Dagvattnets schablonhalter. Ny litteratur. - Rapport Alm, Banach och Larm (2010) - Konferens 2010-11-30, Stockholm - Prioriterade och övriga ämnen - Lösta fraktioner - Schablonhalter (data, beskrivning) - Rapport Larm och Pirard (2010) - Förslag på ämnen att studera, provta - Lista på föroreningskällor, effekter - Minsta möjliga utloppshalter - Vägdagvattenhalter, tidstrender, osäkerheter 1
Schablonvärden för dagvatten (halter och avrinningskoefficienter) Schablonhalterna är framtagna från långa serier med flödesproportionell provtagning. De används för beräkning av årliga medelhalter och årlig medelbelastning av föroreningar, värden (standard/min/max) anpassas efter trafikintensitet, bebyggelsetäthet, material m.m. De uppdateras kontinuerligt med nya ämnen (Vattendirektivet) och markanvändningar. Dagvatten, StormTac v. 2011-05 Standardvärden Markanvändning Avr. Koeff. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS olja PAH BaP Urban - mg/l mg/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l mg/l mg/l g/l g/l Vägar (15 000 fordon/dygn) 0.85 0.18 2.4 17 47 231 0.38 42 10 0.080 98 0.83 0.72 0.025 Vägar (30 000 fordon/dygn) 0.85 0.24 2.4 30 72 432 0.48 51 16 0.080 133 0.89 1.3 0.040 Parkeringar 0.85 0.10 1.1 30 40 140 0.45 15 4.0 0.050 140 0.80 1.7 0.060 Villor 0.25 0.20 1.4 10 20 80 0.50 4.0 6.0 0.015 45 0.40 0.60 0.050 Radhus 0.32 0.25 1.5 12 25 85 0.60 6.0 7.0 0.020 45 0.60 0.60 0.050 Flerfamiljshus 0.45 0.30 1.6 15 30 100 0.70 12 9.0 0.025 70 0.70 0.60 0.050 Fritidshus 0.20 0.20 3.3 5.0 20 80 0.50 2.0 5.0 0.015 50 0.10 0.30 0.030 Koloniområden 0.20 0.20 5.0 5.0 15 50 0.20 2.0 1.0 0.012 38 0.10 0 0 Centrum 0.70 0.28 1.9 20 22 140 1.0 5.0 8.5 0.050 100 1.50 0.60 0.10 Industrier 0.50 0.30 1.8 30 45 270 1.50 14 16 0.070 100 2.50 1.0 0.15 Park 0.18 0.12 1.2 6.0 15 25 0.30 3.0 2.0 0.020 49 0.20 0 0 Atmosfärisk deposition - 0.032 1.8 1.4 2.3 8.5 0.090 0.42 0.60 0.017 0 0 0.070 0.0035 Rural Skogar 0.050 0.035 0.75 6.0 6.5 15 0.20 0.50 0.50 0.0050 34 0.10 0 0 Jordbruksmarker 0.26 0.22 5.3 9.0 14 20 0.10 1.0 0.50 0.0050 100 0.15 0 0 Gräs- och ängsmarker 0.075 0.20 1.0 6.0 15 30 0.30 2.0 0.50 0.0050 45 0.20 0 0 Våtmarker 0.20 0.050 0.90 6.0 7.5 13 0.15 0.15 0.50 0.0050 16 0.10 0 0 Värden för fler ämnen, min- och max- samt fler markanvändningar: www.stormtac.com
Trafikintensitet (fordon/dygn) - föroreningshalt Cd Cu Larm och Pirard (2010) StormTac v. 2011-05
StormTac Modellverktyg för åtgärdsplanering och dimensionering m.h.t. riktlinjer för rening och Vattendirektivet - transport av flöden (1,5) och föroreningar (2) recipientpåverkan (3) design av åtgärder för rening (4) och flödesutjämning (5) 2. Föroreningstransport Start 1. Avrinning Nyheter : - Klimatfaktorer - Nederbördsdata enl. P104 och Dahlström (2010) - Inkl alla prioriterade och många övriga ämnen (nov 2011) 5. Utjämning, flödestransport 4. Dagvattenrening Stopp 3. Recipient Stopp www.stormtac.com -Erfordrar lite indata (areor/markanvändning, sjöns area och volym), men mer data kan utnyttjas (schablonhalter, uppmätta halter, regndata m.m.) -Enkel användning (Excel) m.h.t. Indata -Både snabba överslagsmässiga och mer detaljerade beräkningar. -Beaktar tidstrender, innehåller databaser, uppdateras kontinuerligt.
Riktlinjer för rening av dagvatten avseende halt och mängd Riktvärde dagvatten Riktvärde recipient (utspädning, rimlighet). Här gör rening mest effekt! Urbant område 1 Indikation reningsbehov här! Riktvärden dagvatten som halter (C) ger bara indikation på reningsbehov, mängden (L) föroreningar ger effekten i recipienten. Acceptabel belastning och reningsbehov i mängder kan beräknas i StormTac, för användning i kommunernas åtgärdsprogram enligt Vattendirektivet! C=43 g/l Skogsmark C=150 g/l Ccr=160 g/l L=100 kg/år C=50 g/l Ccr=25 g/l Sjö Urbant område 2 C=170 g/l Ccr=160 g/l L=10 kg/år Jordbruksmark 5
Riktvärdesgruppens dagvattenriktvärden (2009) - Avser årsmedelhalter - Framtagna utifrån schablonhalter, bedömda maximala reningseffekter, andra riktvärden, halter i grundvatten och atmosfärisk deposition. Mycket känslig Mindre känslig Verksamhetsutövare Område 2 2 Område 3 VU Område 2 2 3 VU -3 nivåer -2 recipienttyper 1 1 (a) Sjö (b) Hav Obs! - Då plats- och recipientspecifika riktvärden finns är de alltid att föredra. - För speciella verksamheter kan det finnas behov av särskilda riktvärden. - De föreslagna riktvärdena avser enbart dagvatten (inklusive eventuellt inläckande basflöde) enligt definition i denna rapport. - De föreslagna värdena är enbart ett första förslag till vägledande riktvärden och är inte rättsligt bindande. - Rapporten är framtagen i nätverkets regi och är inte antagen av riktvärdesgruppens respektive organisationer. 6
Rimliga riktvärden för dagvattenutsläpp? Tabell. Beräknade halter i utsläpp från olika områdestyper. Dagvatten + basflöde (torrvädersavrinning, inläckande grundvatten och dräneringsvatten). StormTac. Markanvändning P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg 1 SS Olja BaP 1 mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l mg/l µg/l Parkmark 0.084 1.1 3.8 10 18 0.18 1.9 1.6 0.015 33 0.13 0 Villaområde 0.15 1.3 7.0 15 62 0.35 2.9 5.1 0.012 34 0.29 0.036 Radhusområde 0.20 1.4 9.1 20 70 0.45 4.6 6.1 0.017 36 0.46 0.039 Flerfamiljshusområde 0.26 1.6 12 26 87 0.58 10 8.2 0.022 60 0.59 0.042 Centrumområde 0.26 1.8 18 20 130 0.90 4.6 8.1 0.047 92 1.4 0.091 Industriområde 1 0.27 1.8 26 41 246 1.3 12 15 0.064 90 2.2 0.13 Parkering 0.095 1.1 28 38 133 0.42 14 3.9 0.048 132 0.75 0.056 Väg (5 000 ÅDT) 0.13 2.4 7.1 29 96 0.29 27 5.9 0.076 72 0.75 0.014 Väg (15 000 ÅDT) 0.17 2.4 15 44 220 0.35 39 9.6 0.076 93 0.78 0.023 Väg (30 000 ÅDT) 0.23 2.4 28 68 405 0.45 47 15 0.076 125 0.84 0.037 1 Osäkra värden Låga halter (< 1M) Måttliga halter (1M 3VU) Höga halter (>3VU) 7
Allmänt om riktlinjer för rening av dagvatten och riktvärden för ytvatten Gränsvärden för ytvatten skall användas i ytvatten, riktvärden för dagvatten skall användas för dagvatten. Allt avrinnande vatten har i stort sett högre halt än halten i exempelvis en sjö, i sjön sker utspädning. Att kräva att uppnå så låga halter i dagvattnet som riktvärdena i ytvattnet avser skulle samtidigt innebära att kräva rena avrinnande vatten från skogsmark, gles villabebyggelse mm, vilket är mycket svårt, ofta orimligt och inte kostnadseffektivt. P N Pb Cu Zn Cd Cr Ni Hg SS oil BaP g/l mg/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l mg/l mg/l g/l Stormwater standard concentrations, less polluted land uses Detached houses Part 200 1.4 10 20 80 0.5 4 6 0.10 45 0.4 0.05 Parks area 120 1.2 6 15 25 0.3 3 2 0.02 49 0.2 0 Forests 35 0.75 6 6.5 15 0.2 0.5 0.5 0.015 34 0.1 0 Meadows 200 2 6 15 30 0.3 2 0.5 0.015 80 0.2 0 Stormwater criteria Stormwater VU (RTK, 2009), Stockholm 250 3.5 15 40 150 0.5 25 30 0.10 100 1.0 0.10 Stormwater 2M (RTK, 2009), Stockholm 175 2.5 10 30 90 0.5 15 30 0.07 60 0.7 0.07 Stormwater 2S (RTK, 2009), Stockholm 250 3.0 15 40 125 0.5 25 30 0.07 75 0.7 0.07 Stormwater 1M (RTK, 2009), Stockholm 160 2.0 8 18 75 0.4 10 15 0.03 40 0.4 0.03 Stormwater 1S (RTK, 2009), Stockholm 200 2.5 10 30 90 0.5 15 20 0.05 50 0.5 0.05 Receiving water quality criteria EU 2008/105/EG, lakes and watercourses, AA-MKN (yearly average) 7.2 <0.08-0.25 20 0.05 0.05 EPA, Sweden, NFS 2008:1, lakes and watercourses 4 3-8 3 EU 2008/105/EG, seawater, AA-MKN (yearly average) 7.2 0.2 20 0.05 0.05 EPA, Sweden, NFS 2008:1, seawater - 8 3 EU 2008/105/EG,lakes and watercourses, MAC-MKN (max allowable) - <0.45-1.5-0.07 0.10 EU 2008/105/EG, seawater, MAC-MKN (max allowable) - <0.45-1.6-0.07 0.10 Comment: EU s Hg-values in the table are adapted for Swedish conditions, in Sweden the background level of Hg is ten times higher than in central Europe. Eus miljökvalitetsnormer för metaller presenteras som lösta fraktioner (efter filtrering genom filter 0,45 µm), inte totala som avses för dagvattenriktvärden och som oftast analyserats för både dagvatten och ytvatten --> fortsatta data behöver inkludera lösta fraktioner, som även är viktigast avseende recipienteffekter.
Riktlinjer för rening av dagvatten avseende halt och mängd Urbant område 1 C=150 g/l Ccr=160 g/l L=100 kg/år Urbant område 2 C=170 g/l Ccr=160 g/l L=10 kg/år C=43 g/l Skogsmark C=50 g/l Ccr=25 g/l Sjö Jordbruksmark 9
Åtgärdsplaner -Schablonvärden används för kartläggning av föroreningsförekomst och för framtagandet av åtgärdsplaner (beslutsunderlag), t.ex. inom Vattendirektivet. 1. Identifiering av utsläppspunkter och delavrinningsområden (topografi, tekniska ledningssystem). 2. Kvantifiering av area/markanvändning (ha). 3. Beräkning av flöden och föroreningsmängder (kg/år). 4. Inventera och jämför uppmätta eller beräknade halter i recipienterna mot miljökvalitetsnormer (MKN). 5. Beräkning av acceptabel belastning, erforderlig reducerad belastning och utjämningsbehov. 6. Föreslå och översiktligt dimensionera alternativa åtgärder för rening och utjämning. 7. Prioritera åtgärder, presentera i rapport och Dagvattenhanteringsplan för Tyresö kommun 1998 uppdaterad 2011 (ex. fosforbelastning, kg/år) GIS. (Underlag för fortsatt projektering) Larm och Pirard (2011) 10
Befintliga och föreslagna åtgärder (rening och utjämning) Tyresö dagvattenhanteringsplan, uppdaterad 2011 Larm och Pirard (2011)
Prioritering av åtgärder Recipientens läge och typ, Reducerad belastning (kg/år). Anläggningskostnad/årlig avskiljd mängd ( kostnad-nytta ). Kapacitetsproblem, översvämningar, konsekvenser. -Prioriteringen är en hjälp för implementering av åtgärderna. Tyresö dagvattenhanteringsplan, uppdaterad 2011 12
Dammar för både utjämning och rening Nivå koll extremt dim. regn, t.ex. 100-årsregn Reglernivå vid dim. 10-årsregn (t.ex.) Dämt utlopp Proppning (katastrofskydd) Skibord 13
Öppna lösningar för rening 14
Hur förbättra reningseffekten i befintliga våta dammar? Ökad våtmarksyta / översilning efter Plantering/skörd växter strypa utlopp Bypass innan (minskar uppvirvling vid toppflöden) makadamvall Proppning (katastrofskydd) ta bort sediment (ökar volymen) Bypass av renare vatten (t.ex. takvatten-lod) om möjligt. 15
Uppdaterad dimensionering av dammar och våtmarker (StormTac) Högre reningseffekter kan förklaras av högre andel våtmarksytor RE, Zn (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0.eller stora utjämningsvolymer 0 200 400 600 800 Ap/Ared A p permanent vattenyta (m 2 ) Utstickare kan förklaras av t.ex. låga halter Areor reningseffekt Zn Hänsyn till dimensioner (areor och volymer), avrinningsområdet, halt in, växtandel, utjämningsvolym, form (hydraulisk effektivitet), klimat (temperatur), lägsta möjliga halt ut m.m. A red reducerad avrinningsyta (ha), A red = A x avrinningskoefficient m 2 /red ha A p = permanent vattenyta (m 2 ) A red = reducerad avrinningsyta (ha) = area x avrinningskoefficient 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 500 600 Cin (mg/l) Scandinavian wet ponds Other USA Tot Fredhäll underground reten Irish highway wetland Logg. (Tot) Logg. (Scandinavian wet ponds) RE, SS (%) RE, Zn (%) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Halt in reningseffekt SS 0 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 Vp/Vr Volymer reningseffekt Zn RE reningseffektivitet [%] V p permanent volym [m 3 ] V r avrinningsvolym vid ett medelavrinningstillfälle [m 3 ] N 3 föroreningsspecifik regressionskonstant föroreningsspecifik regressionskonstant N 4
Ecosense. Mindre magasin med filter Ecovault Olika filtermaterial - Zeolit -Bark + Billig! + Renar lösta fraktioner - Mer frekvent skötsel Finns i Lantz industriområde, Stockholm, Föreslås i nya Slussen, Stockholm, E4 Sundsvall och Trelleborgs hamn. 17
Dimensionerande utjämningsvolym (1) StormTac, v. 2011-09 Utflöde (l/s/ha), exploatering: Danmark (2010): 1,0 Malmö (2005), Skåne (2010): 1,5 Paris (2007): 10 Malmö, impermeabla ytor (2005): 20 Örebro (2005): 2-årsregn från naturlig yta
Dimensionerande utjämningsvolym (2) StormTac, v. 2011-09
Flödesutjämning Nyexploaterat bostadsområde med ytor för flödesutjämning och rekreation i form av torra dammar - klent strypt utlopp dimensionerat för regnintensiteten 10 l/s/ha, för att kunna behålla befintlig dagvattenledning nedströms. Paris
Torra utjämningsdammar, Växjö Kjell Gustafsson, 2009 21
Linnékanalen, Växjö Före Kjell Gustafsson Efter 22
Lokalt omhändertagande gröna gator (1) Före Efter
Lokalt omhändertagande gröna gator (2) Portland, USA (2010) 24
Lokalt omhändertagande gröna gator (3) Före Efter Portland, USA (2010)
Lokalt omhändertagande Hur långt kan vi gå (ytbehov m.m.)? Svenskt Vatten P105 (2011) Utjämning och rening, parkeringsplats Svenskt Vatten P105 (2011) Utjämning och rening i vägdiken, svackdiken
Internationella riktlinjer för dagvattenrening USA, Australien och Nya Zeeland utgår från kroniska långtidseffekter med reningseffekt (%) av årlig belastning av SS, P och N enligt följande tabell : SS P N Erforderlig reningseffekt (%) (USA) 80 (70-95) 20-65 40 Erforderlig reningseffekt (%) (Australien och Nya Zeeland) 80-85 45-65 45 Storbritannien (Vägverket) utgår från akuttoxiska effekter, med hänsyn till vattnets hårdhet, av löst Cu och Zn vars belastning beräknas utifrån trafikintensitet: 1. Beräkna ny recipienthalt = årlig belastning på recipient efter exploatering dividerad med årligt flöde från recipient efter exploatering (förenklad modell). 2. Om ny recipienthalt > riktvärde för ytvatten, dimensionera reningsanläggning utifrån manualer (det är dock inte säkert att riktvärdena klaras) (Liebman och Jonasson, 2009) 27
Klimateffekter Mer intensiva regn, särskilt för kort varaktighet (t.ex. 5-10 min) och lång återkomsttid (t.ex. 100-årsregn), ger oftare översvämningar och behov av ökade ledningsdimensioner eller studie av alternativa transportvägar, t.ex. att låta vägar översvämmas istället för bostadsområden. Klimatfaktorer börjar mer och mer efterfrågas och användas för dimensionering av transportsystem (kortare varaktighet) och utjämningsanläggningar (längre varaktighet). Konsekvenser av uppdämning och översvämning av olika ytor, och vilka återkomsttider och klimatfaktorer som gäller från fall till fall behöver utredas. Nya nederbördsdata behöver använda. En prognos är mindre nederbörd under sommaren och mer under höst och vinter. Ökad årlig nederbörd. Schablonhalter uppdateras mot tidstrender. Nya ämnen behöver undersökas (Vattendirektivet, lösta fraktioner). Mer mätdata i recipienten behövs, jämförelser mot miljökvalitetsnormer, kvantifiera acceptabel belastning och reningsbehov.
Klimateffekter nederbörd, klimatfaktorer Klimatfaktorer*: 1,05-1,3 (Generellt Sverige) 1,2-1,3 (Västra Götaland) 1,0 (Malmö, Göteborg, Halmstad trend data) * Ref Svenskt Vatten (2010), Rossby center, SMHI (2010) (gäller 2071-2100) StormTac har uppdaterats med klimatfaktorer och baseras på regndata från Dahlström (2010), uppdateras kontinerligt m.h.t. nya trender. StormTac, rekommenderat v. 2011-05 efter anpassning av data. Hypotes 1: ökad faktor med ökad återkomsttid, N (Ref 1) Nuläge f=1.00 (ingen klimatfaktor) Framtid (2071-2100) f=1,05 (N=1) f=1,10 (N=2, f=1,15 (N=5) f=1,2 0 (N=10) f=1,25 (N=50) f=1,30 (N=100) Valfria klimatfaktorer kan väljas. Möjlig framtid revidering: Hypotes 2: högre klimatfaktor vid kortare varaiktighet (dimensionerande flöden) och lägre faktor vid längre varaktighet (utjämning) (Ref 1). Svenskt Vatten (2011) Ref 1: f=1.2, 1.3, 1.4 for N=2, 10, 100. Arnbjerg-Nielsen, (ICUD'08), 2071-2100 Ref 2: f=1.05-1.3 för olika svenska regioner. SMHI (2010), 2071-2100 29