VANNLINJEBEREGNINGER LÅGEN. E6 Vingrom-Ensby. Lillehammer og Øyer kommune

Transkript

1 VANNLINJEBEREGNINGER LÅGEN E6 Vingrom-Ensby Lillehammer og Øyer kommune Region øst 30. juni 2017

2 2 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Statens vegvesen Rapporttittel: Utgave/dato: 1/ Filnavn:.docx Arkiv ID Oppdrag: E6 Kommunedelplan med KU Vingrom - Ensby med opsjoner Oppdragsleder: Kristin Aarskog Avdeling: Vann og miljø Fag Hydrologi Skrevet av: Haregewoin Haile Chernet Kvalitetskontroll: Jon Zeigler Asplan Viak AS

3 3 FORORD Asplan Viak har vært engasjert av Statens vegvesen for å utarbeide kommunedelplan med KU for ny firefelts E6 på strekningen Vingrom - Ensby i Øyer kommune. Som en del av konsekvensutredningen er det utført flom- og vannlinjeberegning for elvestrekningene der veien krysser Lågen og Mesna. Arbeidet er utført av Haregewoin Haile Chernet. Kristin Aarskog har vært oppdragsleder for Asplan Viak. Hamar, 30. juni 2017 Kristin Aarskog Oppdragsleder Jon Zeigler Kvalitetssikrer

4 4 INNHOLDSFORTEGNELSE Innledning... 5 Flomberegning... 7 Flomberegning Gausa... 7 Flomberegning Mesna... 7 Flomberegning - Lågen Klimatillegg Permanent fase - bruer over lågen Vannlinjeberegning Resultater Kapasitetsvurdering av bruer over Lågen Erosjonssikring Erosjonssikring rundt brupilarer Utbredelse Filter Vurdering av effekten av brukonstruksjonene Byggefase - Bruer over Lågen Lillehammer høybru Forutsetninger årsflom i anleggsfasen Påvirkninger på mudderbankområdet i anleggsfasen Behov for sikring av midlertidige konstruksjoner Mesna Geometri og elvemodell Data for ny bruer Kapasitetsvurdering av bruer over Mesna Referanser Vedlegg... 42

5 5 INNLEDNING I forbindelse med Kommunedelplan E6 Vingrom-Ensby, har Asplan Viak AS utført flom- og vannlinjeberegning for utbyggingsstrekningen som omfatter brualternativ for kryssing av Lågen og Mesna. 200-årsflommen er benyttet som dimensjonerende vannføring i henhold til NVEs retningslinjer for flomberegninger, SVV Håndbok N200 og TEK10. Det er tatt hensyn til effekter av klimaendringer (NVE, ). Alle høyder i rapporten er gitt i NN2000. Denne rapporten gir en oversikt over dimensjonerende flom- og vannstandsberegninger for eksisterende og nye bruer over Lågen og nye bruer over Mesna. Plassering av eksisterende og nye bru alternativer over Lågen er vist i Figur 1-1, og plassering av nye bruer over Mesna er vist i Figur 1-2. Figur 1-1: Plassering av eksisterende bru og nye bru alternativer over Lågen.

6 6 Figur 1-2: Plassering av nye bruer over Mesna.

7 7 FLOMBEREGNING Flomberegning er å bestemme sammenhengen mellom flommen/vannføringen som har en viss returperiode (gjentaksintervall) gitt av relevante forskrifter. Flomberegning Gausa NVE har utført flomberegninger for Gausa, NVE Rapport 127/2015. Resultatet fra disse er oppsummert som følger. Gausa før samløpet med Lågen har et nedbørfelt på 945 km 2. Kulminasjonsvannføringer ved forskjellige gjentaksintervall er vist i Tabell 2-1. Tabell 2-1 Kulminasjonsvannføringer ved Gausa. Sted Areal QM Q10 Q20 Q50 Q100 Q200 Q500 Km 2 m 3 /s l/s.km 2 m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s Gausa Klimatillegg I henhold til NVE rapport 81/2016 Klimaendring og framtidige flommer i Norge, forventes ingen økning i 200-årsflommen for innlandsfelt på Østlandet som er dominert av smelteflommer / kombinasjonsflommer. Det forventes ingen endring i flomstørrelser frem mot år Flomberegningene innebefatter derfor ikke et klimapåslag. Dimensjonerende 200-årsflom Dimensjonerende 200 års momentanflom for Gausa ble beregnet til 659 m 3 /s. Flomberegning Mesna Mesnavassdraget er et sidevassdrag til Gudbrandsdalslågen på østsiden av Mjøsa. Fra Reinsvatnet strekker vassdraget seg sørøstover gjennom flere store og middels store innsjøer før det svinger vestover og munner ut i Mjøsa ved Lillehammer. Vassdragets naturlige nedbørfelt er 249,4 km2. Mesnavassdraget er regulert til energiproduksjon og har en reguleringsgrad på 63 %, dvs at nærmere 2/3 av tilsiget kan lagres på årsbasis. Det er til sammen 6 reguleringsmagasiner i vassdraget med en total magasinkapasitet på 100 mill.m 3. I tillegg overføres det vann til Sør- Mesna fra øvre del av Brummundas nedbørfelt. Størstedelen av nedbørfeltet ligger mellom 500 og 900 m over havet og har til dels mektige løsmasser som er dekket av granskog i de lavere områdene og fjellbjørk/einer i de høyere. Innslaget av myr er betydelig i deler av feltet. De øverste delene av nedbørfeltet består av snaufjell, og det finnes topper opp mot 1100 moh., f.eks. Nevelfjellet med 1089 moh. Fra Reinsvatnet til utløp i Mjøsa er det en høydeforskjell på 782 m. Feltkarakteristika for Mesna ved Lillehammer er vist i Tabell 2-2. Feltgrenser samt detaljert informasjon om feltparameterne er gitt i vedlegg. Felt og feltparametere er beregnet ved bruk av NVE programmet «NEVINA». Feltgrenser samt detaljert informasjon om feltparameterne er vist i Vedlegg 3.

8 Høyde (moh) 8 Tabell 2-2 Karakteristiske feltdata. Felt Feltareal [km 2 ] Eff. Sjø [%] Middelvannføring qn ( ) [l/s*km 2 ] Hmin/Hmax [m.o.h] Mesna ved Lillehammer 249,4 3,7 22,5 123/ Median høyde [m.o.h] Målestasjoner Det finnes ikke observerte data for de naturlige avrenningsforholdene i Mesnavassdraget før regulering. Da flomberegningen er basert på data fra observerte flommer i nærliggende vassdrag. Karakteristiske feltdata er vist i Tabell 2-3. Hypsografisk kurve for stasjonene er vist i Figur 2-1. Tabell 2-3 Feltkarakteristika til aktuellt referansefelt/målestasjon. Målestasjon Feltareal Eff.sjø Middelvannføring qn Hmin/Hmax Median høyde [km 2 ] [%] ( ) [m.o.h] [m.o.h] [l/s*km 2 ] Kvarstadseter 377 0,05 29,18 669/ Nordre Osa 447 0,04 19,15 457/ Nedre Sjodalsvatn 480 4,19 38,39 940/ Kringlerdal 265 1,06 20,29 175/ Kråkfoss 433 0, / Vålåsjø 125 1,11 14,23 936/ Liavatn 211 1,33 47,67 733/ Brustuen 254 0,54 36,35 665/ Vismunda 191 0,03 20,05 188/ Lena 183 0,03 13,13 223/ Mesna 2010 Kvarstadseter Nordre Osa Liavatn Brustuen Vismunda Lena Nedre Sjodalsvatn Kringleral 510 Kråkfoss Vålåsjø Prosent Figur 2-1: Hypsografiske kurver for nedbørfeltet til Mesna og utvalgte målestasjoner. Kurvene viser hvor stor prosentvis andel av det totale feltarealet er som ligger over en gitt høyde.

9 9 Regionale flomformler Regionale flomformler er gitt i NVE (04/2011). Formlene som er benyttet i beregningene av Mesna er gjengitt under. For Mesna nedbørfelt er følgende formel aktuelle for sammenligning: q M = spesifikk middelflom, q n = midlere spesifikk årsavløp, A SE = effektiv sjøprosent, A = feltareal, L F = feltlengde, S T = hovedelvas gradient Flomfrekvensanalyser Flomforholdene i Mesna er påvirket at vassdraget er regulert for energiproduksjon. I en slik regulert vassdrag er det vanskelig å utføre flomfrekvensanalyse slik at flomstørrelser er representative for dagens forhold. Med økende flomstørrelse, vil flomdempende effekt avta, slik at flomstørrelsene av større gjentaksintervall nærmer seg naturlige (uregulerte) forhold (NVE dokument 4, 2005). Frekvensfordeling for de forskjellige stasjonene er sammenfattet i Tabell 2-4. Midlere flom (Q M ) er oppgitt i absolutte og spesifikke verdier og flommer for ulike gjentaksintervall (Q T ) som forholdstallet (flomfrekvensfaktor) til midlere flom (Q T /Q M ). Flomfrekvensfaktorene er også illustrert i Figur 2-2. Flomforholdene i et nedbørfelt påvirkes både av klimatiske og fysiografiske forhold. Ved valg av representativ frekvensfordeling for umålte felt, er det antatt at klimatiske forhold har størst betydning (NVE, 2011). Tabell 2-4 Flomfrekvensanalyser av årsflommer for aktuelle målestasjoner. Stasjon Ant. Areal qm QM Q20/ Q50/ Q10/ Q20/ Fordeling år km 2 l/s*km 2 m 3 /s QM QM QM QM Kvarstadseter ,7 76,8 1,85 2,12 2,32 2,53 Logn (max) Nordre Osa ,8 76,8 1,83 2,10 2,30 2,49 Logn (max) 2.13 Nedre Sjodalsvatn ,62 1,94 2,22 3,04 GEN-Log (L-mom) Kringlerdal ,2 47,5 1,61 1,94 2,23 2,58 GEN-Log (L-mom) Kråkfoss ,1 67,6 1,68 2,11 2,52 3,01 GEN-Log (L-mom) Vålåsjø ,5 1,85 2,23 2,53 2,84 GEV (L-mom) Liavatn ,2 77,7 1,66 1,91 2,10 2,29 GEV (L-mom) Brustuen ,1 1,47 1,60 1,69 1,77 GEV (L-mom) Vismunda ,3 48 2,14 3,12 4,15 5,52 GEV (L-mom) Lena ,8 28,7 2,00 2,39 2,68 2,97 Gum (L-mom) Mesna - 249, ,76 2,1 2,36 2,72 Regional kurve V ,8 2,1 2,3 2,6

10 Forholdstall QT/QM 10 6 Kvarstadseter 5 4 Nordre Osa Nedre Sjodalsvatn Kringleral Kråkfoss Vålåsjø 3 Liavatn Brustuen 2 Vismunda Lena 1 V Gjentaksintervall T Figur 2-2: Flomfrekvensfaktorer (QT/QM) av årsflommer (døgnmiddel), for aktuelle målestasjoner, sammen med regionale frekvenskurver. Det er stor variasjon i de valgte frekvensfaktorene ved målestasjonene. Frekvensfaktorene ved Brustuen gir mistenkelig lave verdier på store gjentaksintervall, og det er derfor sett bort i fra. Dataserien ved Vismunda har vist seg å gi for høye verdier og for de resterende stasjonene er også variasjonen i frekvensfaktorene stor. Som representativ frekvensfordeling for uregulerte forhold i Mesna nedbørfelt, er det lagt til grunn gjennomsnitt av frekvensfaktorene ved de resterende åtte målestasjonene. Verdiene er litt høyere enn flomfrekvensfaktoren for den regionale kurven basert på vårflommer, noe som kan virke rimelig sammenlignet med resten av målestasjonene som er undersøkt. Beregning av middelflom Ved beregning av absolutte flomstørrelser bør feltkarakteristika som effektiv sjøprosent og feltareal i større grad inngå i vurderingen av representative nedbørfelt enn i frekvensanalysen. Spesifikk middelflom antas å avta med økt størrelse på nedbørfeltet, ved at flomtoppene fra de ulike delfeltene vil nå hovedvassdraget til litt forskjellig tid. Spesifikk middelflom vil også avta med økt effektiv sjøprosent, ved at sjøer har en flomdempende effekt. Spesifikk middelflom varierer relativt mye for stasjonene i området (Tabell 2-4) og ligger i størrelsesorden fra 183 l/s*km 2 til 480 l/s*km 2. De fleste av sammenligningsfeltene har mindre effektiv sjøprosent sammenlignet med Mesna. Høy effektiv sjøprosent har som nevnt en dempende effekt på flommer. I så måte er det å forvente at disse elvene har noe større spesifikk middelflom enn hva som er tilfelle for Mesna. Når det gjelder feltegenskaper, Kringlerdal som er mest sammenlignbart med Mesna. Spesifikk middelflom beregnet med formelen for V4 gir 148 l/s km 2. Verdien ligger i størrelsesorden som spesifikk middelflom ved sammenligningsfelten. Med bakgrunn i dette antas en spesifikk middelflom i Mesna å ligge i størrelsesorden 170 l/s km 2. Dette er noe lavere enn hva som er observert for Kringlerdal, mens verdien er litt høyere enn spesifikk middelflom beregnet fra regionalt formelverk. Med valgt verdi for middelflom, og flomfrekvensfordelingen som antas representativ for Mesna (Tabell 2-4), blir de resulterende flomverdiene som vist i Tabell 2-5.

11 11 Tabell 2-5 Beregnet middelflom (QM) og resulterende flomverdier ved ulike gjentaksintervall i Mesna, døgnmiddelvannføringer. Felt Areal QM Q20 Q50 Q100 Q200 km 2 l/s.km 2 m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s Mesna 249, ,4 73,9 88,2 99,1 114,2 Klimatillegg I henhold til NVE rapport 81/2016 Klimaendring og framtidige flommer i Norge, viser at det ikke forventes noen økning i 200-årsflommen for innlandsfelt på Østlandet som er dominert av smelteflommer / kombinasjonsflommer ingen endring i flomstørrelser frem mot år Flomberegningene innebefatter derfor ikke et klimapåslag. Beregning av Kulminasjonsvannføring Forholdet mellom kulminasjonsvannføring (momentanvannføring) og døgnmiddelvannføring (Q mom /Q døgn ) anslås fortrinnsvis ved å analysere de største observerte flommene i vassdraget. Forholdstallet beregnes da for en eller flere av de større flommene ved målestasjoner i vassdraget, og/eller eventuelt i nærliggende vassdrag, avhengig av hvor og når det finnes data med fin tidsoppløsning Målestasjon Kringlerdal har litt høyere feltareal, mindre effektiv sjøprosent og data med finere tidsoppløsning enn døgn. Døgnmiddel og kulminasjonsvannføring for de elleve største årlige vannføringene fra Kringlerdal er listet opp i Tabell 2-6, sammen med forholdstallet mellom disse to verdiene. Tabell 2-6 Kulminasjons- og døgnmiddelvannføringer ved Kringlerdal. Dato Kulminasjon Døgnmiddel Qmom/Qdøgn m 3 /s m 3 /s 11,05, ,45 55,48 1,05 03,09, ,42 67,68 1,14 30,10, ,28 1,07 04,11, ,38 36,54 1,05 02,05, , ,14 26,10, ,83 39,62 1,08 04,11, ,51 47,1 1,14 23,11, ,95 47,51 1,05 02,05, , ,04 28,04, ,86 36,9 1,05 18,09, ,12 71,2 1,08 Snitt 1,08 I NVE (2011) er det presentert ligninger som uttrykker en sammenheng mellom forholdet Q mom /Q døgn og feltkarakteristika (feltareal og effektiv sjøprosent) for vår- og høstflom. Formlene er:

12 12 Hvor A er feltareal og A SE er effektiv sjøprosent. Resultatene er vist i Tabell 2-7. Tabell 2-7 Forholdstallet mellom døgnmiddelflom og kulminasjonsflom for Mesna, beregnet for vår- og høstflom. Felt Areal Eff.Sjø, ASE Qmom/Qdøgn km 2 % Vår Høst Mesna 249,4 3,7 1,07 1,08 Et forholdstall på 1,08 benyttes, som er gjennomsnittet av vår- og høstfaktor beregnet fra formelverket. Verdien samsvarer bra med observasjoner i Kringlerdal (Tabell 2-6). Dimensjonerende 200-årsflom 200-års døgnmiddelverdi ved Mesna ble beregnet til 114,2 m 3 /s. Dimensjonerende 200 års momentanflom er beregnet til: Q 200,momentan = 114,2 m3 s 1,08 = 123,4 m3 /s Flomberegning - Lågen NVE har utført flomberegninger for Gudbrandsdalslågen, NVE Rapport 127/2015. Resultatet for fra disse er oppsummert som følger. Det er vårflommene som er de største i vassdraget. Årlig middelavrenning er ca. 22 l/s.km 2 (ved Losna ), og den årlige middelavrenningen fra 60 l/s.km 2 i de høytliggende områdene omkring Strynefjellet til ca. 10 l/s.km 2 i de laveste områdene omkring Losna. I Gudbrandsdalslågen er det vårflommer som dominerer grunnet stor snøsmelting. Flomsituasjoner inntrer vanligvis i månedene mai, juni og juli. Kulminasjonsvannføringer ved Utløpet av Losna for forskjellige gjentaksintervall er vist i Tabell 2-8. Tabell 2-8 Kulminasjonsvannføringer Sted Qmom/ Qmid QM m 3 /s Q10 m 3 /s Q20 m 3 /s Q50 m 3 /s Q100 m 3 /s Q200 m 3 /s Q500 m 3 /s Lågen ved utløpet av Losna 1, Flomberegningen av Lågen ved Lillehammer er basert på frekvensanalyser av observerte flommer fra den hydrometriske stasjonen ved Losna (2.145) som ligger ca 20 km oppstrøms Lågen ved Lillehammer, og vi har skalert beregnede 200-års kulminasjonsvannføringer ved Losna til Lågen ved Lillehammer. For å finne skaleringsfaktoren, bruker vi metoden som tar hensyn til areal som representerer forholdet mellom Losna og Lågen ved Lillehammer. Feltgrenser samt detaljert informasjon om feltparameterne er vist i Vedlegg 3.

13 13 Tabell 2-9 Karakteristiske feltdata. Middelvannføring Felt Feltareal Feltlengde qn QN km 2 km l/s*km 2 m 3 /s Lågen ved Utløpet av Losna ,3 21,8 244 Lågen ved Lillehammer uten Mesna ,6 21,2 266 Dimensjonerende 200-års kulminasjonsvannføringer ved Lillehammer uten Mesna er beregnet til 3024,8 m 3 /s. Dimensjonerende 200-års kulminasjonsvannføringer ved Lillehammer med Mesna er beregnet til 3148 m 3 /s. Klimatillegg I henhold til NVE rapport 81/2016 Klimaendring og framtidige flommer i Norge forventes ingen økning i 200-årsflommen i Mjøsa og Lågen som følge av klimaendringer. Klimapåslaget er 0 %.

14 14 PERMANENT FASE - BRUER OVER LÅGEN Vannlinjeberegning Det er utført hydrauliske beregneringer for å vurdere strømningsforholdene under den permanente situasjonen med nye bruer over Lågen. Hydraulisk modell Det er satt opp hydrauliske modell av Lågen for den permanente situasjonen med de nye bruene. Elvebunn og terreng i den hydrauliske modellen er representert ved et utvalg av tverrprofiler. Terrengdata (grønnlaser) er blitt brukt videre til å generere en terrengmodell. Tverrprofiler er tatt ut ifra denne terrengmodellen. Basert på disse er det utviklet en forenklet representasjon av elva i form av en 1D hydraulisk modell for Nye bruer over Lågen. Det er utført modellering av Ny Lillehammer bru over Lågen ved Våløya (Ny Lillehammer høybru Alt. II-C-2-A) og for Ny bru over Lågen oppstrøms eksisterende Lillehammer bru for to alternative situasjoner (ny Lillehammer bru Alt. II-A-2-A og Alt. II-A-2-B) samt med den eksisterende Lillehammer bru. Figur 3-1 viser plassering av tverrprofilene benyttet i modellen for Alternativ 1: med Ny Lillehammer høybru (Alt. II-C-2-A), ny Lillehammer bru parallell med eksisterende bru (Alt. II- A-2-A) og eksisterende Lillehammer bru. Figur 3-2 viser plassering av tverrprofilene benyttet i modellen for Alternativ 2: med Ny Lillehammer høybru (Alt. II-C-2-A), ny Lillehammer bru- tvillinger (Alt. II-A-2-B) og eksisterende Lillehammer bru. Høydene er gitt i NN2000. Figur 3-1: Kartet viser tverrprofiler benyttet i Hec-Ras modellen- alternativ 1.

15 15 Figur 3-2: Kartet viser tverrprofiler benyttet i Hec-Ras modellen- alternativ 2. Data for bruer Data for nye bruer er vist Tabell 3-1. Data er hentet fra brutegninger som vist i Vedlegg 2. Tabell 3-1: Data for bruer. Ny Lillehammer høybru (II-C-2-A) Ny Lillehammer bru parallell med eksisterende bru (II-A-2-A) Ny Lillehammer bru- tvillinger (II-A-2-B) Lengde (m) Bredde (m) ,5 Min. Høyde, underkant (moh.) 149,2 129,5 129,5 126,7 Lillehammer bru (Eksisterende)

16 16 Figur 3-3: Oppriss og tverrsnitt- Ny Lillehammer Høybru Figur 3-4: Oppriss og tverrsnitt- Ny Lillehammer bru parallell til eksisterende bru

17 17 Figur 3-5: Oppriss og tverrsnitt- Ny Lillehammer bru tvillingbruer Figur 3-6: Oppriss og tverrsnitt- Lillehammer bru eksisterende Mannings tall (hydrauliske ruhetsverdier) Alle typer energitap som påvirker vannstanden langs elveløpene er representert ved en enkelt faktor, Mannings tall, n, (hydraulisk ruhet). Den hydrauliske ruheten i elva er bestemt på grunnlag av litteratur (Chow, 1988). Flomslettene er klassifisert som skog, boligområde og dyrket mark. Tabell 3- viser Mannings n - verdier benyttet i HecRas-modellene. Tabell 3-2: Mannings tall, n, som brukes i HecRas modell. Hovedkanal Skog Dyrket mark Boligområde Lågen 0,03 0,15 0,035 0,03

18 18 Grensebetingelser Vannføringen fra flomberegning er brukt som inngangsdata i den hydrauliske modellen (stasjonær strømning). For Lågen det er antatt at det oppstår normalstrømning ved oppstrøms ende av modellen og ved nedstrøms ende av modellen er flomvannstanden i Mjøsa (Tabell 3-3). Ved normalstrømning følger vannspeilet helningen til elvebunnen. Tabell 3-3: Flomvannstander for Mjøsa (fra NVE Flomsonekart, Delprosjekt Lillehammer 06/2006). NN1954 NN2000 HMiddelflom 123,51 123,70 H10 124,19 124,38 H20 124,60 124,79 H50 125,23 125,20 H ,78 125,97 H ,43 126,62 Kalibrering av modell Det foreligger ikke kalibreringsdata, det vil si samtidig innmåling av vannføring og vannstand, for elvestrekningene vi modellert. Det ble registrert flomvannstander ved Losna under 1995-flommen men disse kan ikke brukes til å kalibrere modellen i elvestrekningen nedstrøms. Det er derfor ikke mulig å kalibrere modellen mot observerte data. For å skaffe et bedre grunnlag for valg av Mannings tall, n, er det gjennomført en følsomhetsanalyse. På grunnlag av denne er det ut fra skjønn valgt et sett med n-verdier for de videre beregninger. Det er foretatt beregninger for å se hvordan ruheten i elva og flomslettene innvirker på de beregnede vannstander ved at ruheten i elveløpet er økt med 25 %. Dette ga en økning i vannlinje opptil 36 cm. I forhold til usikkerheten i beregnede vannlinjer i modellen, anbefaler vi å legges en sikkerhetsmargin på 0,50 m til beregnet vannlinje. Dette også for å ta hensyn til is og drivgods som kan forekomme i elveløpet ved flom. Tabell 3-4 viser resultatet av følsomhetsanalysen og forskjellen mellom simulerte vannlinjer ved utvalgte tverrprofiler gitt av endrede Manningstall. Tabell 3-4: Beregnet vannstand for 200-årsflom med 25% større Manningstall (n), Lågen. Profil [nr] Vannstand [moh] Differanse [m] n n+25% 1 127,56 127,92 0, ,33 127,58 0, ,19 127,42 0, ,23 0, ,84 126,99 0, ,83 126,95 0, ,77 126,89 0,12 Ny Lillehammer Høybru 8 126,75 126,86 0, ,67 126,73 0, ,68 126,71 0, ,66 126,68 0, ,65 126,66 0, ,63 126,64 0,01 Ny Lillehammer bru (II-A-2-A) ,63 126, ,62 126,62 0 Lillehammer bru (Eksisterende) ,62 126,62 0

19 19 Resultater Vannlinje for 200-årsflom- Alternativ 1 Resultatene for vannlinjeberegningen av 200-årflom for brualternativ 1 med ny Lillehammer høybru (Alt. II-C-2-A), ny Lillehammer bru parallell med eksisterende bru (Alt. II-A-2-A) og eksisterende Lillehammer bru er vist i Tabell 3-5. Modellen er kjørt for en situasjon der 200- årsflom i Lågen og Mesna kulminerer samtidig. Dette anses som konservativt. Tabell 3-5: Beregnet vannstand, vannhastighet og Froude-tall ved tverrprofilene (Profil 1 til Profil 16). Profil [nr] Q 200 = 3148 m 3 /s Vannstand [m.o.h] EG Høyde [m.o.h] Hastighet [m/s] 1 127,56 127,95 2,82 0, ,33 127,4 1,37 0, ,19 127,21 0,97 0, ,08 1,7 0, ,84 126,89 1,28 0, ,83 126,83 0,85 0, ,77 126,82 1,13 0,15 Ny Lillehammer Høybru (II-C-2-A) 8 126,75 126,81 1,23 0, ,67 126,75 1,22 0, ,68 126,69 0,56 0, ,66 126,68 0,47 0, ,65 126,67 0,52 0, ,63 126,66 0,69 0,08 Ny Lillehammer bru (II-A-2-A) ,63 126,66 0,7 0, ,62 126,65 0,76 0,09 Lillehammer bru (Eksisterende) ,62 126,65 0,77 0,09 Froude-tall

20 20 Bruer over Lågen- Alternativ 1 Lengdeprofil Eksisterende bru Ny Lillehammer bru Ny Lillehammer høybru Main Channel Distance (m) Figur 3-7: Lengdeprofil av elva med beregnet vannlinje for Q200, bruer over Lågen- Alternativ 1.

21 21 Vannlinje for 200-årsflom- Alternativ 2 Resultatene for vannlinjeberegningen av 200-årflom for bru alternativer 2 med Ny Lillehammer høybru (Alt. II-C-2-A), ny Lillehammer bru- tvillinger (Alt. II-A-2-B) og eksisterende Lillehammer bru er vist i Tabell 3-6. Modellen er kjørt for en situasjon der 200-årsflom i Lågen og Mesna kulminerer samtidig. Dette anses som konservativt. Tabell 3-6: Beregnet vannstand, vannhastighet og Froude-tall ved tverrprofilene (Profil 1 til Profil 16). Profil [nr] Q 200 = 3148 m 3 /s Vannstand [m.o.h] EG Høyde [m.o.h] Hastighet [m/s] 1 127,56 127,96 2,82 0, ,33 127,42 1,37 0, ,19 127,23 0,97 0, ,11 1,7 0, ,84 126,92 1,28 0, ,83 126,87 0,85 0, ,77 126,84 1,13 0,15 Ny Lillehammer Høybru (II-C-2-A) 8 126,75 126,83 1,23 0, ,67 126,75 1,22 0, ,68 126,69 0,56 0, ,66 126,68 0,47 0, ,65 126,67 0,51 0, ,64 126,66 0,59 0,07 Ny Lillehammer bru (II-A-2-B) ,64 126,66 0,64 0, ,62 126,65 0,76 0,09 Lillehammer bru (Eksisterende) ,62 126,65 0,77 0,09 Froude-tall Statens vegvesen Asplan Viak AS

22 22 Bruer over Lågen- Alternativ 2 Lengdeprofil Eksisterende bru Ny Lillehammer bru -Tvillinger Ny Lillehammer høybru Main Channel Distance (m) Figur 3-8: Lengdeprofil av elva med beregnet vannlinje for Q200, bruer over Lågen- Alternativ 2.

23 23 Kapasitetsvurdering av bruer over Lågen Anbefalt minimum kotehøyde for underkant bru for nødvendig sikkerhet mot is og flom er vist i Tabell 3-7. Av tabellen fremgår det at de nye bruene over Lågen har nødvendig høyde fra vannspeil til underkant brukonstruksjon ved en 200-årsflom. Videre fremgår det at utformingen av bruene gitt av brutegningene tilfredsstiller høydekravet for en beregnet 200-årsflom, inkludert sikkerhetsmargin på 0,5 meter. Av tabellen ser man at utformingen til eksisterende Lillehammer bru gitt av brutegningene ikke har tilstrekkelig kapasitet til å avlede beregnet 200- årsflom. Tabell 3-7: Forslag til minimum høyde for underkanten av brua med utgangspunkt i 200-årsflommen. Den anbefalte kotehøyden for underkant brukonstruksjon inkluderer en sikkerhetsmargin på 0,5m (høydesystem NN2000). Ny Lillehammer Høybru Ny Lillehammer bru Lillehammer bru (II-C-2-A) (II-A-2-A) (II-A-2-B) (Eksisterende) Maksimal Vannstand [moh] 126,77 126,63 126,64 126,62 Anbefalt minimum kotehøyde for underkant brukonstruksjon [moh] 127,27 127,13 127,14 127,12 Målt høyde på underkant brukonstruksjon [moh] 149,20 129,50 129,50 126,70 Erosjonssikring Resultatene fra HEC-RAS-modellen er brukt til å beregne nødvendige steinstørrelser for erosjonssikring. NVEs Veileder for dimensjonering av erosjonssikring av stein (NVE veileder nr 4/2009) er benyttet. Erosjonssikring rundt brupilarer Stabil steinstørrelse rundt pilarer er beregnet med Isbash formel (Lagasses et al. 2007). d 50 0,692( K fv ) 2g( s 1) 2 d50 = stabil steinstørrelse (m) Kf = formfaktor V = gjennomsnittlig hastighet i hovedløpet Vlokal = hastigheten rett oppstrøms brupilaren = K f V s = steinens spesifikke tetthet (2,65) (-) g = tyngdens akselerasjon (9,81 m/s 2 ) Formfaktoren K f er 2,3 for brupilar med rund eller spisset nese og 2,9 for brupilar med butt nese. Pilarene for den nye bruene har rektangulær form med litt avrundede hjørner og derfor er formfaktor 2,9 brukt i beregningene. Tabell 3-8 viser minimumskrav (steinstørrelse/tykkelse) for erosjonssikring av pilarene. Utbredelsen av erosjonssikring bør være 2 x projisert bredde (i Statens vegvesen Asplan Viak AS

24 24 strømretningen) i alle retninger fra ytterkant av strømningsblokkerende konstruksjon (Figur 3-9). Tabell 3-8: Nødvendig steinstørrelse D50, tykkelse av sikringslag, samt dimensjoneringsgrunnlaget. Angitte størrelser er minimumskrav. Tykkelse er beregnet som 3*D50. Gjennomsnitt hastighet i hovedløpet, V Formfaktor, Kf Lokal hastighet ved pilar, Vlokal Beregnet stabil steinstørrelse d50 Beregnet tykkelse, t Ny Lillehammer Høybru (II-C-2-A) Ny Lillehammer bru (2-A-2-A) Ny Lillehammer bru (2-A-2-B) [m/s] [-] [m/s] [cm] [cm] 1,13 2,9 3, ,69 2,9 2,0 8,6 26 0,59 2,9 1,71 6,3 19 Det er gjort beregninger av videre gradering basert på 1,5 < d 85 /d 15 < 2,5, som er ensgradert i forhold til norsk praksis. En kan velge videre korngradering, men det anbefales at d 85 /d 15 < 7 (Tabell 3-9). Figur 3-9: Oppbygging og utbredelse av sikringslag etter NVE-rapport 4/2009.

25 25 Tabell 3-9: Foreslått korngradering for ensgradert sikring. Beregnet størrelse (mm) Parameter d50 d30 (fra d50) d15 (fra d50) d85 (fra d50) Kriterier D50/1.2 0,6 til 0,9 D til 1.5 D50 Ny Lillehammer Ny Lillehammer Ny Lillehammer Høybru bru bru (II-C-2-A) (II-A-2-A) (II-A-2-B) dmaks 1,5 D50, Dmaks < 2 D Tykkelse sikringslag,t Min. 3 D50 eller 300 Påslag for utlegging under vann 50 % d85/d15 < ,8 1,8 1,8 Utbredelse Sikringen må dekke et område som er minst 2 ganger bropilarens bredde, a, i alle retninger, men minst 2 m til hver side (Figur 5-1). Ny Lillehammer høybru (II-C-2-A) Bropilarens bredde, a = 1,0 m Utbredelse av sikringslag = 2,0 m Pilarene vris 40 i forhold til strømningsretningen i Lågen. Ny Lillehammer bru (II-A-2-A) Bropilarens bredde, a = 1,98 m Utbredelse av sikringslag = 3,96 m Pilarene vris 12 i forhold til strømningsretningen i Lågen. Ny Lillehammer bru (II-A-2-B) Bropilarens bredde, a = 1,2 m Utbredelse av sikringslag = 2,4 m Pilarene vris i forhold til strømningsretningen i Lågen. Filter Filteret skal ikke føres helt ut til kanten av sikringen, men avsluttes 2/3 av avstanden mellom bropilaren og kanten av sikringen, som vist på Figur 4-1 (NVE-rapport 4/2009). Statens vegvesen Asplan Viak AS

26 26 Filteret skal hindre at finstoff fra underlaget vaskes ut mellom steinene i sikringslaget. Filterlag kan være løsmasse (grusfilter) eller syntetisk material (geotekstil). Grusfilter Krav til permeabilitet: Filteret må være mer permeabelt enn underlaget. Permeabiliteten er knyttet til de fineste partiklene i massen og et vanlig krav er: Hvor, Subskript b om underlaget (base) og f om filterlaget. Minst 50 % av filtermaterialet bor vare storre enn 2 mm. For en erosjonssikring der det ikke forventes problem med utstrømmende grunnvann, er det tilstrekkelig at filteret har noe større permeabilitet enn underlaget (CIRIA, CUR et al. 2007): Krav til grenseflatestabilitet: Filteret skal hindre utvasking av finstoff fra underlaget, og det krever at porene i filteret er mindre enn de fine partiklene i underlaget. Hvis både underlag og filter har D60/D10 < 10 og er uten gap i kornfordelingen, så gir følgende stabil grenseflate (CIRIA, CUR et al. 2007): Krav til indre stabilitet: Indre stabilitet betyr at fine partikler i filterlaget ikke vaskes ut av filteret (selvfiltrerende). Kravet til indre stabilitet er (CIRIA, CUR et al. 2007): Generelle krav: Filterkriteriene må oppfylles mellom hvert påfølgende filterlag, mellom filter og underlag, og mellom filter og sikring. - For filtermaterialet må D5 > 0,063 mm. - Hvis filteret består av ett lag bør det være 150 til 400 mm tykt, men ikke mindre enn 4 D50f. - Hvis filteret er bygget opp av flere lag, bør hvert lag være 100 til 200 mm tykt. Hvis filteret plasseres under vann, bør tykkelsen økes med 50 %. Geotekstil Et geotekstil vil ofte være bedre egnet enn grusfilter, spesielt når bunnen består av mye finstoff. Hovedkriteriene for geotekstil er at det holder tilbake tilstrekkelig med finstoff og at det er mer permeabelt enn bunnmaterialet. Dette medfører at karakteristisk poreåpning O 90 for geotekstilet må være mindre enn D90 for bunnmaterialet. Der bunnmaterialet hovedsakelig består av silt er det anbefalt å velge karakteristisk poreåpning fra følgende tabell, hentet fra NVE-veileder 4/2009:

27 27 Tabell Dimensjonerende poreåpning for bunnmateriale av ikke-kohesive jordarter Da bunnen domineres av silt settes O 90 for geotekstil til maksimalt 0,08 mm. Dimensjonerende permeabilitet for underlaget settes til 0,0078 mm/s ut fra Hazens formel. Permeabilitet må dermed være minst 0,078 mm/s for vevet geotekstil og minst 0,39 mm/s for filtet geotekstil. Geotekstil kan riktignok også være komplisert å legge under vann, spesielt på stort dyp. Vurdering av effekten av brukonstruksjonene Påvirkninger på mudderbankområdet Mudderbankområdet går fra Lillehammer bru (eksisterende) og opp til Trossetvollene, se Figur Dette er mudderbanker i naturreservatet hvor trekkfugler (vadefugler) har sine viktigste oppholdsplasser og næringsforsyning under trekket. Figur 3-10: Kartet viser grensen for mudderbankområdet. Statens vegvesen Asplan Viak AS

28 28 Det er utført analyser for hvordan strømningsforholdene i elvestrekningen mellom Lillehammer bru og opp til Trossetvollene blir påvirket etter bygging av de nye bruene. Analysene er som følger: - Dagens tilstand (ingen ny bru) - Brua er lagt inn For alle analysene er 1D Hec-Ras modellen kjørt for en 200-årsflom (Q200=3148 m 3 /s). Vannhastigheten og vannstanden bestemt ut fra Hec-Ras 1D-resultatene er en interpolasjon basert på tverrsnittsoppsett, elvelinjer og bank linjer. Beregnede vannstander og vannhastigheter ved mudderbankområdet før og etter bygging av de nye bruene er vist i Figur 3-11 og Figur Som vist i Figur 3-11 og Figur 3-12 vil brukonstruksjonene vil trolig ikke ha vesentlig effekt på vannstrøm og vannstand, fordi pilarene blokkerer en veldig liten andel av elvetverrsnittet, jfr brutegningene. Tabellene 3-5 og 3-6 viser også at det blir lave vannhastigheter forbi bruene ved flom. Når det gjelder islegging er det ikke grunn til å tro at situasjonen vil forandre seg vesentlig. Det vil alltid bli noe høyere vannhastighet og turbulens rundt pilarer, men det vil være snakk om helt minimale endringer på vinterstid da vannføringen uansett er lav. Det kan tenkes at det umiddelbart rundt pilarene (et par meters radius) vil være isfritt noe lengre tid enn ellers i elveløpet. På grunn av de lave beregnede vannhastighetene vil utbyggingen mest sannsynlig ikke gi vesentlige endringer sammenlignet med naturlige endringer som følger av flom i vassdraget. Det vil antagelig bli noe høyere vannhastigheter rundt pilarer, som igjen kan medføre lokal erosjon i umiddelbar nærhet rundt disse. Dette kan motvirkes med erosjonssikringstiltak rundt hver pilar. Figur 3-11: Lengdeprofil av elva med beregnet vannhastighet for Q200, før og etter bygging. Linjene er i praksis identiske.

29 29 Figur 3-12: Lengdeprofil av elva med beregnet vannstand for Q200, før og etter bygging. I praksis identiske linjer. Flomfare for Våløya Det er utført analyser for hvordan strømningsforholdene i Våløya blir påvirket etter bygging av de nye bruene. Analysene er gjort for før og etter bygging av de nye bruene. Beregnede vannstander og vannhastigheter ved Våløya før og etter bygging av de nye bruene er vist i Figur 3-11 og Figurene viser at brukonstruksjonene vil trolig ikke ha vesentlig effekt på vannstrøm og vannstand ved Våløya. Sammendrag Mellom tverrsnittene er informasjonen et estimat basert på 1D-modellkonstruksjon, men spesifikke hastigheter og vannstand ved bestemte steder i elva krever en 2D-modell. Skal det gjøres detaljerte vurderinger av eventuelle endringer i strømningsmønster vil det også være nødvendig å etablere en 2D-modell. Statens vegvesen Asplan Viak AS

30 30 BYGGEFASE - BRUER OVER LÅGEN Lillehammer høybru I forbindelse med transport av materialer til fritt frambygg akse 4 må det etableres en midlertidig steinfylling fra sørsiden av Lågen. Det legges rør igjennom steinfyllingen for å sikre tilstrekkelig vannstrømming i anleggsperioden. Det må brukes relativt lave fyllinger som oversvømmes i tilfelle flom. Anleggsfasen for vestlig alternativ er estimert til å vare måneder. For bygging fra akse 5 og 6 etableres en midlertidig anleggsvei fra nordsiden av Lågen og ut på Våløya. Det forutsettes at det også legges gjennomgående rør gjennom vegfyllingen. Anleggsfasen for østlig alternativ er estimert til å vare måneder. Ved etablering av utfylling i anleggsperioden er det mest gunstig å gjøre dette i perioder av året med lave vannstander og vannhastigheter. Perioden med vårflom bør unngås. Figur 4-1 viser planlagt utfylling. Figur 4-1: Planlagt utfylling i anleggsperioden Ny Lillehammer Høybru. Forutsetninger Det vil være «normal» fare for flom i anleggsfasen. Flommer i Lågen forekommer primært på våren. Dimensjoneringskriteriet for et anlegg i byggefase er i utgangspunktet det samme som for ferdig anlegg, hvilket i dette tilfellet vil si 200-årsflom. I dette tilfellet vurderer vi det riktignok dithen at 200-årsflom et vel konservativt kriteria. Høyden på utfyllingen skal være over normalvannstanden, men utfyllingen kan overtoppes ved flom. Middelvannføringen er benyttet for å beregne normalvannstanden. 200-årsflom i anleggsfasen Dette representerer det mest konservative scenariet for flom i anleggsfasen. Eksisterende 1D-HecRas modell er oppdatert med nytt terreng der anleggsfyllingen for vestlig alternativ er

31 31 lagt oppå eksisterende elvebunn. For østlig alternativ skal det ikke være behov for midlertidige konstruksjoner som kan påvirke flomforhold og peling kan utføres i vinterstid med lite vann i Lågen. Vannlinje for normalvannføring er på kote +122,38 og i området utfyllingen planlegges er elvebunn på det laveste på kote +123,4. Planlagt utfylling reduserer strømningstverrsnitt i så liten grad at vannstanden ved fyllinga vil være lik vannstanden før fyllinga. Vannstanden ved 200-årsflom er på kote +126,84. Vannhastigheter ved 200-årsflom blir opp mot 1,47 m/s i elveløpet ved fyllinga. Dette medfører nødvendig steinstørrelse i fyllinga, D50 på ca. 20 cm med Maynords formel for sidehelning 1:1,5. Figur 4-2: Hastighetsplott for situasjon med 200-årsflom i anleggsfasen. Statens vegvesen Asplan Viak AS

32 32 Lågen Ny Lillehammer Høybru WS QN Figur 4-3: Tverrprofiler av brua med midlertidig fylling for situasjon med normalvannføring (QN) og 200-årsflom (Q200). Påvirkninger på mudderbankområdet i anleggsfasen Påvirkningen av fyllingen på strømningsforholdene i elvestrekningen ved mudderbankområdet vurderes ut fra 1D Hec-Ras modellresultat før og etter fyllingen. Analysen er utført for dagens tilstand (ingen ny bru) og bru med fylling. For alle analysene er modellen kjørt for en 200-årsflom (Q200=3148 m 3 /s). Beregnede vannstander og vannhastigheter ved mudderbankområdet før og etter fyllingen er vist i Figur 4-4 og Figur 4-5. Figur 4-4: Lengdeprofil av elva med beregnet vannhastighet for Q200, før og etter fyllingen.

33 33 Figur 4-5: Lengdeprofil av elva med beregnet vannstand for Q200, før og etter fyllingen. Som vist på Figur 4-4 og figur 4-5, vil ikke brukonstruksjonene ha vesentlig effekt på vannstrøm og vannstand ved mudderbankområdet. Maksimal vannstandsøkning på grunn av fyllingen ved mudderbankområdet er 7,6 cm og maksimal reduksjon i vannhastighet er 0,037m/s. Flomfare for Våløya Det er utført analyser for hvordan strømningsforholdene i Våløya blir påvirket etter bygging av de nye bruene. Analysene er gjort for før og etter bygging av de nye bruene. Beregnede vannstander og vannhastigheter ved Våløya før og etter bygging av de nye bruene er vist i Figur 4-4 og 4-5. Figurene viser at brukonstruksjonene vil ikke ha vesentlig effekt på vannstrøm og vannstand ved Våløya. Maksimal vannstandsøkning på grunn av fyllingen ved mudderbankområdet er 8 cm og maksimal reduksjon i vannhastighet er 0,026m/s. Sammendrag Vannhastigheten og vannstanden bestemt ut fra Hec-Ras 1D-resultatene er den romlige interpoleringen basert på tverrsnittsoppsett, elvelinjer og bank linjer. Mellom tverrsnittene er informasjonen et estimat basert på 1D-modellkonstruksjon, men spesifikke hastigheter og vannstand ved bestemte steder i elva krever en 2D-modell. En detaljert vurdering av eventuelle endringer i strømningsmønster krever også at det etableres en 2D-modell. Behov for sikring av midlertidige konstruksjoner Midlertidige fyllinger må ha tilstrekkelig erosjonssikring og må ha gjennomgående rør for å bidra til å fordele flomvannstand. Det antas at flommer vil varsles i såpass god tid at det er tid til å gjøre nødvendige forberedelser for å redusere risikoen for skade Midlertidige konstruksjoner vil trolig ikke påvirke flomforholdene i noe særlig grad. Alle former for innsnevring av elveløp vil dog resultere i noe høyere vannhastigheter og/eller noe høyere vannstand oppstrøms. Statens vegvesen Asplan Viak AS

34 34 Erosjonssikring av fyllingen Fyllingen etableres ved å legge ut stein, og vil i seg selv da kunne fungere som en erosjonssikring. Erosjonsikringens utbredelse for å beskytte fyllingene vil da være tilsvarende som fyllingenes utbredelse. Fyllingene er planlagt med sidehelning 1:1,5 opp til kote +123,4. Planlagt utstrekning av fyllinger er vist i Figur 4-1. For dimensjonering av steinstørrelsen som er stabil i vannstrømmen (D 30 ) blir det brukt Maynords formel 4.16 (NVE veileder nr 4/2009). For sidehelning 1:1,5 må D 30 være minst 0,1 m og D 50 er 0,15 m. D 30 brukes ofte i praksis som minimum steinstørrelse, det anbefales i dette tilfelle å bruke 0,1 m som minste steinstørrelse. D maks er mer omtrentlig og det foreslås at 0,2 m brukes som maksimal størrelse. Erosjonshud til fyllinger må bestå av steiner mellom 0,1-0,2 m.

35 35 MESNA Geometri og elvemodell Det er satt opp hydrauliske modeller av Mesna, for å kunne se på de hydrauliske forholdene ved de nye brostedene over Mesna, Bru over ny E6 og Rampebru. Modelleringsprogrammet Hec-Ras er benyttet. Elvebunn og terreng i den hydrauliske modellen er representert ved et utvalg av tverrprofiler. Terrengdata (grønnlaser) er blitt brukt videre til å generere en terrengmodell. Tverrprofiler er tatt ut ifra denne terrengmodellen. Figur 5-1 viser plassering av tverrprofilene benyttet i modellen. Høydene er gitt i NN2000. Figur 5-1: Kartet viser tverrsnittsprofiler for Mesna benyttet i Hec-Ras modellen. Data for ny bruer Data for bruer over Mesna er vist i Tabell 5-1. Data er hentet fra brutegninger som vist i Vedlegg 3. Tabell 5-1: Data for bruer. Bru over Mesna (ny E6) Bru over Mesna (Rampe) Lengde (m) 107,10 53,10 45 Bredde (m) 27 7,5 8,5 Ny GS-bru Min. Høyde, underkant (moh.) 131,24 126,92 126,72 Statens vegvesen Asplan Viak AS

36 36 Figur 5-2: Oppriss Bru over Mesna (ny E6). Figur 5-3: Oppriss Bru over Mesna (rampe). Figur 5-4: Oppriss GS-bru over Mesna. Mannings tall (hydrauliske ruhetsverdier) Alle typer energitap som påvirker vannstanden langs elveløpene er representert ved en enkelt faktor, Mannings tall, n, (hydraulisk ruhet). Den hydrauliske ruheten i elva er bestemt på grunnlag av litteratur (Chow, 1988). Flomslettene er vurdert som skog, boligområdet og snaumark. Tabell 3-7 viser Mannings n - verdier benyttet i HecRas-modellene.

37 37 Tabell 5-2: Mannings tall, n, som brukes i HecRas modell. Hovedkanal Skog Snaumark Boligområdet Mesna 0,05 0,10 0,025 0,03 Grensebetingelser Vannføringen fra flomberegning er brukt som inngangsdata i den hydrauliske modellen (stasjonær strømning). For Mesna det er antatt at det oppstår normalstrømning ved oppstrøms ende av modellen og ved nedstrøms ende av modellen er 200-årsflom vannstanden i Lågen. Ved normalstrømning følger vannspeilet helningen til elvebunnen. Kalibrering av modell Det foreligger ikke kalibreringsdata, det vil si samtidig innmåling av vannføring og vannstand, for elvestrekningene vi modellert. Det er derfor ikke mulig å kalibrere modellen mot observerte data. For å skaffe et bedre grunnlag for valg av Manningstall, n, er det gjennomført en følsomhetsanalyse. På grunnlag av denne er det ut fra skjønn valgt et sett med n-verdier for de videre beregninger. Det er foretatt beregninger for å se hvordan ruheten i elva og flomslettene innvirker på de beregnede vannstander ved at ruheten i elveløpet er økt med 25 %. Dette ga en økning i vannlinje opptil 5 cm. I forhold til usikkerheten i beregnede vannlinjer i modellen, anbefales det ved praktisk bruk at det legges på en sikkerhetsmargin på 0.50 m til beregnet vannlinje. Tabell 5-3 viser resultatet av følsomhetsanalysen. Tabell 5-3: Beregnet vannstand for 200-årsflom med 25% større Manningstall (n), Mesna. Profil [nr] n Vannstand [moh] n+25% Differanse [m] Ny GS-bru Bru over Mesna (Rampe) Bru over Mesna (ny E6) Statens vegvesen Asplan Viak AS

38 38 Vannlinje for 200-årsflom Resultatene for vannlinjeberegningen av 200-årflom er vist i Tabell 5-4. Modellen er kjørt for en situasjon der 200-årsflom i Lågen og Mesna kulminerer samtidig. Dette anses som konservativt. Tabell 5-4: Beregnede vannstander, vannhastigheter og Froude tall ved tverrprofilene (Profil 1 til Profil 12). Profil [nr] Vannstand [m.o.h] EG Høyde [m.o.h] Q 200 = 123,4 m 3 /s Hastighet [m/s] Froude tall 1 126,41 126,85 3,25 0, ,69 126,7 0,38 0, ,68 126,69 0,53 0, ,68 126,69 0,3 0, ,68 126,69 0,43 0,06 Ny GS-bru 6 126,67 126,68 0,52 0, ,67 126,68 0,54 0,07 Bru over Mesna (Rampe) 8 126,66 126,67 0,53 0, ,64 126,66 0,77 0, ,65 126,66 0,43 0,06 Bru over Mesna (ny E6) ,65 126,65 0,32 0, ,65 126,65 0,15 0,02

39 Mesna Lengdeprofil Bru over Mesna (ny E6) Bru over Mesna (rampe) Ny GS-bru Main Channel Distance (m) Figur 5-5: Lengdeprofil av elva med beregnet vannlinje for Q200, Mesna. Statens vegvesen Asplan Viak AS

40 40 Kapasitetsvurdering av bruer over Mesna Anbefalt minimumshøyde for underkant bru er vist i Tabell 5-5. Av tabellen fremgår det at utformingen til den brua over Mesna (ny E6) har nødvendig høyde fra vannspeil til underkant brukonstruksjon ved en 200-årsflom. Videre fremgår det at utformingen av brua gitt av brutegningen tilfredsstiller høydekravet for en beregnet 200-årsflom, inkludert sikkerhetsmargin på 0,5 meter. Utformingen til bru over Mesna (Rampe) og ny Gs-bru over Mesna har ikke nødvendig høyde fra vannspeil til underkant brukonstruksjon ved en 200-årsflom og ikke oppfylle krav om 0,5 meters sikkerhetsmargin. Tabell 5-5: Forslag til minimum høyde for underkanten av brua med utgangspunkt i 200-årsflommen. Den anbefalte kotehøyden for underkant brukonstruksjon er inkludert en sikkerhetsmargin på 0,5m (høydesystem NN2000). Bru over Mesna (Ny E6) Bru over Mesna (Rampe) Ny GS-bru over Mesna Maksimal Vannstand [moh] 126, ,68 Anbefalt minimum kotehøyde for underkant brukonstruksjon [moh] 127, ,18 Målt høyde på underkant brukonstruksjon [moh] 131,24 126,92 126,72

41 41 REFERANSER Chow, V.T., 1988: Open-Channel Hydraulics, Caldwell, New Jersey: The Blackburn Press. HEC-USACE, 2002: HEC-RAS River Analysis System, Hydraulic Reference Manual, U.S. Army Corps of Engineers, Hydraulic Engineering Center (HEC), Davis, CA, USA. NVE rapport : Flomberegninger for Otta og Gudbrandsdalslågen. NVE rapport : Flomsonekart, Delprosjekt Lillehammer. NVE, 2009: Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein. NVE veileder NVE, 2011: Retningslinjer for flomberegninger til 5-7 i forskrift om sikkerhet og tilsyn med vassdragsanlegg. Retningslinje 4/2011. Norges vassdrags- og energidirektorat. NVE rapport : Klimaendring og framtidige flommer i Norge. Statens vegvesen

42 42 VEDLEGG

43 Vedlegg 1: Tverrprofiler av elva med beregnede vannlinjer, Lågen Lågen Profil 1 Lågen Profil Lågen Profil 3 Lågen Profil Lågen Profil 5 Lågen Profil Statens vegvesen Asplan Viak AS

44 Lågen Profil Lågen Ny Lillehammer Høybru Lågen Profil 8 Lågen Profil Lågen Profil 10 Lågen Profil

45 Lågen Profil 12 Lågen Profil Lågen Ny Lillehammer bru (II-A-2-A) Lågen Ny Lillehammer bru (II-A-2-B) Lågen Profil 14 Lågen Profil Statens vegvesen Asplan Viak AS

46 4 Lågen Lillehammer bru (Eksisterende) Lågen Profil

47 Vedlegg 2: Tverrprofiler av elva med beregnede vannlinjer, Mesna Mesna Profil 1 Mesna Profil Levee Levee Mesna Profil 3 Mesna Profil Statens vegvesen Asplan Viak AS

48 6 Mesna Profil 5 Mesna Ny GS-bru Mesna Profil 6 Mesna Profil

49 Mesna Bru over Mesna (Rampe) Mesna Profil Mesna Profil 9 Mesna Profil Levee Mesna Bru over Mesna (ny E6) Mesna Profil Statens vegvesen Asplan Viak AS

50 Mesna Profil

51 Vedlegg 3: Lavvannskart/NEVINA-rapporter for aktuelle nedbørfelt Gausa Statens vegvesen Asplan Viak AS

52 10 Mesna

53 Lågen Statens vegvesen Asplan Viak AS

54 12 Vedlegg 4: Brutegninger over Lågen

55 Ny Lillehammer Høybru Statens vegvesen Asplan Viak AS

56 14 Ny Lillehammer bru parallell med eksisterende bru

57 Ny Lillehammer bru - Tvillinger Statens vegvesen Asplan Viak AS

58 16 Lillehammer bru (eksisterende)

59 Vedlegg 5: Brutegninger over Mesna Statens vegvesen Asplan Viak AS

60 18 Bru over Mesna (Ny E6)

61 Bru over Mesna (Rampe) Statens vegvesen Asplan Viak AS