Problematik kring samspelet mellan dagvattenavledning och naturmarksavrinning Föredrag på HUT Skånes möte i Malmö 2009-11-17 kompletterat med Föredrag på HUT Skånes möte i Lund 2010-09-14 Sammanställt av Lars-Erik Widarsson, NSVA (Nordvästra Skånes Vatten och Avlopp AB)
Problematik kring samspelet mellan dagvattenavledning och naturmarksavrinning Bildinnehåll och kommentarer Vegeån och avrinning 1977-2008 Bild 4 Vegeåns och biflödenas avrinningsområden (Q => flödesmätning och P => nederbördsmätning). Bild 5 Vegeån faktauppgifter. Andelen ej exploaterad mark är ca 15 gånger större än andelen exploaterad mark. Bild 6 Vegeåns avrinnningsområde med magasin för Välabäck, Välagård (Väla köpcentrum) och Frostgatan (en stor del av Ödåkra) Bild 7-8 Översiktig översvämningskartering modellkörning. Översvämningar vid 100-årsflödet (om 100-år) kombinerat med havsnivå på +0,0, +1,9 och +2,5. Översvämningen ökar marginellt om havets nivå ökar. Observera att modellen är relativt grov och att havets nivå enligt de senaste ställningstagandena från SMHI permanent kan komma att vara ca +1,0 år 2010. Hundraårsnivån i havet kan komma att vara ca +3,0 år 2100. Prognoserna har höjts flera gånger så det kan bli värre. Med försiktighetsprincipen som grund bör man kanske redan idag räkna med att havsnivån permanent kan vara på +1,5 år 2100. Efter 2100 kommer havets nivå med stor sannolikhet komma att öka ännu mer. Slutsats: a) Det områden som svämmas över är i stort sett oberoende av havets nivå upp till + 2,5 meter förutom närmast havet. Vid ännu högre nivåer i havet kan eventuellt större område påverkas. b) Det bildas stora översvämningar en bit in i landet med 100-årsflödet (inklusive klimatförändringar fram till 2100) även med havsnivån +0,0. Orsaken till detta är att ån är djupt nedskuren och har begränsad kapacitet från de stora översvämningsområdena ut mot havet. Bild 9 Avrinningsområden och exploatering i Helsingborg. Övervägande andel av hårdgjorda ytan (svarta områden) i Helsingborgs kommun avrinner till Öresund och Rååns nedre del. Andelen naturmark inklusive åkermarken är även inom Skavebäckens avrinningsområde stor jämfört med den exploaterade ytan. Bild 10 Dygnsflöde vid Åbromölla 1977-2008. Det finns relativt många dygn med 22-23 m3/s som dygnsmedelflöde. Dygnsmedelflödet 2007-07-06 var drygt 30 m3/s vilket ungefär motsvarar ett flöde som statistiskt sett återkommer vart 100:de år. Flödet var cirka 40 % högre än tidigare högsta flödena under den här redovisade perioden. Bild 11 Månadsnederbörd vid två nederbördsmätare 2007-2008. Nederbördsmätaren TEF ligger nära kusten vid infarten till Helsingborg (troligtvis underskattad nederbörd för Vegeån). Nederbörd vid TEF under augusti 2006 till juli 2007 blir 1048 mm/12 månader. Om värdena från SMHI:s station används för november 2006 till juli 2007 blir motsvarande årsnederbörd nästan 1200 mm. Augusti 2007 juli 2008 är nederbörden ca 539 mm/12 månader. Bild 12 Årets högsta dygnsmedelnederbörd i Helsingborg 1961-2007. Bild 13 Återkomsttid för dygnsnederbörd i Helsingborg Bild 14 Dygnsflöde vid mätstationen Åbromölla juni-juli 2007 jämfört med dygnsnederbörden. De nederbördsrika dygnen från mitten av juni bygger successivt upp ett högt basflöde mitt under växtsäsongen. Först händer nästan inget, sedan händer nästan inget och sedan ökar flödet extremt snabbt. Antagligen är regnen under en del dygn med mycket nederbörd mer av lokal karaktär. Bild 15 Specifik avrinning vid Åbromölla och avrinning från 1 ha med nederbörd på 54 mm. 2
Problematik kring samspelet mellan dagvattenavledning och naturmarksavrinning Bildinnehåll och kommentarer Vegeån och avrinning 1977-2008 Bild 16 Dygnsflöde vid mätstationen Åbromölla juli-augusti 2008 jämfört med dygnsnederbörden. Trots relativt mycket regn under några perioder så byggs det inte alls upp motsvarande basflöde som under sommaren 2007. Kanske hade inte regnen samma utbredning som 2007-07-05. Bild 17-18 De 5 nederbördsrikaste dygnen 2007. Mest ogynnsamma dygnet var den 5 juli. Mest nederbörd och det mesta på slutet då marken är som mest mättad och dagvattenmagasinen fyllda. Flödet i Vegeå ökar mycket snabbt och når upp till flödet som statistiskt sett återkommer ungefär en gång på 100 år. Lägg märke till regnens karaktär. Bild 19 Mer detaljerad mätning av nederbörd vid två stationer i Helsingborg 2007-07-05. Dygnsnederbörden blev 46,0 respektive 52,8 mm. Bild 20 Vattendelaren går genom Mariastaden. Från Ödåkra och Väla är det drygt 2 mil till Skälderviken. Bild 21 Detalj runt Ödåkra i Skavebäckens västra del. Även närmare Helsingborg innehåller avrinningsområdet en stor andel jordbruksmark. Bild 22 Karta som visar Ödåkra, Väla, Välagårds magasin och Frostgatans magasin. Ytterligare ett magasin på 21 000 m3 är under byggnation mellan Väla och Välagårds befintliga magasin. Bild 23 Avrinningsområde uppströms Flöjen och uppströms Frostgatans magasin (44 000 m3). Bild 24 Areal på avrinningsområden. Bild 25 Frostgatans magasin (44 000 m3) Bild 26 Höjddata för del av Skavebäcken från Flöjen till sammanflödet med Hasslarpsån. Områdena uppströms Ödåkra ligger på upp till ca +50 möh. Frostgatans magasin ligger på ca +17 meter och Flöjen på ca +8 meter. Bild 27 Flöjen det är kanske här man borde anlägga ett riktigt stort magasin. Här blir de låga områdena översvämmade upp till en vecka. Då är magasinet vid Frostgatan redan tomt. Bild 28-30 Jämförelse av avrinning från exploaterade respektive ej exploaterade ytor Bild 31 - Referenser 3
4
Vegeån faktauppgifter Vegeåns avrinningsområde i nordvästra Skåne omfattar 488 km2 och avvattnas av Vegeåns huvudfåra från Söderåsen till Skälderviken (Vegåns vattendragsförbund, 2010) Längd (VISS, 2010): Vegeån totalt cirka 52,0 km (Havet Hasslarpsån ca 9,0 km, Hasslarpsån - Humlebäcken ca 5,3 km och Hummlebäcken - Källan ca 37,7 km) Avrinningsområdet fördelat på markslag (Vegåns vattendragsförbund, 2010): åkermark cirka 58 % betesmark cirka 4 % skogsmark cirka 19 % (mestadels i avrinningsområdets övre delar) tätort cirka 6 % övrig mark cirka 13 % Boende (Vegåns vattendragsförbund, 2010) totalt cirka 43 000 personer tätorter cirka 36 000 personer 5
Skälderviken Ängelholm Åstorp Helsingborg Bjuv Öresund Svalöv
7
8
Vegeån delen Hasslarpsåns inkl. Skavebäckens avrinningsområde Vegån resterande avrinningsområde Ödåkra med Väla söder om Rååns avrinningsområde 9
Dagvattenhantering i anslutning till dikningsföretag 10
Nederbördsdata från 2 mätare TEF TEF SMHI 1) TEF TEF [mm/m [mm/mån] sum 1 år ån] sum 1 år juni 2006 6,0 juli 2006 24,0 augusti 2006 194,0 september 2006 31,0 oktober 2006 94,0 november 2006 89,0 94,1 december 2006 80,0 79,0 januari 2007 99,0 96,6 januari 2008 50,0 745 februari 2007 25,0 47,2 februari 2008 23,0 743 mars 2007 32,0 32,4 mars 2008 67,0 778 april 2007 18,0 18,6 april 2008 30,0 790 maj 2007 81,0 773 87,4 maj 2008 23,0 732 juni 2007 143,0 910 225,9 juni 2008 41,0 630 juli 2007 162,0 1048 184,6 juli 2008 71,0 539 augusti 2007 92,0 946 augusti 2008 158,0 605 september 2007 66,0 981 september 2008 26,0 565 oktober 2007 32,0 919 oktober 2008 90,0 623 november 2007 33,0 863 november 2008 48,0 638 december 2007 11,0 794 december 2008 61,0 688 1) Sammanställning dygnsvärden: SMHI_dygnsnederbörd_Bjuv_Mariedal 11
1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 Nederbörd [mm] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Figur 3. Årets största dygnsnederbörd i Helsingborg(1991 saknas) 12
Dygnsnederbörd[mm] 80 70 GEV Gumbel Observationer 60 50 40 30 20 10 0 0.1 1 10 100 Återkomsttid [År] Figur 4. Återkomsttid av dygnsnederbörd i Helsingborg 13
2007-05-21 2007-05-23 2007-05-25 2007-05-27 2007-05-29 2007-05-31 2007-06-02 2007-06-04 2007-06-06 2007-06-08 2007-06-10 2007-06-12 2007-06-14 2007-06-16 2007-06-18 2007-06-20 2007-06-22 2007-06-24 2007-06-26 2007-06-28 2007-06-30 2007-07-02 2007-07-04 2007-07-06 2007-07-08 2007-07-10 2007-07-12 2007-07-14 2007-07-16 2007-07-18 2007-07-20 2007-07-22 2007-07-24 2007-07-26 2007-07-28 2007-07-30 2007-08-01 2007-08-03 2007-08-05 2007-08-07 2007-08-09 60 Flöde vid Åbromölla [m3/s] och nederbörd vid SMHI station [mm/d] 50 40 30 Q [m3/s] N [mm/d] 20 10 0 14
Specifik avrinning vid Åbromölla 2007-07-05 Omräkning av area till m2 Area 1 1 km2 Area 1 1 000 000 m2 Area 2 1 ha Area 2 10 000 m2 Faktor 100:1 Omräkning av dygnsavrinningen 30 m3/s till m3/d,ha Åbromölla avr. omr. 119 km2 Q-100 års 30 m3/s 11 900 ha 2,5 l/s,ha Volym från 1 ha 218 m3/d,ha Omräkning av dygnsregnet 56 mm till avrinning m3/d,ha Area 1 ha Regn 54 mm/d Avrinningkoefficient 1 Red. area 1 ha Volym från 1 ha 270 m3/d,ha 15
2008-07-01 2008-07-03 2008-07-05 2008-07-07 2008-07-09 2008-07-11 2008-07-13 2008-07-15 2008-07-17 2008-07-19 2008-07-21 2008-07-23 2008-07-25 2008-07-27 2008-07-29 2008-07-31 2008-08-02 2008-08-04 2008-08-06 2008-08-08 2008-08-10 2008-08-12 2008-08-14 2008-08-16 2008-08-18 2008-08-20 2008-08-22 2008-08-24 2008-08-26 2008-08-28 2008-08-30 60 Flöde vid Åbromölla [m3/s] och nederbörd vid SMHI station [mm/d] 50 40 30 Q [m3/s] N [mm/d] 20 10 0 Sammanställning av flödesdata och nederbördsdata för 2008-07-01 08-30 16
12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd mm/tim tot 23,8 mm 2007-05-29 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2007-05-29 12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd mm/tim tot 27,5 mm 2007-06-16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2007-06-16 12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd mm/tim tot 32,4 mm 2007-06-22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2007-06-22 17
12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd mm/tim tot 56,3 mm 2007-07-05 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2007-07-05 2007-07-05 har det regnat extremt mycket under de 12 månaderna innan och kanske ännu mer extremt de föregående 19 dygnen. 2007-07-05 började regnet ganska lugnt under ett antal timmar för att sedan byggas upp med allt högre intensitet. När sedan den allra högsta intensiteten kommer mot slutet är översvämningarna ett faktum. 12 10 8 6 4 2 0 Nederbörd mm/tim tot 34,7 mm 2007-07-22 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 2007-07-22 18
(Hernebring 2008) 19
Kattarp Hasslarp Mariastaden Ödåkra Avrinning mot Skälderviken ca 25 km
Ödåkra Nytt magasin 21
Ödåkra Väla HELSINGBORG VA-verk
Avrinningsområde uppströms Flöjen Frostgatans magasin Avrinningsområde uppströms Frostgatans magasin 23
Frostgatans magasin 44 000 m3 Exploaterat uppströms Frostgatans magasin Naturmark uppströms Flöjen = 163 ha = 547 ha
25
Lång sträcka med dåligt fall Flöjen ett våtmarksområde som ligger lågt 26
27
2007-06-13 2007-06-15 2007-06-17 2007-06-19 2007-06-21 2007-06-23 2007-06-25 2007-06-27 2007-06-29 2007-07-01 2007-07-03 2007-07-05 2007-07-07 2007-07-09 2007-07-11 2007-07-13 2007-07-15 2007-07-17 2007-07-19 2007-07-21 2007-07-23 2007-07-25 2007-07-27 2007-07-29 2007-07-31 2007-08-02 2007-08-04 2007-08-06 2007-08-08 2007-08-10 Avrinnig [l/s,ha] 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 Flöde från 1 ha ej exploaterad mark=blå (medeldygn från Åbromölla) samt från 1 ha exploaterat med avrinningskoefficient 0,35 (Ödåkra)=röd (aktuell dygnsnederbörd omräknad till medeldygn) Avrinningen från exploaterade ytor uppgår flera gånger till över 1 l/s,ha som medeldygnsavrinning samtidigt som avrinningen är låg från ej exploaterade ytor. Undantag är 5 juli och några dagar därefter då avrinningen från ej exploaterade ytor är mycket hög. Avrinningen från exploaterade ytor är troligtvis mer varierande under dygnen. De magasin som anläggs enligt förrättningar från 1970 talet föreskriver maximal avrinning på 1 l/s,ha från exploaterade ytor vid ett 10-årsregn. Det känns viktigt att använda magasinen rätt. Kanske är det bättre att tömma magasinen med mer än 1 l/s,ha för att undvika bräddning med ett Flöde ej expl Flöde expl 0,500 0,000
2007-06-13 2007-06-15 2007-06-17 2007-06-19 2007-06-21 2007-06-23 2007-06-25 2007-06-27 2007-06-29 2007-07-01 2007-07-03 2007-07-05 2007-07-07 2007-07-09 2007-07-11 2007-07-13 2007-07-15 2007-07-17 2007-07-19 2007-07-21 2007-07-23 2007-07-25 2007-07-27 2007-07-29 2007-07-31 2007-08-02 2007-08-04 2007-08-06 2007-08-08 2007-08-10 Avrinning från 547 resp 163 ha [m3/s] 1 600,0 1 400,0 Flöde från 547 ha ej exploaterad (uppströms Flöjen) mark=blå (medeldygn från Åbromölla) samt från 163 ha exploaterat med avrinningskoefficient 0,35 (Ödåkra)=röd (aktuell dygnsnederbörd omräknad till medeldygn) Om ett dagvattenmagasin bräddar kan avrinningen bli avsevärt mycket högra än de som redovisas i figuren. 1 200,0 1 000,0 800,0 600,0 Q - ej expl Q - expl 400,0 200,0 0,0
2007-06-13 2007-06-15 2007-06-17 2007-06-19 2007-06-21 2007-06-23 2007-06-25 2007-06-27 2007-06-29 2007-07-01 2007-07-03 2007-07-05 2007-07-07 2007-07-09 2007-07-11 2007-07-13 2007-07-15 2007-07-17 2007-07-19 2007-07-21 2007-07-23 2007-07-25 2007-07-27 2007-07-29 2007-07-31 2007-08-02 2007-08-04 2007-08-06 2007-08-08 2007-08-10 Avrinning från 547 resp 163 ha [m3/s] 7 000,0 6 000,0 5 000,0 Flöde från 2 445 ha ej exploaterad mark (ca 15 gånger den yta som är ansluten till Frostgatans magasin)=blå (medeldygn från Åbromölla) samt från 163 ha exploaterat med avrinningskoefficient 0,35 (Ödåkra)=röd (aktuell dygnsnederbörd omräknad till medeldygn Det är inte medeldynsavrinningen från exploaterade ytor som är kopplade till magasin som är det kritiska. Sett med ett helhetsperspektiv känns det som att tömningsstrategierna för dagvattenmagasin behöver ses över. Vi kommer att fortsätta med modellkörningar med längre regnserier för att få en tydligare bild. 4 000,0 3 000,0 Q - ej expl Q - expl 2 000,0 1 000,0 0,0
Referenser Hernebring Claes, 2008. Bearbetning av regndata från 2007 och 2008 NSVA, 2009. Lagrade mätdata från nederbördsmätare SMHI, 2008. Köpta data från SMHI:s mätstation SWECO, 2008. Översiktlig översvämningskartering i Vegeåns mynning, Hasslarpsån, Skavebäcken samt Oderbäcken Vegåns vattendragsförbund, 2010. Elektroniskt dokument läst 2010-05-09. http://www.vattenorganisationer.se/vege/ VISS, 2010. VattenInformationsSystem Sverige. Vattenmyndigheterna och Länsstyrelserna. Elektroniskt dokument. http://www.viss.lst.se/search.aspx?countyid=13&reportunitsearch=1&searchtyp e=1&waterstationsearch=1&step=3&watereuid=se622962-131538&searchonload=true 31