RENNINGSÅSEN FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK

Transkript

1 Oppdragsgiver Lemminkainen Norge AS Rapporttype Fagrapport vassdragsteknikk RENNINGSÅSEN FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK

2

3 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 3 (23) RENNINGSÅSEN FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Oppdragsnr.: Oppdragsnavn: Renningsåsen, massedeponi Dokument nr.: 1 Filnavn: Fagrapport_Vassdragsteknikk Revisjon 00 Dato Utarbeidet av Lorentz Reinertsen Kontrollert av Ragnhild Nordmelan Godkjent av Tomas Moen Beskrivelse - Revisjonsoversikt Revisjon Dato Revisjonen gjelder Rambøll Hoffsveien 4 Pb. 427 Skøyen NO-0213 OSLO T F

4 4 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Innhold 1. INNLEDNING MÅL OG METODE Mål Metode Dimensjonerende gjentaksintervall og klimafaktor Beregning av sekundære flomveier AVRENNINGSANALYSE FOR RENNINGSÅSEN Mål Terrengmodell Resultater FLOMANALYSE FOR RENNINGSÅSEN Nedbørsfelt for Horsrudbekken og mindre bekk Flomfrekvensanalyse og dimensjonerende flom Flomberegninger basert på formler for små felt, Horsrudbekken Nabofelt, vannføringsstasjoner og erfaringer fra små felt Flomberegninger basert på rasjonell metode, mindre bekk FORSLAG TIL UTFYLLING AV RENNINGSÅEN OG LØSNING VED BEKKELUKKING Anbefaling av arealer i planområdet som egner seg for deponiområde Flomsikringstiltak SAMMENDRAG OG KONKLUSJONER REFERANSER OG KILDER Rambøll

5 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 5 (23) 1. INNLEDNING På vegne av Lemminkainen Norge AS har Rambøll igangsatt arbeid med reguleringsplan inkl. konsekvensutredning for deponering av masser langs Horsrudveien i Renningsåsen i Øvre Eiker kommune. Det aktuelle området er avsatt til fremtidig råstoffutvinning i kommuneplanens arealdel. Bakgrunnen for dette er at kommunen har plukket ut dette området til å betjene behovet for massedeponering i kommunen, som ett større område framfor flere små områder med egne søknader osv. Tanken er at et slikt stort område gjør det lettere å belyse konsekvenser av tiltaket. I forbindelse med konsekvensutredningen er forliggende rapport utarbeidet for å belyse massedeponiets konsekvenser for fagtema vassdragsteknikk. Det er gjennomført en flomvurdering der vi har kartlagt dagens situasjon for Renneåsen. En god håndtering av overvannet, bekker, flomveier og nye flomveier er viktig for å kunne utarbeide en trygg løsning mtp. utfyllingen. Notatet tar for seg beregninger fra bekkene, anbefalt fyllingsgrad, samt en tenkt løsning for gjenlegging av bekken. Kapittel 3 gir en overordnet analyse av flomveier i planområdet. Kapittel 4 viser en analyse over de ulike bekkene som vi har sett på som kritiske i forhold til oversvømmelse og flom. Der beskriver vi området og gir en overordnet beskrivelse på hva som anbefales som løsning sett opp mot økonomisk gevinst. Kapittel 5 er en kort oppsummering og diskusjon av anbefalingene gjort tidligere i rapporten, samt diskusjon og anbefaling av videre arbeid i detaljfasen. Ramboll

6 6 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Figur 1.1. Planområde ved Renningåsen markert med rødt skravert polygon Rambøll

7 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 7 (23) 2. MÅL OG METODE 2.1 Mål Hovedmålet med denne analysen har vært å analysere og foreslå en flomsikker løsning for Renneåsen massemottak i forhold til dimensjonerende gjentaksintervall. Et delmål har vært å se på om det er hensiktsmessig å fylle ut hele området som kunden ønsker å fylle ut med tanke på kompleksitet og økonomi. Ramboll

8 8 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 2.2 Metode Dimensjonerende gjentaksintervall og klimafaktor Med tanke på tiltakets plassering utgår TEK 10 sine dimensjoneringskriterier. Det er derfor benyttet Norsk Vanns anbefalte dimensjonerende gjentaksintervall for separat- og fellesavløpssystem og Statens Vegvesens anbefalte dimensjonerende gjentaksintervall for veg-/ dreneringselement. Dimensjonerende flomvannføring skal tilsvare en 5 års hendelse samt en klimafaktor på 1,4 for kulvert dimensjon og flomvein skal kunne håndtere en 100 årshendelse. Kulvert Tabell 4.1. Norsk Vanns anbefalte minimums dimensjonerende gjentaksintervall for separat- og fellesavløpssystem. (Norsk Vann, 162/ 2008) Dimensjonerende regnskyllhyppighet Plassering Dimensjonerende oversvømmelseshyppighet (1 i løpet av «n» år) 1 i løpet av 5 Områder med lavt skadepotensiale (utkantområder, landkommuner etc) (1 i løpet av «n» år) 1 i løpet av 10 1 i løpet av 10 Boligområder 1 i løpet av 20 1 i løpet av 20 Bysenter/ industriområde/ forretningsstrøk 1 i løpet av 30 Underganger/ områder med meget høyt skadepotensiale 1 i løpet av 30 1 i løpet av 50 Flomvei/ grøft Tabell 4.2 Returperiode (SVV, N200/ 2014) Veg-/ dreneringselement Rister, sluk, overvannsledning, terrenggrøfter langs veien Kulvert, innløp, utløp, nedføringsrenne på tvers av veien Sikring av nye eller justerte elveeller bekkeløp Veg med omkjøringsmuligheter Valg av returperiode for nedbør Veg uten omkjøringsmuligheter 50 år 100 år 100 år 200 år 200 år 200 år NVE har utarbeidet en rapport (5-2011) med forventet klimautvikling frem til år 2100 ved beregning av flommer med forskjellige gjentaksintervall. For 200 årsflom er det anslått at nedbørfelt <100 km2 på Østlandet vil ha en klimaendring på 20 % (NVE, 5/2011). Nedbørfeltene generert ved Renningsåsen har et lite og naturlig areal. Vi har derfor valgt en økning i 5- og 100 årshendelsen på 25 % for Renningsåsen. Rambøll

9 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 9 (23) Beregning av sekundære flomveier Flomberegningene er gjennomført ved bruk av det geografiske informasjonssystemet ArcGIS. For beregning av sekundære flomveier har vi benyttet verktøyene/toolbox ene Hydrology (Spatial Analyst) og Arc Hydro Tools. For oppbygging av terrengmodeller har vi benyttet tilleggsapplikasjonene Spatial Analyst og 3D. Ramboll

10 10 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 3. AVRENNINGSANALYSE FOR RENNINGSÅSEN 3.1 Mål For å vurdere særskilt flomutsatte områder i forbindelse med nye massedeponiet på Renningåsen er det utført beregninger av flomveier for hele planområdet. Resultatene fra beregningene skal gi kunnskap med tanke på å kunne sikre det nye masseuttaket mot oversvømmelse/ errosjon, samt sikre at eksisterende flomveier opprettholdes. Gjennomførte beregninger har identifisert naturlige (bekk/elv) og sekundære flomveier. Sekundære flomveier er veier som flomvannet vil ta oppå bakken, gitt at eventuelle overvannsledninger/kulverter går fulle. 3.2 Terrengmodell Beregning av flomveier er basert på en tinmodell for hele planområdet. Etablert tinmodell er basert på høydedata fra relevante digitale tema som høydekoter, kantlinjer vei, elv/bekk og innsjø. Figur 4.1 viser den etablerte tinmodell. Figur 3.1. Etablert terrengmodell for planområdet. Rambøll

11 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 11 (23) Basert på etablert tinmodell er det generert en noe grovere rastermodell med oppløsning på 1*1 meter. Figur 3.2. Resulterende raster terrengmodell. 3.3 Resultater Hovedresultater er presentert i figurene nedenfor som til sammen dekker hele planområdet. Figurene viser graderte flomveier, samt nedbørsfelt for bekkene. Flomanalysene skal være til hjelp for beregning av vannføring i bekkene, samt identifisere «hoved» flomveiene i og rundt planområdet. Ramboll

12 12 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Figur 3.3. Resulterende avrenningsanalyse Figur 3.4. Resulterende avrenningsanalyse med nedbørsfelt for bekkene Rambøll

13 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 13 (23) 4. FLOMANALYSE FOR RENNINGSÅSEN 4.1 Nedbørsfelt for Horsrudbekken og mindre bekk Ved massedeponiet på Renningsåsen finnes det i dag to bekker som har et nedbørsfelt på henholdsvis 2,5 km2 og 0,3 km2 og renner ut i Drammenselven. Det vil være naturlig å definere begge nedbørsfeltene som naturlige felt med mye vegetasjon (ca. 95 %) og ingen innsjøer. Etter befaring og vurdering fra NGU s løsmassekart er løsmasselaget tynt og det finnes bart fjell flere plasser og det er svært bratt i enkelte områder. Et resultat av disse faktorene er en rask avrenning ved flom som kan føre til oversvømmelse og stor massetransport. Det er ikke registrert rapporter eller uttalelser som tyder på at området har vært utsatt for flomhendelser, men ved befaring ser man tydelige tegn på erosjon langs bekkeleiet spesielt i Horsrudsbekken og ned bekkeleiet etter at den mindre bekken møter Horsrudbekken. Ramboll

14 14 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Figur 4.1: Nedbørsfelt til mindre bekk som møter Horsrudbekken (rosa polygon) Rambøll

15 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 15 (23) Figur 4.2: Nedbørsfelt til Horsrudbekken (grønt polygon) Ramboll

16 Flomvannføring (m3/s) 16 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 4.2 Flomfrekvensanalyse og dimensjonerende flom Det måles ikke vannføring i Horsrudbekken og det er heller ikke funnet informasjon om eventuelle tidligere korttidsmålinger. Flomfrekvensanalyser og beregning av dimensjonerende flom må derfor basere seg på regionale erfaringsdata, dvs. vannføringsmålinger i nabofelt samt beregninger basert på formler for små felt og rasjonell metode Flomberegninger basert på formler for små felt, Horsrudbekken Det er utført beregninger av vannføringer basert på formler for små nedbørfelt som inkluderer feltets størrelse, middelvannføring og andel sjø. Tabell 4.1 og 4.3 viser de beregnede årsflommene med ulike gjentaksintervall for Horsrudbekken og den mindre bekken representative målestasjoner i nærheten av den aktuelle bekken for å kunne estimere representative vannføringer innenfor intervallet vist i figur 4.2. Regional flomformel gir en beregnet spesifikk avrenning på 696 l/s*km2 som tilsvarer en årsflom på 1,74 m3/s. Tilsvarende ligger en 5 årsflom på ca. 885 l/s*km2 og 2,21 m3/s. Det er nødvendig å foreta en flomfrekvensanalyse av vannføringsdata fra representative målestasjoner i nærheten av den aktuelle bekken for å kunne estimere representative vannføringer innenfor intervallet vist i tabell Lav Median 0.40 Høy QM Q5 Q10 Q20 Q50 Q100 Q200 Q500 Q1000 Årsflom, gjentaksintervall (år) Figur 4.3. Beregnet flomvannføring for Horsrudsbekken ved bruk av regionalt formelverk for små felt. NB Klimafaktor IKKE medregnet. Rambøll

17 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 17 (23) Tabell 4.1: Beregnede kulminasjonsverdier (m 3 /s) for Horsrudbekken basert på formler for små nedbørfelt. Gjentaksintervall (år) Vannføring Lav Median Høy QM Q Q Q Q Q Q Q Q Nabofelt, vannføringsstasjoner og erfaringer fra små felt Det finnes ingen tilsvarende regionale felt med målestasjon. I regionen er det hentet inn flomfrekvensdata for 6 stasjoner, henholdsvis stasjon Gryta, Sæternbekken, Blomsterkroken, Elgtjern, Fiskum og Sørkja. Disse feltene har årsflommer QM som varierer mellom l/s*km2, og tilhørende faktor for Q200/QM fra 2,45-3,64. De seks målestasjoner som er vurdert aktuelle sammenligningsstasjoner basert på feltakarakteristika og beliggenhet i forhold til Horsrudbekken. Figur 4.4 viser at de seks målestasjonene, her er det beste sammenlignbare feltet (Sæternbekken). Figur 4.4. Flomverdier fra nærliggende målestasjoner Denne flomberegningen har måttet belage seg på et svært begrenset datagrunnlag. Med ingen representative vannføringsstasjoner i området var ikke frekvensanalyser mulig å utføre for å gjøre et godt estimat av middelflommen og dimensjonerende flomverdier må baseres på resultater fra formelverk og rasjonell formel. På grunn av den naturlige lave andel effektive sjøandel, bratt terreng og mye bart fjell er det rimelig å anta at flomvannføringen vil ligge noe over øvre del av regionale registrerte Ramboll

18 18 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK flomvannføringer ( l/s*km2). Bruk av de seneste utarbeidede flomformler for små felt (se over) inkluderer feltets andel sjø, totalareal og middelvannføring og gir en årsflomverdi på 696 l/s*km2. Dette synes derfor å være et godt estimat for årsflomverdi Flomberegninger basert på rasjonell metode, mindre bekk Det er utført en beregning av bekkeflommer med ulike gjentaksintervall basert på rasjonell metode og IVF (intensitet-varighet-frekvens) kurver for Skoger. Rasjonell metode skal i brukes på felt med et areal på 0,2 0,5 km2. Den mindre bekken har et areal på (0,3 km2). Resultater fra beregninger basert på rasjonell metode er vist i tabell 4.3. Tabell 4.2. Arealberegninger Overflateareal for avrenning: Mengde Enhet Avrenningsfaktor Totalt areal m2 Andel tette flater 5000 m2 C tett 0,85 Andel permeable flater m2 C perm 0,40 Sum redusert areal m2 C middel 0,4 Nedbørfeltet er et relativt lite naturlig felt og etter befaring en del bart fjell slik at det er lite som demper flomtopper. Konsentrasjonstiden for feltet er beregnet til ca. 1 time. Tabell 4.3: Beregnede kulminasjonsverdier (m3/s) for mindre bekk basert på rasjonell metode. Gjentaksintervall (år) Vannføring (m3/s) Spesifikk flomvannføring (l/s*km 2 ) QM 0, , , , , , , , Rambøll

19 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 19 (23) 5. FORSLAG TIL UTFYLLING AV RENNINGSÅEN OG LØSNING VED BEKKELUKKING Kulvert 1000 mm Flomvei Flomvei Sedimentdam/ sigevannsdam Figur 5.1. Planområdet delt inn i soner der svart polygon markerer område som egner seg for utfylling og rødt polygon markerer området som sees på som vanskelig og kompleks med tanke på utfylling. Det er også skissert en løsning for gjenlegging av mindre bekk. 5.1 Anbefaling av arealer i planområdet som egner seg for deponiområde Figur 5.1 viser en skisse over hvordan Rambøll anbefaler planområdet utfylt og hvordan man løser problemstillingen med den mindre bekken. Etter befaring ved Renningåsen ble nedre del av det planlagte arealet bemerket, (fra bekkene møtes og ned). Bekken renner da på berggrunnen, vannmengdene er betydelig større og det er tydelig merker etter erosjon langs bekkeleiet. Ut fra disse observasjonene er området delt inn i to soner, der svart polygon sees på som et område som egner seg for utfylling og rødt polygon sees på som vanskelig og kompleks med tanke på utfylling. Ramboll

20 20 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK Utfylling av nedre del av området (markert rødt) vil med høy sannsynlighet kreve store investeringer for å finne en løsning som er akseptabel. Området er svært bratt, ullent og trangt med tanke på etablering av kulvert for bekken. Siden bekken renner på bart fjell i dette området må det høyst sannsynlig etableres en konstruksjon i berget som fanger vannmengdene opp fra berget og inn i kulvert, samt en konstruksjon som begrenser hastigheten på vannet nedstrøms. En etablering av flomvei langs planområdet er nødvendig med tanke på sikkerhet, en flomvei langs rødt område vil være utfordrende med tanke på hastighet på flomvannet og massetransport. Ved en flomhendelse der kulvert går tett eller har begrenset kapasitet vil store vannmengder kunne dra med seg sedimenter som har konsekvenser for fiskeyngelen i Drammenselven. Et annet element er adkomst til kulverten ved vedlikehold. Selv om problemstillingen er løsbar veier kostnadsspørsmålet høyere da man skal være konkurransedyktige på mottak av masser og vil ha investeringskostnadene lave. Øvre del av området er betydelig slakere og det må gjøres betydelig mindre inngrep for å få en akseptabel løsning. Man kan da hente inn bekken på oversiden av Horsrudveien og føre kulverten nedstrøms til området hvor bekkene møtes. Figur 5.1 viser prinsippet, men er ikke gjeldene. Gitt at innløpet på kulverten ved Horsrudsveien etableres riktig (innløpskontroll) vil behovet for å kunne håndtere en 5- års flomhendelse være en ø1000 mm kulvert. Utforming og dimensjon av innløp til kulverten må utredes mer i detaljfasen av prosjektet. Det er også viktig å gjøre en grundig vurdering av evt. erosjonssikringstiltak ved inn og utløp av kulverten. Materialvalg må vurderes ut fra antatt fyllingshøyde. Men det er naturlig å tenke at fyllingshøyden vil være høy og at tyngre kjøretøy vi kjøre over fyllingen slik at sannsynligheten for at matrivalvalget faller mot betong er høy. 5.2 Flomsikringstiltak For å sikre nærliggende infrastruktur (vei), samt motvirke massetransport fra fyllingen vil en flomvei langs fylling og Horsrudveien være nødvendig. Det etableres også en flomvei på motsatt side for å håndtere avrenningen fra Damåsen og ned mot fyllingen. Med bakgrunn i (SVV, N200/ 2014), er flomveien dimensjonert for en 100- års flomhendelse, tabell 5.1 viser et prinsipp på hvor store vannveiene må være. Etter befaring foreligger det pr. dags dato en grøft langs Horsrudsveien. Denne grøften må da utformes og utbedredes etter hvert som massene fylles i massemottaket. For å unngå slam-/ partikkelspredning i bekken er det viktig at grøften etableres med duk og pukk/ steinmasser som ikke føres videre med vannmengdene ved en evt. flomhendelse. Tabell 5.1. Dimensjonering av flomvei STED: Renningsåsen VANNMENGDE, Qdim: 1.8 m3/s MANNINGS TALL 30 SIDEHELLNING 1: BUNNBREDDE [m] 0.30 VANNHØYDE [m] 0.40 LENGDEFALL [ ] 90 Q= m3/s v= 1.83 m/s B= 4.97 Rambøll

21 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 21 (23) Figur 5.2. Prinsipiell skisse av flomvei Ramboll

22 22 (23) FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 6. SAMMENDRAG OG KONKLUSJONER Hovedmålet med denne rapporten har vært å vurdere flomfare og se på mulighetene for å benytte planområdet ved Renningåsen som massemottak. I denne analysen er en konservativ beregningsmetode valgt for å komme frem til dimensjonerende flom ved Horsrudbekken og den mindre bekken. Det er ut fra disse beregningene og befaring av planområdet gjort en anbefaling av hvor stor del av planområdet som kan benyttes som massemottak. I henhold til Norsk vanns gjentaksintervall for avløpssystemer skal områder med lavt skadepotensiale skal området sikres for mot en 5- årsflom (Q5), samt i henhold til Svv s dimensjonerende gjentaksintervall for terrenggrøfter langs veier uten omkjøringsmulighet sikres mot en 100- årsflom (Q100). Det er utført en avrenningsanalyse for å kartlegge hoved- og sekundæreflomveier for Renningåsen. I kombinasjon med flomberegninger har avrenningsanalysen vært med på å konstruere tiltaket for massemottaket på Renningåsen. Flomsikringstiltak: Avrenningsanalysen viser at ved ekstreme flomtilfeller kunne oppstå vannveier fra åskammen ovenfor planlagt massemottak og fra åskammen på oversiden av Horsrudveien som kan berøre massemottaket. For å sikre planområdet mot flom anbefales det å etablere trygge flomveier langs Horsrudveien og massemottaket, samt på motsatt side mot Damåsen. Disse tiltakene må vurderes nærmere i detaljfasen. Ved videre arbeider/ detaljfase bør kulvert, inn- og utløp kulvert, og flomvei utdypes nærmere for å tilpasse tiltakene til områdets endelig forslag. Det bør også lages en faseplan for hvordan man tilpasser løsningen under utfyllingsperioden. Rambøll

23 FAGRAPPORT VASSDRAGSTEKKNIKK 23 (23) 7. REFERANSER OG KILDER NVE rapport 5/2011: Hydrological projections for floods in Norway under a future climate. NVE rapport 7/2015: Veileder for flomberegninger i små uregulerte felt. NVE rapport 13/2015: Nasjonalt formelverk for flomberegning i små nedbørfelt. SVV rapport N200/ 2014: Håndbok N200 Vegbygging Norsk Vann rapport 162/ 2008: Veiledning i klimatilpasset overvannshåndtering Ramboll