UPPDRAGSNUMMER 1100215 DAGVATTENUTREDNING TILL DETALJPLAN FÖR BOSTÄDER INOM DEL AV NOL 18:1 (KÄRRVÄGEN) SWECO ENVIRONMENT AB ANN JANSSON JOHANNA HULTHÉN KVALITETSGRANSKAD AV BRITTMARIE OHLSSON repo001.docx 2012-03-2914
Sammanfattning Sweco har på uppdrag av Ale kommun utarbetat ett förslag till framtida dagvattenhantering till detaljplan för Kärrvägen i sydöstra Nol. Detaljplanen innefattar ett ca 1,8 ha stort område vilket skall bebyggas med bostadshus. Planområdet utgörs idag av väg- och gräsytor. Vägarna avvattnas via rännstensbrunnar till dagvattenledningar. Övriga ytor utgörs av gräsytor där dagvatten till viss del tillåts infiltrera. Öster om planområdet ligger ett ca 20 ha stort naturmarksområde som sluttar ner mot planområdet. Dagvattensystemet i Myrvägen, vilken är beläget i den västra delen av planområdet, belastas därmed sannolikt av avrinning från naturmarken. Planförslaget innebär att 25-30 bostadshus kommer att uppföras, vilket medför en ökad hårdgöringsgrad jämfört med i dagsläget. Med avseende på framtida dagvattenhantering medför nyexploateringen att dagvattnet från området behöver utjämnas före vidare avledning till recipient. För att åstadkomma detta har ett principförslag tagits fram baserat på rådande och framtida förutsättningar för området. Via ett konventionellt ledningssystem med rännstensbrunnar föreslås dagvattnet avledas till en öppen dagvattendamm. Denna föreslås lokaliseras söder om området och förses med ett strypt utlopp för att det utgående flödet från avrinningsområdet inte skall öka jämfört med i dagsläget. Från dammen föreslås dagvattnet avledas till en befintlig dagvattendamm väster om den föreslagna. Höjdsättning av planområdet är mycket viktig med hänsyn till kraftiga skyfall och långvarig nederbörd. Förslagsvis höjdsätts området så att ytavrinning från Kärrvägen sker mot föreslagen utjämningsdamm och att andra uppströms ytor inte sker genom bostadsområdet. repo001.docx 2012-03-2914 Sweco Skånegatan 3 Box 5397 SE 402 28 Göteborg, Sverige Telefon +46 31 62 75 00 Fax www.sweco.se Sweco Environment AB Org.nr 556346-0327 Styrelsens säte: Stockholm Ann Jansson Telefon direkt +46 (0)31617934 Mobil +46 (0)722136668 ann.jansson@sweco.se
Innehållsförteckning 1 Introduktion 1 2 Befintliga förhållanden och avledning av dagvatten 3 2.1 Befintliga dagvattenflöden 5 3 Framtida dagvattenförhållanden 7 3.1 Framtida dagvattenflöden 8 3.2 Föreslaget dagvattensystem 9 3.2.1 Höjdsättning av området 11 3.2.2 Rening av dagvatten 11 Bilagor Bilaga 1 Befintligt dagvattensystem Bilaga 2 Föreslaget dagvattensystem repo001.docx 2012-03-29
1 Introduktion På uppdrag av Ale kommun har Sweco utarbetat föreliggande dagvattenutredning till detaljplan för bostäder vid Kärrvägen i sydöstra Nol. Planen omfattar byggnation av ett bostadsområde med ett 25-30 villor. Utredningen har upprättats för att klargöra hur dagvattnet från planområdet kan tas omhand och avledas mot recipient. Sweco har tidigare utfört en dagvattenutredning för området, men då planförslaget har arbetats om erfordras även en uppdatering av utredningen. Detaljplaneområdet omfattar cirka 1,8 ha och är beläget i sydöstra Nol mellan samhället och Brandsbobergen. Området, där flera nya byggnader planeras, är markerat med gul linje i Figur 1. Planområdet utgörs idag av dels vägar och öppen ängsmark och dels sluttande skogsmark. Angränsande finns förutom sluttande skogsmark befintlig bebyggelse i form av bostäder. I Figur 2 vissas en översiktlig bild av planerad bebyggelse. Figur 1. Planområdet är markerat med gul linje I figuren. Källa: hitta.se 1 (11) repo001.docx 2012-03-2914
Figur 2. Figuren visar en översiktlig illustrationsbild över framtida exploatering. 2 (11) repo001.docx 2012-03-29
2 Befintliga förhållanden och avledning av dagvatten Den befintliga avrinningssituationen har studerats i det aktuella området och redovisas i Bilaga 1. En geoteknisk undersökning som genomförts av Norconsult visar att grundvattnet i området uppgår till ca 0,4-0,5 m under befintlig marknivå. Marken i planområdet består enligt underlaget till störst del av torrskorpelera och lera. Därmed bedöms infiltrationsmöjligheterna vara begränsade. Befintlig bebyggelse inom planområdet utgörs av två vägar, samt gräsytor, se Figur 3. Vägarna avvattnas via rännstensbrunnar till dagvattenledningar. Övriga ytor utgörs av gräsytor där dagvatten delvis infiltrerar och delvis rinner via ytavrinning till närliggande lågområden, eller via rännstensbrunnar till dagvattennätet. Öster om planområdet ligger ett ca 20 ha stort och kuperat naturmarksområde som sluttar ner mot planområdet. Dagvattensystemet i Myrvägen belastas därmed sannolikt av viss mängd avrinning från naturmarken. Bebyggelsen vid Myrvägen fungerar då också som en avskärande barriär avseende avledningen av dagvatten från delar av Brandsbobergen mot planområdets sydvästra delar. Dagvattenledningarna från Myrvägen och Kärrvägen leds åt väster och ansluter till en kulvertering av Nolbäcken väster om planområdet. Figur 3. Figuren visar planområdet från norr åt söder. Bebyggelsen på Myrvägen syns till vänster 3 (11) repo001.docx 2012-03-2914
Recipient för dagvattenavledningen från Nolområdet är Nolbäcken, som även avvattnar ett stort avrinningsområde söder om Nol. Då området vid bäcken, i anslutning till Kärrvägen, är mycket låglänt har det tidigare inträffat marköversvämningar i samband med långvarig nederbörd och snösmältning. Även vid kortvariga regn förekommer problematik med marköversvämningar i området. För att minska dessa problem har det byggts ut en utjämningsdamm, se Figur 4, sydväst om planområdet som mottar dagvatten från omgivande naturmarksområden. Nolbäcken är till största delen kulverterad mellan utjämningsdammen och utloppet vid E45 i den norra delen av Nols samhälle. I anslutning till utloppet finns också en stor dagvattenpumpstation, som kan pumpa ut dagvatten mot Göta älv om kulvertens kapacitet överskrids eller om det sker dämning i systemet på grund av höga nivåer i Göta älv. Ett önskemål från kommunen är att komplettera den befintliga dagvattendammen sydväst om planområdet med en ytterligare utjämningsdamm uppströms, för att inte belasta det befintliga systemet ytterligare. Figur 4. Befintlig utjämningsdamm sydväst om planområdet. Hela avrinningsområdet, på den befintliga dammens östra sida uppgår till ca 24 ha. 4 (11) repo001.docx 2012-03-29
2.1 Befintliga dagvattenflöden I dagvattenutredningar till detaljplaner beräknas vanligvist befintliga dagvattenflöden utifrån befintlig bebyggelse i planområdet. Dessa flöden jämförs sedan med flödena som kan förväntas från planerad bebyggelse, och en utjämningsvolym beräknas utifrån resultatet. Utjämningen baseras då på att belastningen från planområdet inte får öka jämfört med i dagsläget. För Kärrvägens detaljplan är dock ett önskemål från kommunen att det befintliga ledningssystemet nedströms ska avlastas med ett större flöde än vad som kan förväntas från planområdet. Dagvattenflödet, som kommer att vara dimensionerande för hur mycket som tillåts släppas från avrinningsområdet i framtiden, har därför bedömts motsvara befintlig avrinning från enbart naturmarken. Ett önskemål från Ale kommun är dock att fördröja i så stor utsträckning som möjligt. Därför har befintliga dagvattenflöden beräknats för regn med återkomsttiderna 2, 10 och 30 år. Exakt vilken av dessa återkomsttider som kommer att motsvara flödet som kan fördröjas, är svårt att bedöma då det är tillgängliga ytor och befintliga vattengångsnivåer som styr hur stor fördröjningsanordning som är möjlig att anlägga. Beräkningarna har utförts med både rationella metoden (Tabell 1) och med hjälp av diagram för naturmarksavrinning (Tabell 2). Med rationella metoden multipliceras regnets intensitet med arean på området samt dess avrinningskoefficient. Vilken intensitet det dimensionerande regnet har styrs av rinntiden, vilken avser den maximala tid det tar för regn som faller inom avrinningsområdet att rinna till den punkt där dagvattnet från området avleds. För aktuellt område, där avrinningsområdet är mycket stort, sker avrinningen långsamt. Därmed väljs varaktigheten 130 min. Intensiteterna har räknats fram för de valda återkomsttiderna i enlighet med Svenskt Vattens publikation P104. Intensiteterna presenteras i kolumnen Intensitet (l/s,ha) i Tabell 1. Avrinningskoefficienten (φ) anger hur stor del av nederbörden som rinner av från en yta. För naturmarken har avrinningskoefficienten bedömts till 0,1. Beräkningarna av befintligt dagvattenflöde vid de olika återkomsttiderna visas i Tabell 1. Tabell 1. Befintligt dagvattenflöde från naturmarksområdet (rationella metoden). Återkomsttid (år) Total area (ha) Avrinningskoefficient Deltagande yta (ha) Intensitet (l/s, ha) Flöde vid dim. regn (l/s) 2 25 50 10 20,6 0,1 2,1 41 85 30 58 120 5 (11) repo001.docx 2012-03-2914
Vid beräkningar med hjälp av naturmarksdiagram avläses erforderlig regnintensitet i ett diagram där återkomsttid och naturmarkens totala storlek utgör indata, se Tabell 2. Tabell 2. Befintligt dagvattenflöde från naturmarksområdet baserat på metod med naturmarksdiagram 2 Återkomsttid (år) Total area (ha) Intensitet från naturmarksdiagram (l/s, ha) Flöde vid dim. regn (l/s) 9 185 10 20,6 17 350 30 20 410 Enligt Svenskt vatten P110 ska den metod som ger högst flöde väljas som dimensionerande vilket i detta fall innebär det att metoden med naturmarksdiagram skall användas. 6 (11) repo001.docx 2012-03-29
3 Framtida dagvattenförhållanden Vid exploatering eller ombyggnad av ett område ökar vanligen andelen hårdgjorda ytor, vilket leder till snabbare avrinningsförlopp och ökad ytavrinning. För aktuellt planområde medför nyexploateringen stora förändringar inom planområdet då området i dagsläget utgörs av ängs- och gräsytor och i framtiden kommer att bebyggas med ett antal bostadshus samt hårdgjorda parkeringsytor. Samtidigt kommer kringliggande naturmark att fortsätta att belasta dagvattensystemet i området. Ett önskemål från beställaren är att avleda dagvattnet från planområdet till en befintlig dagvattendamm sydväst om planområdet. I så fall bör dagvattnet först passera en ny utjämningsdamm eftersom den befintliga i dagsläget är överbelastad, se Figur 5 för föreslagen placering. Alternativt, eller i kombination, önskar beställaren att fördröjning sker i underjordiska magasin under en planerad gång- och cykelbana. Figur 5. Föreslagen placering av utjämningsdamm. I mitten av bilden, till höger, skymtas den befintliga dammen. 7 (11) repo001.docx 2012-03-2914
3.1 Framtida dagvattenflöden Beräkning av framtida dagvattenflöden har utförts enligt Svenskt Vattens rekommendationer. Beräkning av befintliga flöden har genomförts med rationella metoden. Vid beräkning av framtida flöden och dimensionering av nya dagvattensystem tas dock även hänsyn till prognostiserade klimatförändringar. Numera rekommenderar Svenskt Vatten att säkerhetsfaktorn 1,25 används, vilket betyder att dimensionerande regn bedöms öka med 25 %. Till skillnad från det befintliga flödet, som endast beräknades baserat på avrinningen från naturmarken, tas i det framtida scenariot även hänsyn till bebyggelsen i området både befintlig och tillkommande. Detta eftersom dagvatten från alla dessa ytor kommer att avledas till samma utjämningsanordning. Som dimensionerande regn väljs i detta fall ett regn med 10 minuters varaktighet eftersom bebyggelsen bedöms påverka avrinningen mer än naturmarken. För att kompensera för den längre rinntid som uppstår vid avrinning på naturmark har dess avrinningskoefficient justerats ned till 0,05. Resterande avrinningskoefficienter framgår av Tabell 3, där också de olika ytornas storlek samt beräknat flöde efter exploatering återfinns. Tabell 3. Tabellen visar flödet av dagvatten efter exploateringen, samt total area, avrinningskoefficient, deltagande yta och vilken intensitet som använts vid beräkningarna. Total area (ha) φ Deltagande yta (ha) I (l/s, ha) Q vid dim. regn 30 år (l/s) Planområdet Tak 0,3 0,9 0,3 410 120 Asfalt 0,6 0,8 0,4 410 180 Gräs 0,9 0,1 0,1 410 40 Delsumma 1,8 0,8 340 Utanför planområdet men innanför avrinningsområde Bebyggda ytor 1,6 0,4 0,6 410 260 Skogsmark 20,6 0,05 1,0 410 420 Delsumma 22,2 1,7 685 Totalt 24,0 2,5 1025 8 (11) repo001.docx 2012-03-29
3.2 Föreslaget dagvattensystem Den ökade hårdgöringsgraden, i kombination med önskemål om avlasta befintligt system, medför att dagvatten behöver utjämnas. Fördröjningen föreslås ske i en öppen damm, och eventuellt kombineras med ett kassett- eller rörmagasin. Avvattningen av gator och andra hårdgjorda ytor föreslås ske via ett konventionellt ledningssystem med rännstensbrunnar som är anslutna till utjämningsanordningen. Avgörande för valet av underjordiskt magasin är magasinets höjd i förhållande till grundvattennivån. Om det bedöms att risken för att grundvatten tränger in i ett makadammagasin är så stor att det måste utföras som helt tätt kan rörpaket vara ett tryggare alternativ. Som tidigare nämnt styrs storleken av ett utjämningsmagasin av vilket flöde som anses kunna släppas från området och för detta används ofta det befintliga flödet vid dimensionerande regn (redovisade i Tabell 1 & Tabell 2). Inflödet till den nya dammen beräknas utifrån 30-årsflödet från hela avrinningsområdet baserat på framtida och befintlig exploatering (se Tabell 3). Tabell 4. Erhållna utjämningsvolymer då rationella metoden används för beräkning av befintligt flöde. Återkomsttid beräkning av för tillåtet utflöde Utflöde motsv. bef avrinning (l/s) Framtida deltagande yta (ha) I Tabell 4 & Tabell 5 redovisas olika utjämningsbehov beroende på vilken återkomsttid som används vid beräkningar av flödet som släpps till den befintliga dammen. I Tabell 4 visas volymerna som erhålls om rationella metoden används för beräkning av det befintliga flödet, och i Tabell 5 visas magasinsvolymerna som erhålls vid användning av naturmarksdiagram. Utjämningsbehov (m 3 ) 2-årsregn 50 2,5 1000 10-årsregn 85 2,5 850 30-årsregn 120 2,5 740 Tabell 5. Erhållna utjämningsvolymer då naturmarksdiagram används för beräkning av befintligt flöde. Återkomsttid beräkning av för tillåtet utflöde Utflöde motsv. bef avrinning (l/s) Framtida deltagande yta (ha) Utjämningsbehov (m 3 ) 2-årsregn 185 2,5 600 10-årsregn 350 2,5 415 30-årsregn 412 2,5 370 I Bilaga 2 finns en damm med den totala ytan av 1 600 m 2 inritad. Då dammen är belägen i ett bostadsområde har den på grund av säkerhetsrisken givits släntlutningen 1:4. Arean som kan användas för fördröjning av dagvatten uppgår till ca 1150 m 2, och djupet till ca 9 (11) repo001.docx 2012-03-2914
0,7 m. Det ger en fördröjningsvolym om ca 800 m 2. För att erhålla denna magasinsvolym tillåts att inloppsledningen dämmer upp till brunnen i hörnet mellan Myrvägen och Kärrvägen. Inmätt vattengång i denna brunn har erhållits av kommunen och uppgår till +1,62 m. Därför föreslås utjämningsdammen förses med ett bräddutlopp vid denna höjd för att inte riskera vidare dämning av uppströms system. Marken där dammen föreslås ligga sluttar in mot befintlig damm varför bräddutloppet kan utgöras av ett överfall vid marknivån (+1,62) till den befintliga dammen. Dammen föreslås också få en konstant vattenspegel, vilken illustreras med den inre markeringen i dammen i Bilaga 2. Vid anläggning av en sådan damm kan ett 30-årsregn fördröjas och belastningen av ett 10- årsregn, beräknat med rationella metoden, släppas till den befintliga dammen. Används istället metoden med naturmarksdiagram anses dammen kunna fördröja ett 30-årsregn och knappt släppa belastningen av ett 2-årsregn. Beroende på vilken metod som väljs kan dammen behöva kompletteras med en ytterligare utjämningsanordning. En möjlighet är att anlägga ett underjordiskt magasin under en ca 40 m planerad gång- och cykelbana. För att uppnå tillräcklig täckning, samt med hänsyn till intilliggande vattengångar kan ett magasin med höjden ca 0,3 m anläggas och förses med strypt utlopp. Utloppet från magasinet föreslås sedan anslutas till ovan föreslagen damm. Med antagandet att hela gång- och cykelbanans bredd (uppskattade till 2,5 m) kan användas till dagvattenkassetter, och att kassetterna till 95 % kan fyllas med dagvatten, kan en effektiv volym om ca 30 m 3 erhållas. Det förutsätter att kassetterna kläs in för att motverka inläckage av grundvatten. Med tanke på den relativt lilla volym som erhålls med kassettmagasinen kan det anses vara en mer kostnadseffektivt lösning att istället försöka utöka dammens storlek. Om till exempel ytterligare dämning av uppströms system kan tillåtas, kan bräddnivån höjas och regleringshöjden därmed ökas. Dammen stora area gör att varje 0,1 m ökning av regleringshöjd ökar utjämningsvolymen med ca 120 m 2, vilket är betydligt större än de 30 m 2 som kan fördröjas i dagvattenkassetterna. Som komplement till ledningssystemen i gatorna föreslås två mindre avskärande diken anläggas inom planområdet i de östra delarna. Dikenas funktion är att skydda bebyggelsen från nederbördspåverkan från Brandsbobergen, varför de bör placeras mellan fastigheterna och bergspartiet. Dikena föreslås anslutas till ledningen i Myrvägen och ledas till ovan föreslagen utjämningsdamm. Den befintliga ledningen i Myrvägen (BTG300) kan då behöva dimensioneras upp eftersom dess kapacitet grovt uppskattats till ca 200 l/s, och flödesberäkningarna visat att ett betydligt större flöde kan komma att belasta ledningen. Om befintlig BTG300 mm-ledning är tillräcklig bör därför utredas vidare. Den befintliga BTG500-ledningen i Myrvägen har grovt bedömts ha tillräcklig kapacitet på grund av ledningens mycket goda lutning. För att även skydda befintlig bebyggelse, och avlasta ledningen i Myrvägen, kan istället ett större dike anläggas mellan fastigheterna på Myrvägen och Brandsbobergen. Diket kan anslutas till befintlig 500-ledning längs Myrvägen och ledas vidare till föreslagen dagvattendamm. Dagvatten från bergsområdet skulle då avledas via diket till utjämningsdammen 10 (11) repo001.docx 2012-03-29
istället för via tomtmark och fastigheternas dräningeringssystem till 300-ledningen i Myrvägen. Utjämningsdammens storlek påverkas inte av valet mellan omläggning av ledning, eller anläggning av dike, då hela flödet från avrinningen tagits med i beräkningarna. 3.2.1 Höjdsättning av området Höjdsättnigen av området är mycket viktig med hänsyn till kraftiga skyfall som blivit allt mer vanligt förekommande. Dagvattensystemen kan omöjligt dimensioneras för dessa skyfall, men inom tätortsbebyggelse gäller att system som anläggs för omhändertagande av dagvatten skall klara att ta hand om ett 30-årsregn utan att marköversvämning sker. Vid kraftigare regn gäller att resterande flöden och volymer behöver kunna tas omhand ytligt. Detta medför till exempel att marken alltid ska höjdsättas på ett sådant sätt att vattnet rinner där det orsakar minst skada. Särskilt viktigt är att lokala lågpunkter identifieras och en riskbedömning sker av konsekvensen av att marken översvämmas vid extrem nederbörd. Gatorna bör höjdsättas så att de utgör lågstråk och därmed naturlig avledningsväg vid kraftiga regn. Vid höjdsättningen bör också den framtida spillvattenavledningen beaktas. Detta för att inom planområdet möjliggöra avledning via självfallsledningar till lämplig anslutningspunkt till det kommunala spillvattennätet. Självfallsledningarna behöver nödvändigtvis inte följa markens lutning, men tillräcklig täckning av ledningarna måste fortfarande åstadkommas, samtidigt som alltför djupa schakter bör undvikas av kostnadsskäl. Förutom dagvattenflödena från planområdet kommer sannolikt också dagvatten från naturmarken i öster att belasta dagvattensystemen vid kraftiga regn. Det är därmed av stor vikt att de nya fastigheterna på Myrvägen förses med avskärande diken, samt också att bebyggelsen på norra Kärrvägen höjdsätts så att den inte skadas på grund av avrinning från naturmarken. Marken bör i största möjliga mån höjdsättas så att ytavrinning kan ske mot föreslagen utjämningsdamm. 3.2.2 Rening av dagvatten Förutom ökade flöden kan även exploateringen bidra till spridning av föroreningar via dagvattnet. Den främsta källan till spridning av föroreningar från planområdet bedöms vara trafiken. Trafikintensiteten i aktuellt område bedöms bli låg, men risken för föroreningsspridning beaktas ändå vid valet och lokaliseringen av dagvattenanläggningar. Med hjälp av ovan föreslagen utjämningsdamm minskas dagvattnets hastighet och föroreningar och partiklar får möjlighet att sjunga till botten och sedimentera i utjämningsdammen. Med hjälp av utjämningsdammens renande och utjämnande effekt, samt att den bidrar till trevlig gestaltning i området bedöms Ale kommuns dagvattenpolicy vara uppfylld. 11 (11) repo001.docx 2012-03-2914
Tallstigen Kärrvägen Myrvägen BTG 300 BTG 300 BTG 500 Myrvägen BTG 500 BETECKNINGAR BILAGA 1 BEFINTLIG DAGVATTENHANTERING KÄRRVÄGEN, AVRINNINGSOMRÅDES- GRÄNS AVRINNINGSRIKTNING PLANOMRÅDESGRÄNS BEFINTLIG DAGVATTEN- LEDNING BEFINTLIGT DIKE BEFINTLIG UTJÄMNINGS- ANORDNING FÖRESLAGEN DAGVATTEN- ANSVARIG JOHANNA HULTHÉN SKALA DAGVATTENUTREDNING A3: 1:1 500 UPPDRAG RITAD/KONSTR AV DATUM SWECO ENVIRONMENT Telefon 031-63 28 00 - www.sweco.se 1100215 ANN JANSSON
Tallstigen Kärrvägen PP575/500 PP450/396 Myrvägen BTG 300 BTG 300 BTG 500 Myrvägen BTG 500 BETECKNINGAR BILAGA 2 FÖRESLAGEN DAGVATTENHANTERING KÄRRVÄGEN, AVRINNINGSOMRÅDES- GRÄNS AVRINNINGSRIKTNING PLANOMRÅDESGRÄNS BEFINTLIG DAGVATTEN- LEDNING BEFINTLIGT DIKE BEFINTLIG UTJÄMNINGS- ANORDNING FÖRESLAGEN DAGVATTEN- LEDNING FÖRESLAGET DIKE (OSÄKERT LÄGE) FÖRESLAGEN UTJÄMNINGSDAMM NY BYGGNAD ANSVARIG JOHANNA HULTHÉN SKALA DAGVATTENUTREDNING A3: 1:1 500 UPPDRAG RITAD/KONSTR AV DATUM SWECO ENVIRONMENT Telefon 031-63 28 00 - www.sweco.se 1100215 ANN JANSSON