Dønfoss camping, vurdering av flomfare

Transkript

1 Til: Fra: Skjåk kommune Lars Jenssen Dato Dønfoss camping, vurdering av flomfare 1 Bakgrunn og hensikt Dønfoss camping skal utvides og det skal utarbeides en ny reguleringsplan for området. I den forbindelse er det nødvendig å beregne flomfaren. Dette notatet beregner 200-års flom og tilhørende vannstander for elven Otta ved Dønfoss camping. 2 Kravene til sikkerhet mot flom Byggeteknisk forskrift (TEK 10) 7-2 stiller krav til sikkerhet mot flom som vist under: Hvilke byggverk som skal i de ulike sikkerhetsklassene er utdypet i veiledningen til TEK 10. Her er et utdrag: Side 1 av 10

2 Sikkerhetsklasser for flom I denne bestemmelsen er det definert tre sikkerhetsklasser med ulike flomstørrelser (angitt med gjentaksintervall). Hvilken sikkerhetsklasse ulike typer byggverk tilhører er avhengig av konsekvensene ved oversvømmelse. Konsekvensene er igjen avhengig av hvilke funksjoner byggverkene har og/eller kostnadene ved skader. Sikkerhetskravene i 7-2 annet ledd kan oppnås enten ved å plassere byggverket utenfor flomutsatt område, ved å sikre det mot oversvømmelse eller ved å dimensjonere og konstruere byggverket slik at det tåler belastningene og skader unngås. Der det er praktisk mulig bør en velge det første alternativet, dvs. plassere byggverket utenfor området som oversvømmes ved flom med det aktuelle gjentaksintervallet. Retningsgivende eksempler på byggverk som kommer inn under de ulike sikkerhetsklassene for flom: Sikkerhetsklasse F1 Sikkerhetsklasse F1 gjelder tiltak der oversvømmelse har liten konsekvens. Dette omfatter byggverk med lite personopphold og små økonomiske eller andre samfunnsmessige konsekvenser, eksempelvis: garasje lagerbygning med lite personopphold Sikkerhetsklasse F2 Sikkerhetsklasse F2 gjelder tiltak der oversvømmelse har middels konsekvens. Dette omfatter de fleste byggverk beregnet for personopphold, eksempelvis: bolig, fritidsbolig og campinghytte garasjeanlegg og brakkerigg skole og barnehage kontorbygning industribygg driftsbygning i landbruket som ikke inngår i sikkerhetsklasse F1 De økonomiske konsekvensene ved skader på byggverket kan være stor, men kritiske samfunnsfunksjoner settes ikke ut av spill. I deler av flomutsatte områder kan det være større fare enn ellers. I flomutsatte områder der det under flom vil være stor dybde eller sterk strøm bør det være samme sikkerhetsnivå som sikkerhetsklasse F3. Dette gjelder områder der dybden er større enn 2 m og der produktet av dybde og vannhastighet (i m/s) er større enn 2 m 2 /s. Sikkerhetsklasse F3 Sikkerhetsklasse F3 gjelder tiltak der oversvømmelse har stor konsekvens. Dette omfatter byggverk for sårbare samfunnsfunksjoner og byggverk der oversvømmelse kan gi stor forurensning på omgivelsene, eksempelvis: byggverk for særlig sårbare grupper av befolkningen, f.eks. sykehjem og lignende Side 2 av 10

3 byggverk som skal fungere i lokale beredskapssituasjoner, f.eks. sykehus, brannstasjon, politistasjon, sivilforsvarsanlegg og infrastruktur av stor samfunnsmessig betydning. For byggverk som har regional eller nasjonal betydning i beredskapssituasjoner gjelder 7-2 første ledd. avfallsdeponier der oversvømmelse kan gi forurensningsfare. For deponier som omfattes av storulykkeforskriften gjelder 7-2 første ledd. Sikring mot flom Forutsetningen for å plassere byggverk i områder der sannsynligheten for flom er større enn minstekravet i forskriften, er at det gjennomføres risikoreduserende tiltak (sikringstiltak i området eller tilpasning av bebyggelsen). De risikoreduserende tiltakene må redusere sannsynligheten for eller konsekvensen av flomvann mot bebyggelsen til det nivå som er angitt i forskriften. Eksempler på sikringstiltak vil være å heve byggegrunnen til flomsikkert nivå, bygge uten kjeller eller bygge flomvoller eller andre konstruksjoner som holder vannet unna bebyggelsen. Der det ikke er praktisk mulig å plassere eller sikre byggverk mot flom, kan en utforme og dimensjonere byggverket slik at det tåler oversvømmelse og dermed ikke fører til fare for mennesker eller større materielle skader. Byggverk som i kraft av sin funksjon må ligge i flomutsatte områder, slik som kaier, bruer, pumpehus og lignende, må konstrueres og oppføres slik at de er i stand til å tåle belastningene under flom. Sikkerheten for dammer og andre vassdragstiltak er regulert etter reglene i vannressursloven og tilhørende forskrifter. 2.1 Valg av dimensjonerende gjentaksintervall Basert på veiledningen over forutsetter vi at bygningene på campingplassen er i sikkerhetsklasse F2 og skal sikres mot 200-års flom Side 3 av 10

4 3 Flomberegning 3.1 Beregning av dimensjonerende vannføring Vannføringen for 200-års flommen, Q200, er beregnet basert på flomberegninger som NVE tidligere har utført for Otta: Flomberegning for Otta og Gudbrandsdalslågen, Turid-Anne Drageset, NVE rapport Vi har brukt flommen som NVE beregnet for Otta ved innløpet til Skim, rett oppstrøms samløpet med Bøvra. Otta ved innløpet til Skim ligger ca. 12 km nedstrøms Dønfoss camping. Feltarealet er 1576 km 2. Kulminasjonsverdien (maksimalverdien) for 200-års flom er 923 m 3 /s. Otta ved Dønfoss har feltareal på 1452 km 2. Feltarealet ble beregnet vha. NVEs lavvannsapplikasjon (lavvann.nve.no). Ved å skalere etter feltstørrelse får vi følgende maksimalverdi for ved Dønfoss: Q 200 = 923 m 3 /s / 1576 km 2 * 1452 km 2 = 850 m 3 /s. 4 Beregning av vannstander - vannlinjeberegning 4.1 Generelt Vannlinjeberegning er å beregne vannstanden langs elva (vannlinjen) for en gitt vannføring. For å gjøre en vannlinjeberegning trenger vi: Opplysninger om elvas geometri (inkludert kulverter, broer etc.), vanligvis fra målte tverrprofil. Opplysninger om elvas ruhet, som vi enten tar fra tabeller, formler eller ved å kalibrere mot målte vannstander. En nedstrøms grensebetingelse, f.eks. vannstanden i elven nedstrøms. Vannføringene det skal beregnes vannlinje for. Et dataprogram for å gjøre beregningene, i dette tilfelle HEC-RAS (se I dataprogrammet lager vi en modell av elva vha. informasjonen over. 4.2 Tverrprofil For nøyaktig beregning er det nødvendig med innmålte tverrprofil, men det hadde vi ikke. Tverrprofilene ble tatt fra kart med 1 m. ekvidistanse. Fordi dette er ekstra usikkert, har vi gjort antagelser om profilenes bredde og dybde som er på den sikre siden. Vi har antatt at bunnen ligger høyere enn den sannsynligvis gjør, at profilene er smalere og har brattere sideskråninger osv. Det vil, i de fleste tilfeller gi høyere vanndybde. Figur 1 viser plassering og nummerering av tverrprofilene Side 4 av 10

5 4.3 Ruhet Fra broen og til bunnen av fossen er ruheten satt til Mannings koeffisient, n = 0,05 (Mannings tall, M = 20). Nedstrøms fossen er ruheten satt til Mannings koeffisient, n = 0,04 (Mannings tall, M = 25). 4.4 Broen I HEC-RAS er broen modellert ved å legge inn et tverrprofil som tilsvarer gjennomløpet under broen. Det oppstår kritisk strømning under i gjennomløpet. 4.5 Grensebetingelser Som nedstrøms grensebetingelse har vi antatt normalstrømning med bunnhelling So = 1/500. Hellingen er tatt fra NVEs vassdragsnivellement. Som oppstrøms grensebetingelse har vi antatt kritisk dybde. 4.6 Vannføring Vannlinjen er beregnet for en vannføring: 200-års flom, Q200 = 850 m 3 /s. 4.7 Klimatillegg I Klimaendringer og framtidige flommer i Norge (NVE-rapport ) anbefales et klimatillegg på 20 % for perioden fram til 2100 for den øvre delen av Otta. Det gir 1,2 Q 200 = 1,2 850 m 3 /s = 1020 m 3 /s Vannstanden er beregnet både med og uten klimatillegg. 4.8 Høydesystem Alle høyder er gitt i NN Andre beregningsforutsetninger Det er beregnet kombinert over- og underkritisk strømning (mixed flow) Side 5 av 10

6 NOTAT Side 6 av 10

7 Figur 1 Plassering av tverrprofiler og markering av vannstander (Vannstandene er uten tillagt fribord.) 5 Beregningsresultat De viktigste resultatene er vannstand og vannhastighet i hvert profil. Det er vist i Tabell 1. Figur 2 viser lengdeprofil av elven med vannlinje (vannstand) og energilinje (grønn stiplet linje). Energilinjen er vannlinjen pluss hastighetsenergien til vannet (Energinivået er vannivået pluss V 2 /2g, der V er vannhastighet og g er tyngdeakselerasjonen). Der energilinjen ligger høyt over vannlinjen har vannet stor hastighet. Røde markeringer viser kritisk dybde, dvs. dybden der Froudetallet = Usikkerhet Generelt er denne beregningen mer usikker enn vanlige fordi tverrprofilene ikke er målt inn men anslått fra kart. Størrelsen på gjennomløpet under broen kontrollerer vannstanden oppstrøms broen. Størrelsen på gjennomløpet er anslått fra kart, men det er vanskelig fordi broen dekker terrenget. Vannstanden oppstrøms broen er derfor spesielt usikker. Stømningen ned fossen er mye mer komplisert enn strømning i en elv som flyter rolig. Høy hastighet, store fjellnabber og brå retningsendringer krever mer avanserte beregningsmetoder enn det vi har brukt her. Resultatene fra denne beregningen bør derfor brukes med forsiktighet, særlig langs fossen og rett oppstrøms broen. 5.2 Anbefalt vannstand Vi har vurdert strømningsforholdene og skjønnsmessig lagt til et fribord (sikkerhetsmargin) på de beregnede vannstandene. Dette er vist i Tabell 1 og på kartet i Figur 1. Profil nr. Tabell 1 Resultat fra vannlinjeberegningen for Q200 = 850 m 3 /s og 1,2 Q200 = 1020 m 3 /s Beregnet vst. Vannhastighet Energinivå Hastighetshøyde Anbefalt fribord Anbefalt vst. uten klimatillegg Beregnet vst. med 20 % klimatillegg (moh.) (m/s) (moh.) (m) (m) (moh.) (moh.) Q = 850 m 3 /s Q = 1020 m 3 /s Side 7 av 10

8 Donfoss camping Plan: Plan Otta Donfoss Main Channel Distance (m) Legend EG Q200 WS Q200 Crit Q200 Ground Elevation (m) P10... P20 P30 P40... P50 P60 P70 Fossenakke ca. 6o m Dønfoss... Dønfoss bru 70 m oppstrøms Dønfoss bru Figur års flom (850 m 3 /s) beregnet vannlinje, energinivå (grønn stipling) og kritisk dybde (rød) Side 8 av 10

9 Donfoss camping Plan: Plan Otta Donfoss Main Channel Distance (m) Legend EG 1,2*Q200 WS 1,2*Q200 Crit 1,2*Q200 Ground Elevation (m) P10... P20 P30 P40... P50 P60 P70 Fossenakke ca. 6o m Dønfos... Dønfoss bru 70 m oppstrøms Dønfoss bru Figur års flom med 20 % klimatillegg (1020 m 3 /s) beregnet vannlinje, energinivå (grønn stipling) og kritisk ybde (rød) Side 9 av 10

10 J For bruk Lars Jenssen Arne Carlsen Ann Ginzkey A For fagkontroll Lars Jenssen Arne Carlsen?? Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier Side 10 av 10