Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1

Dagvattenutredning
OKQ8
Dagvattenutredning detaljplan
Kungsbro 1:1
Stockholm 2015-01-26
Dagvattenutredning detaljplan
Kungsbro 1:1
Dagvattenutredning
Datum
Uppdragsnummer
Utgåva/Status
Cecilia Sköld
Uppdragsledare
2015-01-26
1320011273
Version 1
Sara Jansson
Handläggare
Ramböll Sverige AB
Box 17009, Krukmakargatan 21
104 62 Stockholm
Telefon 010-615 60 00
Fax 010-615 20 00
www.ramboll.se
Unr 1320011273 Organisationsnummer 556133-0506
Ingemar Uhlin
Granskare
Innehållsförteckning
1.
Uppdragsbeskrivning ................................................................................... 1
2.
Förutsättningar ........................................................................................... 2
2.1
Dagvattenpolicy .............................................................................................. 2
2.2
Miljökvalitetsnormer för vatten .......................................................................... 2
2.3
Förslag till riktvärden för dagvatten .................................................................... 2
3.
Nulägesbeskrivning ..................................................................................... 3
4.
Detaljplanens utformning ............................................................................ 3
5.
Beräkningar ................................................................................................ 4
5.1
Flödesberäkningar ........................................................................................... 4
5.2
Flöden med nuvarande markanvändning ............................................................. 4
5.3
Flöden efter exploatering .................................................................................. 6
5.4
Föroreningsberäkningar .................................................................................... 7
5.4.1
Föroreningar efter exploatering .......................................................................... 7
6.
Förslag till dagvattenhantering .................................................................... 8
6.1
Oljeavskiljning ................................................................................................ 8
6.2
Fördröjning .................................................................................................... 8
6.3
Föroreningsreduktion ....................................................................................... 9
7.
Diskussion och slutsats...............................................................................10
8.
Referenser ................................................................................................. 12
Bilagor
o:\sto2\sva\2014\1320011273\3_teknik\w\dokument\beskrivningar\dagvattenutredning kungsbro 2015-01-27.docx
Bilaga I - Förslag på dagvattenlösningar
Bilaga II – Exempel på magasinsberäkning
i
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
(PM/Rapport)
1.
Uppdragsbeskrivning
Nykvarn kommun arbetar idag med att ta fram en detaljplan för att möjliggöra en
bensinstation med tillhörande fordonsservice samt en vägrestaurang inom
fastigheten Kungsbro 1:1 (Figur 1). Ramböll har i och med detta fått i uppdrag av
OKQ8 att utreda dagvattenhanteringen för detaljplanen. Dagvattenutredningen
omfattar:
kartläggning och beräkning av dagvattenflödena från området, i dagsläget
och efter utbyggnad enligt planförslag.
beräkningar av föroreningsbelastning till följd av exploateringen
förslag på en, efter de planerade verksamheterna, anpassad
dagvattenhantering inom området.
Figur 1. Planområdets lokalisering illustreras med en svart ring på kartan. Källa: Nykvarns
kommun.
1 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
2.
Förutsättningar
2.1
Dagvattenpolicy
2.2
Miljökvalitetsnormer för vatten
Nykvarn kommun har ingen fastställd dagvattenpolicy men förespråkar vid ny
detaljplanering att;
Dagvattnet skall där det är möjligt behandlas och omhändertas lokalt
(LOD) genom rening, fördröjning och infiltration.
Dagvatten leds till lämplig avsatt mark om ovanstående åtgärder inte är
möjliga inom aktuell plan.
Den princip som gäller inom Nykvarns kommun är att fastigheter vid
nyexploatering inte bör släppa ifrån sig mer dagvatten än innan exploatering
(Nykvarns kommun, 2012).
Sedan år 2000 finns ett gemensamt vattendirektiv för hela EU, kallat
Ramdirektivet för vatten, ett nationsöverskridande samarbete som skall försäkra
en god vattenkvalitet, nu och i framtiden. Vattendirektivet infördes i svensk
lagstiftning år 2004. Vattenförekomsternas nuvarande ekologiska och
vattenkemiska status bedöms utefter en femgradig skala, från hög till låg. Målet
är att den ekologiska och den kemiska statusen i sjöar och vattendrag skall uppnå
miljökvalitetsnormen god år 2015 eller senast till år 2027.
Planområdet har sitt utlopp i Turingeån (vattenförekomst EU_CD: SE656366159368) som rinner vidare mot sjön Turingen (vattenförekomst EU_CD:
SE656875-159257). Turingeåns ekologiska status är enligt arbetsmaterialet i VISS
(Vatteninformationssystem Sverige) måttlig och dess kemiska status uppnår ej
god. Miljökvalitetsnormen säger att Turingeån skall uppnå god ekologisk status till
år 2015 (Länsstyrelsen, 2014).
2.3
Förslag till riktvärden för dagvatten
För dagvatten finns det inga nationellt fastslagna riktvärden. I Stockholms län togs
förslag till riktvärden fram under februari 2009. Vilket riktvärde som skall
användas är bland annat beroende av var i ett avrinningsområde utsläppet sker
och storleken på recipienten. Riktvärdessystemet är indelat i nivåer från 1-3 där
nivå 1 gäller direktutsläpp till recipient vilket är aktuellt för detta projekt.
Beroende på recipientens storlek finns en uppdelning där kraven är hårdare för
nivå M som innefattar mindre sjöar, vattendrag och havsvikar jämfört med nivå S
som innefattar större sjöar och hav.
2 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
3.
Nulägesbeskrivning
Detaljplaneområdet är lokaliserat cirka två kilometer från Nykvarn centrum och en
kilometer från samhället Turingen. Området ligger i anslutning till E20, väg 509
och gamla Strängnäsvägen, väg 576. Kommunen är inte markägare och området
ingår således ej i kommunens verksamhetsområde för vatten och avlopp. Det
undersökta området omfattar i huvudsak två ytor om totalt ca 13 000 m2 och
utgörs i dagsläget till största del av öppna gräsytor med inslag av träd. I den
södra delen finns större ytor med hällmark. Marken i området består av glacial
lera och berg (SGU, 2014) vilket medför att området inte är lämpligt för
infiltration av större mängder dagvatten. Det finns inga geotekniska
undersökningar utförda i området och ingen information kring grundvattennivåer.
4.
Detaljplanens utformning
Bensinstationen, med tillhörande parkeringsplatser, kommer att placeras i den
västra delen av detaljplanen. I den östra delen planeras byggnationen av en
restaurang och parkeringsplatser för personbilar samt bussar och långtradare.
Byggnationen kommer innebära att i princip hela detaljplaneområdet blir hårdgjort
(Figur 2).
Figur 2. Förslag på utformning av detaljplan (Arkoo Arkitekter).
3 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
5.
Beräkningar
5.1
Flödesberäkningar
Flödesberäkningar har utförts med rationella metoden för att uppskatta
dagvattenavrinningen från området. Den matematiska formel som beskriver den
rationella metoden ges av Ekvation 1 nedan (Svenskt Vatten P90, 2004).
_ dim =
(
(1)
Är det dimensionerande flödet (l/s). är avrinningsområdets area (ha), är
avrinningskoefficienten (-) och ( ) är den dimensionerande regnintensiteten (l/s,
ha), beräknad med Dahlström 2010 (Svenskt Vatten P104, 2011). står för
regnets varaktighet vilken i rationella metoden likställs med områdets
tillrinningstid (tillpunkten för beräknat flöde), och är klimatfaktorn (-) som
används för att kompensera för framtida klimatförändringar.
5.2
Flöden med nuvarande markanvändning
Dagvatten från området norr om detaljplaneområdet ansamlas idag i ett dike.
Diket rinner genom en vägtrumma under Gamla Strängnäsvägen och genom
detaljplaneområdet. Diket avleds till en kupolbrunn och vidare i en vägtrumma
under avfartsrampen från E20. Med dagens nivåer inom området avrinner hela
detaljplaneområdet mot kupolbrunnen, även om mycket regnvatten idag tas upp
av vegetationen. Trumman mynnar i en grönremsa mellan avfartsrampen och E20
och avleds via dike mot ytterligare dagvattenledning. Den fortsatta avledningen är
osäker, men Trafikverkets avvattningssystem av området avleds mot Turingeån.
(Figur 3 och Figur 4).
Figur 3. Avrinningsvägar i anslutning till detaljplanområdet. Utloppet i Trafikverkets trumma
symboliseras med ett kryss.
4 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
Figur 4. Dagvattnet från detaljplaneområdet avrinner mot Turingeån och vidare mot
Turingen.
Den totala reducerade ytan för det undersökta området innan exploatering har
beräknats till 0,13 ha. Avrinningen norr om detaljplaneområdet medtags ej i
beräkningarna då detta flöde, utifrån bedömning från platsbesök, inte rinner in på
området (se figur 3). För noggrannare analys behövs dock exakt lokalisering och
inmätning på kupolbrunnen. Flödesberäkningarna har utförts på 10- och 2-årsregn
med varaktighet 15 min utan klimatfaktor. Med en regnintensitet på 193 l/s
respektive 107 l/s, ha blir det totala flödet som avrinner på ytan från hela området
ca 25 l/s för ett 10-årsregn och 14 l/s för ett 2-årsregn (Tabell 1).
Tabell 1. Beräknad reducerad yta och flöde för planområdet innan exploatering.
Regnintensiteten som använts är 193 l/s, ha vilket motsvarar ett 10-årsregn med
varaktighet 15 min utan klimatfaktor.
Markanvändning
Yta
Avrinningskoefficient
Reducerad
10-års
2-års
[ha]
[-]
yta [ha]
flöde
flöde
[l/s]
[l/s]
Bensinstation
Naturmark
0,66
0,1
0,06
12,8
7,1
Naturmark
0,64
0,1
0,06
12,3
6,8
Summa
1,3
0,13
25,1
13,9
Restaurang
5 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
5.3
Flöden efter exploatering
Markanvändningen i området efter utbyggnad illustreras i Figur 4.
Figur 4. Markanvändning efter exploatering. Orangea områden representerar byggnader,
gråa områden asfalterade ytor och gröna områden naturmark (Arkoo Arkitekter).
Den totala reducerade ytan för det undersökta området efter exploatering har
beräknats till ca 0,8 ha (Tabell 3). Flödesberäkningarna har utförts på 10- och 2årsregn med varaktighet 10 min. Klimatfaktorn har ansatts till 1,2 vilket innebär
att regnintensiteten ökar med 20 %. Det totala flödet ut från området efter
exploatering utan fördröjning har beräknats till ca 235 l/s för ett 10-årsregn
respektive 133 l/s för ett 2-årsregn (Tabell 2).
Tabell 2. Beräknad reducerad yta och flöde för olika ytor inom området efter exploatering.
Regnintensiteten som används är 283 respektive 159 l/s, ha
Markanvändning
Yta
Avrinningskoefficient
Reducerad yta
10-års
2-års
[ha]
[-]
[ha]
flöde
flöde
[l/s]
[l/s]
0,09
25
14
Bensinstation
Byggnader
0,1
0,9
Asfalterad yta
0,39
0,8
0,31
87
49
Naturmark
0,18
0,1
0,02
5
3
Summa
0,66
0,41
117
66
Restaurang
Byggnader
0,05
0,9
0,05
12
8
Asfalterad yta
0,45
0,8
0,36
87
57
Naturmark
0,13
0,1
0,01
5
2
Summa
0,63
0,42
118
67
1,3
0,83
235
133
Hela området
6 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
5.4
Föroreningsberäkningar
5.4.1
Föroreningar efter exploatering
Den framtida exploateringen innebär att i princip all naturmark ersätts av
hårdgjord yta. Dagvatten från byggnader innehåller endast atmosfäriska
föroreningar, förutsatt att materialer som använts på tak och fasader ej genererar
föroreningar. Markanvändningen för bensinstationen har ansatts att motsvara en
Gas Station med en avrinningskoefficient på 0,8. För restaurangområdet har
schablonhaltskategorin Parking med en koefficient på 0,85 använts. I tabell 5
visas de i StormTac beräknade halterna av näringsämnen och föroreningar efter
exploatering. Som jämförelse har RTK:s riktvärden för mindre sjöar (Nivå 1M)
använts, se kapitel 2.3.
Beräkningarna av föroreningar och närsalter har gjorts i programmet StormTac,
version 2013-03. De ämnen som beräknats är näringsämnena kväve och fosfor,
tungmetaller (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr, Ni, Hg), partiklar (SS) och olja. En årlig
nederbörd på 636 mm har använts vilket motsvarar en genomsnittlig
årsnederbörd i Stockholmsområdet. Modellen omfattar dagvatten och basflöde
(inläckande grundvatten) till recipienten och ger en årsmedelkoncentration på
dagvattnets föroreningsmängd samt årlig massbalans. I modellen används
schablonkoncentrationer på respektive föroreningsparameter för olika
markanvändningar. Schablonvärdena baseras på flödesproportionella
provtagningar som gjort i Sverige på dagvatten.
Tabell 4. Resultat av föroreningsberäkningar i StormTac
Ämne
P
N
Pb
Cu
Zn
Cd
Cr
Ni
Hg
SS
Oil
BaP
Enhet
mg/l
mg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
µg/l
mg/l
mg/l
µg/l
Koncentration
Koncentration
Bensinstation
Restaurang
0,09
1,09
46
28
104
1,85
2,79
3,85
0,05
56
0,93
0,05
0,09
1,09
28
38
133
0,42
14,06
3,86
0,05
132
0,75
0,06
1M riktvärde
0,16
2
8
18
75
0,4
10
15
0,03
40
0,4
0,03
Enligt beräkningar överskrider bly, koppar, zink, partiklar och olja förslaget till
riktvärden för nivå 1M.
7 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
6.
Förslag till dagvattenhantering
Dagvatten som rinner från parkeringsytor och takytor bör fördröjas i
utjämningsmagasin (stenkistor) för att flödet ut ur detaljplaneområdet ej skall
öka. En schematisk bild på förslag på dagvattenhanteringen redovisas i Bilaga I.
Enligt gällande regleringar för dagvattenhantering för bensinstationer skall
dagvattnet passera genom oljeavskiljare innan det fördröjs i magasin. Genom att
anlägga ett självfallssystem inom området med dagvattenbrunnar kan dagvattnet
från området avledas till oljeavskiljare för att sedan ledas vidare mot
fördröjningsmagasin. I det tänkta diket nedströms de hårdgjorda ytorna kommer
ytterligare fördröjning och rening att ske innan dagvatten alternativt släpps vidare
mot Trafikverkets ledningssystem.
6.1
Oljeavskiljning
Bensinstationer har stränga krav på oljeavskiljning. Enligt SPI:s publikation
Bensinstationer skall oljeavskiljare (med tillhörande slamavskiljare enligt
standard) finnas och vara försedd med en oljevarnare i form av nivålarm.
Oljeavskiljaren skall dimensioneras i enlighet med SSEN858-1. En oljeavskiljares
förmåga att rena är relaterad till storleken på dagvattenflödet och skall
dimensioneras så att en avskiljare klass I tillåter en utgående oljemängd på max 5
mg/l och en klass II max 100 mg/l (ALFA, 2007). Då bensinstationer är områden
med hög risk för oljeutsläpp föreslås områdena från påfyllningscentralen och
bensinpumparna att anslutas till klass I oljeavskiljare. Enligt Nykvarn kommun är
oljeavskiljare klass II ej förenligt med kommunens lokala utsläppskrav och skall
därför ej användas (SYVAB, 2008). Således bör också dagvatten från
parkeringsområden ledas via klass I oljeavskiljare.
Generellt brukar oljeavskiljare dimensioneras för ca 10 % av det dimensionerande
flödet för 2-års eller 5-årsregn. Det bedöms således ej vara nödvändigt att
dimensionera oljeavskiljarna till samma återkomsttid som fördröjningsmagasinen,
om dessa dimensioneras för längre återkomsttid.
6.2
Fördröjning
Dagvattnet föreslås omhändertas inom respektive fastighetgräns, med en
fördröjning från bensinstationen och en från restaurangområdet. Två
underjordiska magasin föreslås anläggas inom respektive verksamhet för
fördröjning. Magasinen är dimensionerade att omhänderta även takdagvattnet.
Geotekniska undersökningar bör utföras för magasinen med avseende på
eventuell perkulationsförmåga.
Magasinsvolymer har beräknats med regnenvelopmetoden enligt Vägverkets
publikation 1990:11, dock utan det påslag om 25 % på flödet som metoden anger
i denna publikation. Med antagandet att flödet ej får förändras efter exploatering
har utloppet ansatts till nuvarande flödet som avrinner från området vid ett 10respektive 2-årsregn, enligt tabell 1. Klimatfaktorn är medräknat i
magasinsvolymerna.
8 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
Tabell 3. Magasinsvolymer för de olika verksamhetsområdena.
Återkomsttid
Magasinsvolym
[m3]
Bensinstation
2-årsregn
44
10-årsregn
83
Restaurang
2-årsregn
10-årsregn
47*
85
*Se Bilaga II för exempelbild på uträkning.
Magasinen kan utformas på olika sätt. Då området till största del hårdgörs kan det
vara lämpligt att anlägga underjordiska dagvattenmagasinen. Dessa kan
exempelvis vara dagvattenkasetter eller vanliga stenkistor.
6.3
Föroreningsreduktion
För bedömning av reningseffekten för fördröjningsmagasinen har reningseffekter
för stenkistor enligt Trafikverkets Publikation 2011:112 använts.
Tabell 5. Schablonvärden för reduktion av föroreningar (Trafikverket, 2011)
Ämne
Anläggningstyp och föroreningsreduktion i %
Diken
Stenkista*
P
N
Pb
Cu
Zn
Cd
SS
10-80
10-50
30-80
10-90
15-90
10-50
50-90
20
5
40
30
30
10
50
*Uppskattad
För bedömning av reningseffekten för fördröjningsmagasinen har reningseffekter
för stenkistor enligt Trafikverkets Publikation 2011:112 använts.
Fördröjningsmagasin som exempelvis stenkistor reducerar flödeshastigheten på
liknande sätt som en dagvattendamm och troligtvis sedimenterar partiklarna i
stenkistorna. Suspenderat material kan även fästa på stenarna i magasinet vilket
ger en viss föroreningsreduktion. Fördröjning i stenkistor förväntas dock ej
påverka halterna av kväve och fosfor i särskilt stor utsträckning. Som ansatts till
förväntad rening i stenkistorna har det lägre värdet av föroreningsreduktion i
dammar antagits. Brunn med sandfång bör föregå magasinen för att minimera
partiklar och sediment att sätta igen hålrummen i magasinet. För att få en mer
platsbesparande lösning kan dagvattenkassetter användas.
Gräsklädda diken har god förmåga att fastlägga metaller. Olika petroleumprodukter kan också brytas ned biologiskt i diken. Föroreningsreduktionen i
9 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
vattenflödet längs dike har visat sig bli effektivare om diket är minst 60-80 m
långt.
Tabell 6. Föroreningshalter efter reduktion i dike och stenkistor
Ämne
P
N
Pb
Cu
Zn
Cd
SS
Olja
Efter exploatering
[ug/l]
Efter reduktion
[ug/l]
Bensinstation
Restaurang
Bensinstation*
Restaurang**
90
1090
46
28
104
1,9
56000
930
90
1090
28
38
133
0,42
132 000
750
47
725
12
10
46
1,1
8400
130*
72
1036
17
27
93
0,38
66 000
130*
1M
riktvärde
160
2000
8
18
75
0,4
40 000
400
*Föroreningsreduktion då flödet ej överskrider oljeavskiljarens kapacitet för klass I.
Enligt beräkningarna överskrider några tungmetaller samt partiklar förslaget till
riktvärden för nivå 1M. Om vägdagvatten från den södra delen av
restaurangområdet tillåts sila över den gräsbeklädda ytan mot diket kommer en
högre rening att uppnås i dagvattnet från restaurangområdet. Utöver den
uppskattade reduktionen ovan kommer även vissa partiklar att avskiljas i
oljeavskiljaren, vilket ej har tillgodoräknats ovan.
7.
Diskussion och slutsats
Då detaljplaneområdet kommer hårdgöras i hög grad måste fördröjning av
dagvattnet åstadkommas. För att möta de krav som kommunen ställer vid
nyexploatering skall flödet fördröjas så att det ej blir större än det dagvattenflöde
som detaljplaneområdet genererar i dagsläget. Att skapa tillräcklig fördröjning
inom detaljplanområdet anses möjlig.
För att rena dagvattnet ifrån området föreslås oljeavskiljare, stenkistor och
svackdike. Enligt de beräkningar som gjorts överskrider några tungmetaller samt
partiklar från restaurangområdet de riktvärden som satts upp. Om vägdagvatten
tillåts översila gräsytor i området anses dock rening tillräcklig. Rening kommer
även ske i diken innan dagvattnet når Turingeån.
Oljeavskiljare av klass I med slamavskiljare skall installeras för bensinstationen
och restaurangområdet för att möta kraven från Nykvarns kommun.
Reningskapaciteten bör dimensioner så att reningskraven uppnås vid 10 % av
flödet för regn med återkomsttid på 2- eller 5-år. Att dimensionera för större
flöden ger en liten ökning av genomflödet genom avskiljaren men till en stor
kostnad.
10 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
Möjligheterna till att anlägga stendiken eller dagvattenkasetter beror till stor del
på grundvattennivån i området, vilket måste utredas vid en geoteknisk
undersökning. Beroende på hur höjdsättningen i området och uppfyllnaden av
marken kommer se ut i framtiden kan det bli nödvändigt att lägga dränering i
områdets ytterområden. Dräneringen kan sedan ledas mot utloppspunkten. Detta
för att fördröja snabba flöden som kan uppstå om dagvatten infiltreras i
uppfyllnadsmassorna.
I denna utredning har det ej lämnats något besked från Trafikverket angående
anslutningsmöjligheter till deras system. Påkoppling av dagvattnet till
Trafikverkets trumma och ledningar samt exakt lokalisering på dessa måste
utredas vidare.
11 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273
8.
Referenser
Länsstyrelsen, 2014. VISS [online] Tillgänglig på:
http://www.viss.lansstyrelsen.se/Waters.aspx?waterEUID=SE656366-159368
[Hämtad 2014-12-09]
Nykvarns kommun, 2012. Teknisk standard för VA-utbyggnad eller VA-anslutning
till Nykvarns kommuns VA-system.
SGU, 2014. Kartgenerator [online] Tillgänglig på:
http://maps2.sgu.se/kartgenerator/maporder_sv.html
[Hämtad 2014-12-09]
Svenskt vatten, 2004. Dimensionering av allmänna avloppsledningar. Publikation
P90. Stockholm: Svenskt Vatten
Svenskt vatten, 2011. Nederbördsdata vid dimensionering och analys av
avloppssystem. Publikation P104. Stockholm: Svenskt Vatten
SYVAB, 2008. Riktlinjer för oljeavskiljare i Nykvarn, Södertälje, Botkyrka, Salem.
ALFA, 2007. ALFA VA-system - Projektering
Trafikverket, 2011. Vägdagvatten - Råd och rekommendationer för val av
miljöåtgärder. Publikation 2011:112. ISBN: 978-91-7467-179-7
12 av 12
Dagvattenutredning
Dagvattenutredning detaljplan Kungsbro 1:1
Unr 1320011273