Statens vegvesen. Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport. Utgave: 1 Dato:

Transkript

1 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Utgave: 1 Dato:

2 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 1 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapporttittel: Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Utgave/dato: 1 / 19. des Arkivreferanse: - Oppdrag: Reguleringsplan E6 Ranheim - Værnes Oppdragsleder: Truls Tharalsen Fag: Bygg Tema Forretningsområde1 Skrevet av: Øystein Tranvåg Kvalitetskontroll: Øystein Tranvåg

3 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 2 FORORD Asplan Viak har vært engasjert av for å vurdere kryssinger av vassdragene på vegstrekningen Ranheim-Værnes. Adrian Sigrist og Petter Reinemo har utført arbeidet i Asplan Viak og Øystein Tranvåg stått for kvalitetssikring. Truls Tharalsen har vært oppdragsleder for Asplan Viak. Trondheim, 19/12/2014 Truls Tharalsen Oppdragsleder Øystein Tranvåg Kvalitetssikrer

4 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 3 INNHOLDSFORTEGNELSE 1. Innledning Sammendrag Framgangsmåte Hydraulisk kapasitet... 6 Dimensjonerende vannmengder... 6 Krav til fiskeoppgang Vurdering Kulverter Storelva Delstrekning 1 pr Sagelva delstrekning 1 pr Sollielva delstrekning 2 pr Høybybekken - delstrekning 2 pr Mindre Stikkrenner Bekk fra Ranheim Øst Delstrekning 1 pr Bekk ved Refset gård Delstrekning 1 pr Vegbrubekken Delstrekning 1 pr Revdalsbekken Delstrekning 1 pr Vulubekken Delstrekning 2 pr Midtsandbekken Delstrekning 2 pr Bekk ved Søre Svedalen Delstrekning 2 pr Grønsbergbekken Delstrekning 2 pr Sandmarksbekken Delstrekning 3 pr Bekk ved Øyvegen Delstrekning 3 pr Videre stikkrenner (>DN600) etter SVV Vegdatabank Referanser...38 Vedlegg 1: Modellparameter i HecRas...39 Vedlegg 2: Flommengdeberegninger...41

5 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 4 1. INNLEDNING På veistrekning E6 Ranheim Værnes krysser vassdrag veien på 14 steder i kulverter/ stikkrenner. For de store kulvertene er det gjort en beregning av dagens kapasitet og vurdering av kulvertenes kapasitet i forhold til dagens dimensjoneringspraksis. Den gangen kulvertene ble bygget, ble disse dimensjonert for 100 års flom. Med årene har dimensjoneringspraksis for kulverter for denne typen vei blitt skjerpet, og nye kulverter blir i dag dimensjonerte for 200 års flom tillagt en klimafaktor for å ta høyde for fremtidige klimaendringer. I denne rapporten oppsummeres vurderinger som er gjort i forhold til hydrauliske beregninger for kulvertene, og hvilke konsekvens som kan påregnes for de ulike kulvertene ved en vannføring som tilsvarer 200 års flom med tillegg for klimafaktor. Her gjøres det en vurdering av om eksisterende kulverttverrsnitt vil ha tilstrekkelig kapasitet, slik at kulvert kun trenger å forlenges i forhold til planlagt utvidelse av veien, eller om de må gjøres større tiltak / utskifting av kulvert for å få tilstrekkelig kapasitet for nye dimensjoneringskrav. Det er i tillegg gjort en innledende vurdering i forhold til tilrettelegging for fiskevandring (anadrom fisk), for de kulvertene som er aktuelle for dette. I tillegg til foreliggende rapport finnes det to notater /4/og /5/, som beskriver mulige tiltak for vassdragskryssinger for Storelva og Sagelva. Kryssing av Stjørdalselva er ikke en del av foreliggende rapport. NVE har flomkart og beregningsmodell, og vil utføre vannlinjeberegninger når vei og broløsning er nærmere avklart. Kryssing av Homla er ikke heller oppført. Homla krysses med bru som ligger 35 m høyere enn Homlaelva. En kapasitetsberegning vurderes ikke som nødvendig for denne kryssingen.

6 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 5 2. SAMMENDRAG Tabellen nedenfor viser undersøkte kulverter med en vurdering i forhold til tilstand på kulvertkonstruksjon, hydraulisk kapasitet og tilrettelegging for fiskeoppgang. Detaljert vurdering finnes i kapitel 4. Tabell 1 Oversikt over kulverter med kort sammendrag av vurderinger. Elva Vegprofil 200 års- Flom [m 3 /s] Dimensjoner i dag (HxB) 1 Tilstand kulvertkonstruksjo n Vurdering Hydraulisk kapasitet Fiskeoppgang Storelva ,5 1,8 x 2,5 m akseptabel tilstrekkelig Kulvert skal tilpasses for fisk Sagelva ,0 x 2,0 m god Ikke tilstrekkelig Behov må avklares Sollielva ,5 2x 1,4m / med overgang til 1x 1,4m inspeksjonsrapport mangler Høybybekken ,8 x 1,3 m inspeksjonsrapport mangler Ikke tilstrekkelig Ikke tilstrekkelig Behov må avklares Kulvert skal tilpasses for fisk Det finnes flere bekker som krysser E 6 i mindre stikkrenner. Hydraulisk kapasitet for disse stikkrenner er ikke vurdert, da det mangler opplysninger om eksisterende dimensjon for flere av disse. Det er imidlertid beregnet dimensjonerende flomvannsmengde også for disse nedslagsfeltene. Detaljert oversikt over stikkrenner finnes i kapitel 5. Tabell 2: Oppsummering av vassdrag som krysser veien i mindre stikkrenner. Elv / bekk Vegprofil 200 årsflom (m 3 /s) Bekk fra Ranheim Øst ,9 Bekk ved Refset gård ,3 Vegbrubekken ,6 Revdalsbekken ,34 Vulubekken ,1 Midtsandbekken ,8 Bekk Søre Svedalen ,8 Grønsbergbekken ,2 Sandmarkbekken ,0 Bekk ved Øyvegen ,2 1 Dimensjoner av «hoved kulvert», dimensjoner av konisk innløp vises ikke.

7 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 6 3. FRAMGANGSMÅTE 3.1. Hydraulisk kapasitet For beregning av kulvertkapasitet er beregningsprogrammet HecRas benyttet. HEC-RAS Programmet er utviklet av The US Army Corps og Engineers. Programmet er laget for endimensjonal modellering av elver, bekker og kulverter. Funksjonaliteten for beregning av kulverter er i første rekke tilpasset rette kulverter uten variasjon i fall. Men programmet gjør det mulig å modellere en slik kulvert med flere kulverter i serie. Valgte parameterne som brukes vises i vedlegg 1. Geometrien av kulverter er hentet fra byggetegningene, og høydeinformasjon ved inn- og utløp er hentet fra terrengmodell. Høydekoter er oppgitt i kotesystem NN2000. I utgangspunktet dimensjoneres denne typen kulverter med fritt vannspeil. Dersom oppstuvning foran kulverten ikke medfører noen skader eller annen risiko, kan oppstuvning ved innløp og trykkstrømning i kulvert være aktuelt. Dette må imidlertid vurderes nøye i hvert enkelt tilfelle Dimensjonerende vannmengder 200 års dimensjonerende vannmengde er beregnet for alle markante vassdrag som krysser den aktuelle vegstrekningen. De beregnede vannmengdene gir grunnlag for dimensjonering av bruer, kulverter og stikkrenner under veien. Det er benyttet ulike metoder for beregning av vannføringene i de ulike feltene. Hvilken metode som er benyttet er bestemt av karakteristikken til hvert nedslagsfelt og aktuelle referansefelt. I henhold til anbefalinger fra NVE er et klimatillegg inkludert i beregningene for å ta hensyn til en forventet endring i flomstørrelser frem til år Detaljert beskrivelse av vannmengdeberegningene er gitt i vedlegg 2. Tabellen under oppsummerer beregningene: Tabell 3: Beregnede 200-års flommengder Elv / bekk Vegprofil Areal Q 200, momentan Klimafaktor Q 200, momentan med Klimafaktor q 200 med Klimafaktor ha m 3 /s - m 3 /s l/s ha Bekk fra Ranheim Øst ,3 1,5 7,9 39,5 Bekk ved Refset gård ,2 1,5 6,3 42,0 Vegbrubekken ,4 1,5 6,6 39,0 Storelva ,9 1,2 21,5 16,9 Revdalsbekken ,8 0,24 1,5 0,34 24,6 Sagelva ,1 1,2 30,1 15,7 Vulubekken ,8 1,5 4,1 30,8 Midtsandbekken ,9 1,5 2,8 26,2 Bekk Søre Svedalen ,8 1,5 2,8 29,2 Grønsbergbekken ,8 1,5 1,2 27,9 Sollielva ,8 1,2 10,5 14,4 Høybybekken ,9 1,2 26,3 17,1 Sandmarkbekken ,7 1,5 7,0 39,8 Bekk ved Øyvegen ,1 1,5 6,2 31,9

8 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Krav til fiskeoppgang Tabell 4 viser øvre grenseverdier for ulike størrelser for kulverter der det skal tilrettelegges for fiskeoppgang. Der det er aktuelt å legge til rette for fiskeoppgang, må man sørge for at de aktuelle betingelsene er oppfylt i den perioden av året som fiskeoppgang foregår. Tabell 4: Øvre grenseverdier ved kulverter for tilrettelegging av fiskeoppgang. Kilde: /2/. Små stasjonær ørret (15 cm) Sjøørret (25-50 cm) Smålaks (55 cm) Maksimum vannhastighet for kulvertlengde 1,25 m/s 1,6 m/s 2,5 m/s <20 m Maksimum vannhastighet for kulvertlengde 1,0 m/s 1,5 m/s 2,0 m/s m Maksimum vannhastighet for kulvertlengde 0,8 m/s 1,25 m/s 1,75 m/s >30 m Minste rørdiameter 0,3 m 0,3 m 0,5 m Minste vanndybden 0,1 m 0,15 m 0,3 m Maksimalt vannfall ved utløpet 0,2m 0,3 m 0,3 m Minimum lysåpning i rist ved innløpet 0,05m 0,1 m 0,2 m Maks Energiomsetning 150 W/m3 200 W/m3 200 W/m3

9 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 8 4. VURDERING KULVERTER 4.1. Storelva Delstrekning 1 pr Dagens situasjon Figur 1: Beliggenhet av Storelvakulverten. Tilstand Kulvert er 120 m langt. Kulverten ble utsatt for et leirras i 2002, som medførte at kulverten knakk noen meter fra innløpet. Som følge av dette måtte innløpsdelen bygges om, og innløpsdelen ble mye brattere enn opprinnelig. Etter den bratte innløpsdelen har kulverten en flat del (på ca. 20 m) og deretter et fall på 1 %. Inspeksjon av kulverten har avdekket riss og sprekker ved kulvertknekkpunkt (rissvidde 5mm), og i varierende omfang i område 5-25m fra utløp. Tabell 5: Egenskaper av kulverten til Storelva. Vassdrag: Storelva Vegprofil: 5220 Høyde vegbane ny E6: Lengde 95,9 moh 120 m Fall: 51% / 0 % / 1% Dimensjoner hoveddel (HxB) Dimensjoner Innløp (HxB): Innløpshøyde bunn: Innløpshøyde topp: Utløpshøyde bunn: 1,8 x 2,5 m 2,4 x 3,5 m 88,37 moh 90,74 moh 84,85 moh

10 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 9 Hydraulisk kapasitet Kapasitet ved frispeilstrømning beregnes til 12 m 3 /s (Figur 2). Innløpsdelen har større kapasitet enn dette, beregnet til ca 19 m3/s, men den slakere nedre delen lukkes ved vannmengder over 12 m3/s. Kulverten er opprinnelig dimensjonert for en 100årsflom med Q = 14,5 m 3 /s. Ved 200 års flomtoppen (21,5 m 3 /s) vil det bli oppstuvning ved innløpet og trykkstrømning gjennom kulverten. Midlere strømningshastighet er 4,8 m/s. Oppstuving oppstrøms beregnes til 91,2 moh (Figur 5). På bakgrunn av foreliggende terrengdata, ligger det ikke infrastruktur som kan skades på dette nivået. Virkning av oppstuvning til vannføring/hydraulisk kapasitet ved veikryssing med Markabygdvegen (Fv874) er ikke vurdert. Markabygdvegen ligger selv omtrent på 92 moh og dette oppstuvingsnivået er muligens kritisk. I forhold til mulige skadevirkninger av oppstuvning oppstrøms kulverten ser det ellers ikke ut til at et slikt oppstuvningsnivå er kritisk. Dersom man ser på selve kulverten er det imidlertid vesentlig hvorvidt man har frispeilstrømning eller trykkstrømning gjennom kulverten. Frispeilstrømning gir vannberøring opp til et vist nivå på kulvertvegg. Dersom man får trykkstrømning er det avgjørende at kulvertkonstruksjonen er så tett som mulig, og at denne motstår trykket. Ved sprekker og andre skader i øvre del av kulvertvegger og kulverttak er det risiko for utvasking/utgraving av masser utenfor kulvertkonstruksjonen. Ved langvarig flom kan dette få uheldige følger med utgraving av masser under vei. Figur 2: Vann- og energilinje i kulverten Storelva med Q = 12 m 3 /s.

11 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 10 Figur 3: Vann- og energilinje i kulverten Storelva med Q = 14,5 m 3 /s (100årsflom). Figur 4: Vann- og energilinje i kulverten Storelva med Q = 17,9 m 3 /s (200årsflom).

12 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 11 Figur 5: Vann- og energilinje i kulverten Storelva med Q = 21,5 m 3 /s (200årsflom med klimafaktor 1,2). Tabell 6: Oversikt over hydraulisk kapasitet kulvert i Storelva. Returperiode Avrenning Vannspeil (innløp) Bemerkning [m 3 /s] [moh.] 100 år 14,5 90,6 Innløp i frispeil (UK Topp Innløp 90.8 moh) 200 år 17,9 90,9 Innløp har tilstrekkelig kapasitet, etter bratt innløpet ev. trykkstrømning 200 år med KF ,5 91,2 Oppstuvningsnivå tolereres, trykkstrømning forventes. Vurdering i forhold til fiskepassasje For fiskevandring har raset i 2002 forverret situasjonen. Den bratte innløpsdel gjør oppvandring for fisk umulig (2.5m fall). I motsetning til innløpet er utløpet ikke hinder for fisken. Kulvertbunn er lavere enn vannspeil, selv ved liten vannføring (< 1 m 3 /s). I kulverten finnes det terskler som skulle sikre en tilstrekkelig vanndybde og gi fisken hvileområder. I følge byggetegninger for opprinnelig kulvert er det lagt inn terskler med senteravstand c/c = 10 m fra P120 (20 m fra opprinnelig innløp) og til P220 (5 m fra utløpsåpning). Disse tersklene har en høyde på 200 mm. I innløpsdelen var det opprinnelig 5 terskler med c/c = 1,0 som skulle besørge fiskeoppgang for de 10 siste meterne opp den litt brattere innløpsdelen av kulverten.

13 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 12 Aktuelle tiltak Det finns et eget notat med innspill fra flere fag, som beskriver framtidige løsning. Nedenfor beskrives det viktigste fra hydrologi/hydraulikk fag. Konsekvens av veiprosjektet Dagens skråning blir ikke endret ved kryssing av Storelva. Det er dermed ikke behov for en forlengelse av kulverten pga. veiutbygging. Konsekvens av hydraulisk kapasitet Dagens situasjon krever ikke tiltak ved kulverten. Den hydrauliske kapasiteten er tilstrekkelig. Dette betinger imidlertid at kulverten rehabiliteres og alle sprekker/riss tettes på an varig god måte, slik at kulverten i fremtiden tåler trykkstrømning. Krav til tiltak for fiskevandring Krav til tiltak for fisk og mulige løsninger beskrives i et eget notat. /4/ Storelvakulvert, Notat, Asplan Viak,

14 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Sagelva delstrekning 1 pr Dagens situasjon Figur 6: Beliggenhet av Sagelvakulverten. Tilstand Eksisterende kulvert er 350 m langt og har to retningsendringer. Fall varierer i kulverten og øker ved hver retningsendring i strømningsretning (2,5 %, 3,7 % og 6 %). Ved befaring viste seg det, at vann kommer ut i bølger/pulserende strømning. Årsaket er ikke utredet. Bend, terskler eller sedimenter/fremmedlegemer i i kulverten er mulig årsak til påvirkning av strømningsmønster og pulsering. Selve kulvertkonstruksjonen er vurdert å ha god tilstand. Det bør gjøres en inspeksjon av hele lengden av kulverten, for å avdekke om det er sedimenter/fremedlegemer som kan forårsake pulserende strømning. Tabell 7: Egenskaper for Sagelva kulverten. Vassdrag: Sagelva Vegprofil: 8750 Høyde vegbane ny E6: Lengde 92,9 moh 352,3 m Fall: 2,5 % / 3.7 % / 6 % Dimensjoner hoveddel (HxB) Dimensjoner Innløp (HxB): Innløpshøyde bunn: Innløpshøyde topp: Utløpshøyde bunn: 2 x 2 m 2,6 x 5 m 72,35 moh 74,95 moh 57,85 moh

15 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 14 Hydraulisk kapasitet Kapasitet ved frispeilstrømning er beregnet til 10 m 3 /s. Trykkstrømning for en så langt kulvert er svært ugunstig. Med en flommengde på 20 m 3 /s beregnes det en trykkstrømning som gir en oppstuvning som er akseptabel. Imidlertid er energitapet i kulverten med en vannmengde høyere en 20 m 3 /s så høy, at man raskt får stor oppstuvning, og for liten kapasitet. Selv om elva ligger i en dyp bekkedal, kan man ikke legge opp til så stor oppstuvning. Ved en 200årsflom med klimafaktor beregnes vannivået ved innløpet å være høyre enn E6, dvs. E6 blir overstrømt. Midlere strømningshastighet i kulverten i denne situasjonen er 7,5 m/s. Tabell 8: Oversikt over hydraulisk kapasitet kulvert i Sagelva. Returperiode Avrenning Vannspeil (innløp) Bemerkning [m 3 /s] [moh] 100 år 19,5 76,0 Trykkstrømning. Ikke ønsket i en så lang kulvert, men kan tolereres. 200 år 25,1 83,69 Kapasitet er klart for liten, stor oppstuvning, men under veinivå for E år med KF ,1 94,0 Vannspeil ligger på nivå med veiflate på E6. Figur 7 Vann- og energilinje i kulverten Sagelva med Q = 10 m 3 /s.

16 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 15 Figur 8 Vann- og energilinje i kulverten Sagelva med Q 100 = 19,5 m 3 /s. Figur 9 Vann- og energilinje i kulverten Sagelva med Q = 30,1 m 3 /s (Q 200 med Klimafaktor 1,2)). Kapasiteten er for liten.

17 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 16 Vurdering fiskvandring Det er lagt inn terskler i kulverten for å tilrettelegge for fiskevandring. Det finnes ikke dokumentasjon på effekten av dette tiltaket, og om det går opp fisk. I ble det observert stasjonær ørret, men ikke sjøørret eller laks, oppstrøms og nedstrøms Sagelva kulverten. Det mistenkes at vandringshindere nedstrøms kulverten medfører at det ikke kommer sjøørret/laks opp til kulverten for E6. Aktuelle tiltak Konsekvens av veiprosjektet Den nye bredere veien har ikke konsekvens for kulverten. Skråningen på sørsiden skal sikres (med en støttemur) slik at den ikke berører kulvert innløpet. Konsekvens av hydraulisk kapasitet Hvis man vil sikre nye E6 mot en flom med et gjentaksintervall 200år og klimatillegg, så bør man bygge enten en ny kulvert eller en bypass til den eksisterende kulvert. Konklusjon for Sagelvakulverten fra møtet med SVV er at det må legges inn et overløpsrør med diameter 1,5 til 2 meter for å takle 200 års flom. Denne bypassløsningen beskrives i et eget notat /5/. Tiltak for fiskevandring Behov for tilrettelegging for sjøørret må endelig avklares. Virkning av dagens terskler og pulserende strømningen på fiskvandring bør sjekkes. Kulverten bør også ha kunstig lys for at sjøørreten skal bruke kulverten.. 2 Sjøørretbekker i Malvik kommune, Sør Trøndelag, 2006, Tilstand for bunndyr og fisk, Berger FeltBIO.

18 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Sollielva delstrekning 2 pr Dagens situasjon Figur 10: Beliggenhet til Sollielvakulverten. Tilstand Kulverter er 62 m langt. Innløpsdel med en lengde av 13,6 m har to rør med diameter 1,4 m og et fall av 23,7 %. I etterfølgende overgangsdel er det en konisk overgang fra 2 til 1 rør med diameter 1,4 m, og fallet går over til 12,2 % for den påfølgende kulvertstrekningen. I tillegg er det også en retningsendring på 22,5 i denne overgangsdelen. Etterfølgende strekning er 37,9 m lang. Ved utløpet er det lagt en 10 m lang renne med rektangulær tverrprofil (1,8 x 1,8m). Kulverten ble bygd i Det foreligger ikke noen inspeksjonsrapport for kulvertkonstruksjon/tilstand. Tabell 9: Egenskaper av kulverten til Sollielva Vassdrag: Sollielva Vegprofil: Høyde vegbane ny E6: Lengde 115,4 moh 62 m Fall: 23,7 % / 12,2 % Dimensjoner hoveddel (diameter) Dimensjoner Innløp (diameter): Innløpshøyde bunn: Innløpshøyde inv. topp: Utløpshøyde bunn: 1,4 m 2 x 1,4 m 118,15 moh 119,55 moh 108,7 moh

19 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 18 Hydraulisk kapasitet Innløpsdelen med 2 rør med diameter 1,4 m har stor kapasitet. Flaskehalsen i kulverten er sammenføring fra to til et rør,som samtidig ligger i en sving. Beregninger viser at ved en vannføring større enn 8 m 3 /s vil det oppstå trykkstrømning i kulverten ved denne flaskehalsen (Figur 11). Det er godt mulig at trykkstrømning settes inn allerede ved lavere vannføringer (begrenset mulighet å modellere en slik overgang i 1D modell). Figur 14 viser at det oppstår trykkstrømning i hele kulverten ved en 200års flom med klimafaktor 1,2. Tabell 10: Oversikt over hydraulisk kapasitet kulvert i Sollielva Returperiode Avrenning Vannspeil (innløp) [m 3 /s] [moh] 100 år 7,3 119,9 200 år 8,8 120,1 200 år med KF ,5 120,4 Figur 11 Vann- og energilinje i kulverten Sollielva med for Q = 8 m 3 /s.

20 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 19 Figur 12: Vann- og energilinje i kulverten Sollielva for 100års flomtoppen, Q = 7,3 m 3 /s. Figur 13 Vann- og energilinje i kulverten Sollielva med for 200 års flomtoppen Q = 8,8 m 3 /s.

21 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 20 Figur 14: Vannlinje i kulverten Sollielva for 200års flomtoppen med klimafaktor 1,2, Q = 10,5 m 3 /s. Vurdering fiskvandring Kulverten er ikke tilrettelagt for fisk. Kulverten er for bratt til å kunne tilrettelegges for fiskeoppgang. Dessuten er bekken nedstrøms ganske bratt, slik at det vurderes som lite sannsynlig at fisk kan vandre opp til utløpet av kulverten. Tiltak Konsekvens av veiprosjektet Kulverten må forlenges mot sørvest på grunn av den nye bredere E6. Hydraulisk kapasitet Kulverten er i dag et «lappverk» som gir ugunstige strømningsforhold. Det anbefales å erstatte hele kulverten med en ny kulvert.

22 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Høybybekken - delstrekning 2 pr Dagens situasjon Figur 15: Beliggenhet til Høybybekkkulverten. Tilstand Kulvert er 85 m langt med varierende fall. Knekkpunkt i fall er etter 27,5 m og 55 m. Kulverten ble bygd/ resp. forlenget i Det er to rister plassert med avstand på hhv 17,5 m og 22,5 m før kulvertinnløp. Det foreligger ikke noen inspeksjonsrapport for kulvertkonstruksjon/tilstand. Tabell 11: Egenskaper av kulverten til Høybybekken Vassdrag: Høybybekken Vegprofil: Høyde vegbane ny E6: Lengde 42,3 moh 85 m Fall: 14,2 % / 3,87 % / 4,6 % Dimensjoner hoveddel (HxB) Dimensjoner Innløp ((HxB): Innløpshøyde bunn: Innløpshøyde topp: Utløpshøyde bunn: 1,8 x 1,3 m 1,8 x 2,4 m 24,75 moh 26,55 moh 19,3 moh Hydraulisk kapasitet Kapasitet ved frispeilstrømning beregnes til maks 8-10 m 3 /s, som er noe lavere enn døgnvannføring ved en 200års flom uten klimatillegg.

23 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 22 Kapasitet er ikke tilstrekkelig til flomtopper ved en framtidig 200-års flom. Oppstuvningsnivå ved innløpet vil gå langt over topp av innløp kulvert. E6 ligger på 42,3 moh., så en kortvarig flomhendelse av denne størrelse ville kunne gå bra i utgangspunktet, men kulvert er ikke dimensjonert for denne vannmengden. Dessuten forutsetter dette at rist oppstrøms fungerer godt, og at kulvert ikke tilstoppes som følge av drivende gods eller lignende. Tabell 12: Oversikt over hydraulisk kapasitet kulvert i Høybybekken Returperiode Avrenning Vannspeil (innløp) Bemerkning [m 3 /s] [moh] 100 år 17,5 30,3 200 år 21,9 35,4 200 år med KF ,3 40,6 Nye E6 ligger på 42,3 moh. Figur 16 Vann- og energilinje i kulverten Høybybekken med Q = 8 m 3 /s.

24 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 23 Figur 17: Vann- og energilinje i kulverten Høybybekken for 200års flomtoppene uten klimafaktor (grønt) og med klimafaktor 1,2 (rødt). Vurdering fiskvandring Byggetegninger viser ingen terskler eller lignende tiltak som gjør fiskvandring mulig. Det vurderes som liten sannsynlig at fisk vil gå opp i dagens kulvert. Beregnet vannhastighet er tydelig høyere enn den øvre grenseverdi for sjøørret. Omtrent 160 m lenger oppstrøms kulverten kommer en liten foss som er sannsynlig en vandringshinder for fisken. Tabell 13: Det vises strømningsforhold i kulverten ved en avrenning av 0,5 og 1 m 3 /s i forhold til øvre grenseverdier for sjøørret. Grenseverdier Sjøørret Beregnet for kulvert Høybybekken Q = 500 l/s Q = l/s Maksimum vannhastighet [m/s] 1,25 1,6 2,0 Minste vanndybden [m] 0,15 0,11 0,17 Tiltak Konsekvens av veiprosjektet Den nye bredere veien har ikke konsekvens for kulverten. Kulverten ligger dypt i forhold til vegen, en mulig brattere skråning kan sikres med en støttemur.

25 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 24 Hydraulisk kapasitet På grunn av utilstrekkelig kapasitet bør det bygges en bypass til den eksisterende kulvert eller bygge en ny kulvert. Tiltak for fisk Behov for tilrettelegging for fisk må avklares. Det er signalisert et ønske om tilrettelegging for fisk. Dette vurderes nærmere i egen utredning senere, Tiltak må koordineres med tiltak for økning av kapasitet.

26 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport MINDRE STIKKRENNER I dette kapitel vises beliggenhet, 200års flommengder med klimafaktor og diameter av stikkrennen. Diameter og plassering langs E6 tas ut av den nasjonale vegdatabank (NVDB). Det er ikke gjort hydraulisk beregning av kapasitet, da det ikke foreligger tilstrekkelig med data for dette (høyder/fall mv.). I byggprosjektering bør det gjøres innmåling og befaringer av de mindre stikkrenner til å få de nødvendige grunnlagene for en kapasitetsvurdering. Det er imidlertid gjort en grov foreløpig vurdering med bakgrunn i erfaringer, og der stikkrenner helt klart er for små i forhold til beregnet flomvannsmengde er det lagt inn en bemerkning om dette. Stikkrennen bør takle flom med gjentaksintervall 200 år i forhold til kapasitet, byggetilstand og driftssikkerhet. Også mindre stikkrenner kan være årsak til store ødeleggelser dersom de har for liten kapasitet eller tilstoppes. Ved noen stikkrenner kan det også være aktuell å tilrettelegge for fisk, men dette er ikke omtalt noe videre her Bekk fra Ranheim Øst Delstrekning 1 pr Bekk fra Ranheim Øst Vegprofil: 1440 Q200: 7,9 m 3 /s Diameter: 1000 mm Bemerkning: 2 mindre stikkrenner (DN600) ikke langt fra hovedbekkeløp. Kapasitet: Foreløpig vurdering tilsier at DN1000 vil ha for liten kapasitet for aktuell vannmengde.

27 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Bekk ved Refset gård Delstrekning 1 pr Bekk ved Refset gård Vegprofil: Q200: 6,3 m 3 /s Diameter: 300/1000 mm Bemerkning: Antageligvis krysser bekken E6 i flere stikkrenner. Bekker forsvinner ved flere steder i terreng (vises med sirkler), som følge av oppfyllinger ved tidligere E6 bygging. Det er behov for grundig kartlegging av vassdragssystemet/stikkrenner. Kapasitet: Foreløpig vurdering tilsier at registrerte stikkrenner vil ha for liten kapasitet for aktuell vannmengde.

28 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Vegbrubekken Delstrekning 1 pr Vegbrubekken Vegprofil: 4750 Q200: 6,6m 3 /s Diameter: 1000 mm Bemerkning: Sidevassdrag til Storelva, som munner ut i Storelva etter kryssing med E6. Kapasitet: Foreløpig vurdering tilsier at DN1000 vil ha for liten kapasitet for aktuell vannmengde.

29 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Revdalsbekken Delstrekning 1 pr Revdalsbekken Vegprofil: 6980 Q200: 0,34 m 3 /s Diameter: 400 mm Bemerkning: Videre stikkrenner (med større dimensjoner) på begge sider. Tross liten flommengde kan eksempelvis en gjentetting av stikkrenne ha stor konsekvens.

30 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Vulubekken Delstrekning 2 pr Vulubekken Vegprofil: 9650 Q200: 4,1 m 3 /s Diameter: 1000 mm Bemerkning: Kapasitet: Foreløpig vurdering tilsier at DN1000 vil ha for liten kapasitet for aktuell vannmengde.

31 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Midtsandbekken Delstrekning 2 pr Midtsandbekken Vegprofil: Q200: 2,8 m 3 /s Diameter: 1000 mm Bemerkning: Kapasitet utredes nærmere når mer data foreligger.

32 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Bekk ved Søre Svedalen Delstrekning 2 pr Bekk ved Søre Svedalen Vegprofil: Q200: 2,8 m 3 /s Diameter: 1000 mm Bemerkning: Kapasitet utredes nærmere når mer data foreligger.

33 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Grønsbergbekken Delstrekning 2 pr Grønsbergbekken Vegprofil: Q200: 1,2 m 3 /s Diameter: 2 x 600 mm Bemerkning: Kapasitet utredes nærmere når mer data foreligger.

34 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Sandmarksbekken Delstrekning 3 pr Sandmarksbekken Vegprofil: Q200: 7,0 m 3 /s Diameter: 1500 mm Bemerkning: Kapasitet utredes nærmere når mer data foreligger.

35 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Bekk ved Øyvegen Delstrekning 3 pr Bekk ved Øyvegen Vegprofil: Q200: 6,2 m 3 /s Diameter: 1600 mm Bemerkning: Stikkrenne/innløp? ble ikke funnet ved inspeksjon i 2005 (Kilde SVV, nasjonal vegdatabank (NVDB). Utløpet i sjøen dvs. utløpshøyde/vannstand i sjøen har mye å si om hydraulisk kapasitet av stikkrenne. Kapasitet utredes nærmere når mer data foreligger.

36 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Videre stikkrenner (>DN600) etter SVV nasjonal Vegdatabank Følgende stikkrenner ligger i SVV nasjonal vegdatabank (NVDB). Nedbørfelt og flommengder er ikke beregnet for disse stikkrenner. Vegprofil Diameter (mm) Beliggenhet

37 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport x

38 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport x 800

39 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport REFERANSER /1/ Vassdragshåndbok, NVE 2010, Tapir Forlag /2/ Slipp fisken fram!, Fiskens vandringsmulighet gjennom kulverter og stikkrenner, DN Håndbok , Direktoratet for naturforvaltning, 2002 /3/ Håndbok for fisketrapper, Reidar Grande, Tapir forlag, 2009 /4/ Storelvakulvert, Notat, Asplan Viak, /5/ Sagelvakulvert, Notat, Asplan Viak,

40 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 39 Vedlegg 1: Modellparameter i HecRas Storelva: Modellparametere dagens situasjon: Manningstall-M kulvert: 58,8 m 1/3 /s Manningstall-M kulvert bunn 50 m 1/3 /s Singeltap Innløp 0,4 3 Singeltap rist ved innløp 0,1 Bruk Manningstall bunn: 5cm Manningstall- M Vassdrag 25 m 1/3 /s Modellparametere framtidig: Manningstall-M kulvert: 58,8 m 1/3 /s Manningstall-M kulvert bunn (terskler for fisk) 16 m 1/3 /s Bruk Manningstall bunn: 15 cm Singeltap Innløp 0,3 Singeltap rist ved innløp 0,1 Manningstall- M Vassdrag 25 m 1/3 /s Sagelva Modellparametere dagens situasjon: Manningstall-M kulvert: 58,8 m 1/3 /s Manningstall-M kulvertbunn: 25 m 1/3 /s Bruk Manningstall bunn: 10 cm Singeltap Innløp 0,4 Singeltap rist ved innløp 0,1 Singeltap Innsnevring 0,3 Singeltap Sving 1 (45 ): 0,35 Singeltap Sving 2 (30 ): 0,2 Manningstall- M Vassdrag 25 m 1/3 /s Sollielva Modellparametere dagens situasjon: Manningstall-M kulvert (inkl. bunn): 58,8 m 1/3 /s Bruk Manningstall bunn: 0 cm Singeltap Innløp 2 x 0.3 Singeltap overgang 2xrør til box (utløp) (St. 185) 2 x 0,075 Singeltap Sving 22,5 (St. 185) 0,15 Singeltap Innsnevring (St. 185) 0,05 Singeltap Innsnevring 2 (St. 178) 0,0 3 Dette er tapefaktor: ζ V. Total energitap ( Δ h v ) beregnes: Δ h v = ζ V x v 2 /2g

41 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 40 Manningstall- M Vassdrag 25 m 1/3 /s Manningstall M, elvesletta 20 m 1/3 /s Høybybekken Modellparametere dagens situasjon: Manningstall-M kulvert bunn (ingen tiltak for fisk) 40 m 1/3 /s Manningstall-M kulvert: 58,8 m 1/3 /s Singeltap Innløp 0,4 Singeltap Innsnevring 1 (St. 306) 0,1 Singeltap Innsnevring 2 + knekk (St. 298,5) 0,15 Fallendring (St. 270) 0,0 Bruk Manningstall bunn: 5 cm Manningstall- M Vassdrag 25 m 1/3 /s Singeltap fangrist (St. 330) 0,7 / kst. 14

42 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 41 Vedlegg 2: Flommengdeberegninger

43 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 42 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Beskrivelse av beregninger Beskrivelse av vassdrag Hydrometiske stasjoner Vannføring over året Vannmengdeberegninger Vassdrag med nedslagsfelt større enn 2 km Fremgangsmåte Flommengdeberegning med referansefelt Resultater Beskrivelse av nedslagsfeltene Vassdrag med nedslagsfelt mindre enn 2 km Den rasjonelle metoden Resultater rasjonelle metoden Resultater med referansevassdrag Beskrivelse av nedbørfeltene Referanser...66

44 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 43 1 BESKRIVELSE AV BEREGNINGER 200 års dimensjonerende vannmengde er beregnet for alle markante vassdrag som krysser den aktuelle vegstrekningen, dvs vassdrag/bekker som er vist i kartverk. De beregnede vannmengdene gir grunnlag for dimensjonering av kulverter og stikkledninger under veien. Det er benyttet ulike metoder for beregning av vannføringene i de ulike feltene. Hvilken metode som er benyttet, er bestemt av karakteristikken til hvert nedslagsfelt og aktuelle referansefelt. 2 BESKRIVELSE AV VASSDRAGENE Revdalsbekken er vassdrag med den minste nedslagsfelt som er 0,14 km 2. Videre 9 vassdrag har et nedslagsfelt mindre enn 2 km 2. Solielva (7,3 km 2 ), Storelva (12,7 km 2 ), Høybybekken (15,4 km 2 ) og Sagelva (19,1 km 2 ) er vassdragene med de største nedslagsfeltene. Alle nedslagsfeltene har til felles at de har en stor skogsandel, mens snaufjell areal ikke er relevant. Andel innsjø, dyrket mark og myr kan variere sterkt i de ulike nedslagsfeltene. 3 HYDROMETISKE STASJONER Det er flere vannføringsstasjoner i nærheten av prosjektområdet, som er aktuelle å benytte som referansefelt ved flomberegning. De viktigste er Hokfossen, Svarttjørnbekken og øvre Hestsjøbekk Hokfossen Målestasjon ble opprettet i Det mangler vannføringsdata i perioden fra 1994 til Kvaliteten av målingene er god for hele spekteret Svarttjørnbekken Vannføringsdata er gode for hele spekteret øvre Hestsjøbekk Vannføringsdata er gode for hele spekteret Risvollan Urban nedslagsfelt med et areal av 0,22 km2. Flomdata har dårlig kvalitet pga. oppstuvning nedstrøms ved flom og egner seg dermed ikke Kobberdammen Nedslagsfelt med et areal av 0,82 km2 og med stor andel eff. sjøprosent Børstad Stasjon har et nedbørfelt som er km 2 og preget av skog og dyrket mark. Vannføringsdatakvalitet er usikkert. Forandringer etter Høgås Bru Stasjon har et nedbørfelt som er km 2. Nedslagsfelt er preget av skog, myr og snaufjell. Kvalitet på måledata ved flom er meget dårlig Engstad Stasjon har et nedbørfelt som er 20,03 km 2. Nedslagsfelt er preget av dyrket mark og skog. Her har det vært problemer med vannføringsmåling ved lavvannsføring Flåna bru Stasjon har et nedbørfelt som er 88,2 km 2. Vannføringsdatakvalitet er god ved flom.

45 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport ,2 126,3 123,95 124,15 124,2 123,38 123,28 123,29 123,30 Figur 18: Vannføringsstasjoner nært prosjektområde E6 Ranheim-Værnes. 3.1 VANNFØRING OVER ÅRET Figur 19 viser års polar-plott av døgn middel- og maksimal -vannføring for målestasjon Hokfossen. Figur 19: Polar årsplott for døgnmiddels- (blått) og maksimalvannføring (rødt) for Hokfossen målestasjon. Det viser seg at store vannføring (døgnvannføring) opptrer mest om våren eller vinter. Samtidig viser Figur 19 at flommetopper om sommeren eller høsten kan være like stor. Det er sannsynlig at et ekstremuvær opptrer i sommer-/høstsesong.

46 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 45 4 VANNMENGDEBEREGNINGER 4.1 VASSDRAG MED NEDSLAGSFELT STØRRE ENN 2 KM2 Det er benyttet et referansefelt fra hydrologiske forsøksfelt ved Jonsvannet til å beregne flommengder i de store elvene (Sagelva, Høybybekken, Storelva, Sollielva). Data fra målestasjon Hokfossen blir benyttet. Hokfossen er målestasjon med det største arealet fra hydrologisk forsøksfelt og det foreligger en måleserie av god kvalitet (spesielt ved flom) på 35 år. Flomvannføringer i Storelva og Sagelva ble beregnet i 1984 av SINTEF /1/ i forbindelse med planlegging av «ny» E6 mellom Ranheim og Storsand. Det er tatt ut utgangspunkt i dette arbeidet Fremgangsmåte for flommengdeberegning med referansefelt Valg av referansefelt Tabell 14: Feltparameterne til undersøkte elvene og referansefelt Hokfossen Sagelva Høybybekken Storelva Sollielva Hokfossen Klimaregion Midt Midt Midt Midt Midt Areal (km 2 ) ,3 8.1 Effektivt sjøareal (%) ,2 1.2 Elvelengde (km) 9, ,6 5.0 Elvegradient (m/km) , Feltlengde (km) 7, ,7 3.3 H min (moh) H maks (moh) dh (m) Skog (%) Dyrka mark (%) Myr (%) Middelvannføring (l/s/km 2 ) , Det er gjort en vurdering av nedslagsfeltene og feltparameterne til Hokfossen opp mot de aktuelle nedslagsfeltene. Den største forskjellen mellom de to feltene ligger i totalt feltareal og middelvannføring og ulike høydeintervallene. Den store forskjellen i middelvannføring virker noe urimelig. Det er grunn til å tro at denne forskjellen kan forklares med at feltene ligger i ulike høydeintervall. Dette kan medføre en viss forskjell i nedbør og snøsmelting. På bakgrunn av dette er det valgt kun å skalere på areal og nedbørintensitet, og ikke på middelvannføring. Generelt kan man si at Hokfossen har godt sammenfall i feltegenskaper med de aktuelle nedslagsfeltene. Hokfossen nedslagsfelt er som de undersøkte nedslagsfeltene preget av en høy skogsandel. Vi vurder at Hokfossen feltet egner seg godt som referansefelt for foreliggende beregninger.

47 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 46 Skalering av referansevassdrag En skaleringsfaktor F som representerer forholdet mellom undersøkt nedslagsfelt og Hokfossen er beregnet. På bakgrunn av den store forskjell i middelvannføring er det valgt å skalere på areal og nedbørintensitet, men ikke på middelvannføring. Nedbørshøydeavhengighet beregnes til +2,5 % per 100 høydemeter. Denne relasjon ble allerede brukt i SINTEF rapporten, for mer informasjon henvises til /1/. F = K T A Felt A Hokfossen ; (1) F = Skaleringsfaktor K T = Høydefaktor A X = Feltareal av nedslagsfelt X Fordelingsfunksjon Faktoren (F) blir multiplisert med vannføringsserien fra Hokfossen slik at en vannføringsserie som representerer undersøkte elva er dannet. Ved bruk av NVE programmet Hydra 2 er det gjort flomfrekvensanalysen på den nye serien. Fordelingen som best mulig tilpasser kurven for flomverdiene er valgt. En «General Extreme Value (L-moment)»-fordeling er benyttet for alle undersøkte nedslagsfeltene. Flomfrekvensanalysen for Sagelva er vist i Figur 20. Figur 20: Flomfrekvensanalysen for Sagelva basert på skalert serie fra Hokfossen.

48 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 47 Beregning av dimensjonerende momentanflom Forholdet mellom døgnmiddelflom og maksimal flomintensitet (momentanflom) må beregnes. Da det ikke finnes relevante måledata fra Hokfossen er formler for forhold mellom døgnmiddelflom og kulminasjonsvannføring i /3/ benyttet. I Hokfossen har de største flommene forekommet over hele året. Det er derfor benyttet formel for høstflom i /3/, da høstflom-formelen som regel gir større flommengder. Formelen er avhengig av arealet og effektiv sjøprosent. Dermed er det tatt hensyn til dempningseffekt av innsjøer i nedslagsfeltet. Høstflom: M = Q mom 0,5 = 2,29 0,29 x log A 0,27x A Q SE døgn (2) A = Areal A SE = effektiv sjøprosent Klimatillegg: I henhold til /2/ er det lagt til et klimatillegg på 20 % til den beregnede flomvannføringen. Påslaget gjelder for alle nedslagsfelt i Trøndelag der feltarealet er < 100 km 2. Flomvannføringen blir derfor multiplisert med en faktor på 1, Resultater Tabell 15: (Del-)resultater av flomberegninger med referansevassdrag. Elv / bekk F skaleringsfaktor Q 200, Døgn M Q Mom /Q Døgn Q 200, momentan Klimafaktor Kf Q 200, Mom med KF = Q dim - m 3 /s - m 3 /s - m 3 /s Sagelva 2,23 14,7 1,71 25,1 1,2 30,1 Høybybekken 1,788 11,8 1,86 21,9 1,2 26,3 Storelva 1,467 9,7 1,85 17,9 1,2 21,5 Sollielva 0,856 5,6 1,56 8,8 1,2 10,5

49 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Beskrivelse av nedslagsfeltene Storelva Nedslagsfeltet til Storelva for punktet der den krysser E6 er 12,7 km 2 stort. Feltlengden er på 6,1 km. Elvelengden er 6,1 km der gjennomsnittlig elvegradienten er 32,6 m/km. Effektivt sjøareal er på 0,2 %. Feltet er i stor grad preget av skog (72 %) og dyrket mark (20 %). Feltet er karakterisert ved at det går et lengre hovedløp gjennom området som mindre bekker drenerer ut til. Middelvannføringen i feltet (61-90) er i NVE sitt lavvannkart på 16,4 l/s/km 2. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra elva. Kart over nedslagsfeltet er vist i Figur 21. Figur 21: Nedslagsfeltet til Storelva.

50 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 49 Sagelva Nedslagsfeltet til Sagelva for punktet der den krysser E6 er 19,1 km 2 stort. Feltlengden er på 7,4 km. Elvelengden er 9,5 km der gjennomsnittlig elvegradienten er 23,1 m/km. Effektivt sjøareal er på 0,6 %. Feltet er i stor grad preget av skog (72 %), dyrket mark (13 %) og myr (12 %). Feltet er karakterisert ved at det går et lengre hovedløp gjennom området som mindre bekker drenerer ut til. Middelvannføringen i feltet (61-90) er i NVE sitt lavvannkart på 16,6 l/s/km 2. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra elva. Kart over nedslagsfeltet er vist i Figur 22. Figur 22: Nedslagsfeltet til Sagelva.

51 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 50 Sollielva Nedslagsfelt til Sollielva for punktet der den krysser E6 er 7,3 km 2 stort. Feltlengden er på 4,7 km. Feltet er i stor grad preget av skog og myr. Sjøarealet er på 4,1 % (Stavsjøen) og bidrar til en vesentlig dempning av flomtoppene. Nedslagsfeltet er vist i Figur 23. Figur 23: Nedslagsfeltet til Sollielva.

52 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 51 Høybybekken Nedslagsfeltet til Høybybekken for punktet der den krysser E6 er 15,4 km 2 stort. Feltlengden er på 6,0 km. Elvelengden er 8,9 km der gjennomsnittlig elvegradienten er 28,5 m/km. Effektivt sjøareal er på 0,1 %. Feltet er i stor grad preget av skog (87 %) og myr (11 %) Middelvannføringen i feltet (61-90) er i NVE sitt lavvannkart på 17,3 l/s/km 2. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra elva. Kart over nedslagsfeltet er vist i Figur 24. Figur 24 Nedslagsfeltet til Høybybekken.

53 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport VASSDRAG MED NEDSLAGSFELT MINDRE ENN 2 KM2 Usikkerheten ved beregning av flomvannmengder i små nedbørfelt er stor. Enkelte feltparametrene kan ha stor påvirkning på flomtoppen, og det er derfor vanskelig å finne et passende referansefelt. I tillegg finnes det svært få vannføringsmålestasjoner i små felt, som kan benyttes som grunnlag for en frekvensanalyse. Vi velger derfor å beregne flommengder med den rasjonelle formelen etter SVV /4/. Resultatet er kontrollert med en beregning med referansefelt. Flomberegning med referansefelt gjennomføres med den samme fremgangsmåte som det beskrives i kap. 4.1, men skalering skjer bare for arealstørrelse. Som referansefelt brukes det Øvre Hestsjøbekk fra hydrologisk forsøksfelt ved Jonsvannet. Resultatene viser at flommengder beregnet med den rasjonelle metoden avviker mellom +36 % og -26 % i forhold til referansevassdrag. Dette er bekker med mindre nedslagsfelt, som har tildels høyere flommengder enn referansevassdraget. Alt i alt vurderer vi avvik som rimelig, og anbefaler å bruke den rasjonelle metoden, som tar bedre hensyn til feltegenskapene. Tabell 16: Sammenstilling av flommengder beregnet med rasjonelle metoden og med referansevassdrag. Vegprofil Rasjonelle metoden Bekk Q 200, med Klimafaktor Referansevassdrag Q 200, med Klimafaktor momentan m 3 /s m 3 /s Bekk fra Ranheim Øst ,9 5,8 +36 % Bekk ved Refset gård ,3 4,7 +34 % Vegbrubekken ,6 5,2 +27 Revdalsbekken ,34 0,46-26 % Vulubekken ,1 4,2-3 % Midtsandbekken ,8 2,8 0 % Bekk Søre Svedalen ,8 2,6 +8 % Grønsbergbekken ,21 1,4-14 % Sandmarksbekken ,0 5,3 +32 % Bekk ved Øyvegen ,2 6,0 +3 % Forhold rasjonelle metoden/refe ransevassdr Den rasjonelle metoden Den rasjonelle formelen baseres seg på målt nedbør. Avrenningen (Q) er gitt ved: Q = C x i x A x H F x K f der C = avrenningsfaktor i = dimensjonerende nedbørintensitet [l/s ha -1 ] A = feltareal [ha] H f = Korreksjonsfaktor for høyde K f = klimafaktor Nedbørintensitet Det brukes statistisk utredet nedbørdata fra stasjon Tyholt i Trondheim. Data er kvalitetsgodkjent fra Meteorologisk institutt. Aktuelle nedbørintensiteten som skal benyttes er

54 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 53 av avhengig av konsentrasjonstid som beregnes pga feltlengde, høydeforskjell i nedslagsfelt og eff. sjøprosent. Tabell 17: Nedbørintensitet for forskjellige regnvarigheter (konsentrasjonstider) fra stasjon Tyholt i Trondheim År 30 min. 45 min. 60 min. 90 min. 120 min. 180 min. 360 min

55 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 54 Klimafaktor Det skal benyttes en klimafaktor på 1,5 for beregninger etter rasjonell metode. Der det gjøres beregninger med vannføringsdata fra referansefelt benyttes en klimafaktor på 1,2.Årsaken til at klimafaktoren her settes høyere, er at den rasjonelle metoden baseres på nedbørdata og ikke på avrenningsdata. I tillegg er små nedslagsfelt mer følsomme for korte intensive nedbørshendelser, og kan dermed i større grad bli påvirket av klimaendringer i forhold til større felt, hvor nedbør fordeles over et størrre areal, og samtidig har større konsentrasjonsog utjevningstid i feltet Resultater rasjonelle metoden Tabell 18: Resultater fra 200-års flommengdeberegninger med rasjonelle metoden. Q 200 Bekk Areal Avrenningsfaktor Konsentrasjonstid Nedbørintensitet Høydefaktor Klimafaktor Q 200, Klimafaktor med ha min l/s ha -1 - m 3 /s - m 3 /s Bekk fra Ranheim Øst 200 0, ,9 1,12 5,3 1,5 7,9 Bekk ved Refset gård 150 0, ,2 1,15 4,2 1,5 6,3 Vegbrubekken 169 0,458 73,5 49,6 1,15 4,4 1,5 6,6 Revdalsbekken 13,8 0, ,4 1,05 0,24 1,5 0,34 Vulubekken 133 0, ,1 1,12 2,8 1,5 4,1 Midtsandbekken 107 0, ,9 1,13 1,9 1,5 2,8 Bekk Søre Svedalen 96 0, ,2 1,12 1,9 1,5 2,8 Grønsbergbekken 43 0, ,1 1,12 0,81 1,5 1,21 Sandmarksbekken 176 0, ,2 1,10 4,7 1,5 7,0 Bekk ved Øyvegen 194 0, ,8 1,07 4,1 1,5 6, Resultater med referansevassdrag Tabell 19: Resultater fra 200-års flommengdeberegninger med referansefelt øvre Hestsjøbekk, skalering av vannføringsdata baseres på arealstørrelse. Elv / bekk Referansefelt Q 200, døgn Q 200, momentan Klimafaktor Q 200, momentan med Klimafaktor m 3 /s m 3 /s - m 3 /s Bekk fra Ranheim Øst øvre Hestsjøbekk 2,3 4,8 1,2 5,8 Bekk ved Refset gård øvre Hestsjøbekk 1,8 3,9 1,2 4,7 Vegbrubekken øvre Hestsjøbekk 2,0 4,3 1,2 5,2 Revdalsbekken øvre Hestsjøbekk 0,15 0,38 1,2 0,46 Vulubekken øvre Hestsjøbekk 1,6 3,5 1,2 4,2 Midtsandbekken øvre Hestsjøbekk 1,3 2,4 1,2 2,8 Bekk ved Søre Svedalen øvre Hestsjøbekk 1,1 2,2 1,2 2,6 Grønsbergbekken øvre Hestsjøbekk 0,5 1,2 1,2 1,4 Sandmarksbekken øvre Hestsjøbekk 2,1 4,4 1,2 5,3 Bekk ved Øyvegen øvre Hestsjøbekk 2,3 5,0 1,2 6,0

56 Bekk fra Ranheim øst Bekk ved Øyvegen Sandmarksbekken Vegbrubekken Bekk ved Refset Gård Vulubekken Midtsandbekken Bekk ved søre Svedalen Grønsbergbekken Revdalsbekken øvre Hestsjøbekk Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 55 Tabell 20: Feltparameterne til undersøkte nedslagsfelt og aktuelle referansefelt. Klimaregion Midt Midt Midt Midt Midt Midt Midt Midt Midt Midt Midt Areal (km 2 ) 2,0 1,9 1,8 1,7 1,5 1,3 1,1 1,0 0,4 0,1 1,7 Effektivt sjøareal (%) 0.3 0,0 0,1 0,0 0,0 0,0 2,3 1,9 0, 0,0 0,0 Elvegradient (m/km) , ,2 Feltlengde (km) , ,8 H min (moh) H maks (moh) dh (m) Skog (%) 60,3 86,2 96,8 85, ,8 83,0 79,2 83, Dyrka mark (%) 21,6 7,2 0,2 9, ,2 3,1 3,1 0,3 0 0 Myr (%) 5,2 1,3 2,0 4,3 1 9,2 10,4 8,7 4, Urban (%) 6,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,1 0,0 0,0 4,9 0,0 Middelvannføring (l/s/km 2 ) ,

57 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport Beskrivelse av nedbørfeltene Bekk fra Ranheim Øst Nedslagsfeltet til bekken fra Ranheim Øst for punktet der den krysser E6 er 2,0 km 2 stort. Feltlengden er på 2,3 km. Elvelengden er 2,0 km der gjennomsnittlig elvegradienten er 107,4 m/km. Effektivt sjøareal er på 0,3 %. Feltet er i stor grad preget av skog (60 %) og dyrket mark (22 %). Bekken renner før kryssing i bebygd område (Reppe). Middelvannføringen i feltet (61-90) er i NVE sitt lavvannkart på 17,5 l/s/km 2. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra elva. Kart over nedslagsfeltet er vist i Figur 25. Figur 25: Nedslagsfeltet til bekken fra Ranheim Øst.

58 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 57 Bekk ved Refset gård Nedslagsfeltet til bekken som krysser E6 ved Refset gård er 1,5 km 2 stort. Feltlengden er på 1,9 km. Effektivt sjøareal er på 0 %. Feltet er i stor grad preget av skog (84 %) og dyrket mark (13 %). Middelvannføringen i feltet (61-90) er i NVE sitt lavvannkart på 19,2 l/s/km 2. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra elva. Kart over nedslagsfeltet er vist i Figur 26. Figur 26: Nedslagsfeltet til bekken som krysser E6 ved Refset gård.

59 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 58 Vegbrubekken Nedslagsfelt til Vegbrubekken for punktet der den krysser E6 er 1,7 km 2 stort. Feltlengden er på 2,1 km. Feltet er preget av skog (85,7 %) og dyrket mark. Vegbrubekken er del av Storelva/Vikhammerelva vassdraget, vegbrubekken føres til Storelva etter kryssing av E6. Nedslagsfeltet er vist i Figur 27. Figur 27: Nedslagsfeltet til Vegbrubekken.

60 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 59 Revdalsbekken Nedslagsfelt til Revdalsbekken for punktet der den krysser E6 er 0,13 km 2 stort. Feltlengden er på 0,7 km. Feltet er i stor grad preget av skog og myr. Det finnes ikke sjøareal. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra bekken. Nedslagsfeltet er vist i Figur 28. Figur 28 Nedslagsfeltet til Revdalsbekken.

61 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 60 Vulubekken Nedslagsfelt til Vulubekken for punktet der den krysser E6 er 1,3 km 2 stort. Feltlengden er på 2,4 km. Feltet er i stor grad preget av skog (71 %), dyrket mark (19 %) og myr (9 %). Det finnes ikke relevant sjøareal. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra bekken. Nedslagsfeltet er vist i Figur 29. Figur 29: Nedslagsfeltet til Vulubekken.

62 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 61 Midtsandbekken Nedslagsfelt til Midtsandbekken for punktet der den krysser E6 er 1,1 km 2 stort. Feltlengden er på 2,1 km. Feltet er i stor grad preget av skog (89 %), myr (10 %) og sjø (3,5 %). Effektivt sjøareal beregnes til 2,3 %. Det foreligger ingen kjente vannføringsdata fra bekken Nedslagsfeltet er vist i Figur 30. Figur 30: Nedslagsfeltet til Midtsandbekken.

63 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 62 Bekken ved Søre Svedalen Nedslagsfelt til bekken ved Søre Svedalen for punktet der den krysser E6 er 0,96 km 2 stort. Feltlengden er på 1,4 km. Feltet er i stor grad preget av skog (79 %) og myr (9 %). Sjøarealet er på 4,3 % og effektiv sjøarealet beregnes til 1,9 %. Nedslagsfeltet er vist i Figur 31. Figur 31: Nedslagsfeltet til bekk ved Søre Svedalen.

64 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 63 Grønsbergbekken Nedslagsfelt til Grønsbergbekken for punktet der den krysser E6 er 0,4 km 2 stort. Feltlengden er på 0,9 km. Feltet er i stor grad preget av skog (84 %). I mindre grad av myr (5 %) og urbane områder (5 %). Nedslagsfeltet er vist i Figur 32. Figur 32: Nedslagsfeltet til Grønsbergbekken.

65 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 64 Sandmarksbekken Nedslagsfelt til Sandmarksbekken for punktet der den krysser E6 er 1,8 km 2 stort. Feltlengden er på 1,8 km. Feltet er preget av skog (97 %). Feltet er rett før kryssing av E6 veldig bratt. Nedslagsfeltet er vist i Figur 33. Figur 33: Nedslagsfeltet til Sand(mark)bekken.

66 Kryssinger av vassdrag, Hydrologirapport 65 Bekken ved Øyvegen Nedslagsfelt til bekken ved Øyvegen i punktet der den krysser E6 er 1,9 km 2 stort. Feltlengden er på 2,5 km. Feltet er i stor grad preget av skog (86 %) og dyrket mark (7 %). Bekken munner etter kryssing direkte i sjøen. Nedslagsfeltet er vist i Figur 34. Figur 34: Nedslagsfeltet til bekken ved Øyvegen.