DAGVATTENUTREDNING - REVIDERAD Tillhörande detaljplan för kvarteret Kojan 2 samt delar av Nolby 1:38, Charlottenberg FÖRHANDSKOPIA 2013-11-29 Upprättad av: David Nilsson
DAGVATTENUTREDNING - REVIDERAD Tillhörande detaljplan för kvarteret Kojan 2 samt delar av Nolby 1:38, Charlottenberg Kund Charlottenberg Shopping Center AB Konsult WSP Samhällsbyggnad Box 117 651 04 Karlstad Besök: Lagergrens gata 8 Tel: +46 10-722 50 00 Fax: +46 10-722 57 90 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se Kontaktpersoner Björn Johansson David Nilsson 2 (22)
Innehåll 1. UPPDRAG OCH SYFTE... 4 1.1 Underlag... 5 1.2 Metod... 5 2. DAGVATTENSITUATIONEN I PLANOMRÅDET... 5 2.1 Avrinningsområdet... 5 2.2 Avvattning av planområdet innan exploatering... 5 2.3 Avvattning av planområdet efter exploatering... 6 3. SIMULERINGAR AV DAGVATTENLEDNINGSNÄT... 8 3.1 Funktionskrav... 8 3.2 Dimensionerande regn och klimatfaktor... 9 3.3 Avgränsningar... 10 3.4 Beräkningar... 10 4. RESULTAT SIMULERINGAR... 11 4.1 Innan exploatering... 11 4.2 Efter exploatering utan flödesreglering... 13 4.3 Efter exploatering med flödesreducering... 15 5. PRINCIPLÖSNINGAR DAGVATTENHANTERING... 19 5.1 Allmänt... 19 5.2 Fördröjningsmagasin... 20 6. SLUTSATSER... 22 3 (22)
1. Uppdrag och syfte WSP Samhällsbyggnad har av Charlottenberg Shopping Center AB fått i uppdrag att upprätta en ny detaljplan för kvarteret Kojan 2 samt del av Nolby 1:38 i Charlottenberg för att möjliggöra ytterligare etableringar av handel. Som en del av denna detaljplan ingår en dagvattenutredning. Dagvattenutredningen ska utreda dagvattensituationen före och efter en exploatering av det aktuella planområdet samt ge förslag på principlösningar för dagvattenhanteringen. Figur 1. Avrinningsområdet med dagvattenledningsnät uppbyggt i MIKE URBAN. Detaljplaneområdet är markerat i rött. 4 (22)
1.1 Underlag Följande underlag har använts: Primärkarta, VA-karta och VA-register från Eda kommun Svenskt vattens publikationer P90, P104 och P105 Samrådshandling till detaljplan, 2012-03-21 1.2 Metod Stora delar av dagvattnet från planområdet leds in i det kommunala dagvattenledningsnätet. För att kontrollera dagvattenledningsnätets kapacitet samt bedöma om det är möjligt att tillföra ytterligare dagvatten har en modell av dagvattenledningsnätet byggts upp och simulerats i modelleringsprogrammet MIKE URBAN. Efter att dagvattenledningsnätets kapacitet före och efter exploatering fastställts har olika principlösningar för dagvattenhantering inom planområdet tagits fram. 2. Dagvattensituationen i planområdet 2.1 Avrinningsområdet Planområdet är beläget i västra delen av Charlottenbergs tätort och består i norra delen av en parkeringsplats på ca 12 500 m 2 och söder om denna av naturmark på ca 48 000 m 2. Längs planområdets östra kant går ett öppet dike. Diket ligger på kommunens mark och ingår inte i planområdet. Från söder kommer ett dike som avvattnar naturmark söder om planområdet. Diket korsar planområdet i nordostlig riktning och mynnar i det längsgående diket öster om planområdet. En dagvattenledning som avvattnar Gjutarevägen och naturmark söder om denna mynnar i södra delen av planområdet. Dagvattnet från denna ledning släpps i skogen och når så småningom fram till det korsande diket. Planområdet ingår i ett större avrinningsområde som innefattar delar av Charlottenbergs centrala delar. Avrinningsområdet sträcker sig från riksväg 61till centrum på östra sidan järnvägen. Avrinningsområdet består av ett befintligt handelsområde samt mindre industribyggnader, villabebyggelse, flerbostadshus samt naturmark söder om planområdet. Naturmarkens yta uppskattas till ca 22 ha. Avrinningsområdets totala area är ca 89 ha. Avvattningen sker huvudsakligen via ett dagvattenledningsnät samt ett mindre antal öppna diken. Recipient för dagvattenledningsnätet är Vrångsälven. Dagvattenledningsnätets utlopp finns beläget i avrinningsområdets nordvästra del norr om det befintliga handelsområdet. 2.2 Avvattning av planområdet innan exploatering Parkeringsplatsen i norra delen av planområdet avvattnas i dagsläget via det befintliga dagvattenledningsnätet norrut. 5 (22)
Av naturmarken avvattnas i dagsläget ca 80 % åt öster där det leds in i dagvattenledningsnätet via det öppet diket i planområdets östra kant. Rester20 % avvattnas ytledes åt väst och belastar inte det aktuella dagvattenledningsnätet. Befintlig markanvändning ger följande reducerade areor 1 och maxflöden vid ett 10- årsregn: Tabell 1. Areor och flöden från planområdet innan exploatering Yta: Total area: Avrinningsfaktor: Reducerad area: Maxflöde vid 10-årsregn: 2 Parkeringsplats 12 500 m 2 0,8 10 000 m 2 275 l/s Naturmark NO 38 000 m 2 0,05 3 1 900 m 2 50 l/s Naturmark V 4 10 000 m 2 0,05 500 m 2 15 l/s Maxflödet från planområdet vid ett 10-årsregn innan exploatering är ca 325 l/s. 2.3 Avvattning av planområdet efter exploatering Vid en fullständig exploatering kommer hela planområdet att hårdgöras. Avvattning kommer att ske norrut till det kommunala dagvattenledningsnätet via ett internt dagvattensystem. Enligt gällande förslag i november 2013 (se figur 2) kommer det tillkomma ca 14 000 m 2 tak och ca 34 000 m 2 asfalt. Parkeringsplatsen kommer att integreras med resten av området, göras om och delvis bebyggas med byggnader. Enligt Eda kommun ska flödet från planområdet till ledningsnätet vara lika stort efter exploatering som innan exploatering. Fullständig exploatering ger följande reducerade areor och maxflöden: Tabell 2. Areor och flöden från planområdet efter fullständig exploatering. Yta: Total area: Avrinningsfaktor: Reducerad Maxflöde vid area: 10-årsregn: Parkeringsplats 12 500 m 2 0,8 10 000 m 2 275 l/s Nya takytor 14 000 m 2 0,9 12 600 m 2 345 l/s Nya asfaltsytor 34 000 m 2 0,8 27 200 m 2 745 l/s Totalt 60 500 m 2-49 800 m 2 1365 l/s En fullständig exploatering medför en fyrfaldig ökning av flödet jämfört med innan exploatering. 1 Reducerad area är den andel av en area som bidrar till avrinningen efter att hänsyn tagits till infiltration, avdunstning etc. 2 10-årsregn enligt P104 med klimatfaktor 1,2 och 10 min varaktighet. Intensitet 273,6 l/s*ha 3 Enligt P90 har naturmark avrinningsfaktor 0-0,1. I detta fall har ett medelvärde valts. 4 Belastar inte dagvattenledningsnätet. 6 (22)
Figur 2. Avrinningsområdet med dagvattenledningsnät efter exploatering av planområdet. De mörkgrå ytorna i planområdet symboliserar takytor. De ljusgrå ytorna symboliserar asfaltsytor. 7 (22)
3. Simuleringar av dagvattenledningsnät 3.1 Funktionskrav Grunderna för dimensionering och funktionskrav för utformning av avloppsledningssystem behandlas i Svenskt Vattens publikation P90 Dimensionering av allmänna avloppsledningar från 2004 och Svenskt Vattens publikation P104 Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem från 2011. Funktionskravet som i dag tillämpas innebär att dagvattenförande avloppsnät ingående i allmän VA-anläggning skall anordnas så att villkoren i tabell 1 uppfylls. De mest utsatta fastigheterna ska således statistiskt sett inte drabbas av översvämning via dagvattenservisen oftare än vart tionde år. Tabell 3. Återkomsttider för regn vid dimensionering av avloppssystem (Svenskt Vatten P90). Typ av område Dimensionering för fylld ledning Återkomsttid för trycklinje i: Ej instängt 1 område utanför citybebyggelse 2 Ej instängt område inom citybebyggelse Instängt område utanför citybebyggelse Instängt område inom citybebyggelse Dagvattenledning Kombinerad ledning Marknivå för dagvattenledning Källarnivå för kombinerad ledning 1 år 5 år 10 år 10 år 2 år 5 år 10 år 10 år 5 år 10 år 10 år 10 år 10 år 10 år 10 år 10 år Avloppsnäten inom avrinningsområdet har definierats som duplikatsystem och ska således jämföras med kraven för dagvattenledning i tabell 3. Området definieras som ett område utanför citybebyggelse och klassas som ej instängt (med citybebyggelse avses slutna kvarter, dvs. stadskvarter med hus och innergårdar ända ut till trottoaren utan grönytor). 1 Med ej instängt område avses ett område varifrån dagvatten ytledes kan avledas med självfall. 2 Med citybebyggelse avses slutna kvarter, dvs. stadskvarter. Ett villaområde klassas därmed ej som citybebyggelse. 8 (22)
För att uppfylla Svenskt Vattens funktionskrav ska dagvattenledningarna klara av att avbörda ett dimensionerade regn med en återkomsttid på ett år för fylld ledning och en återkomsttid på tio år för marknivå. 3.2 Dimensionerande regn och klimatfaktor Vid simuleringar med dagvattenledningsmodellen har ett så kallat CDS-regn (Chicago Design Storm) använts. Dessa regn är uppbyggda av flera blockregn med varaktigheter från 5 min till 6 timmar, se figur 3. Storleken på regnen anges som återkomsttid, vanligen 1, 2, 5, 10, 20, 50 eller 100 år. I denna utredning har ett 10-årsregn, som är det dimensionerande regnet för det kommunala ledningsnätet, använts. För att ta hänsyn till framtida klimatförändringar har regnet försetts med klimatfaktor 1,2 (en ökning av regnintensiteten med 20 %) 1. Figur 3. CDS-regn med 10 års återkomsttid, 6 timmars total varaktighet. 1 Enligt Svenskt Vattens publikation P104 bör dimensionerande regn förses med en klimatfaktor på 1,05 1,3. Klimatfaktorn beror på var i landet man befinner sig. 9 (22)
3.3 Avgränsningar Kalibrering och verifiering mot verkliga flöden och regn har inte utförts. Eventuell kapacitetsminskning i ledningsnätet på grund av sedimentavlagringar, sprickor, rotinträngning osv simuleras inte. Allt dagvatten inom avrinningsområdet har i beräkningar och simuleringar förutsatts avbördas via dagvattenledningsnätet. 3.4 Beräkningar Innan exploatering Det befintliga dagvattenledningsnätet samt avrinningsområdet med dess hårdgjorda ytor byggdes upp i MIKE URBAN. Modellen simulerades med ett dimensionerande regn för att kontrollera kapaciteten på det befintliga nätet innan exploatering. Efter exploatering utan flödesreglering En simulering gjordes med de tillkommande hårdgjorda ytorna för att jämföra hur dagvattenledningsnätet påverkas av en exploatering utan att reducerande och fördröjande åtgärder har vidtagits inom planområdet. Efter exploatering med flödesreglering För att inte överbelasta det kommunala dagvattenledningsnätet reducerades utflödet från det exploaterade planområdet. Först stryptes utflödet till att motsvara det flöde som genererades från planområdet innan exploatering. Dessutom testades att stegvis tillåta högre flöden till dess att trycklinjerna i dagvattenledningsnätet började stiga över markytan. 10 (22)
4. Resultat simuleringar 4.1 Innan exploatering När det befintliga dagvattenledningsnätet belastades med ett 10-årsregn fick 71 brunnar av totalt 155 en trycklinje som översteg markytan. De flesta av dessa brunnar återfinns i området öster om järnvägen. I den del av nätet där planområdets ytor ansluter finns viss ledig kapacitet. Figur 4. Dagvattenledningsnätet vid befintlig markanvändning. Röda ledningssträckor har trycklinje över markytan. Planområdets tilltänkta anslutningspunkt, DIL9 har markerats i blått. 11 (22)
Figur 5. Ledningsprofil med trycklinje från anslutningspunkten, DIL9 till utloppet i Vrångsälven, DUL19 vid befintlig markanvändning. 12 (22)
4.2 Efter exploatering utan flödesreglering Vid en simulering med fullständigt exploaterat planområde utan reglerat utflöde fick 78 brunnar en trycklinje som översteg markytan. Ledningarna kring planområdets anslutningspunkt samt ledningarna öster om det befintliga handelsområdet fick trycklinje över markytan. Dessutom skedde en generell höjning av trycklinjen i stora delar av nätet. Figur 6. Dagvattenledningsnätet efter exploatering utan flödesreducering. Röda ledningssträckor har trycklinje över markytan. 13 (22)
Figur 7. Ledningsprofil med trycklinje från anslutningspunkten DIL9 till utloppet DUL19 efter exploatering utan flödesreducering. 14 (22)
4.3 Efter exploatering med flödesreducering Flödesreducering med samma utflöde som innan exploatering För att utflödet från planområdet efter exploatering ska vara lika stort som innan exploatering reducerades utflödet till 325 l/s. Med denna flödesreducering fick trycklinjerna i ledningsnätet ett liknande utseende som innan exploatering. Figur 8. Dagvattenledningsnätet efter att planområdet exploaterats och försetts med flödesreducering 325 l/s. Röda ledningssträckor har trycklinje över markytan. 15 (22)
Figur 9. Ledningsprofil med trycklinje från anslutningspunkten DIL9 till utloppet DUL19 efter exploatering av naturmarken och flödesreducering 325 l/s. 16 (22)
Flödesreducering med ökat utflöde jämfört med innan exploatering På grund av viss ledig kapacitet i de delar av ledningsnätet där planområdet ansluter testades att successivt öka utflödet från planområdet. Utflödet från planområdet kunde ökas till ca 600 l/s innan trycklinjerna i övriga delar av dagvattenledningsnätet började stiga över markytan. Figur 10. Dagvattenledningsnätet efter att planområdet exploaterats och försetts med flödesreducering 600 l/s. Röda ledningssträckor har trycklinje över markytan 17 (22)
Figur 11. Ledningsprofil med trycklinje från anslutningspunkten DIL9 till utloppet DUL19 efter exploatering av naturmarken och flödesreducering 600 l/s. 18 (22)
5. Principlösningar dagvattenhantering 5.1 Allmänt Oavsett lösning för dagvattenhantering kommer ett internt dagvattenledningsnät att behöva anläggas för att samla upp dagvatten från tak och asfaltsytor. Dagvatten som genereras på ytor som riskerar att förorenas, t.ex. parkeringsytor ska passera oljeavskiljare eller motsvarande innan det leds vidare till det kommunala ledningsnätet. Oljeavskiljare förses med by-pass funktion för förbikoppling vid stora flöden och dimensioneras vanligtvis för 10 % av avrinningsområdets dimensionerande flöde. Dagvatten som genereras på takytor kan anses vara rent och behöver inte passera oljeavskiljare. Diket som rinner in i området söderifrån kulverteras och leds öster om huskroppen och släpps ut i det längsgående diket på samma ställe som idag. Dagvattenledningen som släpps i södra delen av planområdet förlängs och kopplas samman med det kulverterade diket. Det kulverterade diket och den förlängda utloppsledningen ska dimensioneras för samma flöde som innan exploatering. Se figur 12. Figur 12. Kulvertering av befintlig bäck och dagvattenutlopp. 19 (22)
5.2 Fördröjningsmagasin För att flödet från planområdet till det kommunala ledningsnätet inte ska öka jämfört med innan exploatering behöver flödet reduceras och fördröjas inne på planområdet. Det maximalt tillåtna utflödet blir då 325 l/s. 1 Fördröjning och flödesreducering sker lämpligast genom anläggning av fördröjningsmagasin med strypta utlopp. Fördröjningsmagasin kan anläggas antingen som öppna eller som underjordiska. Fördelen med öppna magasin är att de är relativt billiga att anlägga och enkla att underhålla. Nackdelen är att de oftast förläggs grunt med flacka släntlutningar och därför kräver en stor yta. Underjordiska försörjningsmagasin kan utföras som rörmagasin, plastkassetter eller betongkonstruktioner. Fördelen med dessa är att de tar mindre plats och kan förläggas under exempelvis parkeringsytor. Nackdelarna är att de är dyrare att anlägga och svårare att underhålla. På grund av översvämningsrisk och för att underlätta underhåll ska underjordiska magasin inte anläggas under ytor där det kan komma att uppföras byggnader utan endast under asfaltsytor eller motsvarande. Antingen förläggs fördröjningsmagasinet inom dagens planområde eller så får planområdet utökas med en för dagvattenhantering avsedd yta. Oavsett vald lösning måste hänsyn tas till områdets grundvattenförhållanden. 2 Ur avvattningssynpunkt bör fördröjningsmagasinet förläggas så långt norrut och så nära anslutningspunkten mot dagvattenledningsnätet som möjligt. Tabell 4. Magasinsvolymer för dimensionerande regn med olika återkomsttider Dimensionerande Magasinsvolym vid utflöde 325 l/s: återkomsttid: 10-årsregn 700 m 3 20-årsregn 980 m 3 50-årsregn 1530 m 3 100-årsregn 2130 m 3 Underjordiskt fördröjningsmagasin Med hänsyn till planområdets utformning är ett underjordiskt magasin en möjlig lösning. Allt dagvatten som genereras på planområdet leds till ett eller flera underjordiska magasin. Underjordiska magasin kan förläggas på olika sätt, exempelvis genom att anlägga längsgående rörmagasin under parkeringsytorna söder och väster om huskropparna 1 275 l/s från parkeringsytan och 50 l/s från naturmarken. Se kapitel 2. 2 Se Geotekniskt PM 20 (22)
eller som ett samlat magasin av plastkassetter eller rör i västra delen av parkeringsytorna. Exakt utformning och placering bestäms i ett projekteringsskede. Underjordiskt fördröjningsmagasin + öppet dike En variant till underjordiska magasin som behandlar allt dagvatten är att kombinera ett eller flera underjordiska magasin med att släppa ut delar av dagvattnet, exempelvis takvattnet som inte behöver renas, till det längsgående diket öster om planområdet. Denna lösning skulle medföra att volymen på de underjordiska magasinen kan minskas. Diket skulle i så fall sannolikt behöva förstärkas, byggas ut samt förses med ett strypt utlopp. Denna lösning bygger på att Eda kommun, som är markägare, godkänner att en ökad mängd vatten släpps ut och fördröjs i diket. Figur 13. Förslag på placering av underjordiskt fördröjningsmagasin i asfaltsyta i planområdets västra del. Öppet fördröjningsmagasin Ett alternativ till dagvattenlösning som diskuterades i ett tidigare skeende av utredningen var att anlägga ett öppet fördröjningsmagasin söder om den befintliga planområdesgränsen. Från magasinet skulle det renade, flödesreducerade och fördröjda dagvattnet ledas till ledningsnätet norrut via diket i planområdets östra kant. På grund av planområdets topografi och höjdsättning med lutning mot norr är denna lösning ej längre aktuell. För att få dagvatten till magasinet skulle man vara tvungen att pumpa dagvattnet söderut. 21 (22)
Figur 14. Förslag på placering av öppet fördröjningsmagasin söder om planområdet. Inaktuellt på grund av planområdets topografi och höjdsättning. 6. Slutsatser Enligt Eda kommun ska utflödet från planområdet till det kommunala ledningsnätet vara oförändrat efter exploatering jämfört med innan. Detta uppnås genom anläggning av fördröjningsmagasin med reglerade utlopp. Den lämpligaste lösningen med avseende på planområdets utformning och planerade verksamhet är ett underjordiskt magasin som förläggs under planområdets parkeringsytor. Eventuellt kan ett underjordiskt magasin kombineras med en utbyggnad av diket som går längs planområdets östra kant. Ett öppet fördröjningsmagasin söder om planområdet utreddes men blev inaktuellt på grund av planområdets topografi och höjdsättning. Dagvatten som genereras på ytor som riskerar att förorenas, såsom parkeringsytor, ska passera oljeavskiljare eller motsvarande innan det leds vidare till ett fördröjningsmagasin. 22 (22)