UPPDRAG Godsvagnen dagvatten UPPDRAGSNUMMER 1143701000 UPPDRAGSLEDARE Erik Lidén UPPRÄTTAD AV Erik Lidén DATUM REVIDERING GRANSKAD AV Gudrun Aldheimer Kompletterande dagvattenutredning för kvarteret Godsvagnen -14 Sweco Gjörwellsgatan 22 Box 340 44 SE-100 26 Stockholm, Sverige Telefon +46 (0) 8 695 60 00 Fax +46 (0) 8 695 60 10 www.sweco.se Swe c o En viron me n t AB Org.nr 556346-0327 Styrelsens säte: Stockholm Eri k Lidén Telefon direkt +46 (0)86965166 Mobil +46 erik.liden@sweco.se 1 (14)
Kompletterande dagvattenutredning för kvarteret Godsvagnen Kund The Village Sthlm AB Konsult Sweco Environment AB Gjörwellsgatan 22 Box 34044 SE-100 26 Stockholm, Sverige Telefon +46 (0)8 6956000 Fax +46 (0)8 6956010 www.sweco.se Kontaktpersoner Erik Lidén +46 (0)8 6965166 erik.liden@sweco.se Gudrun Aldheimer +46 (0)8 6951369 gudrun.aldheimer@sweco.se 2 (14)
Innehållsförteckning 1 Inledning... 4 2 Underlagsmaterial... 4 3 Områdesbeskrivning... 5 3.1 Före exploatering... 5 3.2 Efter exploatering... 6 4 Metod och indata... 7 4.1 Flödesberäkningar... 7 4.2 Föroreningsberäkningar... 9 5 Resultat... 10 5.1 Flödesberäkningar... 10 5.2 Föroreningsberäkningar... 12 2015-3 (14)
1 Inledning En kompletterande utredning till Dagvattenutredning för kvarteret Påsen och Godsvagnen, 2014-04-17 har tagits fram i syfte att beskriva dagvattenhanteringen inför exploateringen av kvarteret Godsvagnen i Hammarby Sjöstad utifrån ny höjdsättning och markanvändning. Avrinningsområden, dagvattenflöden och dagvattenföroreningar före och efter exploatering samt avvattningsprinciper mot Heliosgatan och Heliosparken har utretts. 2 Underlagsmaterial Följande underlag har använts i utredningen: Dagvattenutredning för kvarteret Påsen och Godsvagnen, 2014-04-17, Sweco Environment Markplaneringsplan ritn. L16-1-0101 och L16-1-0102, Andersson Jönsson Landskapsarkitekter, Skanska Höjd- och måttsättningsplan ritn. L16-1-0201 och L16-1-0202, 2015-03, Andersson Jönsson Landskapsarkitekter, Skanska Guidelines for the planning, execution, and upkeep of green roof, FLL, 2002 Samlingskarta Påsen och Godsvagnen, 2012-07-02 Miljöprogram Hammarby Sjöstad, 2007 4 (14)
3 Områdesbeskrivning 3.1 Före exploatering Planområdet Godsvagnen i Hammarby Sjöstad är cirka 1.3 hektar stort och avvattnas idag till dagvattenledningarna i Heliosgatan och Virkesvägen och vidare ut till Hammarbysjön. Dagvattenledningen i Heliosgatan har 5 promilles lutning och dimensionen varierar mellan 460mm och 800mm. Den tillgängliga kapaciteten i ledningen är idag oklar och bör i den mån det är möjligt därför inte belastas med ytterligare dagvattenflöden från området. Idag består området främst av hårdgjorda asfalts- och takytor. Figur 1 nedan åskådliggör hur det ser ut idag. Heliosgatan Figur 1. Flygbild över området med ungefärlig planområdesgräns markerad med röd linje, dagvattenledningar med grönt, kombinerade och övriga avloppsledningar med orange och avvattningsvägar med blå pilar. 2015- Virkesvägen 5 (14)
3.2 Efter exploatering Fastigheten planeras att ombildas till flerfamiljsbostäder. Enligt markplaneringsplanen kommer ombyggnationen att innebära tillkommande grönytor och permeabla gångytor samt till viss del gröna tak (tunt sedumtak). Andelen gröna tak uppskattas till 50% av den totala takytan. Större delen av kvarteret kommer att underbyggas med garage varför infiltration i någon större utsträckning inte blir möjlig på innegården (vattnet kan dock avledas ytligt). Dagvattnet från delavrinningsområde (Aro) 1 i Figur 2 nedan planeras att avledas via ytliga rännor och utkastare till dagvattenbrunnar i lokala lågpunkter och därifrån tillsammans med brunnarna på bjälklaget anslutas till ledningar i garage. Anslutning av dessa ledningar kan antingen ske direkt till ledningen i Heliosgatan eller att de leds ut till Heliosparken. Avledning mot Heliosparken är önskvärt då ledningen i Heliosgatan avlastas och dagvattnet kan användas som en resurs i parken för gestaltning, bevattning och fördröjning. Troligtvis kommer då anslutningen från Aro 1 ske under mark i Heliosparken. I parken kan vattnet fördröjas i till exempel gröna torrdammar eller skelettjordar innan det bräddar till den befintliga dagvattenledningen i Heliosgatan västerut. En förutsättning är att dagvattensystemet i parken utformas och dimensioneras för detta ändamål samt att system för bräddning utformas tillfredställande. Norra delen av området har delats in i fyra delavrinningsområden (Aro 2-5). Dessa områden kan antingen avvattnas via brunnar till samma ledningssystem i garage som Aro 1 eller avvattnas ytligt mot Heliosparken i 4 punkter innan det bräddar till den befintliga dagvattenledningen i Heliosgatan. Dagvattnet kan ledas ytligt mot parken antingen via ränndalar vid sidan av trapporna eller via spygatter med utkastare i parken (se föregående utredning för fler exempel). I Figur 2 visas den planerade utformningen av kvarteret Godsvagnen samt hur ytorna delats in i de nya delavrinningsområdena (Aro 1-5) som sedan används som indata till beräkningarna. Det är i dagsläget oklart exakt vilka av de fyra norra byggnadernas takytor som kan ledas till Heliosparken ytligt norrut och vilka som avvattnas in mot gården och vidare till dagvattenledningen i Heliosgatan. Utformningen av gården till den planerade skolan vid norra delen av Aro 3 och 4 är inte färdig och markanvändningen antas i utredningen utgöras av permeabla ytor. Dagvattensystem i stadsmiljö dimensioneras vanligtvis efter ett 10-årsregn. Vid större regn såsom 100-årsregn kommer ledningssystemets kapacitet att överstigas och dagvattnet kommer att behöva avrinna ytligt ut från området (lokala översvämningar i lågpunkter på gården kommer sannolikt att bildas). Vid ett 10-årsregn kan i princip hela området avvattnas till parken ytligt eller via interna ledningssystemet. Vid större regn kommer vattnet som ledningssystemet inte kan ta hand om för Aro 1 till största delen att avrinna ytligt ut till Heliosgatan. För Aro 2-5 antas dagvattnet kunna avrinna ytligt ut till parken t.ex. nedför trapporna även vid ett 100-årsregn. Kvarteret bör höjdsättas så att dagvattnet kan avrinna från området utan att översvämningar sker vid entréerna till husen vid stora regn såsom 100-årsregn. Det är därför bra om entréer och liknande är högre belägna än gårdsmark och lokalgatan som fungerar som en sekundär avvattningsväg då ledningssystemets kapacitet överstigs. 6 (14)
Heliosparken Heliosgatan Virkesvägen Figur 2. Området efter exploatering. Avvattningsvägar är markerade med blå pilar och planerade lokaliseringar av brunnar i lågpunkter är markerade med röda prickar. Aro 1 är markerat med röd linje, Aro 2 med grön, Aro 3 med mörkblå, Aro 4 med ljusblå och Aro 5 med lila. 4 Metod och indata 4.1 Flödesberäkningar Beräkningar av dagvattenflöden för 10-årsregn och 100-årsregn utförs före och efter exploatering för de fem delavrinningsområdena. Som indata till beräkningsmodellen används en uppskattad rinnsträcka, flödeshastighet och angiven markanvändning för Godsvagnen. Markvändningen före och efter exploatering har uppskattats utifrån flygfoto och ritningar på planerade ytor. Vid beräkning av dagvattenflöden har avrinningskoefficienter enligt Svenskt Vatten P90 använts. Enligt Stockholm Stads dagvattenstrategi ska även dagvattenhantering ta hänsyn till förändrade klimatförhållanden. Beräkningarna i utredningen har därför utförts både med och utan en klimatfaktor på 1.2 för ett 10-årsregn och på 1.3 för ett 100-årsregn efter exploatering. 2015-7 (14)
Tabell 1 och 2 visar avrinningskoefficienter för aktuella markanvändningstyper i planområdet såsom tak, stenplattor, grusytor, gröna tak och grönyta samt en viktad avrinningskoefficient för varje delavrinningsområde. Tabell 1. Avrinningskoefficienter (ϕ) för planområdet samt markanvändning före och efter exploateringen. Markanvändning Takyta (ϕ=0.90) Permeabel beläggning (ϕ=0.20) Grönyta (ϕ=0.10) Asfalt/stenplattor (ϕ=0.80) Grönt tak (ϕ=0.3-0.70) Totalt Viktad avrinningskoefficient för områdena Före exploatering (ha) 0.64 0.11-0.59-1.34 0.80 Efter exploatering (ha) Aro 1 0.22 0.087 0.14 0.26 0.22 0.93 0.64 Aro 2 0.024 0.015 0.008-0.024 0.071 0.60 Aro 3 0.015-0.021 0.017 0.015 0.069 0.58 Aro 4 0.051 0.087 0.019 0.007 0.051 0.22 0.50 Aro 5 - - 0.015 0.043-0.058 0.62 Gällande gröna tak varierar avrinningskoefficienten med substrattjockleken. Ett tjockare substratlager kan hålla och fördröja en större mängd vatten än ett tunt innan det blir mättat. Följande avrinningskoefficienter för olika substrattjocklekar har tagits fram från ett 15 min regn som genererar 300 l/s, ha, vilket kan översättas till ett svenskt 50-årsregn 1. 1 Guidelines for the planning, execution, and upkeep of green roof, FLL, 2002 http://www.greenroofsouth.co.uk/fll%20guidelines.pdf 8 (14)
Tabell 2. Avrinningskoefficienter för gröna tak med olika substrattjocklek. Substratets tjocklek Typ av substrat Avrinningskoefficient vid en taklutning på 0-15 20-40mm Sedum-mossa 0.70 60-100mm Sedum-mossasäsongsväxter 0.50 150-250mm Gräsmatta-buskar 0.30 I beräkningarna efter exploatering antas det gröna taket bestå av 20-40mm sedum om inget annat anges. Dagvattenflöden kommer att reduceras efter exploatering genom att markanvändningen förändras från tak och hårdgjorda ytor till gröna tak och delvis permeabla innergårdar. Före exploatering är den viktade avrinningskoefficienten för området 0.80 och efter exploatering cirka 0.60. Hammarby Sjöstad har en miljöprofil och miljöprogrammet från 2007 har bland annat som inriktningsmål att dagvattnet i första hand ska omhändertas lokalt så långt det är möjligt vid nybyggnation. I föregående utredning beräknades fördröjningsvolymer och erfordrade dimensioner av växtbäddar och skelettjordar utifrån ett antaget utflöde från området motsvarande en avrinningskoefficient på 0.30, vilket motsvarar ett flerfamiljsbostadsområde med till större delen lokalt omhändertagande av dagvatten (LOD). I denna utredning kompletteras detta med en beräkning av erfordrad andel grönt tak och permeabla ytor efter exploatering för att få ner flödena till motsvarande nivåer om inte växtbäddar och skelettjordar används för fördröjning. I vidare arbete får avvägningar göras till vilken nivå flödena kan anses rimliga att reduceras, då möjligheterna till infiltration är begränsade. 4.2 Föroreningsberäkningar Beräkningar av föroreningshalter och mängder utförs för kvarteret Godsvagnen före och efter exploatering. I föregående utredning utfördes beräkningar före och efter exploatering för kvarteret Påsen, Godsvagnen och mellanliggande Heliosgatan tillsammans. Då baserades beräkningarna efter exploatering på schablonhalter för markanvändningen flerfamiljsbostadsområde. Denna markanvändning omfattar bland annat mindre lokalgator och parkeringar vilket inte är aktuellt för kvarteretet. I denna utredning har beräkningarna reviderats för att bättre spegla kvarterets markanvändning och schablonhalter för tak, gröna tak och delvis hårdgjord parkyta (kan likställas med innergård utan biltrafik) har använts. Före exploatering har samma markanvändning som i föregående utredning använts för föroreningsberäkningarna dvs 50% lätt industri och 50% handelsområde. Schablonvärdet utgörs av årsmedelhalt samt avrinningskoefficient för angiven markanvändning. 2015-9 (14)
Tabell 3 visar markanvändningar före och efter exploatering i planområdet som indata till föroreningsberäkningarna. Tabell 3. Avrinningskoefficienter (ϕ) för planområdet samt markanvändning före och efter exploateringen. Markanvändning Lätt industri (ϕ=0.80) Handelsområde (ϕ=0.80) Delvis hårdgjord grön innergård/parkmark (ϕ=0.15) Grönt tak (ϕ=0.70) Tak (ϕ=0.90) Före exploatering (ha) 0.67 0.67 - - - Efter exploatering (ha) - - 0.72 0.31 0.31 Vid belastningsberäkningar (mängd förorening, kg/år) används årsmedelhalten och den ackumulerade årliga nederbörden då det är årsvolymen som är avgörande för hur stor mängd förorening som genereras under ett år. Basflöde (inläckande grundvatten) är ej inkluderat då kvarteret är underbyggt. I utredningen redovisas föroreningshalt (μg/l eller mg/l) och föroreningsbelastning (kg/år). Följande föroreningar har beräknats: fosfor (P), kväve (N), bly (Pb), koppar (Cu), zink (Zn), kadmium (Cd), krom (Cr), nickel (Ni), kvicksilver (Hg), suspenderad substans (Susp; partiklar), opolära alifatiska kolväten (olja), polycykliska aromatiska kolväten (PAH) och bensapyren (BaP). För samtliga ämnen redovisas totalhalter. Samtliga framräknade årsmedelhalter har jämförts med Förslag till riktvärden för dagvattenutsläpp, nivå 2M (RTK, 2009). Nivå 2 gäller för delavrinningsområden uppströms utsläppspunkt i recipient medan M avser utlopp i en mindre recipient så som mindre sjö, vattendrag eller havsvik. Dessa riktvärden är lämpliga att användas t.ex. vid kommunens planläggning, nyexploateringar eller förtätningar där fler fastigheter kan ha en gemensam dagvattenlösning. 5 Resultat 5.1 Flödesberäkningar Resultat av flödesberäkningarna för 10-årsregn och 100-årsregn före och efter exploatering samt efter exploatering motsvarande en markanvändning med en avrinningskoefficient 0.30 redovisas i Tabell 4 och 5. Värden inom parentes är flöden beräknade med klimatfaktor 1.2 för ett 10-årsregn och 1.3 för ett 100-årsregn. 10 (14)
Tabell 4. Resultat av flödesberäkningar före och efter exploatering för ett 10-årsregn med klimatfaktor (i parentes) och utan klimatfaktor. Dagvattenflöde för ett 10- årsregn (l/s) Dagvattenflöde efter exploatering för ett 10-årsregn, motsvarande avrinningskoefficient 0.30 (l/s) Före exploatering 244 Efter exploatering Aro 1 135 (162) 63 (76) Aro 2 10 (12) 5 (6) Aro 3 9 (11) 4 (5) Aro 4 24 (29) 15 (18) Aro 5 8 (10) 4 (5) Totalt 186 (223) 92 (110) Tabell 5. Resultat av flödesberäkningar före och efter exploatering för ett 100-årsregn med klimatfaktor (i parentes) och utan klimatfaktor. Dagvattenflöde för ett 100- årsregn (l/s) Dagvattenflöde efter exploatering för ett 100-årsregn, motsvarande avrinningskoefficient 0.30 (l/s) Före exploatering 523 Efter exploatering Aro 1 290 (380) 136 (177) Aro 2 21 (27) 11 (14) Aro 3 19 (25) 10 (13) Aro 4 52 (68) 32 (42) Aro 5 18 (23) 8 (10) Totalt 400 (520) 197 (256) 2015-11 (14)
Beräkningar visar att dagvattenflödena reduceras med cirka 25% för ett 10- och ett 100-årsregn efter exploatering utan klimatfaktor. Med klimatfaktor reduceras flödena cirka 10% för ett 10- årsregn och med cirka 1% för ett 100-årsregn efter exploatering, enbart i och med den förändrade markanvändningen. För ett 10-årsregn så kan allt dagvatten från området ledas via Heliosparken, antingen ytligt eller under mark. Vid ett 100-årsregn så kommer flödet motsvarande ett 10-årsregn ledas till parken från Aro 1 via ledningssystemet i garaget och resten avvattnas ytligt mot Heliosgatan. För Aro 2-5 antas hela 100-årsregnet kunna avledas ytligt mot parken. Detta innebär ett totalt flöde till Heliosparken vid ett 100-årsregn på 245 l/s utan klimatfaktor och 305 l/s med klimatfaktor, dvs ett 10-årsregn från Aro 1 och ett 100-årsregn från Aro 2-5. Om målet är att ytterligare reducera flödena till motsvarande en avrinningskoefficient på 0.30 utan att anlägga fördröjningsåtgärder såsom växtbäddar eller skelettjordar inom området kan antingen alla tak anläggas som grönt tak med en substrattjocklek på 150-200 mm (motsvarande en avrinningskoefficient 0.30) och hälften av de planerade stensatta och hårdgjorda ytorna anläggas som permeabla. Alternativt kan alla tak anläggas som grönt tak med en substrattjocklek på 60-100 mm (motsvarande en avrinningskoefficient 0.50) och alla planerade stensatta och hårdgjorda ytor anläggas som permeabla. Det andra alternativet anses ej som realistiskt med tanke på tillgänglighet mm. Man bör även undersöka möjligheten till kompletterande åtgärder i Heliosparken såsom gröna torrdammar, skelettjordar, växtbäddar och dammar med hänsyn till anslutningsnivåerna på Godsvagnens dagvattenledningar. 5.2 Föroreningsberäkningar Kompletterande föroreningsberäkningar har gjorts för hela planområdet före och efter exploatering. Resultatet från beräkningarna av föroreningshalter och jämförelse med riktvärden för dagvattenutsläpp nivå 2M presenteras i Tabell 6. 12 (14)
Tabell 6. Årsmedelhalter (mg/l och µg/l) av föroreningar i dagvatten från Godsvagnen före och efter exploatering. Halter som överstiger riktvärden är markerade med grå. Ämne Enhet Före exploatering Efter exploatering Riktvärden 2M P µg/l 270 220 175 N mg/l 1.6 1.6 2.5 Pb µg/l 28 2.3 10 Cu µg/l 33 20 30 Zn µg/l 180 86 90 Cd µg/l 1.0 0.45 0.50 Cr µg/l 11 3.5 15 Ni µg/l 9.3 3.5 30 Hg µg/l 0.080 0.0070 0.070 Susp mg/l 90 28 60 Olja mg/l 1.5 0.036 0.70 PAH µg/l 0.91 0.89 - BaP µg/l 0.13 0.0080 0.070 Föroreningsberäkningen visar att i princip alla halter minskar efter exploatering och inga halter förutom fosfor ligger över de rekommenderade riktvärdena efter exploatering. Ytterligare reducering av fosfor kan ske genom att dagvattnet avrinner via växtbäddar, gräsytor eller rännor med makadam i botten (se föregående utredning för fler exempel). Det är av vikt att inte bara titta på uppkomna dagvattenhalter utan att även se till förändringar i belastningen från områdena. Därför redovisas den beräknade årliga belastningen från området före samt efter exploatering i Tabell 7. 2015-13 (14)
Tabell 7. Årlig föroreningsbelastning (kg/år) från Godsvagnen före och efter exploatering. Ämne Enhet Före exploatering Efter exploatering Minskning i procent (%) P kg/år 1.8 0.85 54 N kg/år 11 6.1 43 Pb kg/år 0.19 0.0088 95 Cu kg/år 0.22 0.078 65 Zn kg/år 1.2 0.33 73 Cd kg/år 0.0068 0.0017 75 Cr kg/år 0.077 0.013 83 Ni kg/år 0.063 0.014 79 Hg kg/år 0.00055 0.000030 95 SS kg/år 610 110 82 olja kg/år 10 0.14 99 PAH kg/år 0.0062 0.0034 45 BaP kg/år 0.00087 0.000030 96 Årsbelastningen av samtliga ämnen förutom N och PAH kommer att minska med minst 50 procent efter exploatering. Pb, Hg, olja och BaP reduceras med 90 procent eller mer. 14 (14)