NOTAT OVERVANN OG FORDRØYNING

Transkript

1 Oppdragsgiver: Time Kommune Oppdrag: Områderegulering med KU for bolig, næring og friområde på Ree og Svertingstad Del: Overvann og fordrøyning Dato: Skrevet av: Kjersti Tau Strand og Øystein Tranvåg Kvalitetskontroll: Øystein Tranvåg OVERVANN OG FORDRØYNING INNHOLD 1 Innledning Planprogram og høringsuttalelser til planprogram Målsettinger i forhold til overvann og flom Salte- og Ree-kanalen Grunnforhold Beregning vannmengder Forutsetninger For plan nr For nedbørfelt Ree-kanalen ved kryssing FV Kapasitet i kulvert ved kryssing FV Dimensjonseringsgrunnlag for overvannssystem Etablering av beregningsmodell i EPA SWMM Dagens situasjon Føringer for utforming av planområde og bestemmelser Forutsetninger for nytt overvannssystem Nytt overvannsystem Modell for fremtidig system Videre arbeid...16 Asplan Viak AS - Østervåg Stavanger - Tlf Faks asplanviak.no

2 1 INNLEDNING 1.1 Planprogram og høringsuttalelser til planprogram Utvalg for lokal utvikling vedtok et planprogram for reguleringsplan med konsekvensutredning for bolig-, nærings- og friområde på Ree og Svertingstad plan Figur 1 Planområde og fordeling arealbruk I ROS-analyse utarbeidet ifm kommuneplanen for Time kommune ble det slått fast at område BB10 er flomutsatt. Av denne grunn og fordi planområde ligger i øvre del av nedslagsfeltet til Ree og Saltekanalen, så er overvann og flomproblematikk definert som et viktig tema i planarbeidet. Planprogrammet ble sendt på høring bl.a. til NVE, berørte grunneiere og til Ree kanallag og Steinsland, Line og Salte kanallag. Tabell 1 Oppsummering uttalelser angående overvann og flom NVE, Norges Vassdrags- og energidirektorat Viser til faktaark nr om vassdrag og energianlegg i reguleringsplaner, og at dette bør brukes i utarbeidingen av planen Retningslinjer for planlegging og utbygging i flomutsatte områder, jf. ROS-analyse som viser at deler av området er flomutsatt. Sikkerhetsnivå for flom må vurderes ut i fra 200 års flommen. Det må kartlegges om det er kvikkleire eller ikke innenfor planområdet. NVE anbefaler at bekker ikke blir lagt i rør og at veier blir utformet som bro ved kryssing av bekk eller elv. Rådmannens kommentar: Overvann og fordrøyning 2

3 Vierdal Advokatfirma AS for Salte kanallag Planprogrammet sikrer at overvannet skal håndteres innenfor planområdet i tråd med føringer gitt bl.a. i faktaark nr Ingen andre forhold i faktaarket vurderes som relevante. ROS-analysen i planarbeidet skal utarbeides i tråd med retningslinjene fra NVE. Salte kanallag peker på at avrenningsproblemet var merkbart allerede tidlig på 1980-tallet. Time kommune bidro i 1984 til utbedring av Reekanalen. Kanalen ble gravd bredere og dypere. Dette sikret god avrenning gjennom Reekanalen, men førte til økte problemer i den nedenforliggende Saltekanalen. Kanallaget forutsetter at nødvendige bremsesystemer (fordrøyningsbasseng) blir etablert i utbyggingsområdet. Fordrøyningsbasseng hindrer de store flomtoppene ved å jevne ut vannstrømmen, men samtidig blir da vannet liggende på et jevnt høyere nivå i kanalen. Konsekvensen er at deler av drenssystemene i omkringliggende landbruksområder blir stående under vann. I tillegg presses vann inn i jorden rundt kanalen. Resultatet er at jorden rundt kanalen blir stående under vann. For å løse dette problemet må Saltekanalen graves dypere og bredere, slik at etablerte grøfter kan gjenoppta sin funksjon. I tillegg til krav om fordrøyningsbasseng mener kanallaget at Time kommune i reguleringsplanen bør stille som rekkefølgekrav at det gjøres tiltak videre nedover i kanalen for å sikre at vannet kan passere fra utbyggingsområdet til havet uten å skape problemer for omkringliggende naboer. Rådmannens kommentar: Fordrøyningsbassengene skal være etablert før utbygging. I planprogrammet er det i tillegg krav om at det skal vurderes nærmere om hvert enkelt byggeområde skal ha fordrøyningsbasseng eller om det skal være et fellesanlegg. Time kommunes mål med denne planen er å bedre avrenningsforholdene fra Bryne når det gjelder Ree og Salte kanalen. Hvor mye bedre forholdene vil eller skal bli, og hvordan dette skal gjøres vil bli avklart på et senere tidspunkt. I alle nye reguleringsplaner er det krav om at avrenningen skal håndteres innenfor planområdet. Dette vil også gjelde for dette planområdet. Overvann og fordrøyning 3

4 Klepp prosjektering på vegne av Trond Høiland (grunneier felt BB10 og deler av planlagt friområde) Steinsland, Line og Salte kanallag Området BB10 som eies av Trond Høiland er flomutsatt. I sin uttalelse presiserer Høiland at problemene med avløp for overvann må få en akseptabel løsning, og at det i det videre planarbeidet må være fokus på de varierende grunnforholdene. Friområdet bør lokaliseres på en bedre måte (lavest mulig kote og dårlig byggegrunn), og få en annen avgrensing. Rådmannens kommentar: Planprogrammet er supplert med at det skal vurderes å justere grensene mellom friområdet og BB10 slik at deler av friområdet ligger på lavest mulig kote og dårlig byggegrunn. Steinsland, Line og Salte kanallag ønsker at hele kanalsystemet blir vurdert i sammenheng, og at det innhentes fagekspertise fra NVE. Kanalene er bygd for å ta overflate- og drensvann fra gardsbrukene innenfor nedslagsfeltet. Bolig og industribyggingen på Håland kan forrykke den naturlige balansen som er blitt etablert for kanalene og bekkene. Observasjoner gjort av kanallaget (2007) viser en normal vannstand i kanalen på 0,5 m. Kanallaget er usikker på effekten av fordrøyningsbassenget ved planlagte Jæren Arena, og frykter at dette sammen med den økte avrenningen fra det nye utbyggingsområdet vil gi høyere vannstand i kanalen med betydelig fare for utrasing og for å få ei vassyk jord. Kanallaget ønsker at det tas inn i reguleringsbestemmelsene at Time kommune hvert 5. år foretar vedlikeholdsarbeid slik at skader forårsaket av den økte avrenningen blir utbedret. Vann fra kanalen brukes til vanning av landbruksareal. Kanallaget ønsker derfor at det stilles krav om uavhengige analyser av overvannet for å ha oversikt over forurensningstilstanden. Rådmannens kommentar: I forbindelse med dette reguleringsplanarbeidet vil det ikke bli gjort mer kartleggingsarbeid enn det som er nødvendig for å løse de avrenningsproblemene som allerede er skissert i planprogrammet. Det er ikke mulig å ha reguleringsbestemmelser om vedlikehold og krav til vannprøver, men det skal vurderes om det er behov for et miljøoppfølgingsprogram for å overvåke og klargjøre Overvann og fordrøyning 4

5 faktiske virkninger av planen angående overvannsproblematikken. 1.2 Målsettinger i forhold til overvann og flom Endelig planprogram fastsetter følgende målsettinger i forhold til overvann og flom i forbindelse med utarbeiding av reguleringsplan for bolig, næring og friområde på Ree og Svertingstad: I størst mulig grad bevare og bruke eksisterende åpne kanalsystemer og dammer i planområdet, som en del av fordrøyningsvolumet, jf. Faktaark nr fra NVE. Plassere og utforme friområde og byggeområde for å unngå bygging i flomutsatt område (BB10). Byggehøyder skal ifølge NVE vurderes ut i fra nivå for 200 års flom. Bedre avrenningsforholdene fra Bryne når det gjelder Ree og Salte kanalen. Håndtere økningen i avrenningen som følge av utbyggingen i planområdet innenfor området som skal reguleres. Overvann og fordrøyning 5

6 Bilde nr. 1 Eksisterende åpen kanal sett mot utløpet i nordvest Økning i avrenning som følge av utbyggingen i planområdet for plan nr kan beregnes. Målsettingen om å bedre avrenningsforholdene fra Bryne til Ree og Salte kanalen er mer uklar. Det er ikke sagt noe om hvilken situasjon eller hvilket årstall forbedringen skal måles mot, eller hvor stor forbedringen skal være. I forhold til beregning av nødvendig fordrøynings-volum oppfatter vi vår oppgave som to-delt: 1. beregne nødvendig fordrøyningsvolum for å ta hånd om økning i avrenning som følge av planlagt utbygging innenfor planområdet for plan nr vurdere hvor mye ekstra buffer som kan legges inn i fordrøyningsvolum i planområdet uten å komme i konflikt med øvrig arealbruk (bolig, friområde, næring). Dette ekstravolumet vil da bidra til å dempe de negative konsekvensene i Ree og Saltekanalen av utbygginger og økt fortetting i nedslagsfeltet oppstrøms planområdet for plan nr Overvann og fordrøyning 6

7 2 SALTE- OG REE-KANALEN Saltekanalen er en mindre elv som renner gjennom 3 kommuner. Den starter i Time kommune, renner gjennom Klepp og har utløp i Hå kommune, jf. vedlagt kart. Totalt nedbørfelt er 25,6 km 2, og det er en gjennomsnittlig avrenning på 24,8 l/s km 2. I øvre del av nedbørfeltet er Saltekanalen delt i to løp. Det nordre løpet heter Ree-kanalen. Arealet for plan nr er ca. 200 daa. Ree-kanalen renner gjennom planområdet. I sør-vestre hjørne av planområdet før kryssing av FV223 har nedslagsfeltet til Ree-kanalen et areal på ca daa. Plassering og størrelse av aktuelt nedslagsfelt er vist på vedlagt kart. Nedbørfeltet for Saltekanalen har følgende aralfordeling ( Jordbruk 93% Tettsted 2% Innsjø 2% Skog, fjell, oa 3% Det er ikke laget flomkart for Saltekanalen, og det er derfor heller ikke mulig å beregne nøyaktig nivå for en 200 års flom. 3 GRUNNFORHOLD Løsmassene i planområdet består i hovedsak av tykt morenedekke og torv og/eller myr, jf. figur 2. Reekanalen Jernbanen FV223 Figur 2 Utsnitt fra løsmassekart ( Grønn farge: tykt morenedekke, brun farge: torv og myr. Overvann og fordrøyning 7

8 Grunneier Trond Høiland påpeker i sin uttalelse de varierende grunnforholdene ved område BB10. Løsmassekartet viser at det i deler av dette området er forekomst av torv og myr. Grunnforholdene kan være endret som følge av dyrking og drenering, bygging av veger, el.lign. Det er så vidt vi kjenner til ikke utført grunnundersøkelser i planområdet. 4 BEREGNING VANNMENGDER 4.1 Forutsetninger Følgende forutsetninger legges til grunn for beregning av endring i vannmengder: Bruk av den rasjonelle formel; - vannmengde = avrenningskoeffisient x nedbørsintensitet x areal (Q = C x i x A) Nedbørdata fra stasjon nr Time Lye, periode , gjentaksintervall 10 år pluss 20% for å ta høyde for økning i nedbør som følge av klimaendringer Avrenningskoeffisient C = 0,3 for landbruk/grøntområde og C = 0,8 for utbygde områder (bolig, næring) Varighet regnskyll fra 5 60 minutt 4.2 For plan nr Tabell 2 Endring i arealbruk for planområde for plan nr (ca. 200 da) Landbruk/grøntområde Utbygde områder (bolig, næring) Dagens situasjon Ca. 200 da 0 Etter utbygging Ca. 85 da Ca. 115 da Tabell 3 Beregning avrenning før og etter utbygging av plan nr Avrenning Q (l/s) ved 5 min varighet Avrenning Q (l/s) ved 30 min varighet Avrenning Q (l/s) ved 60 min varighet Dagens situasjon Etter utbygging Økning Beregningene viser en dobling i avrenningen etter planlagt utbygging. Beregningene tar ikke hensyn til forsinkelsen i feltet, men i et såpass lite felt vil ikke det ha så stor betydning. 4.3 For nedbørfelt Ree-kanalen ved kryssing FV223 Tabell 4 Endring i arealbruk for nedbørfelt Ree-kanalen ved kryssing FV223 (ca da) Overvann og fordrøyning 8

9 Før utbygging av Hålandsmarka Industripark Etter utbygging av Hålandsmarka Industripark og øvrige areal avsatt til utbygging I kommuneplan Landbruk/grøntområde Tette flater (veg, parkering, tak) 860 da 860 da 570 da 1150 da Tabell 5 Beregning avrenning for nedbørfelt Ree-kanalen ved kryssing FV223 Avrenning Q (l/s) ved 5 min varighet Avrenning Q (l/s) ved 30 min varighet Avrenning Q (l/s) ved 60 min varighet Før Etter utbygging Økning Justert Beregningen for hele nedbørfeltet for Ree-kanalen ved kryssing av FV223 viser en økning i avrenning på ca. 15%. Beregningene tar ikke hensyn til forsinkelsen i systemet bl.a. i Eivindholstjørna, ledningsnett og etablerte fordrøyningsbasseng. Reell økning er derfor trolig i størrelsesorden 10 12%. Basert på disse overslagsberegningene antar vi derfor at økning i avrenning til Ree-kanalen ved kryssing av FV223 som følge av planlagt utbygging i plan nr , utgjør ca. 50% av forventa økning for hele nedslagsfeltet. 4.4 Kapasitet i kulvert ved kryssing FV223 I ledningskartet fra Time kommune er kryssingen av FV223 oppgitt med dimensjon Ø1000mm BTG. Innmålinger utført av Time kommune sommeren viser at det er en Ø1200mm BTG som er lagt der hvor Ree-kanalen krysser FV223. Tabell 6 Kapasitet Ø1200mm BTG 3 : 50% fylt rør 70% fylt rør 100% fylt rør 750 l/s 1320 l/s 1800 l/s 1 Justert ift forsinkelse i nedbørfeltet 2 Jf. e-post fra Martin Lillesand datert Antatt 2 promille fall Overvann og fordrøyning 9

10 Bilde nr. 2 Kryssing FV223 nedstrøms (sett mot nord) I følge målinger utført av Time kommune ligger topp innvending rør ca. 1,76 m under asfaltkant på nedstrøms side av kryssing FV223. Vi tar utgangspunkt i at eksisterende kulvert (Ø1200mm) beholdes. Videreført vannmengde kan da ikke være større enn 1800 l/s. 5 DIMENSJONSERINGSGRUNNLAG FOR OVERVANNSSYSTEM 5.1 Etablering av beregningsmodell i EPA SWMM For å vurdere avrenning i eksisterende nedslagsfelt og påvirkning på overvannssystemet ved fremtidig utbygging er det etablert en beregningsmodell i programmet EPA SWMM. Modellen som er etablert må anses som en grov overslagsmodell, hvor avrenning fra ulike typer områder beregnes basert på erfaringsverdier for avrenningskoeffisienter. I tillegg er hovedstammene i overvannssystemet lagt inn. For en del av kummene er det innhentet høydedata, og nivå på bunn kum. Der dette har manglet er det benyttet interpolerte verdier. For ulike typer områder har modellen gitt følgende avrenningskoeffisienter 4, jf. tabell 7: Tabell 7 Beregnede avrenningskoeffisienter Type område Avrenningskoeffisient, Ф Boligområder 0,25 Næringsområder, industri 0,4 0,5 LNF områder 0,025 0,05 4 Beregnet ut i fra helling, størrelse og form på hvert delfelt, og oppgitt andel tette flater (%) av totalareal Overvann og fordrøyning 10

11 Det er benyttet nedbørdata og IVF-kurve fra stasjon nr Time Lye, periode Det understrekes at det ligger inne en del usikkerhet i modellen, både mht nøyaktighet i grunnlagsdata, og benyttede verdier for avrenning. Modellen anses likevel å gi en pekepinn på hvordan systemet fungerer, og økning i belastningen ved utbygging av nye områder. Forhold som er usikre i forhold til modell er som følger: Avrenningskoeffisienter fra eksisterende områder. Tilsig av grunnvann, og vannføring i kanalen ved tørrvær. Oppstuvningsnivå i kanal nedstrøms det aktuelle området (nedenfor kulvert under FV223) ved ulike dimensjonerende forhold. 5.2 Dagens situasjon Figur 3 viser nedslagsfeltet slik det er lagt inn i modellen, med dagens ledningsnett og arealbruk. Ledninger med rød farge er overbelastet, dvs at de går helt fulle, eller i tillegg også gir oppstuvning i kummer. Som man kan se er første del av ledningsnettet høyt belastet, fra kulvert under FV 223 og til avgrening østover mot næringsområdene. Fra avgrening og østover ligger det en DN 600 mm ledning. Resultatet viser at det er riktig å pålegge fordrøyning for nye næringsområder på Hålandsmarka, og at videreført mengde fra dette systemet bør holdes så lavt som mulig. Beregningene 5 gir en maks mengde gjennom kulverten under FV 223 på ca 1450 l/s, - det vil si ca. 80% av maks kapasitet i kulverten. Det er da ikke tatt hensyn til vannivå i kanalen nedstrøms kulverten under FV Ved 20 års gjentaksintervall Overvann og fordrøyning 11

12 Figur 3: Nedslagsfelt for Ree kanalen med utløp i kulvert under FV FØRINGER FOR UTFORMING AV PLANOMRÅDE OG BESTEMMELSER 6.1 Forutsetninger for nytt overvannssystem Kort oppsummert er det lagt følgende til grunn ved vurdering av overvannshåndtering for nye områder. Forholdene for overvannssystemet inne på berørt område skal bli bedre enn i dag. Videreført mengde ut av nedslagsfeltet skal ikke bli større enn i dag, og hvis mulig bør videreført mengde bli noe lavere for å bedre forholdene i vassdrag nedstrøms. Hovedsystem legges som mest mulig åpne kanaler i friområder, med tilhørende arealer for åpen fordrøyning. 6.2 Nytt overvannsystem Det er gjort en EPA SWMM beregning hvor følgende er lagt til grunn: Det legges opp til fordrøyningssystem eller andre LOD tiltak internt på hvert nye utbyggingsområde som gir en videreført mengde på 1 l/s*da til hovedsystemet/ree- Overvann og fordrøyning 12

13 kanalen. Tallet er valgt med bakgrunn i at dagens avrenning fra disse områdene (LNF) er i størrelsesorden 1 1,5 l/s*da. Det legges inn et større lukket fordrøyningsvolum i forbindelse med oppfylling av nytt område for næringsutbygging, nord for eksisterende næringsområde. Alt overvann fra eksisterende DN 600 tas inn på dette magasinet, og føres sør-vestover mot kulvert under FV223 i ny ledning i planlagt adkomstveg fra FV223. Det er i modellen lagt en 500 mm ledning ut av fordrøyningsmagasin som gir en maks videreført mengde på ca 400 l/s. Lukket fordrøyningsvolum i nytt næringsområde (NB1) forutsettes dimensjonert for 20-års regn, med overløp som føres i egen flomvei nord vest over til åpent fordrøyningsmagasin i friområde. Eksisterende åpen kanal videreføres som åpen kanal i nytt grønt/friområde. I modell er den nye kanalen lagt inn med bredde 2,5 m og dybde 0,8 m. Tverrsnittet i eksisterende kanal beholdes som i dag. I tilknytning til ny åpen kanal, legges det opp til at store flater kan oversvømmes for å gi en åpen fordrøyning i flomsituasjoner. I modellen har vi lagt til grunn at det etableres et nytt lukket system (ø1400mm) videre i grønnkorridor mellom fremtidige næringsområder rett nord for FV223. Det er mulig at eksisterende overvannsledning (ø1000mm) fortsatt kan brukes dersom den er i tilfredsstillende stand, men da må det gjøres nye beregninger for å vurdere oppstuving og flomareal langs den åpne kanalen. Det legges inn en struping nederst i lukket system, for begrensning av videreført mengde til vassdrag nedstrøms. I modell er det lagt inn en ledning på 450 mm som gir en maks videreført mengde på 950 l/s ved oppstuvning til kt 19. I nevnte grønnkorridor legges det til rette for nødvendig flomvei. Ved krysningspunkt for kulvert under FV223 har veien en høyde på ca kt 18. Terrengprofil for grønnkorridor tilpasses med fall og høyde, slik at området for åpen fordrøyning i friområde får en terskelhøyde på ca kt 19. Ved oppstuvning i området høyere enn dette, vil grønnkorridor fungere som en flomvei ut av området. 6.3 Modell for fremtidig system Ved etablering av modell for fremtidig system er det tatt utgangspunkt i forslag til arealplan vist i Figur. Det forutsettes at det etableres en åpen kanal i område merket 1, som en forlengelse av eksisterende kanal. Dette området har de mest lavtliggende arealene, og kan derfor være egnet til åpne fordrøyningsvolum. Overvann og fordrøyning 13

14 Figur 4: Fra forslag til arealplan. Lavtliggende områder (skravert) benyttes til åpen kanal og åpen fordrøyning. Grønnkorridor langs nordsiden av næringsareal N4, benyttes til lukket kulvert/ledning ut av området, med mengderegulering. Terreng i denne grønnkorridoren utformes som flomvei ut av området. Overvann og fordrøyning 14

15 Figur 5: Utsnitt av modell med nye elementer for fremtidig system. Tabell 8 viser resultater av beregninger gjort i programmet EPA SWMM. Det understrekes at dette kun er å anse som grove overslagsberegninger. Tabell 8: Resultat av beregninger i EPA SWMM. Vannføring i kulvert under FV 223 Fordrøyningsvolum i åpen fordrøyning Høyeste vannstand i åpen fordrøyning Fordrøyningsvolum i lukket fordrøyning i nytt næringsområde Vannmengde i flomvei Dagens system med 20-års regn Fremtidig system med 20 års regn Fremtidig system med 200-års regn ca1 450 l/s Ca l/s Ca l/s 6 - Ca m 3 Ca m 3 - Ca kt 18.5 Ca kt 19 - Ca m 3 Ca m Ca l/s 6 Vannmengde i kulvert under vei må ses i sammenheng med vannmengde i flomvei. Overvann og fordrøyning 15

16 Basert på disse resultatene kan man trekke følgende konklusjoner: Foreslått system med åpen fordrøyning og begrensning av videreført vannmengde til kulvert under FV223, vil gi en reduksjon av belastning på systemet nedstrøms. Beregning ved 200 års regn er usikker, og kun retningsgivende, da det i en slik situasjon vil opptre andre hydrologiske forutsetninger. Dette er for eksempel mye større grad av mettede flater, og dermed høyere avrenningskoeffisienter. I tillegg må man forvente at åpent system og flomvei i grøntområde vil få tilført en del vann via flomveier fra de ulike delfelt, når overvannsystemene for delfeltene blir overbelastet. Det må derfor legges inn god sikkerhetsmargin i forhold til høyeste flomvannstand, samt vannføring i flomveier. Maks flomnivå er beregnet til kt 19. Her bør det legges inn en god sikkerhetsmargin, og det anbefales at det ikke legges bygg eller andre kritiske installasjoner / infrastruktur lavere enn kt 20 i området. 7 VIDERE ARBEID I det videre arbeid med detaljplaner for området foreslår vi følgende: Oppstuvningsnivå i vassdrag nedstrøms kryssing under FV223 ved ulike nedbørssituasjoner bør kartlegges for å kunne vurdere konsekvensen ift planlagt system i planområde for plan nr Det bør etableres en terrengmodell basert på innmåling/kartlegging av eksisterende terreng og planlagt terrengforming. Det vil gi et bedre og mer nøyaktig grunnlag for beregning av tilgjengelig volum ved åpen fordrøyning i friområde ved ulike oversvømmelsesnivå. I videre detaljprosjektering må en se nærmere på utforming av flomvei ut av området. Flomvei må dimensjoneres med god sikkerhetsmargin i forhold til forventet vannmengde ved storflom, slik at denne har god sikkerhet i forhold til nærliggende bygg og installasjoner. I reguleringsbestemmelsene bør det gis føringer for bruk av lokal overvannsdisponering (LOD) i hvert delfelt, med krav til maksimal videreført vannmengde (1 l/s*da). Dette kan løses ved lokal infiltrasjon av overvann, fordrøyning etc. I tillegg må det legges til rette for sikre flomveier internt i nye utbyggingsområdene, og videre ut til sentralt system. Hovedsystemet må detaljprosjekteres med endelige dimensjoner på åpne kanaler og fordrøyningsvolum, lukka fordrøyningsmagasin og rørsystem, struping av videreført mengde, tilrettelegging av arealer for oversvømmelse etc. Overvann og fordrøyning 16