Glideskred. Trondheim 17. desember 2014

Transkript

1 Student Martin Venås Glideskred Trondheim 17. desember 2014 NTNU Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi Institutt for geologi og bergteknikk

2

3 Sammendrag Denne oppgaven er skrevet av Martin Venås i samarbeid med Statens Vegvesen og har tittelen glideskred. Oppgaven utgjør emnet TGB4530 Miljø- og hydrogeologi, fordypningsprosjekt i studiet tekniske geofag ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet. Oppgaven er et litteraturstudie og har som mål å utdype fenomenet glideskred, undersøke hvordan det kan instrumenteres og sikres. Det er også forsøkt å undersøke utbredelsen av glideskred i Norge. Glideskred er et vått snøskred som kan utsette infrastruktur, bygninger og mennesker for fare. Topografien har stor betydning for dannelse av glideskred, det er derfor vanlig at fenomenet forekommer regelmessig på samme lokalitet. Stavbrekka i Skjåk kommune er et eksempel på dette, der fylkesvei 63 normalt utsettes for glideskred hver vår. Observasjoner peker på at glideskred har en klar sammenheng med bakkens ruhet og vann i snødekket. Det er antatt at glideskred utløses når friksjonen mellom snødekket og underlaget er tilstrekkelig lavt. Typisk vil underlag med lav ruhet være sva og gress. Det er vist en tydelig korrelasjon mellom glideskred og værforhold som øker vannmengden i snødekket, som regn og snøsmelting. Det er imidlertid vanskelig å beregne eller instrumentere vannforholdene lateralt langs bakken, og følgelig vanskelig å forutsi glideskred. Det er heller ikke funnet entydige sammenhenger mellom glidning og glideskred. Det finnes sikringsinstallasjoner for å hindre glideskred, men dette kan være kostbart for store startsoner. Det er ikke kjent at forsøk på kunstig utløsning har ført til glideskred. Omtalen av glideskred i norsk litteratur er begrenset, det er derfor vanskelig å fastslå utbredelsen i Norge. I fremtiden er det forventet at værparametere som påvirker utløsning av glideskred endres, følgelig kan glideskredaktiviteten også forandre seg. I

4 II

5 Innholdsfortegnelse Sammendrag... I Innholdsfortegnelse... III Forord Innledning Bakgrunn Klassifisering av snøskred Begrepsavklaring Forutsetninger og egenskaper ved glideskred Deformasjon og snøhydrologi Deformasjon i snødekket Vannregimer, metamorfose og stabilitet Strømning av vann i snødekket Terreng Helning og topografi Glideflate Egenskaper til et glidende snødekke Grensesjiktet mellom snødekket og bakken Karakteristikk av glidebevegelsen Glidehastighet ved utglidning Sprekkdannelse Stauchwall og kompresjonssone Værets betydning for utglidning Temperaturregimer og variasjon gjennom sesongen Utglidning ved snøsmelting Utglidning relatert til nedbør Metoder for datainnsamling og analyse tilknyttet glideskred Glidesko Temperatur- og vindmåler Bildeserie av sprekkeutvikling Satellittbilder Laser og reflektorer Sikring III

6 4.1 Overvåkning og varsling Sikringsinstallasjoner i startsonen Terrengtiltak Kunstig utløsning Fremskynding av smelting med thomasforfat Utbredelse i Norge Historiske hendelser NVDB Regobs Diskusjon av utbredelse basert på søk i regobs og NVDB Norske forhold og glideskred Endring av glideskredaktivitet i fremtiden Konklusjon Referanser Omslagsbilde: Startsonen for glideskredet på Stavbrekka den 22. april 2014 (foto: Atle Gerhardsen, Cautus Geo AS) IV

7 Forord Denne oppgaven utgjør emnet TGB4530 Miljø- og hydrogeologi, fordypningsprosjekt i studiet tekniske geofag ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU). Som en forberedelse til masteroppgaven våren 2015 vil denne oppgaven fokusere på utløsning, instrumentering og sikring i startsonen til glideskred, i tillegg til at utbredelsen i Norge er undersøkt. Jeg har ikke tatt for meg skreddynamikk i skredløp og utløpssone. Bakgrunn for dette er at det er i startsonen glideskred skiller seg mest fra andre typer snøskred. Det er også i startsonen at sikring for glideskred avviker fra sikring av andre typer snøskred. Sikring i skredløpet eller i utløpssonen er også vanskelig å få til ved Stavbrekka, som er lokaliteten masteroppgaven skal omhandle. Prosjektoppgaven vil ikke ta for seg glideskredet på Stavbrekka spesielt, men siden det er gjort omfattende forsøk på Stavbrekka, har det vært naturlig å ta med noen av resultatene fra lokaliteten for å besvare problemstillingen. Det har vært vanskelig å oppdrive norsk litteratur om glideskred, jeg har derfor gjort noen enkle analyser av tilgjengelige databaser i et forsøk på å dokumentere utbredelsen samt gjort noen egne vurdering på hvordan forventede klimaendringer vil påvirke glideskredaktiviteten i Norge. Prosjektoppgaven er utført i samarbeid med Statens Vegvesen (SVV), der Tore Humstad har vært ekstern veileder fra SVV. Den 23. oktober 2014 befarte vi lokaliteten og instrumentering for kommende vinter på Stavbrekka i forbindelse med kommende masteroppgave. Noen av bildene fra befaringen er tatt med i oppgaven. Jeg vil takke min eksterne veileder Tore Humstad for engasjerende og god faglig veiledning. Jeg vil også rette en takk til hovedveileder Terje H. Bargel ved NTNU/NVE for hans positive innstilling og veiledning, samt ph. D.-kandidat Øystein Lid Opsal ved NTNU/NVE for hans hjelpende bidrag. 1

8 1 1.1 Innledning Bakgrunn Hver vår går det normalt et snøskred over fylkesvei 63 (Fv63) ved Stavbrekka i Skjåk kommune. Veien er vinterstengt og åpningen kan bli utsatt til skredet ved Stavbrekka har løst ut eller smeltet bort. Åpningsdato for veien varierer fra år til år på grunn av skredet. Faren for snøskred har utsatt åpningen til så sent som 25. juni. Fv63 er en viktig turistrute og har betydning for turistnæringa i Geiranger og regionen rundt. Det er derfor ønskelig å åpne veien så tidlig som mulig. Statens Vegvesen (SVV) har tidligere gjort forsøk på å endre topografien i startsonen, utløse skredet kunstig og forankre snødekket i startsonen for å hindre utglidning. Ingen av forsøkene har gitt en løsning som gir tidligere åpningsdato (Norem, 2008, Norem, 2014). Høsten 2013 satte SVV opp instrumenter i startsonen med håp om å øke forståelsen av glidningen i snødekket. Deler av instrumentene ble ødelagt gjennom vinteren og gode data uteble. Høsten 2014 ble det igjen satt opp instrumenter på Stavbrekka for å instrumentere snødekket gjennom vinteren Snøskredet ved Stavbrekka er antatt til å være et glidskred. Glideskred var et lite forstått fenomen frem til 1960-tallet. Foruten forsøkene på Stavbrekka, kjennes det ikke til annen norsk forskning på glideskred. Internasjonalt har det blitt gjort forskning hovedsakelig i Nord-Amerika, Alpene og Japan. I dag er det er antatt at friksjonsforholdene i grensesjiktet mellom snø og bakken spiller en avgjørende rolle for glidning og glideskred. For at glideskred skal kunne oppstå, må friksjonen være så lav i grensesjiktet at det stiller høye krav til vannforholdene og underlagets ruhet. Glideskred er som oftest et vått flakskred som går helt ned til bakken. Glideskred involverer normalt store og tunge snømasser som kan påføre bygninger og infrastruktur store skader. Det er derfor ønskelig å både kunne varsle og sikre seg mot glideskred. Selv om nøkkelfaktorene til mekanismen bak glideskred er identifisert, eksisterer det fortsatt ikke modeller som beskriver fenomenet fult ut (Jones, 2004). Denne prosjektoppgaven omhandler egenskaper, instrumentering og sikring tilknyttet glideskred. Det vil også bli gjort et forsøk på belyse utbredelse av fenomenet i Norge. Bakgrunnen for oppgaven er at data fra instrumentering av glideskredet på Stavbrekka skal analyseres i forfatterens masteroppgave våren Som en forberedelse til masteroppgaven, er denne prosjektoppgaven et studie som tar for seg eksisterende litteratur om glideskred. Det er også gjort en enkel gjennomgang av noen databaser i et forsøk på belyse utbredelse av fenomenet i Norge, samt pekt på trekk ved forventede klimaendringer som kan påvirke glideskredaktiviteten. 1.2 Klassifisering av snøskred Snøskred kan ta mange former og må derfor klassifiseres etter ulike egenskaper. Normalt skilles det mellom hovedtypene flakskred og løssnøskred. Skredfenomenet glideskred, som omtales i denne oppgaven, går inn under kategorien flakskred. Flakskred kjennetegnes ved at all snøen over et areal utløses samtidig, i motsetning til løssnøskred som starter i et punkt og brer seg utover (McClung og Schaerer, 2006). Flakskred kan igjen klassifiseres inn i våte eller tørre flakskred. Både tørre og våte flakskred kan forårsakes av skjærdeformasjon ved belastning av snødekket. Skjærdeformasjon kan føre til skjærbrudd når skjærspenningen overgår skjærstyrken til et svakt lag. Hvis et brudd først er initiert i 2

9 et svakt lag, kan det forplante seg slik at overliggende snø glir ut i flak. Svake lag kan utløse hele eller deler av snødekket avhengig av hvor i snødekkets profil det ligger (McClung og Schaerer, 2006). Brudd i svake lag som følge av belastning er den vanligste årsaken til flakskred, men ikke den eneste. For våte flakskred finnes det to mindre vanlige utløsningsårsaker, enten på grunn av reduksjon av skjærstyrke i det svake laget eller av glidning. Skred som oppstår på grunn av skjærdeformasjon er komplekse, men vel dokumentert. Mekanismene der våte flakskred utløses av glidning råder det derimot større usikkerhet om. Glidning er deformasjon der hele snødekket beveger seg parallelt med underlaget, i motsetning til kryp som skaper skjærdeformasjon. Typisk vil skred som utløses av glidning bestå av hele snødekket ned til bakken, men kan også forekomme høyere opp ved spesielle forhold (McClung og Schaerer, 2006). I denne oppgaven er det sistnevnte fenomen som undersøkes nærmere. 1.3 Begrepsavklaring Glideflate Glideflaten vil i denne oppgaven være definert som bakken eller terrengoverflaten, selv om glideskred i noen tilfeller kan forekomme høyere opp i snødekket. Glideskred Glideskred er lite omtalt i norsk litteratur. Lied og Kristensen (2003) omtaler fenomenet kort i Håndbok om snøskred som våtsnøskred. I Statens Vegvesens Håndbok om sikring mot snøskred er fenomenet kort omtalt som flakskred som løsner langs bakken (Norem, 2011). I boken Skredfare snøskred, risiko og redning (Norges Geotekniske Institutt, 2014) er det kun flakskred som følge av skjærdeformasjon som er omtalt (Landrø, 2002). Norges Geotekniske Institutt (NGI) definerer glideskred kort som skred som (...) hovedsakelig beveger seg krypende og glidende langs bakken (Norges Geotekniske Institutt, 2014), og nevner også glideskred som våtsnøutglidning. NVEs naturfareportal varsom.no definerer også glideskred, men påpeker usikkerhet tilknyttet fenomenet. Varsom.no har flere ganger brukt både glideskred og svaskred i sine tekstvarsel for snøskred. Store Norske Leksikon omtaler fenomenet kort uten en spesifikk kategorisering (Jaedicke, 2014). I analyse av data fra regobs.no blir uttrykket svaskred brukt av enkelte observatører. I internasjonal litteratur, hovedsakelig fra Sveits, USA, Canada og Japan, blir fenomenet omtalt med flere navn som glide avalanche og glide snow avalanche, det er imidlertid betegnelsen full-depth avalanche som er rådende og brukes blant annet i The Avalanche Handbook av McClung og Schaerer (2006). I denne oppgaven vil snøskred forårsaket av glidningsdeformasjon omtales som glideskred. Grensesjikt Grensesjikt vil i denne oppgaven referere til overgangen fra snø til bakke, snø--bakkesjiktet. Stauchwall Stauchwall er i glideskredsammenheng definert som et område uten glidningsdeformasjon nedenfor glidesonen. I mangel på en god norsk oversettelse, vil dette bli omtalt som stauchwall. 3

10 2 Forutsetninger og egenskaper ved glideskred Deformasjon og snøhydrologi Deformasjon i snødekket Den totale deformasjonen i et snødekke er sammensatt av to typer, kryp og glidning, som vist i figur 1. Kryp, også kalt sig, kan defineres som sakte viskøs deformasjon (McClung, 1981). Figur 1 - Kryp- og glidningskomponenter i snødeformasjon. Krypdeformasjonen vil være mens glidningsdeformasjon er lik gjennom snødekket (etter McClung og Schaerer (2006)). Kryp kommer av intern omstrukturering av snøkorn på grunn av snødekkets egenlast. Egenlasten er et resultat av gravitasjonen som virker vertikalt. I en hellende skråning kan man dekomponere deformasjonen som skyldes gravitasjonskreftene i setninger og skjær. Setning er deformasjon normalt på snødekket og skjærdeformasjon er deformasjon parallelt med snødekket, som vist i figur 2 (McClung og Schaerer, 2006). Gjennom snødekket vil snøen ha ulike egenskaper avhengig av avsetningsform, faseoverganger (mellom damp, fritt vann og frossent vann) samt vekten av overliggende last. Når materialegenskapene varierer innad i et snødekke, vil deformasjonen variere gjennom profilet og det vil oppstå interne skjærspenninger. Normalt vil det være en høyere deformasjonrate øverst i snødekket enn nederst, slik som illustrert i figur 1, siden pakningsgraden som oftest er proporsjonal med dybden (McClung og Schaerer, 2006). Som nevnt innledningsvis i kapittel 1.2, er det oftest skjærkrefter som følge av kryp som er årsaken til flakskred. Dette er tilfelle fordi snøens struktur evner å tåle normalkrefter bedre enn skjærkrefter. Som vist i 4

11 figur 2, vil skjærkreftene øke med økende helning på bakken, og dermed vil sannsynligheten for skjærbrudd også øke med helningen (McClung og Schaerer, 2006). Figur 2 Dekomponering av gravitasjonskraften i et hellende snødekke. Forholdet mellom skjær og setninger vil endre seg med helningsvinkelen ϕ (etter McClung og Schaerer (2006)). Kryphastigheten i snø er ekstremt høy sammenlignet med andre materialer, og den vil alltid være til stede i større eller mindre grad. Snø er et av de mest porøse naturlige materialene man kjenner til og temperaturen er alltid relativt nært smeltepunktet på 0 ⁰C. Den høye porøsiteten bidrar til at det er rom for strukturendringer (McClung og Schaerer, 2006). En temperatur nært smeltepunktet tilsier et termodynamisk aktivt materiale med en viss grad av metamorfose tilstede (Colbeck, 1982). Det vil derfor alltid være en høy grad av krypdeformasjon i snø. Glidning i et snødekke kan defineres som en sakte, nedoverrettet bevegelse i fallretningen som resulterer til forskyvning av hele snødekket (der Gand og Zupančič, 1966). Glidning kan forekomme i deler av snødekket når det finnes markante glidelag, som for eksempel islag. Likevel defineres glideskred normalt som at hele snødekket med sin fulle dybde sklir på bakken (McClung og Schaerer, 2006). Det vil i denne oppgaven derfor fokuseres på skred der hele snødekket utløses. Glideflaten vil for alle praktiske formål defineres som bakken eller terrengoverflaten. I motsetning til kryp, opptrer glidning kun under spesielle forhold. For at glideskred skal kunne forekomme er det tre nøkkelfaktorer som må være oppfylt (Clarke og McClung, 1999, der Gand og Zupančič, 1966): 1) Snøen ligger på en relativt glatt glideflate, som sva eller gresskledd bakke. 2) Grensesjiktet mellom snødekket og underlaget må ha en temperatur på 0 ⁰C, slik at vann kan strømme fritt. 5

12 ) Helningen må være brattere enn 15 grader dersom underlaget har en ruhet som er typisk for alpint terreng. Vannregimer, metamorfose og stabilitet Vann i snødekket spiller en helt sentral rolle ved glidningsdeformasjon. Snøhydrologien og vannets påvirkning på snødekket vil derfor utdypes nærmere i dette kapittelet før egenskaper ved glidning blir nærmere beskrevet. Om vinteren gjennomgår snødekket mange faser i samspill med atmosfæriske og indre termodynamiske forhold. Siden glidning ikke forekommer ved tørre forhold, vil det her fokuseres på våte snødekker. Når et snødekke har en temperaturgradient på 0 ⁰C/m kan den sies å være isoterm. Vann vil da være tilstede i noen grad (McClung og Schaerer, 2006). Tabell 1 Klassifisering av snø etter vanninnhold (McClung og Schaerer, 2006) Tørt Fuktig Vått Veldig vått Sørpe Vanninnhold 0 % <3% 3-8% 8-15% >15% (% av volum) Temperatur <= 0 ⁰C 0 ⁰C 0 ⁰C 0 ⁰C 0 ⁰C Et snødekke kan defineres som vått når det volumetriske innholdet av vann er mer enn 3 % (bulk volum) (McClung og Schaerer, 2006), se tabell 1. Et vått snødekke kan videre deles inn i ulike regimer avhengig av metningsgraden av vann. Ved et lavt vanninnhold, vil vann kun finnes i isolerte porerom og luft vil finnes i kontinuerlige veier gjennom porerommet. Ved et høyt vanninnhold, vil fritt vann finnes i kontinuerlige veier gjennom porerommet. Overgangen fra vått til veldig vått snødekke vil være ved et volumetrisk innhold av vann på rundt 8 %. Dette tilsvarer et vanninnhold i porerommet på 8-15 % (Colbeck, 1982). Skillet mellom lavt og høyt vanninnhold er viktig siden overgangen markerer et skille hvorvidt likevektsomvandling eller smelteomvandling er dominerende. Hvilken mekanisme som råder er bestemmende for mekanisk styrke og grad av vanngjennomstrømning (Denoth, 1982). I et vått snødekke med lavt vanninnhold (3 8 %) er likevektsomvandling dominerende. Da drives metamorfosen hovedsakelig av ulikt damptrykk rundt snøkornene, som er samme mekanisme som i tørre snødekker med liten temperaturgradient (Jordan et al., 2008). Ulikt damptrykk vil føre til diffusjon av fukt i porerommet rundt snøkorn, som igjen vil føre til sublimasjon og avsetning på ulike steder. Den eksakte prosessen er omdiskutert, da det er uklart hvorvidt det er kurvaturforskjeller eller spenninger langs bindingen som er drivende. Det er likevel klart at prosessen ved likevektsomvandling fører til forsterkninger av kontaktpunkt mellom snøkorn (McClung og Schaerer, 2006). Denne prosessen kalles sintring (Lied og Kristensen, 2003). Sintringen bidrar til å gi snødekket en høyere mekanisk styrke (Lied og Kristensen, 2003). I et vått snødekke med høyt vanninnhold (> 8 %) drives metamorfosen hovedsakelig av smelteomvandling. Da vil damptrykket være mindre dominerende, og omvandlingsprosessen vil hovedsakelig styres av ulike likevektstemperaturer ved ulike kornstørrelser. Kurvaturen til et snøkorns overflate vil påvirke damptrykket rundt snøkornet. Damptrykket vil igjen være styrende for smeltetemperaturen/likevektstemperaturen langs overflaten. Smeltetemperaturen/ 6

13 likevektstemperaturen vil dermed variere langs overflaten avhengig av kurvaturen til snøkornet. Dette vil føre til en varmeutveksling fra store korn til små korn og konkave former. Siden små korn har en mindre konveks overflate enn store korn, og bindinger gjerne har en konkav overflate, vil små korn og bindinger smelte (sublimeres) på bekostning av vann som fryser til (avsettes) på store korn (Jordan et al., 2008). Dette vil føre til et snødekke med store korn og få kontaktpunkt, i tillegg til at bindinger mellom snøkorn blir svakere. Svakere og færre korn vil gi lavere mekanisk styrke og virke destruktiv på snødekkets stabilitet (McClung og Schaerer, 2006). Ved et vanninnhold på mer enn 15 % vil de aller fleste snøkorn være separert fra hverandre av vann (McClung og Schaerer, 2006) Strømning av vann i snødekket Når et snødekke utsettes for vann fra overflaten, som normalt enten vil bestå av regn- eller smeltevann, vil vannet trenge nedover der gravitasjonskreftene dominerer over kapillære krefter. Dette er et forløp en kjenner igjen fra andre grovkornede medier, men i forhold til for eksempel sand og grus vil prosessen i snø kompliseres av tine-fryse prosesser, metamorfose og lagdeling i snødekket. Lagdeling i snøen med ulik permeabilitet vil bidra til at vannet konsentreres i distinkte kanaler, både lateralt og vertikalt. Slike kanaler kan gjøre at snødekket ikke nødvendigvis trenger å være verken isotermt eller gjennomfuktet før vann vil nå bakken. Det kan dermed finnes lommer med kald og tørr snø etter at vannet har nådd bakken (Jordan et al., 2008). Vannstrømningen er vesentlig mer kompleks i kald enn i varm snø (isoterm). I varm snø foregår det lite gjenfrysing av kanaler, og vann kan dermed rutes raskt igjennom. I kald snø derimot, vil kanaler fryse igjen og vannet må danne nye veier gjennom snødekket. Denne prosessen vil bremse vannstrømningen gjennom snødekket (Marsh og Woo, 1984). Siden vannstrømningens bevegelser gjennom et kaldt snødekke er komplisert, er den romlige fordelingen av vannet vanskelig å kalkulere. Forsinkelsen fra en hendelse som tilfører vann til snødekket, til snødekket er isotermt, er derfor vanskelig å forutsi (Stimberis og Rubin, 2011). Når snødekket er isotermt, kan vannstrømning langs bakken til en viss grad predikeres med eksisterende modeller, gitt at fuktingen av overflaten er isotrop. Dette er ikke unaturlig siden et isotermt snødekke er forholdsvis homogent uten særlig lagdeling (Jordan et al., 2008). Den første fasen av vannets bevegelse og oppvarming av et snødekke er i stor grad påvirket av snøog bakketemperaturens utgangspunkt. Et kaldt snødekke trenger mer latent varme enn et varmere snødekke for å varmes opp til isoterme forhold, temperaturen i snødekket vil derfor bestemme mengden vann som trengs til å gjøre et snødekke isotermt. Selv etter at et snødekke har blitt tilnærmet isotermt, kan frost i bakken fryse igjen kanaler og begrense avrenningen langs bakken (Marsh og Woo, 1984). Et snødekke vil normalt ha høy permeabilitet med strømningshastigheter rundt 1-20 cm/time, der permeabiliteten hovedsakelig kontrolleres av laget med lavest permeabilitet (Jordan et al., 2008). 2.2 Terreng Spesielle terrengegenskaper er et viktig premiss for glidningsdeformasjon. Glidning og glideskred forekommer ofte på samme sted hver vintersesong. Terrenget utgjør følgelig en vesentlig faktor. 7

14 Typisk vil startsonene til glideskred være godt kjent for glideproblematikk fra årlige hendelser (Peitzsch et al., 2013) Helning og topografi Det er tidligere pekt på at i typisk alpint terreng må helningen være brattere enn 15 grader for at glidning skal kunne forekomme (der Gand og Zupančič, 1966). Det er også observert at intensiteten av glidebevegelsen vil øke med helning opp til 40 grader, mens den minker etter passerte 40 grader (Newesely et al., 2000). I tillegg vil glidedistansen øke med økende helning (Leitinger et al., 2008). Det har også blitt observert at helningen sjelden er bratter enn 61 grader i terreng med bart fjell med små klipper og avsatser (Peitzsch et al., 2013). Som for andre typer flakskred, er startsonen for glideskred og glidning observert å forekomme hyppigst i konvekse formasjoner. Dette forklares med at snødekket i konvekse formasjoner vil utsettes for strekkspenninger, mens snødekket i konkave formasjoner vil gi støtte og høyere stabiliteten til snødekket (der Gand og Zupančič, 1966) Glideflate Bakkens ruhet og vegetasjon vil avgjøre hvor godt snødekket forankres mot bakken. Normalt består underlaget til glideskred av sva (Stimberis og Rubin, 2011) eller gresskledd bakke (der Gand og Zupančič, 1966). Det er også kjent at falne bambustrær (Endo, 1984), islag og breis kan være gunstige glideflater (McClung og Schaerer, 2006). Tettheten mellom forankringselementer, som større trær, spiller også en vesentlig rolle, og det er observert at glidningsaktiviteten er høyere i terreng der trærne har en avstand på rundt 20 meter (Leitinger et al., 2008). Friksjonen er også nært tilknyttet til vanninnhold i snødekket, og er nærmere beskrevet i kapittel Bakken har to egenskaper som er viktig for glidning: enkel friksjon mellom snødekket og bakken, og bakkens forankring til snødekket gjennom f.eks. vegetasjon eller blokkstein (der Gand og Zupančič, 1966). Vegetasjon og blokker/kanter gir god støtte til snødekket og motvirker glidning. Enkelte deler av snødekket i et glideområdet kan ha så høy friksjon til bakken at det ikke er utsatt for glidedeformasjon. Om et slikt område befinner seg under en glidesone og gir støtte til snødekket, kalles det for en stauchwall (Bartelt et al., 2012). Betydningen av en stauchwall er nærmere forklart i kapittel I noen tilfeller er vegetasjon (bambus og høyt gress) observert til å gi støtte og dempe glidningsraten så lenge dette står oppreist, men på grunn av glidning kan stilker og strå legge seg flatt langs bakken og likevel bidra til en glatt glideflate (Endo, 1984). Et tørt snødekke vil ikke kunne gli, selv på svært glatte underlag som gress (der Gand og Zupančič, 1966). Dette forklares med at friksjonen vil være så høy at det heller vil forekomme skjærbrudd internt i snødekket før glidning av betydning vil forekomme. Det ser ellers ut til å være bred enighet om at vann spiller en viktig rolle for å redusere friksjonen mellom snødekket og bakken, men den eksakte mekanismen er enda ikke helt forstått (Mitterer og Schweizer, 2012) Egenskaper til et glidende snødekke Grensesjiktet mellom snødekket og bakken Når underlag-, temperatur- og helningsbetingelser er oppfylt, er det antatt at tilstedeværelsen av fritt vann den drivende faktoren for glidebevegelsen. Hvorvidt det er vann tilstede er avhengig av 8

15 tilgang til, og inntrenging av, regn- eller smeltevann. Dette kan variere mye over kort tid og forårsake stor fluktuasjon i glidehastigheten (Clarke og McClung, 1999). Ved glidning er grensesjiktet mellom snødekket og bakken observert til å bestå av et sørpelag med grovkornet snø med et vanninnhold på 8 15 % av bulk volum (definert som veldig vått i tabell 1) (Clarke og McClung, 1999). McClung et al. (1994) presenterer to mulige komponenter for hvordan glidning påvirkes av vann: i) Snøens vanninnhold bestemmer graden av drukning av små ujevnheter i grensesjiktet. ii) Snøens vanninnhold bestemmer skjærviskositet og viskøs tverrkontraksjon. Førstnevnte punkt, graden av drukning, er antatt til å være den viktigste komponenten. McClung og Clarke (1987) foreslår at selv de minste ujevnheter i bakken vil bidra til et så høyt drag i grensesjiktet at disse må druknes av frittstrømmende vann før glidning kan initieres, som illustrert i figur 3. Det er derfor foreslått i the McClung and Clarke model at friksjonen mellom snødekket og bakken må bli tilstrekkelig redusert av drukning før glidning kan forekomme, ved at vann presser snødekket ut fra glideflaten. Figur 3 - Illustrasjon av drukning. Vann samles bak ujevnheter på grunn av delvis separasjon mellom snødekket og bakken der normaltrykket på snødekket er lavest. Dette bidrar til lavere friksjon, i tillegg til at snøen kryper lettere over ujevnheter på grunn av redusert viskositet ved høyt vanninnhold (etter McClung og Clarke (1987)). Modellen sier at den nedoverrettede siden av ujevnheter i terrenget vil påføre et lavere normaltrykk på snødekket enn oppsiden. Hvis det oppstår tilstrekkelig trykkforskjeller, som kan være tilfelle i bratte helninger eller ved glatte flater, kan snødekket bli delvis separert fra bakken og vann vil infiltrere disse områdene. Når vann er tilstede langs grensesjiktet, kan derfor deler av bakkens ujevnheter bli druknet, og draget til snødekket i de druknede områdene vil bli neglisjerbart (McClung og Clarke, 1987). 9

16 Egenskapene til sørpelaget over glidesjiktet er også antatt til å være av betydning for glidning, men ikke til å bidra like mye som drukning. Reduksjon av sørpelagets viskositet over glidesjiktet vil føre til at snøen kryper lettere over ujevnheter. I tillegg vil sørpelagets høyde være av betydning ved tilstedeværelse av et stivt lag ovenfor sørpelaget. Hvis høyden til bakkens ujevnheter er høyere enn sørpelaget, kan et ovenforliggende stivt lag bidra til å motstå glidning (Clarke og McClung, 1999). Siden vanninnholdet er avgjørende både for drukning av ujevnheter og for snøens viskositet, som begge vil minske friksjonen og øke glidehastigheten, har McClung et al. (1994) forsøkt å presentere forholdet mellom skjærspenning, glidehastighet, snøviskositet og geometri slik: er en parameter for geometrien og grad av drukning, kalt stagnasjonsdybde. og er parametere for viskositeten av snøen over bakken (henholdsvis skjærviskositet og viskøs tverrkontraksjon). Fra formelen kan man se at glidehastigheten vil øke dersom skjærviskositeten minker eller at stagnasjonsdybden øker (McClung og Clarke, 1987). McClung og Clarke (1987) påpeker at en eventuell økning i poretrykk vil forsvinne raskt på grunn av snødekkets generelle høye porøsitet og permeabilitet. Stimberis og Rubin (2011) foreslår derimot at økt vanntrykk etter ekstremt regnvær kan separere snødekket og bakken, og dermed være med på å kontrollere glidning Karakteristikk av glidebevegelsen Prosessen fra snødekket ligger i ro til et glideskred er utløst, kan kort oppsummeres slik (Stimberis og Rubin, 2011): i) Initiering av glidning av mindre områder med glideflater. ii) Størrelsen på glideflatene øker ved at friksjonen rundt ujevnheter endres. iii) Plutselig endring fra glidning på enkelte glideflater i bevegelse til full utglidning. Når et snødekke først er satt i bevegelse av glidning, karakteriseres bevegelsen som rykkvis med perioder av både ujevn og konstant hastighet, forstyrret av perioder med stillstand. Hastigheten kan variere fra mm til cm per dag (der Gand og Zupančič, 1966). Det er også observert at glidehastigheten kan være forskjellig til samme tid i ulike deler av snødekket i et og samme heng (Clarke og McClung, 1999). Det er observert at glidehastighet nedenfor trinn i fjellet kan være høyere enn ovenfor. Dette er antagelig på grunn av manglende hold fra ovenforliggende snø. Et trinn i overkant av et flak kan også bidra til å konsentrere regn- eller smeltevann til glidesjiktet (McClung et al., 1994) Glidehastighet ved utglidning Glideskred er observert til å bli utløst ved mange forskjellige glidehastigheter. Det foreligger derfor ingen kjente grenseverdier av glidehastigheter som beskriver når et glideskred vil bli utløst. Hvilken gliderate et glideskred vil bli utløst, er antatt til å variere med snødekkets egenskaper og underlagets karakter, og har vist seg å være lik for vintre med samme karakter. I tillegg er det antatt at et snødekke kan ha ulike glidehastigheter lateralt i snødekket på samme tid, noe som gjør det vanskelig 10

17 å finne en entydig sammenheng mellom glidehastighet og glideskred (Clarke og McClung, 1999, Stimberis og Rubin, 2011). Det er foreslått at glideskred kan ha en tydeligere sammenheng til glidningens akselerasjonen enn hastigheten. Korrelasjonen mellom utglidning og glidningens akselerasjon er antatt til å skyldes at snødekket ikke klarer å tilpasse seg de raske endingene i friksjonsbetingelsene langs glidesjiktet (Clarke og McClung, 1999) Sprekkdannelse I forbindelse med glidning kan det oppstå sprekkdannelser i snødekket, også kalt glidesprekker. Disse er et typisk varsel om glideskred. Når friksjonen mellom snødekket og bakken reduseres vil lasten og strekkspenningene i snødekket øke. Ved tilstrekkelig rask reduksjon av friksjon, vil strekkspenningen overgå strekkstyrken til snødekket og et strekkbrudd vil bli indusert. Denne typen strekkbrudd vil som oftest starte ved bakken og propagere normalt oppover (McClung og Schaerer, 2006). Slik sprekkdannelse forekommer under en høy glidehastighet i snødekket (Clarke og McClung, 1999). Bilde 1 Glidesprekk i startsonen av et glideskredområde. Bildet er tatt på Stavbrekka i Skjåk kommune (foto: Tore Humstad) Hvorvidt snødekket nedenfor en glidesprekk vil gå som et glideskred, kalve ut i små flak eller smelte bort, er imidlertid vanskelig å forutsi (Peitzsch et al., 2013). Sprekkedannelse kan være et tegn på at et skred er nært forestående (McClung og Schaerer, 2006). Det er likevel ikke gitt at et skred vil utløses etter glidesprekkdannelse (Reardon et al., 2006). Feick et al. (2012) registrerte at kun 40 % av glidesprekkene gjennom en vinter i et dalføre i Sveits resulterte til glideskred. Samme undersøkelse viste at 15 % av skredhendelsene ble utløst innen èn time etter sprekkdannelse og 40 % innen fem timer. Glideskred kan også utløses umiddelbart, det vil si umiddelbart etter oppsprekking uten forsinkelse (Simenhois og Birkeland, 2010). Glidesprekker er følgelig ingen god indikator på glideskred i nærmeste fremtid, men forteller at glidningsdeformasjon har vært tilstede. En glidesprekk kan imidlertid brukes til å overvåke glideraten. Hvordan sprekkeutviklingen kan overvåkes omtales i kapittel 3. 11

18 2.3.5 Stauchwall og kompresjonssone Snødekket i et glideskredområde kan deles inn i tre soner: glidesone, kompresjonssone og stauchwall, slik som illustrert på bilde 2. Glidesonen vil være området der et flak er satt i bevegelse av glidning. Stauchwall er definert som området som ikke glir, nedenfor glidesonen. Områder hvor det har vært en stauchwall kan ofte observeres etter skred der det fortsatt henger snø fast i bakken. Kompresjonssonen kan være en del av glidesonene og vil være rett ovenfor en stauchwall. Her vil snødekket utsettes for trykk- og skjærspenninger på grunn av belastningen fra det glidende snødekket. Snødekket i kompresjonssonen vil gjennomgå betydelig deformasjon, som vist på bilde 3, slik at hele snødekket kan blir bøyd av til en bølgeform (Bartelt et al., 2012). Bilde 2 - Soneinndeling etter umiddelbart glideskred til venstre, soneinndeling før et eventuelt forsinket glideskred til høyre (Bartelt et al., 2012). I denne sammenhengen er det hensiktsmessig å skille mellom glideskred som blir forsinket etter sprekkdannelse, og glideskred som går umiddelbart ved oppsprekking. I tilfellet ved forsinkede glideskred vil en stauchwall oppta strekkspenningene som forsvinner i øvre del av glidesonen idet det dannes en glidesprekk. Det er foreslått at forsinkede glideskred utløses idet den mekaniske styrken i glideskredområdets stauchwall blir overgått, eller tilstrekkelig svekket av deformasjon (Bartelt et al., 2012). Ved glideskred som går umiddelbart etter sprekkdannelse, vil en stauchwall ikke klare å ta opp de ekstra spenningene som induseres i sonen når strekkspenningene forsvinner (Bartelt et al., 2012) 12

19 Bilde 3 Deformasjon i kompresjonssonen på grunn av glidning (foto: Tore Humstad) Værets betydning for utglidning Temperaturregimer og variasjon gjennom sesongen Utløsning av glideskred kan forekomme i både kalde og varme snødekker. Glideskred omtales derfor ofte som enten en kald eller en varm hendelse, avhengig av om lufttemperaturen er over eller under 0 ⁰C. De aller fleste glideskred betegnes som varme hendelser (Clarke og McClung, 1999) og forekommer oftest i, eller i overgangen mot, et isotermt snødekke (Peitzsch et al., 2013). Det likevel observert glideskred når snødekket er tørt og kaldt (< 0⁰C) og med lufttemperaturer helt ned til 11 ⁰C (Clarke og McClung, 1999). Som regel vil kalde hendelser forekomme tidlig på vintersesongen ved første snøfall, men kan også forekomme senere i sesongen (Peitzsch et al., 2012). Clarke og McClung (1999) peker på tre ulike årsaker for vanntilførsel til glidesjiktet: i) Perkolasjon av vann fra regn eller snøsmelting gjennom snødekket. ii) Snøsmelting i bunn av snødekket på grunn av varme lagret i bakken. iii) Snøsmelting ved områder med høy energi, som for eksempel fjell i dagen utsatt for solinnstråling. Punkt i) er hovedårsaken til utglidning under varme betingelser (lufttemperatur > 0 ⁰C) og ii) og iii) ved kalde betingelser (lufttemperatur < 0 ⁰C). Siden utglidning er avhengig av været, vil glideaktiviteten variere gjennom sesongen. Tendensen er høyere glideaktivitet tidlig og seint i vintersesongen. Snøsmelting i bunn av snødekket (ii) er antatt til å være årsaken til de fleste kalde hendelser tidlig på sesongen. Dette er skyldes antagelig varmelagring i bakken fra sommersesongen kombinert med et tynt snødekke med lav tetthet som er typisk på denne tiden av året. Snøsmelting ved områder med høy energi (iii) er antatt til å være 13

20 årsaken til kalde hendelser ellers på året. Høy glideaktivitet kan også forekomme midtvinters på grunn av regn og snøsmelting (i) ved mildvær (Clarke og McClung, 1999) Utglidning ved snøsmelting Glideskred forårsaket av snøsmelting under varme betingelser (lufttemperatur > 0 ⁰C) er trolig den vanligste årsaken til glideskred (Dreier et al., 2013). Under varme hendelser antas det at vann hovedsakelig tilføres glidesjiktet fra toppen av snødekket, der kortbølgestråling fra sola og lufttemperatur vil bidra mest til snøsmelting (Clarke og McClung, 1999). Undersøkelser viser en klar sammenheng mellom økt lufttemperatur (ved lufttemperatur over 0 ⁰C) og høyere glidehastighet (Clarke og McClung, 1999, Dreier et al., 2013). Siden smeltevannet må perkolere gjennom hele snødekket før det når glidesjiktet, vil det være en forsinkelse til glidehastigheten endrer seg etter en endring i lufttemperaturen. I tillegg spiller grunnforholdene en vesentlig rolle for hvordan vannet fordeles lateralt i glidesjiktet. Det er antatt at forsinkelsen mellom økt lufttemperatur og økt glidning vil være på mellom timer. Økt lufttemperatur er værparameteren som viser den tydeligste korrelasjonen til glidning (Clarke og McClung, 1999, Dreier et al., 2013). Glideskred som går ved første snøfall har en klar årsakssammenheng. Sett bort i fra glideskred tidlig på sesongen peker Dreier et al. (2013) på innkommende kortbølgestråling fra solen, i tillegg til temperaturendringer og pålastning av nedbør, som en mulig årsak til glideskred under kalde betingelser (lufttemperatur < 0 ⁰C). Høy innkommende kortbølgestråling forekommer på klare dager og kan varme opp bart fjell gitt at lufttemperaturen ikke er for lav. Oppvarmet områder med bart fjell kan igjen smelte nærliggende snø og tilføre vann til glidesjiktet. I tilfellene der oppvarmet fjell bidrar til smeltevann må snødekket være tynt eller oppsprukket (Clarke og McClung, 1999) og ha en gunstig orientering i forhold til solen (Dreier et al., 2013). Denne korrelasjonen mellom kortbølget solinnstråling og glidning er funnet i undersøkelser gjort i Chamonix, Frankrike, og ikke nødvendigvis gyldig i nordlige breddegrader Utglidning relatert til nedbør Clarke og McClung (1999) viser til en tydelig korrelasjon mellom regnvær og glidning. En typisk forsinkelse fra regnvær til utglidning vil være på timer. Dette er omtrent den samme forsinkelsen som det er mellom strømningshastighet av vann i grensesjiktet og regnvær (Clarke og McClung, 1999). Forsinkelsen har trolig samme årsak som ved snøsmelting, som nevnt i kapittel Simenhois og Birkeland (2010) konkluderer derimot med at det ikke er mulig å forutse glideskred ut fra en enkelt værhendelse, da flere typer værhendelser og med ulik intensitet utløser glideskred. Det er også antatt at nedbør kan bidra til økt glidehastighet ved at spenningene i snødekket vil øke som følge av ekstra pålastning (Dreier et al., 2013, Stimberis og Rubin, 2011). Dreier et al. (2013) viser også til en sammenheng mellom snøfall og glideskred under kalde betingelser, og det er antatt at sammenhengen skyldes økt belastning av snødekket. Det er foreslått at tilleggsbelastningen nedbør vil bidra med kan få områder som gir mye støtte i et glideskredområde til å kollapse i skjærbrudd (Bartelt et al., 2012). Selv om glideskred i dette tilfellet er antatt utløst av ekstra last, er vann i glidesjiktet en betingelse (Dreier et al., 2013). 14

21 3 Metoder for datainnsamling og analyse tilknyttet glideskred 3.1 Glidesko Glidehastigheten i et snødekke kan måles med en glidesko. Denne metoden ble introdusert av der Gand og Zupančič (1966) og har i ettertid blitt utviklet videre og brukt på mange lokaliteter med glideskredproblematikk. Selve glideskoen er et anker plassert på bakken, slik som på bilde 4. Dette ankeret vil snø inn og følge snødekkets bevegelse nedover. Glideskoen er koblet til en vaier som igjen er koblet til et potentiometer som er forankret i grunnen. Potentiometeret vil registrere snødekkets bevegelse når vaieren strekkes ut, og overfører signalene til en mottaker via kabel. Potentiometeret er beskyttet av et værbestandig hus (der Gand og Zupančič, 1966). Bilde 4 - Glidesko satt opp på Stavbrekka i Skjåk kommune før vintersesongen 2014/2015 (foto: Martin Venås). Siden et snødekke i bevegelse vil utøve store krefter på hindringer i grensesjiktet, må instrumentet plasseres med omhu. Det værbestandige huset bør graves eller freses ned, alternativt plasseres bak naturlige hinder slik som på bilde 4. Dette er også viktig for at instrumentet ikke skal påvirke snødekkets naturlige bevegelse. Glideskoen bør plasseres slik at den får en jevn bane uten hindringer nedover, og slik at vaieren ikke blir belastet over konvekse formasjoner. Kabelen som overfører signalene fra potentiometeret til mottakeren må plasseres og festes slik at den ikke utsettes for snødekkets naturlig bevegelse. Den bør enten ligge bak naturlige ujevnheter eller freses/graves ned i bakken, se bilde 5. Det bør i tillegg tas høyde for at snødekket kan gli svært langt før det løses ut. Vaieren må derfor være tilstrekkelig lang. 15

22 Bilde 5 - Plassering av kabel bak formasjoner (t.v.) og frest ned og dekt til med mørtel (t.h.) (foto: Tore Humstad). Det vil være en fordel å plassere mottakeren utenfor glideområdet, der er kreftene i snødekket mindre og utstyret vil ikke påvirke snødekkets bevegelse. Mottakeren kan drives av batteri, brenselcelle, vind, sol eller nettstrøm. Mottakeren kan også sende data videre gjennom mobilnettet for å presentere dataen i sanntid. Slikt utstyr vil være utsatt for andre skredhendelser, snøakkumulasjon og vind, og må derfor plasseres med omhu (Cautus Geo AS, 2014a). Bilde 6 Måling av glidningsdeformasjon på Stavbrekka vinteren Grafen viser at deformasjonen øker markant i løpet av noen få døgn. Slike målinger kan observeres i sanntid (Cautus Geo AS, 2014b). 16

23 3.2 Temperatur- og vindmåler Temperaturmålere i snødekket er et nyttig instrument for å forstå temperaturregimet i snødekket. Instrumentet som måler temperaturen vil typisk være enten en termistor eller en serie av målere, slik som vist på bilde 7. Et slikt instrument vil måle snødekkets temperaturgradient samt temperaturen nær snøoverflaten. Temperaturgradienten er nyttig å kjenne til, siden den gir en god indikasjon på snødekkets vanninnhold og fordeling. Overflatetemperaturen er viktig for å vite graden av snøsmelting samt snødekkets respons til værhendelser. I tillegg til å identifisere vannregimet, vil en temperaturprofil tydelig vise overgangen fra snø til luft, slik at snødybden kan identifiseres. Bilde 7 Temperatursensorer (POLS Engineering) i en mast med 20 cm avstand mellom hver, satt opp på Stavbrekka oktober 2014 (foto: Martin Venås). Instrumentet på bilde 7 måler også vindhastighet og vindretning. Vind har stor betydning for transportering og avsetning av snø. Det kan derfor være nyttig å kjenne til lokale vindforhold for å forstå snøforholdene i området. Temperatur- og vindmålere kan bli koblet til en mottaker som kan overføre data via mobilnettet for presentasjon i sanntid, se figur 4. 17

24 Figur 4 - Overvåkning av temperaturprofil i sanntid (POLS engineering, 2014). 3.3 Bildeserie av sprekkeutvikling Utviklingen til en glidesprekk kan overvåkes ved å analysere bildeserier over området. I en glidesprekk vil grunnen som er eksponert ha en mørkere farge enn snødekket. Ved å telle antall mørke bildepunkt i bildet kan størrelsen av glidesprekken identifiseres. Utviklingen av glidesprekken kan dermed følges over tid, og glidehastigheten til snødekket kan beregnes. En betydelig fordel med bruk av denne metoden er at den er rimelig og kan utføres utenfor skredområdet. Resultatene av metoden kan derimot bli svært begrenset ved dårlig sikt (van Herwijnen og Simenhois, 2012). Sammenhengen mellom gliderate og utglidning er enda ikke kjent, metoden er derfor begrenset til bruk som varslingsverktøy, på lik linje som andre metoder som måler glidehastighet (Simenhois og Birkeland, 2010). 3.4 Satellittbilder Med høyoppløselige satellittbilder kan det gjøres fjernmåling av glideskredaktivitet. Glidesprekker kan detekteres på satellittbilder ved å identifisere mørke bildepunkter, som forøvrig er samme prinsipp som nevnt i kapittel 3.3. Automatisk deteksjon av glidesprekker har en høy treffprosent på heldekkende snødekker, men resultatet er noe begrenset i områder med bart fjell og vegetasjon. Foreløpig er satellittbildenes oppløsning i denne sammenhengen lav, slik at glidehastighet ikke kan beregnes i en bildeserie. Metoden er derfor begrenset til deteksjon av glidesprekker (Feick et al., 2012). 3.5 Laser og reflektorer Bevegelsene i et glideskredområde kan følges med reflektorer og avstandsmåler. Reflektorer kan plasseres i snødekket på forskjellige steder i et glideområde. Fra en kjent posisjon kan gpsposisjonene til reflektorene beregnes fra avstand med en avstandsmåler og retningsgiver, som f.eks. en laser med innebygget kompass og inklinometer. Blant annet kan utviklingen til en glidesprekk 18

25 kartlegges relativt detaljert ved å plassere en rekke reflektorer både over og under sprekken (Hendrikx et al., 2010). Fordelene med denne metoden er at den er rimelig å utføre, den kan detektere bevegelse i en rekke posisjoner og utføres på trygg avstand etter at reflektorene er satt opp. Nøyaktigheten til den kjente posisjonen, avstandsmålingen og retningen er avgjørende for kvaliteten til metoden (Hendrikx et al., 2010). Reflektorene kan være utsatt for vær og deformasjoner i snødekket. Utplassering av reflektorene kan også være tilknyttet eksponeringstid i risikofylt terreng. 19

26 4 Sikring 4.1 Overvåkning og varsling Overvåking og varsling av snøskredfare er en utbredt metode for å sikre bebyggelse og infrastruktur mot snøskred. Sannsynligheten for skredaktivitet kan normalt predikeres utfra snødekkets egenskaper og forventet vær. Skredfaren kan derfor ofte antas noen dager frem i tid. Glideskred har derimot vist seg å være vanskeligere å forutsi enn skred forårsaket av skjærdeformasjon, til tross for at glideskred ofte opptrer i samme skredbane og tidsperiode hvert år (Mitterer og Schweizer, 2012, Simenhois og Birkeland, 2010). Det er gjort forsøk med å predikere glideskred ut i fra vanndannelse under ulike værforhold, glidehastighet i snødekket og sprekkdannelse, men med begrenset resultat (Simenhois og Birkeland, 2010). De vanligste årsakene til glideskred, regn og snøsmelting ved overflaten, kan varsles med en akseptabel sannsynlighet, men forståelsen for hvordan vannet vil trenge gjennom snødekket er begrenset. Dette gjør det vanskelig å bestemme tidsforsinkelsen mellom værhendelser og glideskred. Spesielt har det vært utfordrende å forutse kalde hendelser, som viser mindre tydelig korrelasjon til været enn varme hendelser. Det er heller ikke funnet noen entydige grenseverdier av glidehastighet, glideakselrasjon eller sprekkdannelse som kan forutsi sannsynligheten for glideskred i nær fremtid (Clarke og McClung, 1999). 4.2 Sikringsinstallasjoner i startsonen Et skredområde kan deles inn i tre soner: startsone, skredløp og utløpsområde (Norges Geotekniske Institutt, 2014). Det kan etableres sikringsinstallasjoner i alle disse tre sonene (Norem, 2011). Sikring i skredløpet og utløpsområdet vil være gjeldende for alle typer snøskred, men kun sikring i startsonen mot glideskred vil belyses i denne oppgaven. Bilde 8 Forankring av snødekket til bakken med trepeler (Margreth, 2013). 20

27 Forankring av snødekket for å unngå glidning er en preventiv metode sikre seg mot snøskred. I Sveits har det blitt brukt både peling og tre-fotskonstruksjoner til å forankre snødekket og unngå glidning. Trepeler med en minimumshøyde på cm og en diameter på 10 cm kan settes opp i et triangulært mønster, som vist på bilde 8. Senteravstanden bør være 2 m ved en skråningshelning på 30 grader. Tettheten av pelene er viktigere enn selve høyden. Det er viktig at de øverste pelene dekker hele toppområdet av startsonen. Planting av trær kan gi samme forankringseffekt som peler (Margreth, 2013). Tre-fotskonstruksjoner forankret til bakken med vaier eller stålpeler er en annen metode for å forankre snødekket, som vist på bilde 9. Disse er typisk 1.5 m høye med en vidde på 2 m, og settes opp i et triangulært mønster. En slik konstruksjon kan sikre et området på (Margreth, 2013). Bilde 9 - Forankring av snødekket til bakken med tre-fotskonstruksjoner i et triangulært mønster (Margreth, 2013). På Stavbrekka i Møre og Romsdal har SVV i samarbeid med SINTEF gjort et forsøk på å forankre snødekket til bakken ved å sette opp snøanker spesielt utformet til dette formålet. Under dette prosjektet kjente man ikke til andre metoder for samme formål. Ankerene var utformet som et kvadrat med målene 1,2x1,2 m, og festet til en ovenforliggende fjellbolt med 4 stag, se bilde 10. Ankrene ble dimensjonert til å tåle en statisk last fra en gitt snømektighet på 6 m og snøtetthet på 500. Snøankrene ble satt opp med en avstand på 0,8 m fra kant til kant, henholdsvis 2 m fra senter til senter. Avstanden mellom hver rad varierte mellom 12 m og 20 m, med likt mønster på hver rad (Nilssen, 2013, Norem, 2008). 21

28 Bilde 10 Snøankerforsøk på Stavbrekka (Norem, 2008). Ankrene viste tydelige tegn på hard medfart etter flere vintersesonger. I ettertid av prosjektet ble det konkludert med at ankrene var tilstrekkelig dimensjonert for de statiske lastene gjennom vinteren, men at dynamiske laster ikke var tatt med i beregningen. Det ble antatt at store dynamiske laster fra snøskred og glidende snø utenfor det stabiliserte snødekket var skyld i løsriving og skadete anker. Spesielt ble ankrene i de øverste radene og kolonnene i ytterkant utsatt for store krefter. Prosjektet ble derfor avsluttet. Det ble videre konkludert med at ankrene kunne ha utspilt sin rolle hvis ankrene hadde blitt forsterket i tillegg til å dekke hele glidesonen. Forsterkete anker vil tåle større dynamiske laster, mens stabilisering av hele glidesonen vil redusere de dynamiske laster fra glidning og glideskred i toppen samt i randen (Nilssen, 2013, Norem, 2008). Viktigheten av å forankre hele glidesonene ble også påpekt i den sveitsiske metoden med peler (Margreth, 2013), som nevnt ovenfor. 4.3 Terrengtiltak Endring av terrenget er en metode for å stabilisere snødekket eller unngå belastning av bygninger og konstruksjoner. Stabilisering av snødekket kan gjøres ved å endre skråningens helningsvinkel. En slakere helningsvinkel vil gi større normalkrefter på snødekket og dermed høyere friksjon, som igjen vil bidra til å dempe glidning. Endring av helningsvinkel kan oppnås ved å dele opp terrenget i flere terrasser. Slike terrasser vil også bidra til å bryte opp snødekket og dermed unngå for stor last på utsatt infrastruktur eller bebyggelse (Margreth, 2013). 4.4 Kunstig utløsning I tørre snødekker er kunstig utløsning av snøskred en utbredt sikringsmetode. Metodene er effektiv til å redusere snøskredfaren rundt et begrenset geografisk område, typisk langs utsatte strekninger langs vei- og jernbane. Glideskred har vist seg vanskeligere å utløse kunstig. Det er begrenset med dokumenterte forsøk på å utløse glideskred kunstig, noe som er antatt å skyldes få positive resultater (Jones, 2004). Tørre snøskred kan utløses ved å tilføre en tilleggslast slik at skjærbrudd initieres. Vanligvis gjøres dette ved å slippe eksplosiver fra helikopter eller faste installasjoner, men det finnes en rekke andre 22