Mulige sikringstiltak for planlagt marina ved ny plassering av nordre molo

Transkript

1 Rapport Oppdragsgiver Navn Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) Oppdrag Dokument Nummer og navn Lenvik, Fjordgård - Prosjektering sikringstiltak Nummer Utført av Andrea Taurisano Kontaktperson Rune Skog Oppdragsleder Kalle Kronholm Dato Kontrollert av Kalle Kronholm Mulige sikringstiltak for planlagt marina ved ny plassering av nordre molo Sammendrag Det arbeides med planer for en marina ved Fjordgård. Flere mulige plasseringer har blitt diskutert, men på grunn av dybdeforholdene ønskes plasseringen nord for dagens skredvoll. En skredfarevurdering for planlagt marina, samt forslag til sikringsløsninger for å oppnå lavere sannsynlighet for skred enn 1/100, ble presentert i vår rapport Planen for marinen er senere ytterligere revidert. I den nye planen er den nordre moloen flyttet 40 m nordover i forhold til skissen lagt til grunn i vår rapport Både ved den gamle og nye plasseringen kommer den nordre moloen godt innenfor faresonen for skred med årlig sannsynlighet 1/100. Flytting av moloen har større implikasjoner for mulighetene til å oppnå lavere sannsynlighet for skred enn 1/100. Skredhastighetene som ledevollen må dimensjoneres for, er høyere enn de man måtte regne med ved tidligere påtenkt plassering. Den justerte ledevollen blir minst 170 m lang og minst 11 m høy over omtrent halv sin lengde. Høyden ved begge endene blir på minst 7 m. Steinbruddet vurderes ikke lenger å kunne benyttes som skredsikring, hverken ved at dets østlige vegg fungerer som fangvoll i kombinasjon med stort basseng i selve steinbruddet, eller ved at dets sørøstlige vegg utformes som en ledevoll. I begge tilfeller er skredhastighetene for høye til at en slik løsning er praktisk gjennomførbar. Steinbruddet må derfor vurderes plassert enten i sin helhet sør eller nord for ledevollen. Skred AS Adresse: Baklivegen 27, 3570 Ål Kontorer: Kongsberg, Voss, Ål Foretaksregisteret: NO MVA Konto nr.: T: E: post@skred.as W:

2 Innhold 1 Innledning Bakgrunn Mål Grunnlag Justert plasseringen av molo ift. skredfare Justert plassering av molo ift. mulige sikringstiltak Generelt om sikringsmulighetene Sikring med foreslått steinbrudd som basseng/fangvoll Sikring uten steinbrudd med ledevoll Sikring med justert steinbrudd som ledevoll Anbefalt sikringsløsning ved flytting av den nordlige moloen Konklusjon Referanseliste Figurer Figur 1: Ny utforming av marina, med den nordlige moloen flyttet ca. 40 m nordover Figur 2: Faresone for skred med årlig sannsynlighet 1/100, uten tiltak. Den nye plasseringen av nordre molo (oransje) er omtrentlig vist i forhold til opprinnelig plan (grønt) for å synliggjøre at begge plasseringer av moloen berøres av faresonen for 100 års skred Figur 3a, b, c: Faresone for skred med årlig sannsynlighet 1/100, etter de tre typer sikringstiltak nevnt ovenfor og beskrevet i rapport Den nye plasseringen av nordre molo (oransje) forblir godt innenfor faresonen for 100 års skred Figur 4: Gammel og ny plassering av den nordre moloen i forhold til beregnede skredhastigheter for skred med 100 års gjentaksintervall. Figuren skisserer også ledevoller som kan sikre de to moloalternativene mot 100 års skred. Ledevoll ved molo flyttet nordover blir ca. dobbelt så lang og betydelig høyere enn ved det opprinnelige alternativet Figur 5: Skisse av revidert ledevoll med anbefalt vollhøyde for å sikre marina og den nordre moloen mot 100 års skred Figur 6: Faresone for 100 års skred etter ledevoll beskrevet i kapittel 3.3 og vist i figur Tabeller Tabell 1: Beregnet høyde på voll for å stoppe dimensjonerende snøskred ved planlagt steinbrudd ovenfor den nordlige moloen Tabell 2: Beregnet høyde på voll for å lede dimensjonerende snøskred nord om den nordlige moloen Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 2/13

3 1 Innledning 1.1 Bakgrunn Det arbeides med planer for en marina ved Fjordgård. En skredfarevurdering for marina, samt forslag til sikringsløsninger for å oppnå lavere sannsynlighet for skred enn 1/100, ble presentert i vår rapport Planen er senere revidert, med den nordlige moloen flyttet 40 m nordover i forhold til skissen lagt til grunn i vår rapport Revidert plassering og utforming av marina er vist i figur Mål Målet ved denne rapporten er å skissere og diskutere mulig sikringsløsninger for å oppnå en årlig sannsynlighet for skader fra snøskred lavere enn 1/100, tatt i betraktning den nye plasseringen av nordre moloen. Sikringstiltakene er ikke vurdert i forhold til avrenning. 1.3 Grunnlag For grunnlaget til denne rapporten vises til rapport som omhandler oppgradering av dagens fangvoll, samt rapport , der skredfarevurderingen for marinen er presentert sammen med forslag til sikring ved opprinnelig plassering av nordre molo. Revidert plantegning av marina er oversendt av oppdragsgiver. Figur 1: Ny utforming av marina, med den nordlige moloen flyttet ca. 40 m nordover. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 3/13

4 2 Justert plasseringen av molo ift. skredfare Vurderingen av skredfare for marina er presentert i vår rapport Den opprinnelige plassering av marina er lagt til grunnen i den vurderingen. Hovedforskjellen mellom opprinnelig plan for marina og justeringen gjort i etterkant av vår rapport , er at nordre molo er flyttet ca. 40 m nordover. Ved begge plasseringer kommer den nordre moloen godt innenfor faresonen for skred med årlig sannsynlighet 1/100 (figur 2). En ny skredfarevurdering behøves derfor ikke. Den nye plasseringen innebærer imidlertid at den nordre moloen nå kommer inn i en del av skredbane der modellene indikerer enda høyere skredhastigheter. Dette har stor betydning for sikringsmulighetene, som diskutert videre i denne rapporten. Figur 2: Faresone for skred med årlig sannsynlighet 1/100, uten tiltak. Den nye plasseringen av nordre molo (oransje) er omtrentlig vist i forhold til opprinnelig plan (grønt) for å synliggjøre at begge plasseringer av moloen berøres av faresonen for 100 års skred. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 4/13

5 3 Justert plassering av molo ift. mulige sikringstiltak Det skal vurderes mulige sikringstiltak for å sikre planlagt marina til sikkerhetsklasse S1, der maksimal sannsynlighet for skred ikke må overskride 1/100. I vår rapport vurderte vi tre alternative sikringsløsninger: a) Med foreslått steinbrudd som basseng/fangvoll b) Uten steinbrudd, med oppbygging av ledevoll c) Med steinbrudd designet som ledevoll Disse er illustrert i figurene 6, 7 og 8 i rapport , og gjengitt nedenfor med den nye plasseringen av vollen lagt til (figur 3). Figur 3a, b, c: Faresone for skred med årlig sannsynlighet 1/100, etter de tre typer sikringstiltak nevnt ovenfor og beskrevet i rapport Den nye plasseringen av nordre molo (oransje) forblir ved samtlige sikringsløsninger godt innenfor faresonen for 100 års skred. Ingen av de tre mulige sikringsløsningene skissert for den opprinnelige plasseringen av moloen, vil redusere den årlige sannsynligheten for skader til under 1/100 dersom den nordre moloen flyttes 40 m nordover. Flytting av målet som sikringstiltaket skal beskytte mot skred, innebærer altså at sikringstiltaket også må flyttes tilsvarende (figur 4). Den nye moloen ligger nå direkte nedenfor senterlinja til skredbanen. Ved design av ledevollen for ny molo, må man derfor ta høyde for langt større hastigheter enn for den tidligere moloen, som vist i figur 4. Dette vil nødvendigvis medføre at ledevollen må bli høyere. Vollen må dessuten bli betydelig lenger for at skredmasser ikke skal gå sør for vollen og mot marina. Betydningen av flytting av nordre molo for de tre sikringsalternativene ovenfor, vil bli nærmere diskutert i resten av denne rapporten. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 5/13

6 Figur 4: Gammel og ny plassering av den nordre moloen i forhold til beregnede skredhastigheter for skred med 100 års gjentaksintervall. Figuren skisserer også ledevoller som kan sikre de to moloalternativene mot 100 års skred. Ledevoll ved molo flyttet nordover blir ca. dobbelt så lang og betydelig høyere enn ved det opprinnelige alternativet. 3.1 Generelt om sikringsmulighetene De foreslåtte sikringsløsningene vil hovedsakelig ha effekt mot skredmasser i fast form. Skredvind og fluidiserte masser fra svært store snøskred vil trolig fortsette over tiltakene nesten uten reduksjon i hastighet eller retningsendring. Dersom man ønsker å sikre mot skredvind, må man hindre skred i å løsne (eller redusere sannsynligheten for skredutløsning, slik at skred ikke inntreffer så ofte). Dette kan gjøres for eksempel ved å etablere støtteforbygninger i utløsningsområdene. Slike tiltak vil være betydelig dyrere enn de vi her har foreslått. Sammenholdt med sannsynligheten for skadepotensial fra skredvind, vil dette trolig gi en lav nytte/kost effekt. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 6/13

7 3.2 Sikring med foreslått steinbrudd som basseng/fangvoll Første løsning tidligere vurdert for sikring av den nordre delen av marina (figur 3a), besto av å benytte planlagt steinbrudd som fangvoll. Steinbruddet er skissert i SWECO sitt forslag til midlertidig driftsplan for masseuttak Fjordgård, datert Vi vurderte steinbruddet til å kunne utgjøre en betydelig sikring mot snøskred fra Storsvaet, ved at steinbruddet ville virke som et stort basseng med en tilnærmet vertikal fangvoll mot øst. Høyden på fangvollen ville blitt på rundt 10 m. Slik steinbruddet er tegnet, vil skredmassene treffe den østlige veggen på steinbruddet (dvs. fangvollen) med en vinkel på omtrent 80. Ved flytting av nordre molo ca. 40 m nordover, kommer man imidlertid i et område med betydelig høyere beregnede skredhastigheter. Ved steinbruddets østside, den som bør virke som fangvoll, er det beregnet skredhastigheter på m/s. Avhengig av hvilken metode en bruker for å beregne nødvendig vollhøyde, innebærer dette at steinbruddets østvegg bør være minst m høy (Tabell 1). En lavere vegg ville gi en betydelig restrisiko for at skredmasser kommer seg over steinbruddveggen og får utløp i den nordlige delen av marinen og mot nordre molo. Av denne grunnen vurderer vi denne sikringsløsning som ikke lenger aktuell dersom nordre molo flyttes nordover. Tabell 1: Beregnet høyde på voll for å stoppe dimensjonerende snøskred ved planlagt steinbrudd ovenfor den nordlige moloen. Hastighet vvoll Vollhøyde hvoll tradisjonell metode Vollhøyde hvoll ny metode 25 m/s 30 m 21 m 20 m/s 20 m 19 m 15 m/s 13 m 16 m 3.3 Sikring uten steinbrudd med ledevoll Dersom man skal sikre planlagt marina uten å ta i betraktning planlagt steinbrudd, foreslår vi at dette gjøres ved å etablere en ledevoll vest for den nordlige moloen. Ledevollen skal lede skredmasser nord om moloen. En ledevoll er å foretrekke fremfor en fangvoll fordi hastighetene på skredmassene er så store at en fangvoll der skredmassene treffer omtrent vinkelrett på vollen, skal ha betydelig høyde for å stoppe skredmassene (for eksempel se Tabell 1). En ledevoll som ligger med en relativt slak vinkel mot massestrømmen, vil ha større effekt ved lavere vollhøyder. Reduksjonen av vollhøyden man får ved valg av ledevoll istedenfor fangvoll, er bare i liten grad redusert av at skredhastighetene, der ledevollen må plasseres, er enda høyere enn de er der en fangvoll ville blitt plassert. Et forslag til plassering av en vollkrona av en ledevoll er vist i figur 4 og 5. Vi vurderer at lengden for ledevollen bør være på minst 170 m. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 7/13

8 Skissert plassering av ledevollen vil gi en vinkel på mellom skredmassenes flyteretning og vollkrona. Det er dermed mulig å redusere høyden på vollen i betydelig grad i forhold til nødvendig høyde på en fangvoll (Tabell 1). En konservativ tilnærming til nødvendig høyde av ledevollen er gitt som en funksjon av hastigheten ved vollen (vvoll), en energitapskoeffisient (λ=1,0), vinkel mellom skredstrømmen og vollen (ϕ) og forventet snødybde foran vollen (hsnø=2 m): h ledevoll = (v voll sin φ) 2 2gλ Resultater fra beregningene er vist i Tabell 2. + h snø Tabell 2: Beregnet minimumshøyde på voll for å lede dimensjonerende snøskred nord om den nordlige moloen. Hastighet Treffvinkel Vollhøyde hledevoll Kommentar vvoll (ϕ) tradisjonell metode 31 m/s m Anbefalt for midtre del av ledevoll 28 m/s 26 9 m Høyde i overgangssoner 25 m/s 26 7 m Anbefalt for begge ender av ledevoll 22 m/s 26 6 m Hvordan den anbefalte vollhøyden varierer langs vollens lengde, er omtrentlig vist i figur 5. Vi anbefaler at ledevollen gis en høyde på minst 11 m i hele det midtre partiet, dvs. en lengde på ca m. Høyden kan gradvis avta mot både øst og vest, men anbefales på minst 7 m i begge endene. Helning på støtsiden av vollen (siden som vender mot nord) må ikke være slakere enn 60. Vollkroppen kan bygges av lokale løsmasser, mens støtsiden kan strammes opp med tørrmur, betong eller gabionkasser. Dersom vollen bygges som foreslått ovenfor og vist i figur 5, vurderer vi at faresonene vil se ut som vist i figur 6. Denne sikringsløsningen vil sikre hele den planlagte marina. Dersom ledevollen må skyves nordover i forhold til skissen i figur 5, eks. for å kunne disponere større arealer mellom vollen og nordre molo, vil vollens høyde måtte økes ytterligere, ettersom denne treffes av skredmasser med enda høyere hastighet høyere i skredbanen. Vollens lengde vil også måtte økes for å sikre at skredmasser ikke kommer forbi vollens ender. Det påpekes at selv en liten rotasjon av vollen i retning «mot klokka» i forhold til skissen i figur 5, vil resultere i betydelig høyere nødvendig vollhøyde. En ledevoll som dreies mot klokka vil i praksis nærme seg en fangvoll, og måtte dimensjoneres som sådan. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 8/13

9 Figur 5: Skisse av revidert ledevoll med anbefalt vollhøyde for å sikre marina og den nordre moloen mot 100 års skred. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 9/13

10 Figur 6: Faresone for 100 års skred etter ledevoll beskrevet i kapittel 3.3 og vist i figur Sikring med justert steinbrudd som ledevoll I vår rapport vurderte vi at ved en justering av formen på steinbruddet, ville terrenginngrepet kunne få funksjon som en ledevoll, i stedet for en fangvoll (figur 3c). Denne løsningen ble anbefalt som den mest hensiktsmessige. Ved plassering av nordre molo 40 m lenger nord enn forutsatt da den vurderingen ble gjort, og uendret plassering av steinbruddet, er det ikke lenger mulig å utforme steinbruddets sørside til å virke som en ledevoll. Vinkelen mellom skredstrømmen og steinbruddveggen som skal virke som ledevoll, ville bli på over 50, og dette innebærer av den veggen ville fungere mer som en fangvoll enn som en ledevoll. Da ville man i praksis vært i samme situasjon beskrevet i kapittel 3.2, med behov for en utsprengt bergvegg med høyde på minst 21 m på sørsiden av steinbruddet. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 10/13

11 Dersom man kan flytte steinbruddet nordover er det teoretisk mulig å utforme dets sørlige vegg som en ledevoll. Hele steinbruddet må i så fall flyttes langt nok mot nord at sørveggen samsvarer med ledevollen skissert i figur 5 og 6. I dette tilfellet ville sørveggen kunne få en gunstig vinkel i forhold til skredstrømmen til å kunne fungere som en ledevoll med høyder tilsvarende de som er beregnet i forrige kapittel. Det vil imidlertid være veldig vanskelig å gi den bergskjæringen en høyde på minst 7 m helt i øst, ettersom skjæringen der kommer veldig nært sjøen. Steinbruddets østvegg vil dessuten virke som en fangvoll rett i enden av ledevollen (steinbruddets sørvegg), med det sannsynlige resultatet at skredmassene stabler seg opp der og kan komme over steinbruddkantene, også mot moloen. Av denne grunnen vurderer vi denne sikringsløsning som lite aktuell dersom nordre molo flyttes nordover. 3.5 Anbefalt sikringsløsning ved flytting av den nordlige moloen De to tidligere vurderte løsningene som innebar bruk av steinbruddet som enten basseng/fangvoll eller ledevoll, vurderes å bli svært vanskelige og trolig lite effektive dersom den nordlige moloen flyttes 40 m nordover. Den eneste hensiktsmessige løsningen vi ser, består av en ledevoll tilpasset den nye plasseringen av moloen. Steinbruddet vil imidlertid være nødvendig for bygging av resten av tiltaket. Det bør i så fall tas stilling til hvorvidt steinbruddet skal plasseres helt sør for ledevollen, dvs. mellom eksisterende fangvoll og ledevollen vist i figur 5, eller helt nord for ledevollen. Ytterligere tilpassinger av ledevollen, samt den planlagte utvidelsen av fangvollen, kan være nødvendige dersom steinbruddet skal plasseres sør for ledevollen. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 11/13

12 4 Konklusjon Skredfare og mulige sikringsløsninger for planlagt marina er tidligere vurdert i vår rapport Planen for marinen er senere revidert. I den nye planen er den nordre moloen flyttet 40 m nordover i forhold til skissen lagt til grunn i vår rapport Både ved den gamle og nye plasseringen kommer den nordre moloen godt innenfor faresonen for skred med årlig sannsynlighet 1/100. Flytting av moloen har større implikasjoner for mulighetene til å oppnå lavere sannsynlighet for skred enn 1/100. Skredhastighetene som ledevollen må dimensjoneres for, er høyere enn de man måtte regne med ved tidligere påtenkt plassering. Den justerte ledevollen blir minst 170 m lang og minst 11 m høy over omtrent halve lengden. Høyden ved begge endene blir på minst 7 m. Steinbruddet vurderes ikke lenger å kunne benyttes som skredsikring, hverken ved at dets østlige vegg fungerer som fangvoll i kombinasjon med stort basseng i selve steinbruddet, eller ved at dets sørøstlige vegg utformes som en ledevoll. I begge tilfeller er skredhastighetene for høye til at en slik løsning er praktisk gjennomførbar. Steinbruddet må derfor vurderes plassert enten i sin helhet sør eller nord for ledevollen. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 12/13

13 5 Referanseliste Christen, M., Kowalski, J., Bartelt, P., RAMMS: Numerical simulation of dense snow avalanches in three-dimensional terrain. Cold Reg. Sci. Technol. 63, doi: /j.coldregions Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) 13/13