Jordarts- och klimatanalys Böda Borgholms kommun Rapport Februari 2015
Denna rapport har tagits fram inom DHI:s ledningssystem för kvalitet, certifierat enligt ISO 9001 (kvalitetsledning) av Bureau Veritas jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12
Jordarts- och klimatanalys Böda Framtagen för Kontaktperson Borgholms kommun Magnus Juhlin Projektledare Kvalitetsansvarig Erik Mårtensson Lars-Göran Gustafsson Uppdragsnummer 12803269 Godkänd datum 2016-02-12 Version Klassificering Preliminär Öppen DHI Sverige, Malmö Södra Tullgatan 4, 9 vån SE-211 40 Malmö Sweden Telefon: +46 40 98 56 80 Fax:
jordarts- och klimatanalys böda /EMN / 2016-02-12
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Inledning... 2 1.1 Planområdet... 2 2 Framtida havsvattennivåer... 3 3 Erosion... 4 4 Dagvattenhantering... 5 5 Extrema regn... 8 6 Slutsatser... 10 7 Referenser... 10 1
1 Inledning Borgholms kommun har efterfrågat en jordarts- och klimatanalys för ett detaljplaneområde som omfattar Bödagårdens camping och närliggande fastigheter. Analysen ska klarlägga jordarternas sammansättning och form, konsekvenser av stigande havsnivåer, extrema regn och erosion samt inkludera åtgärdsförslag för att minimera eventuell påverkan. Förslag till dagvattenhantering inom planområdet ska tas fram. DHI har på uppdrag av Borgholms kommun utfört denna analys med stöd av geolog Jan Mikaelsson för den geologiska utredningen. I föreliggande rapport presenteras resultat och slutsatser. 1.1 Planområdet En ny detaljplan håller på att tas fram för Bödagårdens camping och närliggande fastigheter. Syftet är att göra hela området planlagt som campingområde. Utvecklingen av området består enligt erhållet underlag av ersättning av befintliga byggnader (servicehus och samlingslokal), flytt av befintliga och byggnation av nya personalstugor samt nybyggnation av huvudbyggnad och stugor. Planändringen omfattar sammanlagt fem fastigheter, se Figur 1-1. Figur 1-1. Fastigheter vilka omfattas av planändringen. 2 jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12
2 Framtida havsvattennivåer I framtiden förväntas världshavens nivåer att stiga till följd av de pågående och kommande utsläppen av växthusgaser till atmosfären. Orsakssambanden kring varför världshaven stiger är komplicerade men de stora bidragen kommer från landisarnas avsmältning och varmare hav. I Tabell 2-1 redovisas medel- och extremvattenstånd för Ölands norra udde idag (2014) och år 2100 (SMHI, 2014). Tabell 2-1. Medel- och extremvattenstånd (cm i RH2000) år 2014 och 2100 enligt SMHI, 2014, för Ölands norra udde. 2014 2100 Medelvattenstånd 12 86 10 års återkomsttid 99 185 50 års återkomsttid 125 211 100 års återkomsttid 136 222 De östra delarna av planområdet ligger lågt, marknivån i området mellan infartsvägen och Hoppets väg/lyckostigen är <1,30 m. För att kartlägga konsekvenserna av extrema vattenstånd har dagens och framtida (2100) 100-årsnivåer simulerats med MIKE 21. I beräkningen har hänsyn tagits till om det finns kontakt mellan havet och lågpunkten samt det faktum att varaktigheten av extrema vattenstånd är begränsad till ett fåtal timmar. Resultat i form av beräknad översvämmad yta redovisas i Figur 2-1. Av resultaten framgår att dagens 100-årsnivå inte orsakar någon översvämning inom planområdet trots att delar av området ligger lägre än 136 cm. Detta beror på att det saknas en väg för vattnet att ta sig till planområdet då marknivåerna mellan havet och planområdet ligger högre än 136 cm. Vid en framtida 100-årsnivå är nivån så hög att vattnet översvämmar den östra delen av planområdet. Vattnet rinner in i området via framförallt ån norr om campingområdet och diket söder om. Infartsvägen står under vatten och befintlig bebyggelse mellan infartsvägen och Hoppets väg översvämmas precis som servicehuset. Med dagens marknivåer krävs ett havsvattenstånd på ca 160 cm för att de lågt liggande områdena i den östra delen av planområdet ska översvämmas. Detta motsvarar en mindre extrem nivå (<10 års återkomsttid) i slutet på seklet alternativt en mer extrem nivå (ca 50-100- årsnivå) i mitten på seklet. Golvnivå för planerad bebyggelse bör anpassas efter den förväntade livslängden på byggnaderna och vald dimensionerande nivå i havet. Desto längre livslängd desto större höjd bör tas i planeringen. Viktigt att ha i åtanke är att världshaven förväntas stiga även efter år 2100. Ytterligare konsekvens av ett högre medelvattenstånd i havet är högre grundvattennivåer. Grundvattenytan kan i kustnära områden förväntas höjas i samma utsträckning som havets medelvattennivå. Den geologiska utredningen (Bilaga A) visar på en grundvattenyta ca 150 cm under markytan med undantag för Kärret där högre grundvattennivåer observerades (40 cm under markytan). 3
Figur 2-1. Beräknad översvämningsutbredning i samband med dagens och framtida 100-årsnivå i havet. 3 Erosion Den geologiska undersökningen (Bilaga A) visar att ingen erosion har kunnat dokumenteras i området. Ytjordarten i området utgörs av flygsand som är bunden av gräsytor, hårdgjorda ytor och bebyggelse. Den dominerande kornfraktionen är grovmo vilken med sin porösa lagring är erosionsbenägen vid vattenpåverkan. Den underliggande sanden är grövre och ligger på ett sådant djup att den knappast kan anses erosionsbenägen även vid ett framtida högre medelvattenstånd i Östersjön. En höjning av medelvattenståndet, 74 cm till år 2100 jämfört med 2014 års nivå, kommer att orsaka en ökning av trycket från akut erosion eftersom kustprofilen måste anpassa sig till de nya vattennivåerna. Med akut erosion menas att en ny jämviktsprofil skapas och att sand förflyttas ut i havet. Denna typ av erosion kan ske i samband med högvatten eller i samband med en generell höjning av vattenståndet. Storleken på den akuta erosionen kan uppskattas med hjälp av Bruuns lag. Bruuns lag förutsätter att när havsnivån stiger kommer formen (och därmed lutningen) av kustprofilen att bevaras. Höjning av havsnivån kommer helt enkelt att verka för att flytta hela kustprofilen uppåt och in mot land. Den vertikala förskjutning ges av den stigande havsnivån, medan den horisontella förskjutningen erhålls genom att dividera den vertikala förskjutning av den totala lutningen för den aktiva kustprofilen som visas i Figur 3-1. 4 jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12
Figur 3-1. Skiss som illustrerar principen bakom Bruuns lag. Allt eftersom havet stiger från dagens förhållanden (heldragna linjer) till framtida nivåer (streckade linjer)kommer kustprofilen att bevara sitt utseende men förflyttas uppåt och inåt längs kustprofilen. Det bör noteras att på grund av sin enkelhet ger Bruuns lag endast en mycket grov uppskattning av omfattningen av den erosion som orsakas av stigande havsnivåer. Förutom osäkerheten i samband med tillämpningen av Bruun lag är det nödvändigt att ta hänsyn till den allmänna osäkerheten i samband med förutsägelser om framtida höjning av havsnivån. För det aktuella området har lutningen på stranden uppskattats till 1/50 vilket skulle medföra en förskjutning på 40-50 m till slutet på seklet. Med bakgrund av detta är det rimligt att göra bedömningen att planområdet inte riskerar att påverkas av erosion till år 2100. 4 Dagvattenhantering Hårdgöringsgraden i området är idag låg med en stor andel genomsläppliga ytor. Den planerade exploateringen beräknas medföra en mycket begränsad ökning av andelen hårdgjord yta inom området. Utifrån en GIS-tolkning av befintliga stugors storlek och ett antagande om byggnation av 20 nya stugor, samlingslokal och huvudbyggnad uppskattas den tillkommande hårdgjorda ytan till ca 0.06 ha. Det finns i dagsläget ingen detaljerad planering av lägen för nybyggnationer. Planerade fastigheter skall anslutas till det kommunala VA-nätet. Dagvattnet inom området skall tas omhand lokalt. Det finns idag en dagvattenledning inom planområdet vilken mynnar i våtmark/lågt liggande område intill vattendraget som löper norr om området (Figur 4-1). Topografin i området är relativt flack, från +5 m i väster till +1.5 m i öster. I området finns två större lågpunkter, båda lokaliserade i den östra delen av området, väster om infartsvägen (Figur 4-2). Det södra av dessa områden går under namnet Kärret eller Franzens (se Figur 1-1). Enligt den geologiska utredningen består detta område av plastiska lager av organiskt material och skulle kunna betecknas som en våtmark. De geologiska förhållandena (silt- och lerinnehåll) gör området svårt att belasta eller exploatera. Risk för kvarstående vatten i området är överhängande till följd av topografin och infiltrationsförhållandena. I övriga delar av planområdet visar den geologiska utredningen på mycket goda infiltrationsförhållanden och därför bedöms risken för kvarstående vatten som liten. Hur mycket kvarstående vatten som kan förväntas inom planområdet i samband med ett extremt regn har beräknats och redovisas i avsnitt 5. Figur 4-2 visar beräknade ytliga flödesvägar och lågpunkter i området utifrån en GIS-analys baserad på detaljerad höjddata (NNH). 5
Det föreslås att samtliga byggnader som uppförs i området förses med utkastare som leder dagvatten över en intilliggande vegetationsyta för infiltration. Förutsatt att dagens goda infiltrationsförhållanden bibehålls även efter exploatering bedöms markens naturliga förmåga att ta emot vatten som tillräcklig. Detta stöds av extremregnsanalysen i avsnitt 5. Vid exploatering planeras Kärret att fyllas igen. Området kan betraktas som en våtmark och behöver dräneras. Det föreslås att en ytlig dräneringsledning placeras i området och ansluts till befintlig dagvatten-/dränledning. Vid utfyllnad bör den nya höjdsättningen utformas så att avledning sker till omkringliggande områden med bättre infiltrationsförhållanden. Figur 4-1. Befintliga dagvattenledningar. 6 jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12
Figur 4-2. Flödesvägar och lågpunkter baserade på NNH för området. 7
5 Extrema regn När dagvattensystemets kapacitet och markens infiltrationsförmåga överskrids sker ytlig avrinning och ansamling av vatten i lågpunkter vilket orsakar en översvämning. Hur mycket vatten som transporteras på ytan och blir stående är även avhängigt av hur kraftigt regnet är. Utifrån Nya Nationella Höjdmodellen (NNH) har en tvådimensionell hydraulisk modell etablerats i programvaran MIKE 21. Terrängmodellen har modifierats så till vida att nivån för alla hus och byggnader höjts för att möjliggöra transport av vatten runt husen. Med modellen kan sedan markavrinningen på ytan beskrivas i samband med en extrem regnhändelse. Modellen har belastats med ett dimensionerande framtida 100-årsregn, vilket motsvarar dagens 100-årsregn ökat med 20 %. Varaktigheten har antagits till 30 minuter, vilket resulterar i en regnvolym motsvarande ca 53 mm. Till terrängmodellen har kopplats en infiltrationsmodul som låter delar av vattnet infiltrera istället för att rinna av på ytan. Infiltrationsparametrar har ansatts utifrån information från den geologiska utredningen som visar på att det översta jordlagret huvudsakligen består av flygsand vilken har mycket god infiltrations- och magasinskapacitet. En lägre kapacitet har satts i Kärret där det översta jordlagret består av silt och lera. I Figur 5-1 redovisas resultat i form av maximala ytvattendjup. Det framtida 100-årsregnet ger upphov till mycket begränsade vattendjup inom planområdet. Störst påverkan ses i Kärret där vattendjup >0,3 m uppstår. Notera skillnaderna i översvämningsutbredning jämfört med lågpunktsanalysen i Figur 4-2. Detta visar tydligt bristerna i en GIS-analys där varken hänsyn tas till regnvolym, dagvattensystemets kapacitet eller lokala infiltrationsförhållanden. 8 jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12
Figur 5-1. Beräknade maximala vattendjup i samband med ett framtida 100-årsregn. 9
6 Slutsatser De östra delarna av planområdet ligger lågt och riskerar att översvämmas vid framtida extrema havsnivåer. Med dagens höjdförhållanden riskerar området översvämning i samband med en 10-årsnivå i slutet på seklet alternativt en 50-100-årsnivå i mitten på seklet. Det rekommenderas att golvnivå för planerad bebyggelse anpassas efter den förväntade livslängden på byggnaderna och vald dimensionerande nivå i havet. Den geologiska utredningen visar på generellt mycket goda infiltrationsförhållanden i området och beräkningar för ett framtida 100-årsregn visar att en begränsad marköversvämning uppstår. I kombination med en låg andel hårdgjorda ytor bedöms inga specifika dagvattenåtgärder nödvändiga inom planområdet med undantaget för området benämnt Kärret. Kärret är en lågpunkt och kan betraktas som ett våtmarksområde. Grundvattenytan ligger högre här och analysen av ett framtida 100-årsregn visar på marköversvämning i området. I samband med exploatering behöver dräneringen i området förbättras. Det föreslås att en ytlig dräneringsledning placeras i området och ansluts till befintligt dagvattensystem. Till detta kan tilläggas att höjdsättningen i största möjliga mån utformas så att avledning sker till omkringliggande områden med bättre infiltrationsförhållanden. 7 Referenser SMHI, 2014. Havsnivåer i Kalmar län. Rapport nr 2014-66. 10 jordarts- och klimatanalys böda / EMN / 2016-02-12