HYDROLOGI. Marianne Myhre Odberg Hydrolog Bane NOR

Transkript

1 HYDROLOGI Marianne Myhre Odberg Hydrolog Bane NOR

2 Tema Hydrologi, hva er det? Flom Gjentaksintervall og sannsynlighet Flomberegning og klimatilpasning Hydrologi og jernbane Hensyn til opp- og nedstrøms interesser Jernbanens dreneringssystem Vann som skadefaktor, ulike eksempler

3 Gode løsninger Vossebanen ved Skorve Gode løsninger for vannhåndtering (i hele nedbørsfeltet) reduserer risikoen for brudd i togtrafikken grunnet skader forårsaket av vann

4 Hydrologi Det geofysiske faget som omhandler vannet på jorda: - forekomsten, - sirkulasjonen og - fordelingen av dette,

5 Vannets egenskaper Egenskaper som kan virke negativt på infrastruktur: Vann er stivt og kan nesten ikke komprimeres Utglidning av underbygning som følge av belastning Det har kraft når det er i bevegelse Erosjon Transport Det fryser med stor kraft (ekspansjon 9%) Kapillær effekt Oppdrift

6 Utglidning ved Lønsdal BF5974E7/emne/ras/

7 Flom Definisjon: En vannstand eller en vannføring over det normale Vannføring er mengde vann som passerer et punkt i en elv i løpet av en tidsenhet (m3/s) Vannstand (h) bestemmes av lokale forhold, vannføringen (i Norge) øker kontinuerlig nedover i elva

8 Middelflom Middelflom = normal flom (2-årsflom) Gjennomsnittet av høyeste døgnmiddelvannføring hvert år i en årrekke (for et vassdrag)

9 Gjentaksintervall og sannsynlighet Gjentaksintervall: Det antall år som gjennomsnittlig (over en uendelig lang periode) går mellom hver gang en like stor, eller større, flom inntreffer Gjentaksintervall og sannsynlighet er omvendte størrelser: Det er liten sannsynlighet for at en flom med høyt gjentaksintervall skal forekomme Eksempler: Det er 1/10 = 10% sannsynlighet hvert år for å få en 10-årsflom, eller en større flom Det er 1/100 = 1% sannsynlighet hvert år for å få en 100-årsflom, eller en større flom Det er 1/200 = 0,5% sannsynlighet hvert år for å få en 200-årsflom, eller en større flom Konklusjon: Om en 100-årsflom opptrer et år er det fortsatt 1% sjanse for at det vil skje igjen neste år.

10 Gjentaksintervall og sannsynlighet Dimensjonering: Teknisk regelverk 520, kapittel 3.3 drenering sier: "Stikkrenner og øvrig dreneringsanlegg dimensjoneres for 200 års gjentaksintervall med påslag av klimafaktor 20%" Klimatilpasning: Jernbanen skal være robust for å kunne håndtere kommende ugunstig vær

11 Flomberegning Rasjonale metode: Q = C * i* A *Kf C = avrenningsfaktor, konstant (0-1) i = nedbørintensitet, l/s*ha A = areal, ha Kf = klimafaktor, 1,2 (=20%) i finnes ved hjelp av en IVF-kurve (intensitet varighet frekvens) og avhenger av: - Ønsket gjentaksintervall (år) - Konsentrasjonstid (tc). tc er tiden vannet bruker fra ytterst i feltet til utløpet/målestedet

12 Flomberegning Det er STOR usikkerhet i flomberegninger i små felt: Er målestasjonen for nedbør representative for området? Få stasjoner har IVF-kurver C-verdien har stor innflytelse på svaret! Bruk av klimafaktor? Rasjonale metode forutsetter at nedbør faller jevnt i hele nedbørsfeltet. Bør ikke brukes for felt > 0,5 km2 (tilsvarende 50 ha) Skal ikke benyttes i felt med A(innsjøprosent) (Gir BaneData riktig informasjon om stikkrennenes kapasitet?) Konklusjon: Flomberegninger bør utføres av fagkyndig hydrolog

13 Jernbanens dreneringssystem Dreneringens funksjon er å Samle og føre bort overflatevann Samle og føre bort grunnvann Hensikten er å Sikre banen mot erosjon Sikre tilstrekkelig bæreevne Motvirke stabilitetsproblemer Unngå nedknusing av ballast Dermed unngås Sporfeil og utglidninger (kan være sikkerhetskritisk) Redusert levetid (økonomisk og miljømessig gunstig)

14 Stikkrenne Leder vannet under jernbanelegemet. Større stikkrenner kalles gjerne kulverter.

15 Vann som skadefaktor Steinkiste. Ballastmateriale har rast ned Steinkiste. Innsnevring Resultat: Redusert kapasitet / funksjon Økt fare for skade ved hendelse

16 Flomberegning Sørlandsbanen, km Heskestadsvatnet

17 Stikkrennekapasitet Sørlandsbanen, km Heskestadsvatnet Kapasitet (l/s) av stikkrenner med rektangulært tverrsnitt Kilde: Vassdragshåndboka (Tapir)

18 Flomberegning og stikkrennekapasitet Sørlandsbanen, Gvarv - Bø

19 Vann som skadefaktor Når Q overstiger kapasitet Utfordringer: Økt erosjonsfare Økt fare for vann på avveie Behov for risikoreduserende tiltak?

20 Vann som skadefaktor Hva ønsker vi å unngå? Årsak: Endret dreneringsforhold pga. hogst. Tett stikkrenne - fylling av finsand - dannelse av dam teleskorpe Utglidning som følge av togets belastning mot underbygningen

21 Vann som skadefaktor Notodden 2011

22 Vann som skadefaktor Dovrebanen. Kvam i Gudbrandsdalen 2013

23 Flom i Storåa ved Kvam Dovrebanen Mellom Hundtorp og Fron:

24 Espa 2013 Vann som skadefaktor

25 Vann som skadefaktor Østfoldbanen, østre linje km. 2,5. Ustvedt, ved Ski 2017

26 Vann som skadefaktor Kongsvingerbanen mellom Haga og Årnes 2013

27 Vann som skadefaktor Helhetlig vannhåndtering i et nedbørsfelt Utbedring av E6, sør for Bodø

28 Vann som skadefaktor Flomskred ved Langhelle. Bergensbanen,

29 Gode løsninger Flomskred ved Langhelle Bergensbanen, Utbedret innløpskonstruksjon: Skråstilt rist i bakkant fører til at masser går over mens vann strømmer gjennom og ned i stikkrenneinnløpet.

30 Marianne Myhre Odberg Hydrolog / senioringeniør odbmar@banenor.no Takk for meg