1. No category

2011-04-12
Slutsatser från NOS-projektet.
Fungerar dagvattendammar så
bra som vi tror?
Jonas Andersson & Sophie Owenius
WRS Uppsala AB
Presentation på
Nationell konferens Vatten, Avlopp, Kretslopp
8 april 2011
Projektet ”Uppföljning av dagvattenanläggningar i fem norrortskommuner”
(NOS = NorrOrtskommuner i Samverkan)
Ett samarbete mellan fem av Stockholmsregionens norrortskommuner
(Upplands-Bro, Sigtuna, Upplands Väsby, Sollentuna och Täby)
Med delfinansiering från:
1
2011-04-12
Problembeskrivning
När projektet startade 2006 var läget följande:
• Ett stort antal dagvattendammar, våtmarker och dyl.
byggda i kommunerna men endast ett fåtal följdes upp.
• Där uppföljning pågick, ofta stickprovtagning och ingen
flödesmätning.
• Provtagning och analyser
kostsamma.
• De data som erhölls var
svåra att utvärdera.
• Frågan var: FUNGERAR DAMMARNA
SOM BRA RENINGSANLÄGGNINGAR?
Syften
•
•
•
•
Öka kunskapen om dagvattnets föroreningsmängder.
Öka kunskapen om reningsanläggningars funktion.
Öka kunskapen om metodik för att utvärdera anläggningar.
Ökad erfarenhet av hur dagvattenarbete kan bedrivas
inom- och mellankommunalt.
Metod
•
Flödesproportionell vattenprovtagning i inoch utlopp i fem anläggningar, en per
kommun, under ca två år.
•
Kompletterande undersökningar,
t.ex. sedimentundersökningar.
•
Avstämningsmöten 1-2 gånger
per år i en bred tjänstemannagrupp.
Projekttid
•
Hösten 2006 till hösten 2010.
2
2011-04-12
Projektbudget
Totala projektbudget: ca 3,6 Mkr, varav projektet beviljats
1,5 Mkr från RTK (Miljöanslaget) och 210 000 kr från SVU
Projektbudgeten har disponerats på följande poster:
• Kommunernas investeringar i utrustning och installationer:
>1,7 Mkr (ca 340 000 kr/kommun)
• Kommunernas drift/projektarbete: ca 650 000 kr
(ca 130 000 kr/kommun)
• Analyser ca 500 000 kr
• Projektledning, datasammanställning,
kompletterande undersökningar m.m.
ca 700 000 kr
Projektägare:
•
Upplands Väsby kommun, Teknik
och Service.
WRS bistått med bl.a. projektledning
och datasammanställning
Var ligger
dammarna och
kommunerna?
Steningedalens
årike, Sigtuna
Ladbrodammen
Upplands Väsby
Tibbledammen
Upplands-Bro
Vibydammen
Sollentuna
Myrängsdammen
Täby
3
2011-04-12
Flödesproportionell provtagning
Analyser
Parameter
Uttag av samlingsprov
Uttag/år
Antal
provpunkter
per anläggning
Tot-P
varannan vecka
26
2
PO4-P
varannan vecka
26
2
Tot-N
varannan vecka
26
2
Susp
varannan vecka
26
2
Pb, Zn, Cu, Cr, Ni, Cd
26
2
Alifater (Tot. extraherbara) var fjärde vecka
varannan vecka
13
2
PAH (Summa 16)
13
2
var fjärde vecka
4
2011-04-12
 Ladbrodammen
Sedimentationsdamm,
översilning/kärryta och slutdamm.
Viss utjämningsvolym.
Vatten pumpas in i dammen.
Bräddning före dammen vid höga
flöden.
Myrängsdammen 
Avlång damm med grundare trösklar.
Viss utjämningsvolym.
Bräddning före dammen vid höga
flöden.
Steningedalens årike
Dämning av Märstaå-tunneln. Därefter anlagda dammar och översilningsytor.
Begränsad utjämningsvolym.
Vid normal- och högflöde bräddar vatten till ån före dammarna.
5
2011-04-12
 Tibbledammen
Fram till 1970-talet avloppsdamm.
Därefter använd som dagvattendamm.
Allt vatten från tillrinningsområdet
passerar genom dammen. Viss
utjämningsvolym.
Viby Gårds dammar 
Permanent damm, ”fångstdamm”,
spridardike och översilningsyta.
Allt vatten från tillrinningsområdet
passerar genom anläggningen
(översilning endast i drift vid höga
flöden). Stor utjämningsvolym.
De fem dagvattenanläggningarna
Ladbrodammen
Upplands Väsby
2003
Myrängsdammen
Täby
2003
Steningedalens årike
Sigtuna
2006
Tibbledammen
Upplands-Bro
1973
Viby Gårds dammar
Sollentuna
2002
Total våtyta
Uppmätt inflöde
Uppmätt dygnsmaxflöde
Ytbelastning, medelflöde
(ha)
(m3/dygn)
(m3/dygn)
(mm/dygn)
0,55
780
10 500
142
0,13
280
750
224
0,66
10 000
22 600
1 515
0,60
4 300
50 300
721
0,16
760
8 080
475
Avrinningsområde
Dominerande markanv.
(ha)
201
centrumområden
44
bostäder (villa,
radhus)
7 200
jordbruk, skog,
bebyggelse
140
bostäder (vilor,
radhus), naturmark
0,31
62
0,9%
0,25
11
1,1%
0,25
1 800
0,04%
649
naturmark,
bebyggelse,
centrumomr.
0,17
110
0,54%
Avrinningskoefficient
Reducerad yta
Dammyta/reducerad yta
(ha)
(%)
Ca 1 % av ARO
0,04 %
0,15
21
0,76%
0,5-0,75 %
6
2011-04-12
Suspenderat material
Flödesviktad medelhalt (mg/l)
Suspenderat material
Susphalterna in till Steningedalen är
låga jämfört med övriga
anläggningar.
Ko-tramp ger något högre halter ut.
7
2011-04-12
Fosfor – belastning och avskiljning
Ladbrodammen Myrängsdammen
Upplands Väsby
Täby
2003
2003
Steningedalens årike
Sigtuna
2006
Tibbledammen
Upplands-Bro
1973
Viby Gårds dammar
Sollentuna
2002
Total våtyta
Inflöde
Uppmätt dygnsmaxflöde
Ytbelastning
(ha)
(m3/dygn)
(m3/dygn)
(mm/dygn)
0,55
780
10 500
142
0,13
280
750
224
0,66
10 000
22 600
1 485
0,60
4 300
50 300
721
0,16
760
8 080
475
Avrinningsområde
Avrinningskoefficient
Reducerad yta
Dammyta/reducerad yta
(ha)
(ha)
(%)
201
0,31
62
0,9%
44
0,25
11
1,1%
7 200
0,25
1 800
0,04%
649
0,17
110
0,54%
140
0,15
21
0,76%
(dygn)
11
7
1
2
3
Tot-P
In
Ut
0,17
0,13
0,055
0,038
0,075
0,070
0,15
0,05
0,24
0,09
PO4-P
In
Ut
0,048
0,045
28%
0,013
0,018
23%
0,026
0,018
35%
0,025
0,009
17%
0,11
0,05
45%
90
25
27%
46
14
31%
419
25
6%
399
265
66%
357
219
61%
Teoretisk uppehållstid
Halter (mg/l)
Andel PO4-P i ink. vatten
Mängder (kg/ha/år )
P-belastning
P-avskiljning
P-avskiljning %
mv = 109
mv = 38 %
Fosforavskiljningen är belastningsberoende
300
Dagvattendamm
Tibble
Fosforavskiljning (kg/ha damm och år)
250
Jordbruksvåtmark/damm (rel. lågbelastade)
Viby
(spillvattenpåverkad?)
Spillvattenvåtmark
200
150
100
Myrängsdammen
(Slogstorp)
Steninge
50
Ladbro
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Belastning P (kg/ha damm och år)
8
2011-04-12
Fosforavskiljningen är belastningsberoende
Ej jordbruk, ej Steningedalen
300
Dagvattendamm
Tibble
Fosforavskiljning (kg/ha damm och år)
250
Spillvattenvåtmark
Viby
(spillvattenpåverkad?)
200
R2 = 0,962
150
100
Myrängsdammen
50
Ladbro
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Belastning P (kg/ha damm och år)
Kväve – belastning och avskiljning
Ladbrodammen
Upplands Väsby
2003
Myrängsdammen
Täby
2003
Steningedalens årike
Sigtuna
2006
Tibbledammen
Upplands-Bro
1973
Viby Gårds dammar
Sollentuna
2002
Total våtyta
Inflöde
Uppmätt dygnsmaxflöde
Ytbelastning, medelflöde
(ha)
(m3/dygn)
(m3/dygn)
(mm/dygn)
0,55
780
10 500
142
0,13
280
750
224
0,66
10 000
22 600
1 515
0,60
4 300
50 300
721
0,16
760
8 080
475
Avrinningsområde
Avrinningskoefficient
Reducerad yta
Dammyta/reducerad yta
(ha)
(ha)
(%)
201
0,31
62
0,9%
44
0,25
11
1,1%
7 200
0,25
1 800
0,04%
649
0,17
110
0,54%
140
0,15
21
0,76%
(dygn)
11
7
1
2
3
In
Ut
1,9
1,4
2,3
2,2
1,45
1,30
1,3
0,7
3,5
1,9
mv = 1012
mv = 27
998
267
27%
1 900
88
5%
8 346
882
11%
3 289
1 562
47%
5 105
2 261
44%
Teoretisk uppehållstid
Halter (mg/l)
Tot-N
Mängder (kg/ha/år )
N-belastning
N-avskiljning
N-avskiljning %
9
2011-04-12
Kväveavskiljningen är belastningsberoende
3000
Dagvattendamm
Jordbruksvåtmark/damm (rel. lågbelastade)
2500
Kväveavskiljning (kg/ha damm och år)
Spillvattenvåtmark
Viby (spillvattenpåverkad?)
2000
Tibble
1500
1000
Steninge
500
Ladbro
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
2 000
1 000
0
3 000
Myrängsdammen
0
Belastning N (kg/ha damm och år)
Tungmetaller: Relativ (procentuell)
avskiljning
Ämne Ladbrodammen Myrängsdammen Steningedalen
Cu
54%
32%
12%
Cr
70%
45%
3%
Cd
-6%
46%
-4%
Ni
57%
20%
6%
Pb
74%
53%
2%
Zn
53%
48%
28%
SS
83%
59%
-25%
Fet understruken = högsta relativa reningeffekt
Kursiverad stil = lägsta reningseffekt
Tibbledammen Viby Gårds dammar Medel*
52%
34%
43%
72%
45%
58%
39%
57%
54%
26%
39%
76%
56%
65%
59%
58%
55%
82%
66%
72%
*) Medelvärde utan Steningedalen
10
2011-04-12
Är dagvattendammar kostnadseffektiva?
•
Enligt Naturvårdsverkets analys inom ramen för
Baltic Sea Action Plan (NV rapport 5984) är kostnaden för
avskiljning i dagvattendammar 4600-26 000 kr/kg P eller
1600-4800 kr/kg N.
•
Kostnaden för avskiljning av P och N i kommunala
avloppsreningsverk är enligt samma rapport 180ca 5000 kr/kg P eller 38-102 kr/kg N.
•
En enkel beräkning av kostnaden för avskiljning i
Myrängsdammen, Steningedalen och Tibbledammen har gjorts.
Kapitalkostnaden har skrivits av på 20 år.
•
Myrängsdammen:
Anläggningskostnad 570 000 kr, driftskostnad 20 000 kr/år.
Kostnad per kg P: 33 000 kr, Kostnad per kg N: 5000 kr.
•
Steningedalen:
Anläggningskostnad 3,4 Mkr, driftskostnad 20 000 kr/år.
Kostnad per kg P: 13 700 kr, Kostnad per kg N: 390 kr.
•
Tibbledammen:
Anläggningskostnad 650 000 kr, driftskostnad 20 000 kr/år.
Kostnad per kg P: 360 kr, Kostnad per kg N: 60 kr.
Råd och rekommendationer för dammutformning
•
Led om möjligt in hela flödet till dammen, det ger en högre absolut
avskiljning (Tibble, Viby). By-pass endast om flödesvariationen är extremt
stor.
•
Stor utjämningsvolym och möjlighet att nyttja kompletterande ytor för
överdämning/översilning gynnsamt (Viby).
•
För hög kostnadseffektivitet ska
belastningen vara hög i förhållande
till dammytan. En lägre ytbelastning
ger dock ofta högre procentuell
avskiljning, vilket är väsentligt vid
t.ex. känsliga recipienter.
•
Väl utvecklad vegetation viktigt (inte
minst undervattensväxter). T.ex.
Tibbledammen har en mycket tät
undervattensvegetation.
11
2011-04-12
Slutsatser
•
Dammarna visar tydlig avskiljning av näringsämnen och
föroreningar, i nivå med förväntad avskiljning eller i några fall
bättre.
•
Steningedalen lägre avskiljning än förväntat, men med ”facit i hand”
så ligger den i nivå med jordbruksvåtmarker. Stor avskiljning sker
antagligen i dagvattentunneln.
•
Resultaten för Tibble och Viby indikerar att det är en fördel att leda
in hela flödet till anläggningen, ej by-pass. Det indikerar också
att det är positivt med en stor utjämningsvolym, snarare än stor
permanent volym.
•
Den flödesproportionella provtagningen
har varit framgångsrik, men också
tidskrävande och kostsam.
Sedimentundersökningar
Frågeställningar
-
Alternativ till vattenprovtagning?
-
Metod för att avgöra när det är dags att
avlägsna sediment?
12
2011-04-12
Sedimentfällor
•
Studera nysedimentering
under en begränsad period
•
Bild av sedimentrörelser och
ev. rensningsbehov
•
Jämföra återfunna mängder i
nysediment och inkommande
dagvatten under aktuell period
Sedimentproppar
•
Bestämning av ackumulerad mängd/läge
sedan driftstart
•
Jämföra återfunna
mängder i sediment
och inkommande
dagvatten sedan
driftstart
•
Bedömning av
muddringsmassor
Avskiljning i Myrängsdammen sedan driftstart
Metodjämförelse av återfunna mängder i sedimentproppar vs vattenprovtagning
Anläggning
Vattenprovtagning
Ladbro (2003)
Sedimentprovtagning
Avskiljning (kg)
Återfångs i NOS-fälla (kg)
v/s
Cu
24
13
1,9
Zn
108
45
2,4
Cr
6,9
5,0
1,4
Ni
7,6
2,8
2,7
Pb
5,3
3,9
1,4
Avskiljning (kg)
Återfångst i NOS-fälla (kg)
1,5
1,6
0,95
Zn
36
17
2,1
Cr
0,8
1,4
0,5
Ni
0,3
0,8
0,35
Pb
0,6
0,7
0,85
Myrängen (2004)
Cu
13
2011-04-12
Empirisk beräkning av förväntad medelhalt i inkommande dagvatten:
Ladbro
Myrängen
Steninge
Viby
Tibble
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cr
Cu
Ni
Pb
Zn
Cs (mg/kg TS)
Cv (µg/l)
Halt in enl. v.provt. (µg/l)
kvot
56
151
30
44
522
52
58
27
26
650
50
43
36
19
178
57
82
32
33
332
41
125
24
32
600
6
19
3
5
85
6
7
3
3
114
6
5
4
2
23
7
10
4
4
48
5
15
3
4
102
5
21
4
4
96
3
8
2
2
115
1
5
5
1
11
3
10
3
2
31
6
17
5
6
99
1,4
0,9
0,8
1,2
0,9
2,2
0,9
1,3
0,6
1,0
7,2
1,0
0,8
3,5
2,0
2,6
1,0
1,3
1,7
1,5
0,8
0,9
0,6
0,6
1,0
Erfarenheter från sedimentundersökningar:
• Sedimenttjockleken var störst i anslutning till
dagvattendammarnas inlopp och minskar med
flödesriktningen.
• Skillnader mellan ”netto- och bruttosediment” på
sedimentfällorna indikerar interna sedimentrörelser med
eventuell risk för vidare transport av sediment nedströms
vid höga flöden. Tid för rensning i inloppen!
• ”Kritiska” tungmetaller i sedimenten är Zink och Koppar
• Sedimentprovtagning är ett bra alternativ till
vattenprovtagning för utvärdering och uppföljning.
14