FÖRORENINGSBERÄKNINGAR INGELSTAD

Rapport FÖRORENINGSBERÄKNINGAR INGELSTAD UTKAST 2017-10-10

UPPDRAG 278492, Ingelstad föroreningsberäkningar Titel på rapport: Föroreningsberäkningar Ingelstad Status: Datum: 2017-10-10 MEDVERKANDE Beställare: Kontaktperson: Norrköpings Vatten och Avfall AB Emma Sälg Konsult: Uppdragsansvarig: Kvalitetsgranskare: Ewelina Traskowska, Tyréns Ewelina Traskowska, Tyréns Adam Alesand, Tyréns REVIDERINGAR Revideringsdatum Version: Initialer: ÅR-MÅN-DAG Namn, Företag Namn, Företag Uppdragsansvarig: Ewelina Traskowska Datum: 2017-10-12 Handlingen granskad av: Adam Alesand Datum: 2017-10-12 Tyréns AB Västgötegatan 13 602 21 Norrköping Tel:010 452 20 00 www.tyrens.se Säte: Stockholm Org.nr: 556194-7986 2(11)

INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 UPPDRAG OCH SYFTE... 4 2 METODIK... 4 3 FÖRORENINGSBERÄKNINGAR... 5 3.1 MODELLERINGSPROGRAMMET I STORMTAC...5 4 DIMENSIONERING AV DAMM... 6 4.1 RENINGSEFFEKTER FÖR DAMMAR...8 5 DISKUSSION SAMT REKOMENDATIONER... 10 6 BILAGOR... 10 7 REFERENSLISTA... 11 3(11)

1 UPPDRAG OCH SYFTE Tyréns har på uppdrag av och i dialog med Norrköpings Vatten och Avfall, utfört föroreningsberäkningar för dagvatten för en del av Ingelstad. Följande stadsdelar ingår i det avrinningsområdet: Enebymo, Haga, ett koloniområde samt de mellersta delarna av stadsdelen Ingelstad. Syftet med uppdraget är att presentera den yta som krävs för att rena dagvatten från ovan nämnda områden. Uppdraget modifierades under tiden och Tyréns ska även utreda att omvandla förslaget på en yta till en praktisk lösning i anknytning till området. Uppdragets omfattning visas i Figur 1. Området är markerat med grön färg (området nr 2). Figur 1. Utredningsområde är markerat med grön färg. Ej skalenlig. 2 METODIK För att kunna genomföra föroreningsberäkningar har Tyrens karterat utredningsområdet enligt olika markanvändningar. Till grund för detta arbete användes dokumentet Beskrivning av markanvändningar i StormTac v2017-08-16. Dessa karteringen påverkar inte bara avrinningskoefficienter men också föroreningsgraden. T.ex. flerfamiljehusområde kan ha en och samma avrinningskoefficient men föroreningsgraden kan variera väldigt mycket beroende på var nånstans i staden befinner sig detta område. Anledningen till detta är bland annat olika intensiteter på trafiken. Karteringen utfördes i AutoCad med hjälp av bakgrundskarta som erhålles från Norrköpings kommun. Se Bilaga nr 1 samt 2. Efter att alla ytor har tagits fram användes Stormtac modellen för att beräkna föroreningshalter i dagvatten. 4(11)

3 FÖRORENINGSBERÄKNINGAR Nedan redovisas markanvändning inom utredningsområdet, dess ytor med avrinningskoefficient samt faktor som beskriver trafikintensitet. Nr område Markanvändning Yta (m2) Yta (ha) Avrinningsko efficient 1 Blandat grönområde 350400 35.04 0.1 5 2 Radhusområde 117900 11.79 0.6 5 3 Radhusområde med LOD ej LOD 73200 7.32 0.4 5 för vägar 4 Flerfamiljshusområde 207900 20.79 0.6 5 5 Villaområde 92500 9.25 0.4 5 6 Industriområde 550500 55.05 0.7 5 7 Ytvatten 27100 2.71 1 5 8 Väg, ÅDT 19 000 52700 5.27 0.85 19 9 Vägdike vid motorväg 7200 0.72 0.2 19 10 Gräsyta 12400 1.24 0.1 5 Summa 1491800 149.18 0.495 Tabell 1. Uppdelning för markanvändning med tillhörande ytor samt avrinningskoefficient inom utredningsområdet. För placering av olika område på kartan se Bilaga nr 1 samt 2. Faktor De uppmätta ytorna var till grund för vidare uträkning av föroreningshalter i dagvatten utan att någon hänsyn tas till den planerade reningsanläggningen. I rapporten redovisas föroreningshalt (μg/l eller mg/l) och föroreningsbelastning (kg/år) utan rening av dagvatten i den tänkta dammen samt en redovisning över hur detta ser ut med den föreslagna storleken på dammen. Efter konsultation med Norrköpings vatten och avfall ändrades markanvändning för industri från industri mer förorenat med faktor 7.0 till industri med faktor 5.0. Dessutom ändrades ÅDT för Stockholmsvägen från 25 000 till 19 000. Källa till denna ändring är Trafikverkets vägtrafikflödeskarta. 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 avses totalhalter. 3.1 MODELLERINGSPROGRAMMET I STORMTAC Översiktlig beräkning av föroreningshalter och föroreningsmängder i dagvattnet har genomförts med dagvatten- och recipientmodellen StormTac, version 17.3.3. Som indata till modellen används nederbörd, 636 mm/år, och kartlagd markanvändning i områdena. Det är endast årsvolymen av nederbörden som är avgörande för hur stor mängd förorening som genereras under ett år därför vid belastningsberäkningar (mängd förorening, kg/år) används årsmedelhalten och den ackumulerade årliga nederbörden. Beräknade årsmedelhalter jämfördes med Riktvärdesgruppens (2009) förslag till riktvärden för dagvattenutsläpp som även finns som riktvärdena i Norrköpings dagvattenpolicy. Norrköpings vatten och avfall har utfört egna beräkningar av dagvattenflöden och födröjningsvolym i Mike-modell. Därför kommer inga ytterligare beräkningar avseende flödena utföras i denna utredning. Enligt dokumentet Behov av att avsätta ytor i detaljplanen för 5(11)

Ledaren i Ingelstad utfört av Norrköpings Vatten och Avfall AB rekommenderas dimensionering av dammen till 3000m 3 alternativt 5000m 3. De ovan nämnda värde användes för att dimensionera reglervolymen i de tänkta dammarna. I Tabell 2 visas föroreningshalterna inom avrinningsområdet utan rening i (ug/l) Tabell 2. Föroreningshalter inom avrinningsområdet i jämförelse med riktvärdena. Tabell 3. Föroreningsmängder inom avrinningsområdet i (kg/ha/år). Tabell 4. Föroreningsmängder inom avrinningsområdet i kg/år. 4 DIMENSIONERING AV DAMM Efter att reningsbehovet beräknades kan jämförelse mellan beräknade halter ut från dammen jämföras mot de önskade halterna. I modelleringen tas hänsyn till den önskade reningseffekten samt den tillgängliga platsen. Anpassning av dammen kan ske mot olika parametrar och de parametrarna påverkar reningseffekten. De ingångs data som främst påverkar storleken på en damm i Stormtac modellen är konstanten K Aφ(=A p/a red). Om inga speciella reningskrav föreligger utgår man från standardvärdet K Aφ=150 (m 2 /ha red) för en våt damm. Den andra parametern är ett permanent vattendjup. Första beräkningar som utfördes baserade på förhöjd ÅDT för vägen samt industri. Detta resulterade i för stora föroreningshalterna i dagvatten vilket ledde till stora ytor som behövs för att rena dagvatten från utredningsområdet. Sammanställning av de först utförda beräkningarna redovisas i tabell 5. Alternativ K Aφ (m2/hared) h`permanent vattendjup regleryta (m2) Permanent vattenvolym (m 3 ) vattenvolym (m 3 ) 1 150 1.2 12000 1100 18000 2 170 1.2 13000 12000 20000 3 170 1.5 13000 15000 22000 4 250 1.5 18000 18000 26000 5 400 1.2 29000 30000 38000 Tabell 5. Sammanställning av de först utförda beräkningarna. Efter minskning av föroreningsfaktor för två betydande markanvändningar : såsom väg och industri utfördes beräkningar på nytt. Utgångspunkten till dessa beräkningar var tillgängligt yta som kan användas för placering av dammar. Ytor som kan användas för placering av dammar utpekades av Beställaren. 6(11)

Placering av dammar redovisas i Bilaga 3. I de beräkningar som utfördes gjordes antaganden att denna erforderliga utjämningsvolym är lika med ca 1000m 3 för damm nr 1 och 3000m 3 för damm nr 2. Sammanställning av ytor samt volymer på de två sammanhängande dammar redovisas i tabell 6. Dam m K Aφ (m2/hared ) h- permanen t vattendju p regleryt a (m2) Permanent vattenyta(m 2 ) vattenvoly m (m 3 ) vattendju p (m) Reglervoly m (m3) 1 25 0.8 1900 1600 2000 1,39 1000 2 60 0.6 5800 3700 13000 1,35 3000 Tabell 6. Resultat för 2 stycken dammar i serie. Nedan visas en principskiss för utformning av damm 1: Figur 1: Principskiss för utformning av damm nr 1. Nedan visas en principskiss för utformning av damm 2: Figur 2: Principskiss för utformning av damm nr 2. 7(11)

4.1 RENINGSEFFEKTER FÖR DAMMAR Efter placeringen av dammar samt beräkning av tillgängliga ytor beräknas reningseffekter. Den totala reningseffekten för två anläggningar i serie beräknas enligt följande ekvation (New jersey Stormwater Best Managment Practices Manual, 2004). RE= RE1 + RE2 - (RE1*RE2*0.01). RE Den totala reningseffekten (%) för två anläggningar i serie. 1. Anläggning nr 1; den första anläggningen i serien. 2. Anläggning nr 2; den andra anläggningen i serien. Denna formel visar att reningseffekten efter två anläggningar i serie med en viss area eller volym beräknas bli högre än motsvarande effekt för en enskild anläggning med samma area eller volym. Detta kan förklaras av ökad hydraulisk effektivitet med effektivare sedimentering i första anläggningen, strypning av utflödet från denna och lugnare förhållanden i den efterföljande anläggningen med ökad sedimeneteringseffekt av mindre partiklar och därpå bundna föroreningar. I Tabell 7 visas reningseffekter efter två dammar för varje beräknad ämne. Tabell 7. Reningseffekter efter två dammar i Ingelstad. Sedan jämförs beräknade värde för de valda ämnena mot riktvärdena. I tabell 8 visas en sådan jämförelse. Dessa föroreningshalter är beräknade efter rening i två dammar (anläggingar) i serie. Tabell 8. Föroreningshalter efter rening i två dammar i serie i ug/l. I tabell 9 visas föroreningsmängder efter rening i två anläggningar. Dessa värden kan användas för att bedöma påverkan på recipienten. 8(11)

Tabell 9. Föroreningsmängder efter rening i två dammar i serie i kg/år. För jämförelse utfördes också en beräkning för att bedöma storlek på en endast en damm ( om man skulle föredra en damm istället av två stycken dammar) som skulle minska föroreningshalterna i dagvatten till riktvärdena. Om man skulle välja en anläggning istället av två skulle storleken på dammen vara större än på de två stycken anläggningar i serie som man valde att gå vidare med. Nedan visas en principskiss för en enskild damm samt sammanställning över dammens storlek. Dam m K Aφ (m2/hared ) h- permanen t vattendju p regleryt a (m2) Permanent vattenyta(m 2 ) vattenvoly m (m 3 ) vattendju p (m) Reglervoly m (m3) 1 160 0.8 11000 9900 15000 1,19 4000 Tabell 10. Sammanställning av beräknade ytor samt volymer för en damm. Figur 3. Principskiss över en enskild damm. Föroreningshalter efter rening i endast en damm visas i Tabell 11. 9(11)

Tabell 11. Föroreningshalter för endast en damm, ug(l. 5 DISKUSSION SAMT REKOMENDATIONER Enligt de ovan genomföra beräkningar samt reningseffekter för olika alternativ konstateras att föroreningshalterna inom avrinningsområdet är mycket stora och det krävs en stor anläggning för att dagvattenhalterna i dagvatten skulle minskas till önskad nivå. Att använda två stycken anläggningar (våta dammar) är mycket mer effektivt ur reningsperspektiv. Två anläggningar i serie kräver mycket mindre yta än endast en anläggning. Efter att dammarna inritades i kartan kontrollerades om anläggningar kan avleda vatten vidare till befintligt diket. För att damm nr 1 skulle kunna avleda dagvatten till diket krävs det att en sträcka på ca 85 m av den befintligt dike måste rensas samt fördjupas. Fördjupning av dike är en åtgärd som ingår i vattenverksamhet och är tillståndspliktigt. Däremot för att avleda vatten från damm nr 2 måste man antingen pumpa vatten till befintligt dike eller fördjupa den. För att se den slutliga bedömningen över hur vatten kan avleda från damm nr 2 måste dike längs hela vägen mot utloppet dimensioners samt de planerade höjderna inom detaljplanområdet måste studeras. De beräkningar som utfördes var endast för dagvatten men det rekommenderas även att utföra föroreningsberäkningar i samband med påverkan på recipienten. För dessa beräkningar behövs lite mer information angående recipienten såsom vattenyta, vattenvolym samt riktvärdena och tillåtna utloppsmängder på föroreningar till recipienten för att få så noggrant resultat som möjligt. 6 BILAGOR 1. Bilaga 1 Kartering av området del 1. Ritning R-51-01. 2. Bilaga 2 kartering av området del 2. Ritning R-51-02 3. Bilaga 3 Planritning över de planerade dammarna. Ritning R-51-03. 10(11)

7 REFERENSLISTA 1. Beskrivning av markanvändningar i StormTac 2017-08-16. http://app.stormtac.com/guides.php 2. Metodbeskrivning avseende föroreningsberäknig 2017-08-19 http://app.stormtac.com/guides.php 3. Guide dimensionering av damm och våtmark 2017-08-19 http://app.stormtac.com/guides.php 4. Guide Anläggningar i serie 2017-08-16 http://app.stormtac.com/guides.php 5. Trafikverkets kartportalen, Vägtrafikflödeskartan http://vtf.trafikverket.se/setrafikinformation# 6. Riktlinjer för dagvattenhantering i Norrköping, 2009-05-26 7. New jersey Stormwater Best Managment Practices Manual, 2004 11(11)