BERGEN KOMMUNE VA-ETATEN UTVIDELSE AV SÆLENKANALEN MULIGE TILTAK, KONSEKVENSER OG KOSTNADER RAPPORT

Transkript

1 BERGEN KOMMUNE VA-ETATEN UTVIDELSE AV SÆLENKANALEN MULIGE TILTAK, KONSEKVENSER OG KOSTNADER RAPPORT Rev.02 8.juni 2011

2 Tittel: RAPPORT Utvidelse av Sælenkanalen Oppdragsgiver: Rådgiver: Bergen kommune VA-etaten Oppdragsgivers kontaktperson: Norconsult AS Valkendorfgaten 6,5012 Bergen Telefon: Telefax: E-post: Foretaksreg.: NO MVA Oppdragsleder: Hogne Hjelle/Trym Trovik Trond Helge Hanssen Oppdragsnr.: Dokumentnr.: Utarbeidet av: Sign.: Trond Helge Hanssen/Irene S. Holvik Revisjon: Dato: Fagkontrollert av: Sign.: desember juni 2011 Jan-Inge Nilssen Godkjent av: Sign.: Revisjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent O:\448\ \Sælenkanalen\Rapport tiltak Sælenkanalen_rev02.docx

3 Sammendrag: Sælenkanalen forbinder Sælenvannet med Nordåsvannet gjennom en smal grunn kanal, bygget i det som i tidligere tider var et åpnet vassdrag. Midt på tallet ble det oppført steinmurer på begge sider av bekkeløpet slik at de i dag danner en håndmurt steinsatt kanal på en del av strekningen mellom vatnet og sjøen. På -70 tallet bygget Bergen kommune Knappen avløpsrenseanlegg og i den forbindelse ble det etablert 2 stk. store kryssende GUP-avløpsledninger. Ledningene krysser under kanalen og er beskyttet av en støpt plate som ligger på ca. kt.- 1. Denne begrenser en dybdeutvidelse i hele kanalens lengde. Grunneiere langs østsiden av Sælenvannet ønsker kanalen utvidet for å øke gjennomstrømningen av vann slik at det blir bedre utskiftning og mulig reduksjon av de luktplagene som forårsakes av hydrogensulfidgass som ved spesielle værforhold kommer fra vannet. I tillegg vil økt gjennomstrømning redusere oppstuvningen og flomfaren langs Sælenvatnet ved langvarig nedbør. Denne rapporten redegjør for de mulighetene som finnes for utvidelse av kanalen samt kostnader for utførelse. Det er utført en rekke teoretiske strømningsberegninger basert på alternative utvidelser og tverrsnitt av kanalen. Konklusjonen er at kanalen må utvides betydelig i både i bredde og dybde for å øke gjennomstrømningen i vesentlig grad. Gjennomstrømningen i kanalen er avhengig tidevannsbevegelsene. Ved fjærende sjø øken kapasiteten gjennom kanalen, ved fløende sjø reduseres den. Forholdene skyldes liten høydeforskjell mellom Sælenvatnet og Nordåsvatnet. En dybdeutvidelse i hele kanalens lengde til en dybde under kt. -1,0 er ikke mulig uten at hovedavløpsledningene mot Knappen renseanlegg senkes der disse krysser under Sælenkanalen. Senking av ledningene synes ikke realistisk ettersom kostnadene vil bli svært høye og ulempene i forbindelse med utførelse omfattende. En breddeutvidelse som vil øke gjennomstrømningen i betydelig grad er ikke mulig uten at ett, alternativt to bolighus langs kanalens vestbredd må rives. I tillegg må det iverksettes tiltak for sikring av broen som krysser kanalen i President Christies vei. Det mest realistiske alternativet som foreligger uten å måtte rive bolighus er å utvide kanelen med 1,0 meter i bredde og til kt. -1,0 fra Sælenvatnet og ned til Knappen-ledningene. Dette vil medføre kostnader i størrelsesorden 2,0 mill. eks. mva. Kapasitetsøkning gjennom kanalen etter evt. utvidelse vil være % iflg. beregningene. Ved kun å rive huset på vestsiden av utløpet fra Sælenvatnet og breddeutvide kanalen med 2 meter ned til de kryssende hovedavløpsledningene vil ikke gi særlig økning i gjennomstrømningen. Dersom kanalen utvides 2,0 meter i bredde, til kt. -1,0 i hele lengden, vil gjennomstrømningen øke med ca. 150 % iflg. utførte beregninger. For nærmere detaljer henvises det til vedlagte notat nr. 2, datert 8.juni O:\448\ \Sælenkanalen\Rapport tiltak Sælenkanalen_rev02.docx

4 Side: 4 av 11 INNHOLDSFORTEGNELSE - Formål med rapporten s. 4 - Hydrologiske forhold s. 4 - Eiendomsforhold s. 4 - Tekniske installasjoner s. 6 - Kanalens konstruksjon/størrelse s. 7 - Hydraulisk kapasitet s. 7 - Formelle utfordringer s. 7 - Anleggstekniske utfordringer s. 8 - Kostnader s Oppsummering s. 11 VEDLEGG Notat og beregning vedr. hydraulisk kapasitet (notat ) Plan- og profiltegninger av eksisterende kanal

5 Side: 5 av 11 Formål med rapporten Som nevnt innledningsvis ønsker oppsittere sørøst i Sælenvatnet å utvide og utdype kanalen slik at vannutskiftingen blir bedre samtidig som oppstuvningen og flomfaren i Sælenvatnet reduseres. Kanalen er i dag smal og grunn og medfører dårlig vannutskifting i Sælernvatnet. Dette skyldes delvis utløpet fra Sælenvannet, men hovedsakelig høydeforskjellen mellom Sælenvatnet og Nordåsvatnet og flo/fjærepåvirkning. Bergen kommune v/ VA-etaten har i tillegg en avløpsledning ø160 mm m/ belastningslodd liggende på kanalbunnen. Denne medfører minimale konsekvenser for vannutskiftingen, men begrenser bredden og dybden i kanalen med ca. 350 mm Norconsult er av VA-etaten bedt om å undersøke eventuelle konsekvenser dersom kanalen utvides i bredde og dybde. I rapporten skal også kostnader ved arbeidene vurderes. Hydrologiske forhold Nordåsvannet / Sælenvannet Sælenkanalen forbinder Sælenvannet med Nordåsvannet gjennom en smal grunn kanal, utgravd og bygget i det som i tidligere tider var et åpnet vassdrag. Kanalen ble etablert på midten av 1800-tallet ved at det ble oppført steinmurer på begge sider av bekkeløpet slik at de i dag danner en håndmurt steinsatt kanal på deler av strekingen. Samlet lengde av steinsatt kanal er ca. 60 meter. Resterende kanallengde har noe støpte vanger i tillegg til vanlig bekkeløp. Samlet lengde fra utløpet i Sælenvatnet til innløp Nordåsvatnet er ca. 120 meter. Nordåsvannet har en normal vannstand noe lavere enn sjøvannstanden ute i Grimstadfjorden. Tidevannsforskjellen mellom Nordåsvannet og Grimstadfjorden er 1 ½ - 2 timer pga. det trange løpet under Straume bro. Sælenvannet er uregulert og har en normalvannstand tilsvarende Nordåsvannet ved middelvann uten nedbør. Ved nedbør bygger det seg opp en liten forskjell. Forskjellen er imidlertid liten og ved flo sjø utenfor Straume bro øker vannstanden i Nordåsvannet som da presser seg opp kanalen til Sælenvannet. Dvs. vannstanden i Sælenvannet reguleres delvis av flo/fjærebevegelsene ute i Grimstadfjorden. Ved flo sjø renner vann inn i Sælenvannet, ved fjære ut. Vannets nedslagsfelt og tilrenning i nedbørsperioder er ikke tilstrekkelig til å holde en overhøyde for å unngå innsìg av brakkvann/sjøvann til Sælenvannet. Utløpet fra vannet til kanalen er grunt, noe som bevirker svært dårlig utskifting i vannet. Tungt saltvann legger seg normalt under ferskvannslaget og grunnet hydrobiologiske forhold forårsaker dette dannelse av hydrogensulfidgass som ved bestemte værforhold stiger til overflaten med de ulemper dette medfører i form av lukt i hele Sælenområdet. Eiendomsforhold langs kanalen Det ligger 5 boligeiendommer mot Sælenkanalen, 3 på østsiden og 2 på vestsiden. Alle disse har opplevd vannskader på sine eiendommer ifm. stormflo kombinert med langvarig sterk nedbør. På vestsiden er det et mindre jordbruksareal som kun slås et par ganger i året. Lenger ned mot Straumeveien, omtrent ved kanalens utløp i Nordåsvannet, krysser en kommunal bro (President Christiesvei) kanalen. Det antas at denne delen av kanalen ligger på kommunal grunn.

6 Side: 6 av 11 Bilde 1 Bildet viser den nordlige og smaleste delen av Sælenkanalen. Den er her steinsatt på begge sider. Ø160-ledning ligger på bunn. Det røde huset øverst til venstre ligger helt inntil kanalen. Husets østvegg hviler på steinmur som danner kanalvegg. Bilde 2 Bilde 3 Bildet er tatt fra broen. Det nærmeste huset ligger vest for kanalen. Huset ligger helt inntil kanalen. Steinmuren og grøntarealet på østsiden ble opparbeidet av Bergen kommune etter at gammel mur raste sammen og ut i kanalen for en del år siden Grunneierne sørøst i Sælenvatnet, som har tatt initiativet til en utvidelse av kanalen, har iflg. egne opplysninger fått tillatelse fra grunneier av jordbruksarealet til å utvide kanalen 1,0 meter mot vest. Boligeierne i vest ( bilde 2 og 3) har ikke gitt sin tilslutning til prosjektet. Boligeierne på østsiden av kanalen har heller ikke gitt sin tilslutning, men det antas at de vil ha fordeler ved en evt. utvidelse ettersom flomfaren vil avta.

7 Side: 7 av 11 Tekniske installasjoner langs/ved kanalen I forbindelse med bygging av avløpstunnel mot Knappen avløpsrenseanlegg ble det på slutten av -70 tallet lagt kryssende avløpskanaler under Sælenkanalen. Over disse ble det støpt en beskyttende betongplate. På -90 tallet ble det ifm. sanering av avløp til Nordåsvannet lagt en Ø160 mm avløpsledning på bunnen av kanalen, fram til en avløpspumpestasjon plassert i sørvestenden av Sælenvannet. Avløpsledningen er lagt direkte på kanalbunnen som i hovedsak består av stein av varierende størrelse. Ledningen er påmontert belastningslodd for å holde den i posisjon. Ledningen ligger også over betongplaten som dekker avløpskanalene. I den senere tid har VA-etaten lagt en vannledning som krysser ca. 2,3 meter over kanalen, like nord for broen og utløpet til Nordåsvannet. Røret ligger så høyt at det ikke har betydning for vanngjennomstrømningen. Bilde 4 Bildet viser broen over til President Christiesvei samt nytt rør lagt i Steinmuren under broen er gammel, der røret går inn er den nyoppført. Muren (og broen) er fundamentert på stedlige steinmasser, som sees mellom kanal og mur. Muren til venstre i bildet er vegg i innløpskum for avløpskanalene mot Knappen RA. Muren danner en bakevje hvor det samles sedimenter og skjell mv. Bilde 5

8 Side: 8 av 11 Kanalens konstruksjon og størrelse Sælenkanalen kan egentlig deles i to seksjoner. Del 1 er den steinsatte delen fra Sælenvatnet og ned til det punkt hvor avløpsrørene mot Knappen RA krysser. Fram til dette punktet har kanalen steinsatte murte sider. Del 2, fra rørkryssing til utløp i Nordåsvannet, har den på østsiden delvis støpt side, steinsatt skråning og vanlig steinfylling. På vestsiden er det betongkonstruksjoner, steinsatt privat mur og mur satt opp ifm. bygging av G/S-veg. Utløpet til Nordåsvannet er i øst og vest utfylt stein. Kanalens høyde varierer, men er i del 1 1,4-1,6 meter, målt fra steinsatt bunn til topp steinmur. Vanndybden er ved middelvann ca. 0,7 meter. Bredden varierer fra 2,3 meter oppe ved innløpet fra Sælenvatnet til 12 meter nede ved rørkryssingen mot Knappen. Se for øvrig vedlegg 2. Fra rørkryssingen og fram til Nordåsvannet er kanalen på det smaleste 2,6 meter, på det bredeste 6 meter. Etter vår vurdering er del 1 den som er begrensende for vanngjennomstrømningen i kanalen. Seilingsdybden er imidlertid størst i denne delen. Fra Nordåsvannet begrenses den av betongplaten som er støpt over rørene mot Knappen. Platen ligger på ca. kt. - 1,0. Sedimenter på platen begrenser imidlertid dybden. Hydraulisk kapasitet Høydeforskjellen mellom Nordåsvannet og Sælenvannet er marginal i tørrværsperioder og med liten forskjell mellom flo/fjære. I nedbørsperioder, og særlig ved samtidig opptredende lav fjære blir forskjellen større. Ved økende vannstand, som pågår i ca. 6 timer, presses vann fra Nordåsvannet inn i Sælenvannet. Når sjøvannstanden igjen begynner å fjære ned er det en betydelig vannhastighet og strøm gjennom kanalen. Det er komplisert å beregne vannmengdene ettersom kanalen har så ulike tverrsnitt, strømningshindringer mv. Flo/fjærebevegelsene er dessuten med å styre volumene inn og ut av Sælenvatnet. Kanalens ruhet (Mannings tall) er også ukjent. For å få en viss oversikt over vannmengdene har vi målt vannhastigheten i den steinsatte delen av kanalen og lagt til grunn målte bredder/dybder i en konvensjonell beregning. Strømningstverrsnittet varierer imidlertid i vannfasen slik at målt hastighet ikke er riktig i hele vannfasen. Som mål på tverrsnitt er benyttet vannfasen ved middelvann. Vannmengder gjennom kanalen er beregnet med et dataprogram, HEC -RAS Ved å benytte de målte profilene og legge inn en del antagelser/forutsetninger viser de beregnede data at det kun er % økning av gjennomstrømningen om kanalen utvides med 1,0 meter i bredde og 0,5 meter i dybde. Se for øvrig vedlagte beregninger i eget notat. Formelle utfordringer En utvidelse av Sælenkanalen iht. de forslag som er framlagt vil gi følgende formelle utfordringer : Nødvendige tillatelser fra de to grunneierne nærmest innløpet fra Sælenvatnet. Tillatelser fra grunneier av riggområde som vil måtte være jordbruksarealet i vest. Avkjøringstillatelse fra SvH (kryssing av G/S-veg). Formell avtale med samme grunneier for utvidelse på hans eiendom

9 Side: 9 av 11 Evt. tillatelse fra Fylkesmannens miljøvernavdeling/fiskeforvalter Byggetillatelse/søknad Anleggstekniske utfordringer Det er tilsynelatende en enkel sak å utvide Sælenkanalen, men anleggsteknisk vil det by på problemer. Som nevnt er kanalen påvirket av flo/fjære situasjonen i Nordåsvannet. Ved fløende sjø strømmer vann inn i Sælenvatnet, ved fjærende sjø ut av Sælenvatnet. Avhengig av tidevannstand er vannhastigheten betydelig og dette gir anleggstekniske utfordringer ved utgraving, støping/betongarbeid samt muring. Vi tror ikke det vil være mulig å arbeide full dag ved utførelse av kanalarbeidene, til det vil vannstrømmen gjennom kanalen være for sterk. For utvidelse av kanalen med 1,0 meter i bredde og 0,5 meter i dybde (det som skal til for å grave ned VAetatens avløpsledning) antar vi følgende arbeidsomfang : Midlertidig heving og omlegging av eks. avløpsledning. Denne må midlertidig kobles ut, utløp i kum plugges og det må etableres midlertidig overpumping til Knappen-ledningen inne i fjellrommet nordvest for trykkuimmen. Alternativt må det etableres et midlertidig utslipp av råkloakk til Nordåsvannet. Ved hyppig tømming i trykkum kan det kanskje bygges en form for sedimentering der. Vestre murvange, lengde ca. 45 meter, fjernes med gravemaskin. Steinen har så liten dimensjon at det synes vanskelig å bruke denne pånytt. Murvangene er dessuten utsatt for erosjon grunnet steinenes størrelse. Vi antar derfor det blir behov for nye steinblokker for reetablering av murvangen. Etter fjerning av eks. murvange graves bunn i eks. kanal ut. Det er ønskelig at avløpsledningen legges under ny planlagt bunn i kanalen, dvs. det må graves ut en grøft ca. 1,0 meter i dybde der ledningen skal ligge. Den bygger ca. 350 mm. I praksis vil dette medføre at hele eks. kanalbunnen senkes 1,0 meter i dybde. Dette vil gi stabilitetsproblemer for den vestre murvangen som da må sikres mot utglidning. Hvordan dette gjøres må en entreprenør vurdere. Det kan imidlertid tenkes at også den vestre murvangen må tas ned. Ved breddeutvidelsen må det etableres nytt fundament for ny murvange. Med de strømningsforholdene det er i kanalen anbefaler vi et støpt fundament for ny mur. For graving og etablering av fundament og murvange må det iverksettes tiltak for å hindre vanngjennomstrømning i kanalen. Vi antar det vil være en fordel å demme opp i begge ender av eks. murt kanal en periode for å hindre inntregning av vann fra hhv. Nordåsen og Sælenvatnet. Ved etablering av kofferdam og oppdemming vil arbeidene kunne utføres vesentlig raskere enn om det ikke demmes opp. Problemene med vannstrøm vil delvis elimineres og adkomsten for entreprenøren bedres. For å øke vannhastigheten og vannmengdene gjennom kanalen bør det støpes ut i kanalbunn etter ferdigstillelse av ny murvange. Dette vil også bidra til mindre utvasking og setninger under ny mur. Ulempen er at avløpsledningen da vil ligge nedstøpt. Fordelen er at den da er sikret. Inn mot eks. betongkonstruksjoner ved kryssing Knappen-ledningene må det foretas justering for å unngå uheldige strømningsforhold og undergraving av eks. betongplate. Slik det er i dag er det en form for bakevje her hvor det magasineres opp skjell, sand og annet sedimenterbart stoff.

10 Side: 10 av 11 Med tanke for framtidige klimaforhold bør det vurderes om ikke ny murvange bør bygges noe høyere enn dagens vange. Ved utgraving av kanalbunn må det fraktes bort en del masser. Eneste adkomst, også for maskiner, er over jordbruksarealet på vestsiden av kanalen. Etter avsluttet arbeid må jordbruksarealet reetableres. Kostnader Vi har tatt utgangspunkt i at 45 meter av kanalen bygges om. Evt. sikring av østre murvange er ikke kostnadsberegnet ettersom vi ikke ser hvordan dette kan utføres. Ved oppdemming av kanalen i begge ender vil det kanskje være mulig å grave ut bunnen uten at murvangen i øst skades. Sikring med understøp etc. vil trolig bli nødvendig. Arbeidene kan bli relativt kompliserte og den entreprenør som skal utføre dette må ha tilstrekkelig kompetanse også fra arbeider i vann. Dersom det lar seg gjøre å isolere den delen av kanalen som skal utvides, slik at vanngjennomstrømningen hindres, vil utførelsen bli enklere å få til. Arbeidene er vanskelig å kalkulere, men vi antar en anleggssum i størrelsesorden 2,0 mill. basert på følgende utførelse : Rigging, etablering av avkjørsel, skilting etc. kr ,- Omlegging av avløpsledningen kr ,- (avhengig av løsning) Midlertidig avløpshåndtering kr ,- (avhengig av løsning) Kofferdam/oppdemming med stein/leire i begge ender av kanalen kr ,- Utgraving av eks. murvange, bortkjøring, m3, Forsiktig graving. 30 timer a kr. 2000,- kr ,- Utgraving i eks. kanalbunn, bil og gravemaskin, 30 timer a kr. 2000,-. Forsiktig graving. kr ,- Breddeutvidelse 1,0 m + plass for murvange Gravedybde 2,5-2,8 meter, bredde min. 2,0 meter, 250 m3 graving dels i vann, 60 timer a kr. 2000,- kr ,- Sikring av murvange øst med understøp, antatt kr ,- Reetablering av avløpsledning, inkl. dykker kr ,- Tilbakefylling over avløpsledning, pukk i kanalbunn kr ,- Ny mur med nye blokker + betongfundament, 45 lm x h 1,6 m = ca. 75 m2 a kr. 4000,- kr ,- Tilpassningsarbeider mot eks. betongkonstruksjoner, antatt kr ,- Utstøping av kanalbunn, t =150 mm, b = 3,5 m 25 m3 btg., stengforskaling og armering kr ,-

11 Side: 11 av 11 Diverse tilpassning mot eksisterende støpt plate kr ,- Opprydding, tilbakeføring av jordbruksarealet kr ,- Sum kr ,- Uforutsett ca. 20 % (vannproblemer) kr ,- Sum eks. mva kr ,- I tillegg kommer prosjektering, tilbudsinnhenting og administrative kostnader ifm. prosjektet. Omfattende sikring, evt. reetablering, av murvange i øst kan bli aktuelt dersom denne blir skadet ifm. arbeidene. Kostnader for dette er ikke medtatt. Oppsummering Som det framgår er det svært vanskelig å beregne inn- og utgående vannmengder til Sælenvatnet. Flo- og fjærebevegelsene er her helt avgjørende og varierer ganske mye over året. På vårparten er det stor forskjell mellom flo og fjære, og vannstrømmen er da sterk. På høstparten er det ofte springflo, noe som resulterer i stor inn- og utstrømming i Sælenvatnet. Hvorvidt det har noen hensikt å utvide kanalen for å skape bedre vannmiljø er usikkert, men vi antar at det vil bli noe bedre utskifting enn i dag, selv om beregningene viser at gjennomstrømningen ikke øker i særlig grad. HEC-RAS data viser en økning i utskiftingen på %, iberegnet en viss usikkerhet. Vi har ikke kompetanse til å vurdere virkningene av % økt gjennomstrømning og anbefaler at det innhentes egnet kompetanse for vurdering av konsekvensene for luktproblemene i området. Kostnadene ved en utvidelse av øvre del av kanalen antar vi vil ligge i størrelsesorden kr. 2,0 2,1 mill. eks. mva., men det er en del usikkerhet knyttet til disse. Arbeider i vann er vanskelig å kostnadsberegne fordi det ofte oppstår uventede situasjoner knyttet til graving og fundamentering i vann. Vi har gått ut fra at kanalbunnen lar seg grave ut. Evt. fjell i bunn vil øke kostnadene betydelig fordi østre murvange da må sikres spesielt ved eventuelle sprengningsarbeider. Bergen, 8.juni 2011 T.H.Hanssen