VURDERINGER AV OMLEGGING AV BEKK OG DIMENSJONERING AV KULVERTER

Transkript

1 Oppdragsgiver: Oppdrag: Sagstugrenda Dato: Skrevet av: Petter Snilsberg/Ludolf Furland Kvalitetskontroll: Nina Syversen VURDERINGER AV OMLEGGING AV BEKK OG DIMENSJONERING AV KULVERTER INNHOLD Innledning... 1 Overvann... 2 Nytt bekkeløp Fra Elvsvevegen; punkt Fra Hommelstadvegen; punkt Ny flomveg fra eksisterende bekkeløp; punkt Oppgradere eksisterende bekkeløp Eksisterende bekkeløp langs ny gang- og sykkelveg langs Odnesvegen Dimensjonering av kulverter... 6 Konklusjon og anbefaling... 9 Innledning I forbindelse med pågående planarbeid for ny boligbebyggelse i Sagstugrenda, Gjøvik kommune, er det foretatt vurderinger av kapasitet for overvann i eksisterende bekkeløp som går gjennom området. Gjøvik kommune har bedt om en utredning for å avklare alternative tiltak for å sikre vannføringen gjennom området: * Flytting av bekkeløp ut i Vesleelva, ev. benytte dette som en flomveg ved ekstremnedbør * Utforming, dimensjonering og plassering av eksisterende og nytt bekkeløp * Tilstrekkelig dimensjonering av kulvertsystem/overvannsledninger i området Utredningen må dokumentere at forslag til tiltak er tilstrekkelige gjennom vassdragstekniske beregninger og skriftlige vurderinger, jf. brev fra NVE og NVE s retningslinjer. Beregninger og vurderinger som allerede er utført i tidligere notater skal legges til grunn for arbeidet. Asplan Viak ved Ludolf Furland og Petter Snilsberg var på befaring for å vurdere mulige løsninger.

2 Side 2 av 9 Overvann Det er utarbeidet VA-plan for Sagstugrenda, se reguleringsplan tegning HC Overvann skal i størst mulig grad håndteres lokalt for deretter å samles opp og ledes ned mot Odnesvegen på tre steder, se Figur 1. 1 Overvann fra i hovedsak eksisterende bebyggelse vest i planområdet 2 Overvann fra i hovedsak ny bebyggelse og nytt ledningsanlegg sentralt i planområdet 3 Via eksisterende bekkeløp Kapasiteten til eksisterende bekkeløp med kulverter og bekkelukning nedstrøms planområdet er vurdert som for liten, også slik avrenningsforholdene er i dag, se notat om overvann og hydrologi ( ) og eksisterende VA-anlegg ( ). Basert på beregninger og befaring er følgende endringer vurdert: 1. Etablere nytt bekkeløp / overvannsledning / flomveg for alt eller deler av overvannet fra planområdet a) Vann fra overvannsystem fra Elvsvevegen (1 i figur 1) b) Vann fra overvannsystem fra Hommelstadvegen (2 i figur 1) c) Alt overvann fra planområdet samt eksisterende bekkeløp (3 i figur 1) 2. Utbedre flomveg gjennom boligfelt i Orstadvegen slik at særlig Orstadvegen 11A-D blir bedre sikret mot flom. 3. Beregne tilstrekkelig dimensjonering av kulvertsystem/overvannsledninger i området, basert på eksisterende beregninger av avrenning Trafo Orstad vegen Figur 1 Planområdet for Sagstugrenda, Gjøvik kommune. Pilene viser hvor overvann kommer ned mot Odnesvegen, og stiplet areal viser mulige områder for nytt elveløp / overføring til Vesleelva

3 Side 3 av 9 Nytt bekkeløp Det er vurdert mulighet for å etablere nytt bekkeløp direkte ut i Vesleelva fra tre punkter der det kommer overvann fra planområdet ned mot Odnesvegen. Overvannsledninger / overvann kommer fra tre delområder med følgende areal innenfor planområdet (se Figur 1 over): Til punkt 1 samles overvann fra ca 37 daa innenfor planområdet Til punkt 2 samles overvann fra ca 51 daa innenfor planområdet Til punkt 3 samles overvann fra ca 46 daa innenfor planområdet I tillegg kommer overvann fra nedbørfeltet oppstrøms planområdet. Totalt er arealene for overvann som samles ved de tre punktene: Til punkt 1 inkludert nedbørfelt oppstrøms 40 daa Til punkt 1 og 2 inkludert nedbørfelt oppstrøms: 320 daa Til punkt 1, 2 og 3 inkludert nedbørfelt til bekken: 1700 daa Tabell 1 Beregnet vannmengde ved 200 års flom ved de tre punktene, se notat om Overvann og hydrologi ( ) Område Areal (m2) Areal (ha) i (T=200år) C (min) C (maks) Q (min) l/s Q (maks) l/s ,0 42 0,3 0,5 2142,0 3570, ,0 42 0,3 0,5 403,2 672, ,0 42 0,3 0,5 50,4 84,0 3.1 FRA ELVSVEVEGEN; PUNKT 1 Her er det kun areal fra ca 40 daa som vil kunne overføres til nytt bekkeløp. Det er mulig å gå over åpen eng til Vesleelva med jevnt fall (fra 294 moh veg vegen, til 288 moh ved elva). Dette er imidlertid utenfor planområde, og må avklares særskilt. Vesleelva har i området ca 2 meter fra normalvannstand og opp til elvebredden, og det er mulig å etablere utløp fra flomløp og inn i Vesleelva. Vannføring og erosjonsfare er liten i nytt elveløp. Ulempen er at det kun er et lite areal og liten vannmengde som overføres. Figur 2 Stiplet areal viser mulig område for etablering av nytt bekkeløp / overføring av overvann.

4 Side 4 av FRA HOMMELSTADVEGEN; PUNKT 2 Her kan en samle opp vann fra ca 320 daa, inkludert nedbørfelt oppstrøms planområdet. Vannmengden er beregnet til opp mot 670 l/s (T=200 år og 20 % økning i nedbør, klimafaktor på 1,2). Det er tilstrekkelig fall fra Odnesvegen (289 moh) langs driftsvegen inn til trafostasjon (287 moh) og videre ut i Vesleelva, se figur under. Grøft langs driftsveg inn til trafostasjon kan utvides og lages tilstrekkelig stor. Det er en fordel å lede bekkeløpet ut i Vesleelva oppstrøms fossefallet. Utløpet i Vesleelva bør legges der det er fjell i dagen, for å hindre graving og erosjon. Figur 3 Stiplet areal viser mulig område for etablering av nytt bekkeløp / overføring av overvann. Figur 4 Profil langs mulig område for etablering av nytt bekkeløp / overføring av overvann.

5 Side 5 av NY FLOMVEG FRA EKSISTERENDE BEKKELØP; PUNKT 3 Alt vann fra vest i planområdet samt hele eller deler av vannmengden i bekkeløpet legges om langs ny sykkel og gangveg, krysser Odnesvegen og følger driftsveg til trafostasjon og ut i Vesleelva. Det er egnet fall hele vegen, se figur under. Deler av vannstrømmen fra eksisterende bekk kan ledes i nytt løp via et flomoverløp oppstrøms ny sykkel og gangveg. Det er bratt ned mot Odnesvegen, slik at denne må lages tilstrekkelig stor og plastres med stor stein. Detaljer må utarbeides dersom dette alternativet vurderes som aktuelt. Videre løp blir tilsvarende som i 2.3. Figur 5 Profil langs mulig område for etablering av nytt bekkeløp / overføring av overvann.

6 Side 6 av 9 Oppgradere eksisterende bekkeløp Dersom alt vann fra planområdet skal ledes til eksisterende bekkeløp er det behov for oppgradering av alle kulvertene, jmf beregningene fra hydrologinotat og vurdering av eksisterende VA: Kulvert under ny sykkel og gangveg (ved 15/50) er for liten og må oppgraderes. Kulvert under Odnesvegen er for liten og må oppgraderes Kulvert / bekkelukning under boligfelt ved Orstadvegen må oppgraderes. Flomveg ved Orstadvegen 11 må endres. 4.1 EKSISTERENDE BEKKELØP LANGS NY GANG- OG SYKKELVEG LANGS ODNESVEGEN. Bekkeløpet kan legges om langs gang- og sykkelveg. Bekken bør være minimum 1,5 meter dyp og 1 meter bred. 4.2 DIMENSJONERING AV KULVERTER Vannmengder Dimensjonerende vannføring i bekken, som går gjennom området, er beregnet i notat: «Vurdering av eks. OV-ledninger», Asplan Viak Q (maks) er beregnet til 3,6 m 3 /s. Gjentaksintervall T=200 år og 20% tillegg for forventet nedbørsøkning. På dette nivået brukes samme dimensjonerende vannmengde for de to korte kulvertene (ved gnr/bnr 15/50 og gjennom fv 151). Dimensjonering For dimensjonering av korte kulverter, er brukt tabell 4.3 i rapporten «Flomberegning og kulvertdimensjonering» utgitt av SINTEF. Hydraulisk kapasitet i l/s (utdrag av tabell 4.3) Innløps- Diameter innvendig (mm) type «A» «C» «G» «A» Frontmur, ca. vinkelrett på rørets lengdeakse, rett rør «C» Utstikkende rørende «G» Tilsvarende «A», men med 45 graders vingemurer For den lengre kulverten/overvannsledningen gjennom boligfeltet i Orstadvegen, er brukt Colebrook-White formel / Brettings formel for delfylte rør. Kulvert under ny gang- /sykkelveg (ved gnr/bnr 15/50) Eksisterende kulvert består av betongrør med dimensjon 800 mm og 1000 mm. Dimensjonsovergang og retningsendring ca. midt på kulverten. Kulverten har for liten kapasitet til å ta en vannmengde på 3,6 m 3 /s.

7 Side 7 av 9 Nødvendig dimensjon blir i følge tabellen over, DN1600. Ny kulvert bør ligge i rett linje fra innløp til utløp. Dette krever at eksisterende kulvertløp rettes ut og utvides/senkes, på grunn av større rørdiameter. Nytt innløp anbefales utformet som vingemur med innløpsrist. Kulvert gjennom fv 151, Odnesvegen Eksisterende kulvert består av betongrør med dimensjon 1000 mm. Kulverten har rett løp. Kulverten har for liten kapasitet til å ta dimensjonerende vannmengde på 3,6 m 3 /s. Nødvendig dimensjon blir i følge tabellen over, DN1600. Ny kulvert kan legges i samme trasé som eksisterende kulvert, men må legges dypere for å opprettholde samme overdekning i vegen. Bekkeløpet må også senkes ved innløp og utløp. Omfanget avklares ved detaljprosjektering. Nytt innløp anbefales utformet som vingemur med innløpsrist. Kulvert gjennom boligfelt i Orstadvegen Eksisterende kulvert har en lengde på ca. 80 m (strekning A-B). Dimensjon ved innløpet er 800 mm og ved utløpet, 1000 mm. Kulverten får tilført overvann fra en innkommende ledning med dimensjon 400. Denne har en maksimal kapasitet på ca. 400 l/s med anslått fall. Dimensjonerende vannmengde for kulverten settes derfor til 3,6 + 0,4 m 3 /s = 4,0 m 3 /s. Målt på kartet, antas kulvertens fall i gjennomsnitt å være i størrelsesorden 25. I beregningen velges å bruke 10 fall. Dette for å ta høyde for innløps- / utløpstap. Ledningskapasiteter ved 10 fall, ruhet 4: Rørdiameter Vannmengde Q Hastighet V Vannmengde Q Hastighet V Di 70% fylling 100% fylling 800 0,8 m 3 /s Ca. 2,5 m/s 1,1 m 3 /s 2,3 m/s ,5 m 3 /s Ca. 2,8 m/s 2,1 m 3 /s 2,6 m/s ,5 m 3 /s Ca. 3,2 m/s 3,3 m 3 /s 3,0 m/s ,7 m 3 /s Ca. 3,5 m/s 5,0 m 3 /s 3,3 m/s ,3 m 3 /s Ca. 3,8 m/s 7,1 m 3 /s 3,6 m/s Ledningskapasiteter ved 1 m overhøyde oppstrøms: Hvis vannivået kan stuve seg opp med 1m over kulvertinnløpet og det er god hydraulisk utforming av innløpet, vil dimensjonerende fall teoretisk bli på ca. 40. I beregningen velges å bruke 15 fall. Dette for å ta høyde for innløps- / utløpstap. Ved fullt rør får vi disse ledningskapasitetene: Rørdiameter Vannmengde Q Hastighet V Vannmengde Q Hastighet V Di 70% fylling 100% fylling 800 Ikke relevant Ikke relevant 1,4 m 3 /s 2,8 m/s

8 Side 8 av Ikke relevant Ikke relevant 2,5 m 3 /s 3,2 m/s 1200 Ikke relevant Ikke relevant 4,1 m 3 /s 3,6 m/s 1400 Ikke relevant Ikke relevant 6,1 m 3 /s 4,0 m/s Flomveg gjennom boligfelt i Orstadvegen Flomveg gjennom boligfeltet må endres slik at Orstadvegen 11 unngår oversvømmelse ved flom. Figur 6 Profil langs kulvert gjennom Orstadvegen..

9 Side 9 av 9 Konklusjon og anbefaling Følgende løsninger er vurdert: 1. Etablere nytt bekkeløp / overvannsledning / flomveg for alt eller deler av overvannet fra planområdet a) Vann fra overvannsystem fra Elvsvevegen (1 i figur 1) b) Vann fra overvannsystem fra Hommelstadvegen (2 i figur 1) c) Alt overvann fra planområdet samt eksisterende bekkeløp (3 i figur 1) 2. Utvide eksisterende kulverter, inkludert kulvert gjennom boligfelt i Orstadvegen. 3. Beregne tilstrekkelig dimensjonering av kulvertsystem/overvannsledninger i området, basert på eksisterende beregninger av avrenning. Følgende anbefales utfra beregninger av vannmengder og oppmåling i felt: Etablere nytt bekkeløp fra Hommelstadvegen via driftsveg til trafostasjonen og ut i Vesleelva oppstrøms fossen. Det bør samtidig vurderes å etablere en flomveg fra bekken langs ny sykkelveg til det nye bekkeløpet. Kulverten i Orstadvegen må oppdimensjoneres for å kunne ta dimensjonerende flomvannmengde på 4,0 m 3 /s. Dette vil anleggsteknisk bli et forholdsvis omfattende arbeid. Anbefalt rørdimensjon settes til DN 1400 over hele lengden, med et hydraulisk godt innløp. Beregningen viser at DN 1200 vil holde ved 100% vannfylt rør. I praksis vil det ikke være mulig å få fullt rør når vannhastighetene er så store. Derfor anbefales det å gå opp en dimensjon. Ved innløpet må det kunne stues opp ca. 1,0 m over topp rør for å oppnå tilstrekkelig kapasitet. Flomvegen forbi Orstadvegen 11 bør utbedres. Hvis det vurderes som nødvendig at kulverten har nok kapasitet uten nevneverdig oppstuvning over røret, anbefales det at den oppgraderes til dimensjon 1600 i hele lengden. Den vil da anslagsvis ha rundt 70 % delfylling. Også her er det viktig å ha et hydraulisk godt innløp. Flomvegen forbi Orstadvegen 11 må utbedres. Som nevnt i punkt 2.4, er det foreslått å avlaste bekken med ny flomveg like oppstrøms kulverten ved 15/50. Velges en slik løsning, kan det vurderes en mindre omfattende oppgradering og med oppgradering av flomveg ved nr. 11. De to korte kulvertene ved 15/50 og gjennom fv 151, foreslås oppgradert. Nye dimensjoner bestemmes ut fra hvor mye bekken kan avlastes.