Interaktionen mellan markavvattningsföretag och urban dagvattenhantering med fokus på säsongsvariation - En fallstudie i Råbylund, Skåne

Abstract

Urban development is increasing and occurring on former agricultural land. There, existing agricultural drainage systems are often integrated into newly constructed stormwater networks. However, differences in design capacities between these systems can lead to flooding at their interface, particularly during the winter. Climate change is expected to increase stormwater flow volumes, emphasizing the need to understand the interaction between stormwater infrastructure and agricultural drainage systems. This study investigates the influence of agricultural drainage on urban stormwater management, with a focus on its impact on system performance. It also investigates how seasonal variations in soil properties and precipitation affect this interaction. The research includes a case study of Råbylund, where the stormwater system is connected to agricultural drainage infrastructure both upstream and downstream. A hydrological model was developed in MIKE+ using Lund’s stormwater model. The upstream agricultural area was implemented as a LID (Low Impact Development) module to simulate the behaviour of the drainage system. Results show that agricultural drainage systems can significantly influence stormwater performance and should be considered in the design process. Assuming that only the design flow from agricultural drainage enters the stormwater network leads to an underestimation during heavier rainfall, as agricultural drainage typically is designed for smaller flows during summer. Seasonality affects the flow from agricultural drainage systems, where the summer season causes quicker flow due to intense rainfall and higher infiltration capacity. However, the winter months sustain a prolonged outflow due to high soil moisture content and continuous rain events.

Abstract (Swedish)

I takt med urbaniseringen sker omfattande exploatering där stadsdelar byggs på tidigare åkermark. Markavvattningsföretag som finns kvar från de exploaterade åkermarkerna kopplas ofta in i de dagvattenanläggningar som implementeras i samband med exploateringen. Då dimensioneringsskillnader finns mellan markavvattningsföretagen och dagvattensystemen kan det uppstå översvämningar där de möts, särskilt under vinterhalvåret. Till följd av klimatförändringarna kommer flödena i dagvattensystemen att öka, vilket ökar behovet av att studera samspelet mellan dagvattensystem och markavattningsföretag. Syftet med studien var att studera markavvattningsföretagens påverkan på dagvattenhanteringen i städer och vice versa, med fokus på det förstnämnda, samt att analysera hur säsongvariationer i jordens egenskaper och nederbörd påverkar denna interaktion. En fallstudie gjordes på Råbylund där dagvattensystemet är kopplat till markavvattningsföretag både uppströms och nedströms för att undersöka interaktionen. Systemet modellerades i MIKE+ med Lunds dagvattenmodell. Åkermarken uppströms lades in som en LOD-modul (Lokalt Omhändertagande av Dagvatten) för att simulera markavvattningsföretagets effekter på dagvattensystemet. Resultaten belyser vikten av att inkludera markavvattningsföretag i dimensioneringen av dagvattensystem, då de kan ha en stor inverkan. Antagandet att markavvattningsföretaget släpper ut det dimensionerande flödet i dagvattensystemet är ofta en underskattning vid större regn eftersom markavvattningsföretaget är dimensionerat för mindre sommarflöden. Säsong påverkar flödet från markavvattningsföretag, där sommaren bidrar till snabbare flöden till följd av intensiv nederbörd och högre infiltrationskapacitet. Vinterhalvåret bidrar med långvarigare flöde på grund av hög markmättnad och långvariga regnsekvenser.

Popular Abstract (Swedish)

När landsbygd möter stad - interaktionen mellan markavvattningsföretag och urban dagvattenhantering

Samspelet mellan markavvattningsföretag och dagvattensystem är ofta en förbisedd men avgörande faktor vid dagvattenhantering i städer. Dränering från åkermarkens markavvattningsanläggningar kan påverka flödesdynamiken i dagvattensystem och även överbelasta det. Säsongsvariationer och ökade nederbördsmängder påverkar utflödet från markavvattningsföretag, och standardvärden vid dimensionering kan ge en missvisande bild av de faktiska flödesförhållandena.

Idag förekommer översvämningar i områden där dagvattensystem och markavvattning är sammankopplade. I vissa områden är översvämningar återkommande, särskilt under vinterhalvåret vid mättade markförhållanden, vilket kan leda till ett överbelastat dagvattensystem och skador på bebyggelse och infrastruktur. För att minska risken för översvämningar krävs en fördjupad förståelse av markavvattningsföretagens dimensionering och flödespåverkan.

Vid dimensionering av dagvattensystem förr var markavvattningsföretag något som oftast inte togs i beaktning. Om de var inkluderade i dimensioneringen användes standardiserade värden och sommarflöden med återkomsttider på 2–5 år. Då dagvattensystem ska dimensioneras för nederbörd med en återkomsttid på 10–30 år och dessutom en klimatfaktor på 1,2 eller 1,25 blir skillnaden i dimensioner stora mellan markavvattningsföretag och dagvattensystem. Förståelsen för samspelet mellan markavvattningsföretag och dagvattensystem är idag begränsad.

Denna studie var ett försök att bidra med kunskap inom detta område, vilket gjordes genom litteraturgenomgång, intervjuer och modelleringsstudie av ett markavvattningsföretag som kopplar in till ett öppet dagvattensystem i Råbylund, Skåne. Resultaten visar hur stor påverkan markavvattningsföretag kan ha på dagvattensystemet, där markavvattningsföretaget vid vissa regn bidrar med ett konstant inflöde i dagvattensystemet som kan pågå i flera veckor. Genom att ignorera dess tillskott, eller underskatta det, kan det uppstå översvämningar i systemet och närliggande bostadsområden. Samtidigt visar resultaten hur flödena kan variera med säsong, och vilka dimensioneringskonflikter som kan uppstå när dagvattensystemet dimensioneras för kraftiga sommarregn samtidigt som markavvattningsföretaget ger långvariga flöden under vintern.

Variationer i nederbördsmönster och jordegenskaper baserat på säsong ger olika flöden från åkermark. På sommaren leder detta till en snabb infiltration och dränering, men även en ökad avrinning från åkermark till följd av intensiva regn. Vintern präglas av en långvarig dränering och hög markmättnad till följd av lågintensiva regn, vilket leder till ökad avrinning. Klimatförändringarnas påverkan blev tydlig då ökningen i ytavrinning och dräneringsflöden översteg den relativa ökningen i nederbörd.

Arbetet ger en större förståelse för hur varierande väderförhållanden påverkar flödesdynamiken, och understryker att standardvärden bör användas med försiktighet. Den betonar vikten av samarbete mellan kommun, VA-bolag och markavvattningssamfälligheter för att effektivt utreda och hantera markavvattningsföretag.

• author: Sterner, Emma and Karlsson, Michelle
• supervisor: Johanna Sörensen
• organization: Division of Water Resources Engineering
• alternative title: The interaction between agricultural drainage systems and urban stormwater management with a focus on seasonal variation - A case study in Råbylund, Skåne
• course: VVRM05 20251
• year: 2025
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Markavvattningsföretag, dagvattensystem, täckdikning, översvämning, MIKE+, LOD
• publication/series: TVVR 5000
• report number: TVVR-25/5003
• ISSN: 1101-9824
• language: Swedish
• additional info: Examiner: Rolf Larsson
• id: 9211849
• date added to LUP: 2025-09-08 11:46:42
• date last changed: 2025-09-08 11:46:42