Areal + AS. Vannlinjeberegning Haugerenga Vest. Utgave: 1 Dato:

Transkript

1 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest Utgave: 1 Dato:

2 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 1 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapporttittel: Vannlinjeberegning Haugerenga Vest Utgave/dato: 1 / 16 mai 214 Arkivreferanse: - Oppdrag: Overvannsløsninger for Areal+ Oppdragsleder: Per Kraft Fag: Vann og miljø Tema Forretningsområde1 Skrevet av: Haregewoin Haile Chernet Kvalitetskontroll: Håvard Knotten wwwasplanviakno

3 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 2 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING 2 VANNLINJEBEREGNING 4 21 Beregningsprogram 4 22 Grunnlag og forutsetninger 4 2 Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) 6 24 Grensebetingelser 6 25 Resultater 6 Konklusjon14 4 Referanser 15

4 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 1 INNLEDNING På oppdrag fra Lindos AS v/marit Olive Lindstad, har utført vannførings- og vannlinjeberegninger for elva Rinna på en elvestrekning langs planlagt boligområde Vannføringsberegningene er basert på rapport utarbeidet av Rambøll AS for en elvestrekning nedstrøms aktuelt område Rapporten inneholder vannlinjeberegning av Rinna elva som renner gjennom Haugerenga Vest in Vingrom, Lillehammer kommune Planområdet er vist i Figur 1 som har atkomst via Elveskaret og er avgrenset av boligområdet Haugerenga i øst, Rinna i nord og skråningen opp mot gården Hauger i sør Planområdet omfatter eiendommene med gnr/bnr /1, /2, /4, /6, /, /16, /1, /2, /25, /26 og /27 Det inneholder fra før åtte uregulerte boligeiendommer Totalarealet som nå skal reguleres utgjør ca 72 daa I gjeldende kommuneplan er hoveddelen av området avsatt til fremtidig boligområde, mens arealene langs Rinna er avsatt til grønnstruktur nåværende I øst grenser området til Reguleringsplan for Haugerenga, vedtatt Atkomst vil bli via Elveskaret fra Torpavegen Østre del av Haugerenga ble regulert i 211 og er nå under utbygging Figur 1 Planområdet Hensikten med planarbeidet er å regulere området til frittliggende småhusbebyggelse med tilrettelegging for variert størrelse (eneboliger og tomannsboliger) og å vektlegge en moderne byggestil Tomtegrenser, byggegrenser, krav til utforming av bebyggelsen skal vises i plankart og bestemmelser Videre skal lysløypa og vollen med tursti langs Rinna reguleres Regulert og opparbeidet fortau i reguleringsplan for Haugerenga skal videreføres gjennom planområdet Planarbeidet skal sikre etablering av felles lekeareal og parkeringsdekning i henhold til kommunale krav og normer

5 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 4 Ved planlegging og utbygging i fareområder langs vassdrag (NVE, 2) stiller NVE krav til flomsikkerhet for ulik arealbruk langs vassdraget Bolig, skole og næringsbebyggelse skal sikres mot 2-års flom Vurdering av flomfare innebærer beregning av hvor mye vann som kommer ved en 2-års flom og hvor høyt vannet vil stige for Rinna 2 VANNLINJEBEREGNING 21 Beregningsprogram Det hydrauliske modelleringsverktøyet HEC-RAS er benyttet til beregning av vannlinjene Verktøyet er utviklet av US Army Corps of Engineers (USACE) Hydrologic Engineering Center (HEC) [2] Modellen kan blant annet beregne underkritisk og overkritisk strømning eller en kombinasjon av disse i en enkel elv, eller i et elvenettverk Datagrunnlaget til arbeidet er kartdata med kotehøyde 1 meter, oppmålt tverrprofiler og bru og flyfoto av planområdet Basert på disse er det utviklet en forenklet representasjon av elven i form av en 1D hydraulisk modell 22 Grunnlag og forutsetninger Grunnlag og forutsetninger for vannlinjeberegningen: Vannføring Elvas geometri Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) 221 Vannføring Flommen beregning for Rinna utført av Rambøl AS [] er brukt i denne studien 2- årsflommen er beregnet til 79 m³/s og 2-årsflommen som omfatter 2% av klimafaktor er beregnet til 95 m /s 222 Geometri Elvebunn og terrenget i den hydrauliske modellen er representert ved et utvalg av tverrprofiler Oppdragsgiveren har skaffet terrengdata (1m-høydekoter) som er blitt brukt videre til å generere en terrengmodell Tverrprofiler er tatt ut ifra denne terrengmodellen og ble finjustert Strekningene i modellen inkluderer cirka 2 meter av Rinna Figur 2 viser plassering av tverrprofiler Tverrprofilene er videre korrigert basert på to målt tversnitt langs Rinna utført av Rambøl AS Figur viser de to målt nedstrøms tverrsnitt (profil 1 og ) erstattet i HEC-RAS modell Oppmåling av bru utført av oppdragsgiver ble brukt for å sette opp brua i modellen

6 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 5 Figur 2 Kartet viser profilering av Rinna og tverrsnittsprofiler benyttet i Hec-Ras modellen Røde profiler er profiler fra DTM og grønne profiler viser profiler som er målt Gul linje indikerer grensene til reguleringsområdet Profil Comp Geom 1 - Comp Geom 1 - Comp Geom Merg e Range Profil Comp Geom 1 - Comp Geom Comp Geom 1 Merg e Range Figur Målt nedstrøms tverrsnitt erstattet i HEC-RAS modell Som vist i figur, data hentet fra det terrengmodellen er horisontale i hovedkanalen som følge av høyden på vannflaten under datafangst Derfor er en trapesformet kanal tilsatt basert på det målte tverrsnitt Elvebunn av tverrsnitt mellom profil 1-1 er justert basert på målte tverrsnitt og, som det er undersøkt basert på flyfoto av elvebunnen, elvebunn av tverrsnitt mellom profil 1-26 er nesten fanget i høydelinje, og derfor elvebunn er senket omtrent ved,5 meter

7 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 6 2 Manningstall (hydrauliske ruhetsverdier) Alle typer energitap som påvirker vannstanden langs elveløpene er blandet i en enkelt faktor: Mannings tall Forskjellige tall ble brukt for elveslettene der det fins boligområde, busker og skog, og for hovedkanalen Verdiene er estimert basert på litteraturstudie [1] og erfaring Se igjen Chow et al (19) for flere eksempler Hovedkanalen er vurdert som et bratt fjellvassdrag med større steinblokker og rullestein I tillegg har elveslettene tett vegetasjon med skog og buskas også om vinteren Basert på disse er følgende Mannings n verdier benyttet: Elv Elveslette Hovedkanal Boligområde Rinna,,5,15 24 Grensebetingelser Vannføringen fra flomberegning er brukt som inngangsdata i den hydrauliske modellen (stasjonær strømning) Det er antatt at det vil være både underkritisk og overkritisk strømming på den modellerte strekningen derfor er det satt grensebetingelser både på oppstrøms og nedstrøms side Normalstrømning er benyttet som øvre og nedre grensebetingelse i modellen Helningen på vannspeilet er satt til henholdsvis,46 og,1 m/m Helningen til vannspeilet er estimert fra 1 m ekvidistanse høydekurver 25 Resultater Resultatene for vannlinjeberegningen er vannstander, vannhastigheter og Froude tall ved tverrprofilene i reguleringsområdet (Profil 1 til Profil 26) for flom med gjentaksintervall 2 år og 2-års flom med 2 % økning for å ta hensyn til klimaendring er samlet i tabell 1 Beregningene er gjort for dagens situasjon Figur 4 viser resultatene som plott av vannstand for 2-års flom i lengdeprofil for elvestrekning i Rinna Figur 5 viser beregnede vannstander for 2-års flom i 26 tverrprofiler (Profil 1 til Profil 26) i reguleringsområdet Vær oppmerksom at vertikal og horisontal målestokk er ulike

8 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest Figur 4: Lengdeprofil i Rinna med vann- og energilinje for 2 års flom Rinna upper reach Main Channel Distance (m)

9 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 9 Tabell 1: Beregnede vannstander, vannhastigheter og Froude tall ved tverrprofilene (Profil 1 til Profil 26) for flommer med gjentaksintervall 2 år og 2 år + 2 % økning i vannføringen i Rinna Q 2 = 79 m /s Q 2 + 2% = 95 m /s Profil [nr] Elvebunn [moh] Vannstand [m] Hastighet [m/s] Froude tall Vannstand [m] Hastighet [m/s] Froude tall Bru

10 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 11 Figur 5: Beregnede vannstander i 26 tverrprofiler (Profil 1 til Profil 26) for 2 år flom Profil 1 Profil Profil Profil Profil 5 Profil Profil 6 Profil Bru Bru

11 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 12 Profil Profil Profil 1 Profil Profil 12 Profil Profil 14 Profil Profil 16 Profil

12 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 1 Profil 1 Profil Profil 2 Profil Profil 22 Profil Profil 24 Profil Profil

13 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 14 KONKLUSJON Profil 1 26 (se figur 2) representerer Rinna gjennom reguleringsområdet Mellom profil 1 og 7 dimensjonerende vanndybdefor 2 årsflom beregnet til mellom 1,57 og 2,44 meter Mellom profil -26 ligger dimensjonerende vannlinje for 2 årsflom mellom 1,4 og 2,56 meter over elvebunn Vannlinjer og vanndybder ved 2-års flom er vist i vedlegg 1 Dybdene viser vanndybde over terreng (over elvebanken) og tar ikke med vanndybden i selve elveløpet under elvebanknivå Høyt Froude-tall langs elva viser et mulig erosjonsproblem i fremtiden Både de beregnede hastigheter er store og Froude-tallet ligger over verdien 1, som indikerer overkritisk strømningsforhold I den hydrauliske modellen er dagens geometri lagt til grunn, eventuelle endringer i elveleiet i form av utfyllinger langs siden, pirer eller andre elementer ute i elva eller langs elvebreddene vil virke oppstuende på vannspeilet og medføre høyere vannstand enn det som er modellert Generelt sett vil muligheten til å utføre kalibreringen øke kvaliteten på vannlinjeberegningene i høy grad I gjeldende sak var det ikke mulig å utføre dette, og dermed må resultatene forstås som best tilgjengelige, men ikke som best mulige Samtidig er det vanlig å vurdere de hydrauliske forholdene basert på erfaring og verdier hentet fra litteraturen for slike prosjekter Nøyaktigheten i geometriske data (både over og under vannspeilet), helning og hydraulisk ruhet for elveløpet er de viktigste faktorene som påvirker resultatene Erosjon og masseavlagring representerer generelt et betydelig usikkerhetsmoment Større flommer vil kunne gi en forandring av profilene (elveløpet) og dermed endre strømningsforholdene Det er også fare for at trær og busker kan snevre inn eller tette igjen deler av elveløpet, noe som vil redusere vannføringskapasiteten og føre til oppstuving

14 Vannlinjeberegning Haugerenga Vest 15 4 REFERANSER [1] Chow, V,T, Open-Channel Hydraulics, 1959, Caldwell, New Jersey: The Blackburn Press [2] HEC-USACE (22) HEC-RAS River Analysis System, Hydraulic Reference Manual, U,S, Army Corps of Engineers, Hydraulic Engineering Center (HEC), Davis, CA, USA [] Rambøll Norge AS (214), Hydraulisk analyse for ny bru på E6 over Rinda in Vingrom, ea-ram-51

15 Vedlegg 1: Vannlinjer og vanndybde ved 2-års flom 11

16 Vedlegg 1: Vannlinjer og vanndybde ved 2-års flom 12