RAPPORT Avvattning Ställverk Snösätra UPPDRAGSNUMMER 2112084000 VA & VATTENRESURSER HANDLÄGGARE: HEIDI GRAEFFE, PHILIP KARLSSON GRANSKARE: ANNA PETTERSSON SKOG
Innehållsförteckning 1 Bakgrund och syfte 2 2 Riktlinjer 2 2.1 Dagvattenstrategi Stockholms Stad... 2 3 Områdesbeskrivning 2 3.1 Geologiska förutsättningar... 4 3.2 Planerat ställverk... 5 4 Avrinningsområde 5 5 Metod och indata 7 5.1 Flöden... 8 6 Resultat 9 6.1 Flöden... 9 7 Översvämning 10 8 Förslag på åtgärder 11 8.1 Avvattning ställverksplan... 11 8.2 Kulvert... 11 8.3 Utanför ställverksplan... 12 8.4 Samlad dagvattenhantering med sedimentering... 13 1 (13)
1 Bakgrund och syfte På uppdrag av Svenska Kraftnät har Sweco utfört en översiktlig dagvattenutredning för fastigheten Örby 4:1 i Snösätra vid Magelungsvägen i södra Stockholm, där det planeras en nybyggnation av en stamnätsstation, bestående av bl.a. ställverk. I denna rapport beskrivs flödesberäkningar baserade på markanvändning efter exploatering och förslag på hur avvattning kan utformas för färdigställt ställverksområde. Dagvattenhantering utanför ställverksområdet kommer inte att behandlas närmare i denna rapport. 2 Riktlinjer 2.1 Dagvattenstrategi Stockholms Stad För att möta förändringar i klimat och flöde samt ökade krav avseende kvalitet i sjöar och vattendrag behövs en dagvattenhantering som efterliknar vattnets naturliga väg. Stockholms stads dagvattenstrategi eftersträvar en hållbar och därmed långsiktig hantering av dagvattenflöde och föroreningar. Strategin innehåller riktlinjer för hur dagvattnet nyttjas och tas hand om på ett uthålligt sätt i både ny och befintlig miljö. Istället för att direkt avleda dagvatten via en brunn och ledning till närmaste sjö eftersträvas att vattnet först passerar exempelvis en gräsmatta, växtbädd eller en genomsläpplig beläggning. Utöver detta är det av största vikt att vid planering av ny bebyggelse skapa en höjdsättning samt ytor som kan hålla borta vattnet från platser som annars tar skada vid ett skyfall. 3 Områdesbeskrivning Omgivningen består till stor del av naturmark som präglas av skog och öppet landskap. Sydvästra delen av området, dvs sydväst om väg 271 har våtmarkskaraktär. Ställverket är planerat i ett område som i dagsläget är låglänt och omgivet av höjder i norr, väst och sydöst (se Figur 1). I väst gränsar arbetsområdet till väg 271 (Magelungsvägen) och åt sydöst mot ett skogsbeklätt höjdområde. Mot norr gränsar arbetsområdet till järnvägspår. Nordväst om planerat ställverk finns en gång- och cykebana som passerar på bro över järnvägsspåret. I norr/nordöst om järnvägen finns industriområde, tipp och återvinningscental. Längre mot nordöst finns Högdalstoppen som är en konstgjord höjd bestående av tippmassor. Fastigheten där ställverket planeras används idag som upplagsplats för jordmassor. Det finns ett befintligt dike som avvattnar från nordöst genom aktuellt område och som rinner i sydvästlig riktning. Diket passerar väg 271 i en trumma till ett område med våtmarkskaraktär. 2 (13)
Figur 1. Ortofoto över den planerade stamnätsstationen. Arbetsområdet är markerat med röd linje. Ställverksområdet är ungefärligt (dvs ej uppdaterad med senaste utformning). 3 (13)
3.1 Geologiska förutsättningar I Figur 2 visas SGU s jordartskarta som ger en översiktlig beskrivning av den geologiska situationen. Det aktuella utredningsområdets placering är markerat med cirkel. Enligt jordartskartan består området huvudsakligen av lera med angränsande höjdparti med berg i dagen eller berg på ringa djup. Norr om järnvägen finns område med fyllnadsmaterial. Leran underlagras troligtvis av morän som i sin tur ligger på berg. Sweco har utfört en översiktlig geoteknisk fältundersökning. Resultatet från undersökningen visade bla att lerans mäktighet i provpunkterna var upp till 13 m. På leran finns fyllnadsmassor med olika mäktighet (dvs upplagsplatsen). För mer geoteknisk information se Geotekniskt PM. Figur 2. Översiktlig jordartskarta (SGU) över det aktuella området (markerat med en cirkel). 4 (13)
3.2 Planerat ställverk Planerad exploatering inom arbetsområdet innefattar ett inhängnat ställverk med hårdgjorda ytor för fordon och parkering, se Figur 3 för situationsplan. Staketet runt ställverket har föreslagits att utformas böljande och det planeras att anläggas parkmark och eventuellt rekreationsytor med gångstigar runt anläggningen. Figur 3. Situationsplan med föreslagen utformning. 4 Avrinningsområde Det yttre avrinningsområdet ligger nordöst om aktuellt ställverksområde. Härifrån sker en tillrinning från ett område på ca 27,8 ha till ställverksområdet. Området för planerat ställverk ligger inom ett avrinningsområde på 3,4 ha (se Figur 4). 5 (13)
Figur 4. Tillrinning sker från yttre avrinningsområde (streckad mörkblå linje) till ställverkets avrinningsområde (steckad grön linje). Ställverksområdet är ungefärligt (dvs ej uppdaterad med senaste utformning). Idag avvattnas ställverksområdet via ett dike som går i nordöst-sydvästlig riktning (se Figur 5 nedan). Yttre avrinningsområdets utlopp (A i Figur 4), dvs inloppet till ställverksområdets avrinningsområde sker främst genom en trumma i järnvägsbanken. Utloppet från ställverksområdet (B i Figur 4) sker genom en trumma under väg 271. På andra sidan vägen mynnar diken i ett våtmarksområde. Det finns i dagsläget bäveraktivitet i området som har medverkat till dämning nära inlopp resp utlopp (A resp B i figur). Recipienten är Magelungen som ingår i Tyresåns sjösystem. Magelungen är en sjö på gränsen mellan Huddinge och Stockholms kommuner. 6 (13)
Figur 5 Befintlig avvattning. Ställverksområdet är ungefärligt (dvs ej uppdaterad med senaste utformning). 5 Metod och indata Flödesberäkningar har genomförts med dagvatten- och recipientmodellen StormTac. Indata som använts är nederbördsdata för Stockholm (640 mm/år) och markanvändning i området (se Tabell 1 och Tabell 2). Beräkning gjordes för situationen efter exploatering baserad på marktyp. Flödesberäkning för det yttre avrinningsområdet har utförts för att ligga som grund för dimensionering av en tät dagvattenkulvet som är planerad att anläggas under ställverket. En eventuell dagvattenkulvert tar endast dagvatten från yttre avrinningsområdet, och leder dagvattnet genom ställverkets avrinningsområde. Beräkning för de båda avrinningsområdena sammanslagna har utförts för att ligga som grund för dimensionering av en eventuell samlad dagvattenhantering som tar emot dagvatten norrifrån via kulvert, men också dagvatten som genereras i Ställverkets avrinningsområde. Enligt Svenskt Vatten P110 ska dimensionering av dagvatten utanför tät bostadsbebyggelse utföras för 2 års återkomsttid vid fylld ledning, 10 års återkomsttid för trycklinje i marknivå och minst 100 års återkomsttid för marköversvämning med skador på byggnader. 7 (13)
5.1 Flöden Flöden har beräknats utifrån markanvändning. Dimensionerande flöden har beräknats för regn med återkomstid 10 år inklusive klimatfaktor 1,25. Beräkning utfördes också för 2- och 100-årsregn med klimatfaktor 1,25 enligt P110:s riktlinjer. Dagens markanvändning har uppskattats via ortofoton och fältbesök. Framtida markanvändning har uppskattats genom illustrationsplan för ställverksområdet. Inom hårdgjord yta ingår parkeringsytor, vägar och hårdgjorda vistelseytor. Tabell 1 Beskrivning av markanvändning i yttre avrinningsområdet Markanvändning Avrinningskoefficient Φ Markytor (ha) Naturmark 0,1 21,2 Skogsmark 0,05 3,3 Takyta 0,9 1,1 Hårdgjord yta 0,8 1,7 Banvall 0,5 0,5 Tabell 2 Beskrivning av markanvändning i ställverksområdets avrinningsområde Markanvändning Avrinningskoefficient Φ Markytor (ha) Parkmark 0,1 0,7 Skogsmark 0,05 0,8 Takyta 0,9 0,1 Hårdgjord yta 0,8 0,4 Grusad yta 0,4 1,4 8 (13)
6 Resultat 6.1 Flöden Tabell 3 redovisar beräknade flöden av tillrinnande vatten från yttre avrinningsområde. Flödesberäkningen i Tabell 3 är gjord för punkt A, se Figur 4. Tabell 3 Resultat av flödesberäkningar från yttre avrinningsområdet Regnets återkomsttid Klimatfaktor Flöde (l/s) 2-årsregn 1,25 470 10-årsregn 1,25 800 100-årsregn 1,25 1700 I Tabell 4 redovisas beräknade flöden av tillrinnande vatten från yttre avrinningsområde samt ställverkets avrinningsområde och är utförd för punkt B (Figur 4) Tabell 4 Resultat av flödesberäkingar från båda avrinningsområdena Regnets återkomsttid Klimatfaktor Flöde (l/s) 2-årsregn 1,25 540 10-årsregn 1,25 910 100-årsregn 1,25 1900 9 (13)
7 Översvämning Beräknat högsta flöde har modellerats fram genom att kombinera värsta scenario för kritiska faktorer såsom regnmängd, snösmältning, hög markvattenhalt och fyllnadsgrad i vattenmagasin (Översvämningskartering utmed Tyresån, MSB 2013). Ett 100- årsflöde är det vattenflöde som på en viss plats i vattendraget statistiskt sett inträffar i genomsnitt en gång på hundra år. Men, sannolikheten att 100-årsflödet blir verklighet under en hundraårsperiod är däremot hela 63%. Ställverksområdet får inte riskeras att översvämmas. Enligt Översvämningskartering utmed Tyesån (MSB) där man gjort ett beräknat högsta flöde där gränsen går vid västra sidan av väg 271 (se Figur 6). Detta är beräknat utifrån dagen marknivåer. Figur 6 Översvämningskartering. Ställverksområdet är ungefärligt (dvs ej uppdaterad med senaste utformning). 10 (13)
8 Förslag på åtgärder 8.1 Avvattning ställverksplan Ställverksplan ska vara väl dränerat, vattensamlingar ska inte kunna bildas. Grusade ytor ska utgöra en så stor del av ytan som möjligt. På ställverksplan anläggs täckta diken längs de asfalterade vägarna som leds ut till diken utanför ställverket. Under ställverkets förstärkningslager (den grusade ytan) ska den underliggande naturliga marken (som sannolikt består av lera) luta åt sydväst, dvs i samma riktning som nuvarande avvattning (dike). Marknivån på ställverksområdet bör vara minst +25 med avseende på översvämningsrisken. 8.2 Kulvert En tät dagvattenkulvert som tar emot dagvatten från yttre avrinningsområdet kan leda vattnet vidare under ställverket. Tabell 5 nedan visar flödeskapacitet baserat på dimension av kulvert och uppskattad lämplig lutning. Dimensioneringen baseras på att kulverten ska klara ett 10-årsregn. Beräkningarna visar att det är lämpligast att välja en dimension med diameter 800 mm. Alternativ 3 hanterar även det dimensionerande flödet för ett 100-årsregn. Tabell 5 Dimensionering av kulvert för 10-årsregn (800 l/s) Alternativ Lutning Kapacitet (l/s) D = 600 mm Kapacitet (l/s) D = 800 mm Kulvert 1 0,012 710 1500 Kulvert 2 0,010 650 1400 Kulvert 3 0,015 790 1700 Det kommer att behövas minst 1 m marktäckning över kulverten map frostdjup. Vid kulvertens inlopp bör marknivån därför vara minst +26,3 (dvs bottennivå 24,5 + 800 mm + 1 m) samt vid utlopp minst +24,8 med avseende på kulvert och marktäckning pga frostdjup. Andra laster kan tillkomma och då kan kulverten behöva mer marktäckning. Alternativ 1 (Figur 7) passerar i en ca 130 m lång kulvert under ställverksplanen med en krök drygt halvägs där det behövs en nedstigningsbrunn (NB). Hänsyn måste tas till marktäckning, utöver frostdjup, för att även klara laster av ovanliggande vägar och konstruktioner. Att genomföra detta alternativ kan medföra bergsschakt för kulvert. Alterantiv 2 (Figur 7) passerar i en ca 130 m lång kulvert längst åt öster med förslagsvis två krökar med var sin NB. Om det är möjligt kan första delen passera i öppet dike i stället för kulvert. Dessa NB placeras på utsidan av staketet för lättare åtkomst. Markytan ligger idag på ca +33 vid NB nummer två (den södra) vilket kan jämföras med den planerade kulvertens bottennivå som där bör ligga på ca +23,8. Denna bottennivå medför en 11 (13)
marknivå vid detta läge på minst + 25,6. Att genomföra detta alternativ medför sannolikt bergsschakt för kulvert. Alternativ 3 (Figur 7) passerar i en ca 100 m lång kulvert rakt igenom ställverksplan nära läget för dagens dike, med en krök och en NB. Marknivån för detta alternativ behöver sannolikt ligga högre än alterantiv 2 då hänsyn måste tas till marktäckning för att även klara laster av ovanliggande vägar och konstruktioner. Befintligt dike kommer att försvinna. Figur 7 Alternativa placeringar av kulvert med brunnar (NB nedstigningsbrunn). Ställverksområdet är ungefärligt (dvs ej uppdaterad med senaste utformning). 8.3 Utanför ställverksplan Runt ställverketplan bör diken anläggas. Dikena ska dimensioneras för att ta emot ett 10- årsregn som genereras av ställverket, men också naturvatten från nordväst och sydöst. Dikena bör placeras mellan naturmark och ställverket och ledas vidare mot dagvattenkulvertens utlopp för en samlad dagvattenhantering. För att undvika skador vid större flöden, till exempel ett 100-årsregn, måste ytliga avrinningsvägar säkerställas genom säker höjdsättning och tillräcklig lutning av 12 (13)
grundläggning. Vatten ska tillfälligt kunna få stå på grönytor runt ställverket utan att utgöra en skaderisk. Bäveraktiviteten i området som i dagsläget medverkat till dämning bör hanteras vid detaljprojektering. 8.4 Samlad dagvattenhantering med sedimentering Flödeskapaciteten hos den befintliga trumman under väg 271 är avgörande för storleken på den samlande dagvattenhanteringen vid utloppet (punkt B). I dagsläget är trumman ordentligt igenslammad. Data från inmätning och fältbesök visar att det sannolikt är en 1000 mm-trumma. Förutsatt att trumman är rensad och lutningen kontinuerlig så behövs ingen fördröjningsyta om man bara ser till vattenflödet. Man bör dock ta ett samlat grepp på behovet av fördröjningsyta, trummans kapacitet och bottennivåer. För eventuella behov av sedimentering rekommenderas att våtmarken på andra sidan väg 271 används. 13 (13)