Hantering av dagvatten : sambandet mellan dagvattenanläggningens storlek och dess total kostnad

A changing climate could result in more intense rainfall events. This might result in an increasedload on stormwater systems in the urban environment. The building or updating of stormwatersystems is relatively expensive. To reduce costs, it is important to build the right type of system.This project aims to examine what type and size of stormwater system is most efficient from aneconomic perspective. Different parameters were analysed to compare alternative types of stormwater systems, includingthe effectiveness in retaining water, the building cost as well as the maintenance cost. In this reportthree alternative solutions were studied: retention tanks, retention ponds and a local solution inthe form of gravel swales. These alternative options were modelled using two different numericalmodels within the software MIKE URBAN. One smaller model over Viksjö and one larger modelover Kungsängen. Retention tanks and retention ponds were split into three systems with a differentnumber of facilities. The systems were examined for ten and one facility in both models, threefacilities in the smaller model and four in the larger. The local solution was modelled by mimickingthe swales spread across all catchment areas. To examine the effectiveness in retaining water all thesolutions and systems had to achieve a set of criteria: a max flow in the end pipe of the system,no flooding, and a rain with recurrence interval of 10 years and duration of 24 hours. From theset of critera a total retention volume was obtained from modelling the different systems in MIKEURBAN. The costs of building and maintaining the systems were calculated from the retentionvolumes. As the models had existing pipe-networks two results were obtained, one including andone excluding the cost of the changes made to the pipe network. The result calculated from modelling retention volumes in MIKE URBAN showed that the systemwith a larger number of facilities required a lower total retention volume than the systemswith fewer facilities. Retention tanks with ten facilities required the smallest total retention volumefollowed by retention ponds, whereas gravel swales required the largest volume. The local solutionrequired the least change of the pipe network followed by systems with ten, three/four and onefacility. The economic calculations showed that the building cost for retention ponds was the lowest followedby gravel swales and retention tanks. The maintenance cost of retention ponds was the highestfollowed by retention tanks and gravel swales. The total cost, pipes excluded, calculated from thederived retention volumes, building cost, and net present value of the maintenance for 40 years showedretention ponds being the best solution from an economic perspective. Retention ponds costaround four times less than retention tanks and gravel swales. Gravel swales and retention tankscost about the same. When the cost of the pipe network was included retention ponds were still the best option, followedby gravel swales and retention tanks. The difference in cost depending on the number of facilitiesincreased in favour of the systems with a larger amount of facilities when the cost of rebuildingparts the pipe network was includedEn framtid med ett förändrat klimat kan innebära mer och kraftigare regn. Detta kan komma attställa högre krav på de dagvattensystem som existerar i dagens städer men även på de system somkommer byggas i framtiden. Att bygga nya och bygga om befintliga dagvattenanläggningar innebärkostnader. Syftet med detta projekt var att undersöka olika typer av dagvattenlösningar och hur storlekenpå dessa påverkar totalkostnaden för dagvattensystemet. Genom att undersöka detta var målet attbestämma vilken typ av anläggning, samt storleken på dessa, som är mest samhällsekonomisktlönsamma för nybyggnad och ombyggnad av dagvattensystem. För att bestämma vilken typ av dagvattenanläggning som är mest samhällsekonomiskt lönsam studeradeseffektivitet i att fördröja dagvatten, uppförandekostnad samt drift för olika typer av dagvattenlösningar.I denna rapport studerades dagvattendammar, fördröjningsmagasin och en lokallösning bestående av krossdiken. Krossdiken är ett metersdjupt dike fyllt med makadam. Hur effektivade olika lösningar var på att fördröja vatten utvärderades genom modellering i MIKE URBANdär två olika modeller användes, en mindre modell över Viksjö och en större modell överKungsängen. Modellerna som användes bestod av redan befintliga ledningsnät. Dagvattendammaroch fördröjningsmagasin fördelades på tre olika system. System ett bestod av mindre anläggningaroch fördelades på totalt tio anläggningar. System två med medelstora anläggningar bestod av tre anläggningari den mindre modellen och fyra anläggningar i den större. Det tredje systemet bestod avenbart en stor anläggning. Den lokala lösningen med krossdiken modellerade på ett sätt där krossdikenantogs vara utspridda över varje delavrinningsområde. Modelleringen av de olika systemenskedde genom att dessa utvärderades mot ett antal parametrar gemensamma för samtliga lösningar.Dessa parametrar innefattade flödesbegränsningar, typen av regn och översvämningar i modellen.Utifrån kraven som ställdes kunde den total fördröjningsvolymen som krävdes för de olika dagvattenlösningarnabestämmas. Utifrån de bestämda fördröjningsvolymer och kostnader för drift ochuppförande kunde en totalkostnad för de olika dagvattenlösningarna bestämmas. Två resultat presenterades,ett resultat inklusive kostnad för förändrade ledningar och ett resultat exklusive kostnadför ledningar. Resultatet från modelleringen visade att systemen med ett större antal anläggningar krävde lägrefördröjningsvolymer än systemen med färre anläggningar. Systemet med tio anläggningar med fördröjningsmagasinkrävde den minsta volymen följt av dagvattendammar. Krossdiken krävde denstörsta totala fördröjningsvolymen. Krossdiken krävde minst antal meter ombyggda ledningar följtav tio, tre/fyra och en anläggning. Resultatet från de ekonomiska undersökningarna visade att uppförandekostnaden för dammar varlägst följt av krossdiken och fördröjningsmagasin. Driftkostnaden var högst för dammar följt avfördröjningsmagasin och krossdiken. Slutkostnaden exklusive ledningar beräknades utifrån fördröjningsvolymernafrån modelleringen tillsammans med kostnader för uppförande och nuvärdetav driftkostnaden under 40 år. Slutkostnaden visade att dagvattendammar var den lösning som varmest samhällsekonomiskt lönsam, cirka fyra gånger billigare än övriga lösningar. Fördröjningsmagasinoch krossdiken var likvärdiga i totalkostnad exklusive ledningar. Då kostnaden inklusive förändrade ledningar beräknades var dammar billigast följt av krossdikenoch fördröjningsmagasin. Skillnaden mellan totalkostnad beroende på antalet anläggningar ökadetill fördel för de system med flera anläggningar då dessa krävde mindre ombyggnation av ledningar