Utformning och dimensionering av …

1 Utformning och dimensionering avdagvattenreningsanl ggningarVA- forsk -rapport 2000-10 Thomas LarmUtgiven av VAV AB i samarbete med KTHR evideringarLarm T. Utformning och dimensionering av dagvattenreningsanl rapport ljande tabell visar de revideringar som har utf noteringReviderad notering124pdinVtQ= + +364 p**QpA =p10**QAp =43, 6, 22, 23,25, 26, 29, 30,31, 32, 35, 38,39, 47, 48, 55,57, 60, 62, 63rd=avrinningsdjuprd=regndjup520, 23, 26, 31,38, 39, 48, 55,61rda= rligt medel-avrinningsdjuprda= rligt medelnederb rdsdjup63, 25, 47, 48,60, 62f ngainkludera754 LLcllc82585%19 mm (18-20 mm)16-1790%13-15 mm9-10 Thomas LarmJanuari 2001L mna g rna f rslag p revideringar och kompletteringar uppgifter f r nr 2000 10 Rapportens titel: Utformning och dimensionering av dagvattenreningsanl ggningarTitle of the report:Design of stormwater treatment facilitiesRapportens beteckningNr i VA- forsk -serien:2000 10 ISSN-nummer:1102-5638 ISBN-nummer:91-89182-47-2F rfattare.

2 Thomas Larm, Kungliga Tekniska H gskolan (KTH) och VBB VIAKU tgivare:VAV ABVA- forsk projekt nr:99-107 Projektets namn:Dimensioneringsanvisningar f r dagvattenreningsanl ggningarProjektets finansiering:VA- forsk , KTHR apporten best lls fr n:AB Svensk Byggtj nst, Litteraturtj nst, 113 87, Stockholm, tfn 08-457 11 00 Rapportens omfattningSidantal:80 Format:A4 Upplaga:1200S kord:Dagvatten, rening, v ta dammar, versilningsytor, konstruerade v tmarker, ppna diken, svackdiken, dimensionering , fallstudier, modell,avrinningskoefficient, avrinningsomr de, area, volymKeywords:Stormwater, treatment, wet ponds, filter strips, constructed wetlands, openditches, swales, design criteria, case studies, model, runoff coefficient,watershed, area, volumeSammandrag:Rekommendationer presenteras avseende utformningen av f ljandeanl ggningar f r dagvattenrening: v ta dammar, versilningsytor, konstrueradev tmarker och ppna diken (inkluderande svackdiken).

3 Verslagsm ssigadimensioneringskriterier redovisas f r dessa anl ggningar. Kriterierna hartill mpats p 3 fallstudier genom ber kningar med :Recommendations are presented concerning the design of the followingfacilities for stormwater treatment: wet ponds, filter strips, constructed wetlandsand open ditches (including swales). Perspicuous design criteria are compiledfor these facilities. The criteria have been applied on 3 case studies bycalculations with the stormwater model lgrupper:ForskareVA-teknikerStadsplanera reUtgivnings r:2000 Pris 2000:200 kr, exkl momsOmslagsbild:Thomas Larm, KTH och VBB VIAKSAMMANFATTNINGEn m ls ttning med rapporten r att sammanst lla versiktliga rekommendationer avseende Utformning av olikatyper av dagvattenreningsanl ggningar. F ljande anl ggningstyper har studerats: v ta dammar, versilningsytor,konstruerade v tmarker och ppna diken (inkluderande svackdiken).

4 Ett annat syfte r att ka kunskapen omdimensionering av dagvattenreningsanl ggningar genom att redovisa olika dimensioneringskriterier samt genom attf resl v rden och beteckningar p de parametrar som beaktas. Avseende de presenteradedimensioneringsmetoderna s har mest arbete lagts p v ta dammar eftersom mest litteratur och mest erfarenheterfinns f r den anl ggningstypen. Dimensioneringsmetoderna har till mpats p f ljande fallstudier i Stockholms-omr det: v gytan Essingeleden/ Blommensberg vid sj n Trekanten, flerfamiljshusomr det Nybohov vid samma sj och det mer glesbebyggda omr det Huddinge/Flemingsbergsviken vid sj n Orl ngen. DagvattenmodellenSTORMTAC (Larm, 2000; Larm och Holmgren, 1999) har vidareutvecklats f r den till mpade dimensioneringenoch har anv nts f r att automatisera ber kningsarbetet.

5 Modellresultaten visar vilka skillnader i yt- ochvolymbehov som ber knas med de olika metoderna. Samtliga ekvationer som presenteras i denna rapportinkluderas i modellen, med koppling till markanv ndningen och areor inom det avrinningsomr de som studie har identifierat n gra viktiga dimensioneringsparametrar, initiell regnf rlust ochdimensionerande regndjup som inkluderar en viss procent av nederb rden. V rdena p dessa parametrar rplatsspecifika och spelar stor roll f r vilka yt- och volymbehov som erfordras f r anl ggningarna. Fortsatta studierav nederb rdsstatistik och dimensionerande parametrar kan leda till att dessa v rden ndras. Detta kan i sin turleda till stora skillnader i erforderliga yt- och volymbehov f r dagvattenanl ggningar.

6 Forskningsresultat har visatatt det r de mindre regnen som f rekommer ofta som bidrar till den st rsta delen av rliga f roreningslaster. Det r d rf r dessa regn som man b r dimensionera dagvattenreningsanl ggningar efter. Detta g ller speciellt dammaroch v tmarker, men delvis ven versilningsytor och diken. F r dammar har det ocks visats att det finns enoptimal storlek som man b r uppskatta och att st rre storlekar n den optimala faktiskt kan ge s mrereningseffekter, tv rtemot mot vad m nga tror. Detta beror p att vattnet fr n de mindre avrinningstillf llenatenderar att t mmas snabbare n nskat f r att uppn tillr cklig sedimenteringseffekt. Detta beror i sin tur p en stor utloppsdimension. F r stora dammar kan d inte ge erforderlig uppeh llstid f r det dominanta antaletmindre avrinningstillf llen.

7 F r anl ggningar d r utj mning av vattenfl den r huvudsyftet g ller motsatsen attdimensionera efter mindre frekventa och st rre regn. Den senare metodiken anv nds delvis ven f r versilningsytor och ppna finns ett behov av enkla men samtidigt tillf rlitliga metoder f r uppskattning av erforderliga areor och volymerf r dagvattenreningsanl ggningar. Ingen f renklad metod kan dock ers tta detaljerade och platsspecifikaunders kningar. De f renklade metoder som presenteras i denna studie kan nd vara till hj lp att uppskattastorleken av dessa anl ggningar under projektens planeringsskede eller f r att g ra initiella uppskattningar vervilka landytor som man beh ver st lla till f rfogande f r anl ggningarna i ett planerat omr de.

8 Fortsattautv rderingar och anv ndning av dimensioneringsmetoderna erfordras. En studie av ytbehovet per hektaravrinningsomr de f r de studerade anl ggningstyperna visar att det r r sig om stora skillnader beroende p typ avmarkanv ndning och beroende p vilken dimensioneringsmetod som anv som f r ses som prelimin ra indikerar att v ta dammar upptar en yta kring 40 m2/ha f r ettvillaomr de, 110 m2/ha f r ett flerfamiljshusomr de och 210 m2/ha f r en v gyta. En reducerad area ber knasgenom att multiplicera arean med avrinningskoefficienten. En studie av ytbehovet per reducerad hektar (red ha)avrinningsomr de indikerar att v ta dammar upptar ca 230 (60-450) m2/red ha, versilningsytor ca 700 (150-1300)m2/red ha, konstruerade v tmarker ca 930 (180-1300) m2/red ha och ppna diken ca 600 (20-760) m2/red ha.

9 Deredovisade metoderna ger s stora skillnader i dimensioner att kontrollber kningar av vattenbalans ochuppeh llstider samt beaktande av in- och utloppskonstruktioner rekommenderas innan utformningen ochdimensioneringen kan betraktas som slutligt utf objective is to compile perspicuous recommendations regarding the design of different types of stormwatertreatment facilities. The following facilities have been studied: wet ponds, filter strips, constructed wetlands andopen ditches (including swales). Another goal is to increase the knowledge concerning the dimensioning ofstormwater treatment facilities by compiling different design criteria and by suggesting values and designations onthe considered parameters. Concerning the presented design methods, most work has been made on wet pondssince there are more literature and experiences on wet ponds than on the other studied facilities.

10 The designmethods have been applied on the following case studies in the Stockholm area: the highway areaEssingeleden/Blommensberg at Lake Trekanten, the domestic area Nybohov at the same lake and the more thinlypopulated area Huddinge/Flemingsberg at Lake Orl ngen. The stormwater model STORMTAC (Larm, 2000; Larmand Holmgren, 1999) has been further developed for the applied design and has been used to automate thecalculation work. The model results show for example which differences in area and volume requirements that areestimated with the different methods. All equations presented in this report are included in the model, withconnections to land use and areas within the watershed to be study has identified some important design parameters, for instance initial rain loss and design rain depththat includes a certain percentage of the precipitation.