Regulering av Øvre Rolvsvåg industriområde, vurdering av Sandelva mhp flom

Transkript

1 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Til: Kenth Paul Opheim Fra: Daniel Fossberg Dato: Kopi til: Mona Hermansen Regulering av Øvre Rolvsvåg industriområde, vurdering av Sandelva mhp flom INNLEDNING Norconsult AS er engasjert av Samnanger kommune i Hordaland fylke å utføre en flom- og erosjonsvurdering ved Sandelva i Rolvsvåg. Norconsult AS (Bergen) er i starten på arbeidet med å utarbeide en reguleringsplan for industriområdet i Øvre Rolvsvåg, som vist i plankartet i vedlegg 1, samt i oversikts kartet i Figur 1. I denne forbindelse er det utført en grov flomberegning sammen med en vannlinjeberegning (dvs. vannstander langs elven for en tilhørende vannføring) både for nåværende situasjon og for en fremtidig situasjon basert på foreslåtte tiltak. Figur 1. Oversiktskart som viser områdene (røde sirkler) som omtales i denne rapporten. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 1 av 14

2 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: ORIENTERING Rolvsvåg ligger på vestsiden av Samnanger fjorden ca. 18 km nord for Osøyro. Strekningen som skal vurderes med hensyn på flom ligger ved Bykleiva eller Øvre Rolvsvåg, og starter rett nedstrøms fossen ( N, Ø), på en høyde av ca. 64 moh. og fortsetter ned til dammen som ligger oppstrøms det eksisterende industribygget ( N, Ø), på en høyde av ca. 58 moh. Den totale lengden på strekningen er ca. 400 m og har en relativ slak helning på ca. 1:60 (fra nedstrøms fossen til rett oppstrøms dammen). Befaring Det ble utført en befaring av elvestrekningen den 29. februar 2012 av Daniel Fossberg (Norconsult AS). De store nedbørmengdene som kom natt til 28. februar kombinert med snøsmelting resulterte i en meget høy vannføring i Sandelva under befaringen, selv om det er antatt at vannføringen kulminerte allerede 28. februar. Bildene fra Figur 2 til Figur 5 viser deler av elvestrekningen under befaringen. Figur 2. Øverste del av strekningen (fossen kan så vidt skimtes øverst i bildet). x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 2 av 14

3 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Figur 3. Nederste del av strekningen (elven passerer fra høyre til venstre øverst i bildet). Figur 4. Nederste del av strekningen hvor elven blir brattere. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 3 av 14

4 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Figur 5. Nedstrøms analyseområdet (dammen som ligger rett oppstrøms industribygget). x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 4 av 14

5 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: HYDROLOGI Nedbørfelt Sandelva er samløpet av Eikelundsbekken og Elvane. Elven har sin opprinnelse fra vestsiden av Sveningen 842 moh. og sør-østsiden av Sauafjellet 539 moh. Området er preget av snaufjell og skog. Det er lite eller ingen bebyggelse i området. Ved øverste del av elvestrekningen som skal vurderes for flom har nedbørfeltet til Sandelva et areal på 6,76 km 2. Ved nederste del blir Sandelva møtt av en bekk som kommer fra Hildersbotnen. Denne bekken har et nedbørfelt på 0,88 km 2, slik at det totale nedbørfeltet til Sandelva blir her 7,64 km 2. Areal og avrenning for nedbørfeltet vises i Tabell 1. Parameter Verdi Nedbørfeltareal (uten bidrag Hildersbotn) 6,76 km 2 Nedbørfeltareal (med bidrag Hildersbotn) 7,64 km 2 Avrenning ( NVE Atlas) 113,76 l/skm 2 Tabell 1. Feltparametre for nedbørfeltet til Sandelva. Målestasjoner Det ligger to målestasjoner i nærheten av analyseområdet; 55.4 Røykenes og 55.5 Dyrdalsvatn. Stasjonsopplysninger for vannmerkene er vist i Tabell 2. Det er valgt å benytte 55.4 Røykenes ettersom serien er over dobbelt så lang som 55.5 Dyrdalsvatn og burde derfor gi et bedre estimat på en 200-årsflom. Dyrdalsvatn Rolvsvåg Røykenes Figur 6. Beliggenhet av nærmeste målestasjoner. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 5 av 14

6 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Målestasjonsnr. Navn Areal (km 2 ) År med data Periode Kommentar 55.4 Røykenes Bra vannføringskurve, uregulert lang serie 55.5 Dyrdalsvatn 3, Kortere serie med 4 år manglende data Tabell 2. Stasjonsopplysninger for målestasjonen i nærheten av analyseområdet. Flomfrekvensanalyse Måleperioden på 76 år for målestasjonen 55.4 Røykenes er tilstrekkelig for å beregne et estimat for en 200- årsflom ved hjelp av toparameterfordelinger. Vi har benyttet en Gumbel fordeling. Resultater fra flomfrekvensanalysen for målestasjon 55.4 Røyknes er vist i Figur 7 og Tabell 3. Figur 7. Flomfrekvensanalysen for 55.4 Røykenes. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 6 av 14

7 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Gjentaksintervall Vannføring (m 3 /s) Spesifikk vannføring (l/skm 2 ) Tabell 3. Resultater for flomfrekvensanalysen for ulike gjentaksintervall. En vannlinjeberegning bruker en antatt flomvannføring for å beregne vannstander i et elveløp. I følge Byggteknisk forskrift (TEK 10), 7-2 Sikkerhet mot flom og stormflo, skal byggverk i sikkerhetsklasse F2 (middels) plasseres, dimensjoneres og sikres mot en 200-årsflom (Q 200 ). Ved nederste del av Sandelva kan en forvente en døgnmiddelvannføring for en 200-årsflom på; Q 200 = ,64/1000 = 17,25 m 3 /s. Kulminasjonsverdi NVEs retningslinjer for flomberegninger (ref./[1]) gir følgende formel for beregning av forholdstallet mellom kulminasjonsverdien (dvs. maksimalverdien) og døgnmiddelverdien for vannføring ved flom: ø 2,29 0,29 0,27, Her er det antatt at høstflommen gir de største flommene pga. den vestlige beliggenheten. For å kunne beregne kulminasjonsverdien må en først beregne effektiv sjøprosent (A SE ); A SE = 100 Σ(A i a i )/A 2 = 100 (2,9 0,03)/7,64 2 = 0,15 % Vi kan dermed beregne et antatt forholdstall mellom kulminasjonsvannføringen og døgnmiddelvannføring; Q mom /Q døgn = 2,29 0,29 loga 0,27 A SE 0,5 = 1,93 Dette gir en kulminasjonsvannføring ved nederste del av strekningen på; Q mom = 1,93 17,25 = 33,3 m 3 /s Observerte flommer Det har ikke vært mulig å finne opplysninger om observerte vannføring-/vannstandsdata for Sandelva. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 7 av 14

8 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: VANNLINJEBEREGNING Vannlinjeberegningen er utført ved hjelp av det hydrauliske simuleringsverktøyet HEC-RAS 4.1 sammen med kartverktøyet ArcGIS 9.3. Friksjonsforhold Elvebunnen i Sandelva består av relativt fine masser innblandet med større avrundet stein. Ut i fra en visuell vurdering av steinstørrelse og forholdene ved Sandelva og (se Figur 8) har vi vurdert manningstallet til å være n=0,04 (M=25) i selve elveløpet. For elveskråningene og elveslettene der det er skogbevokst har vi vurdert manningstallet til å være n=0,10 (M=10). Figur 8. Elvebunnen består av fine masser og større avrundet stein. Tverrprofiler Tverrprofilene er tatt ut fra FKB-B kart med 1 eller 5 m ekvidistanse. For den øverste delen av strekningen (de første ca. 150 m) foreligger det kun høydekoter med 5 m ekvidistanse slik at kartgrunnlaget her er ikke godt nok til å gjennomføre detaljerte beregninger og bør derfor ikke vektlegges i særlig grad. Etter de første 150 m og videre nedover er det benyttet høydekoter med 1 m ekvidistanse. Selv om dette er bedre er det likevel for grovt til at elvebunnen vises i tverrsnittene. Det er heller ikke utført oppmålinger av elvebunnen slik at resultatene som fremlegges her må anses å være noe konservative. Under befaringen ble det konstatert at dybden i elven de første ca. 300 m var på mellom 0,3 m og 0,6 m. Plassering av tverrprofilene er vist i Figur 9. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 8 av 14

9 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Figur 9. Plassering av tverrprofilene i ArcGIS Grensebetingelser Analyseområdet er avgrenset av fosser både oppstrøms og nedstrøms. Det er derfor antatt kritisk strømning ved øverste og nederste profiler. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 9 av 14

10 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: RESULTATER Resultatene for vannlinjeberegningen er vist i Tabell 4. Her presenteres den beregnede vannstanden i elven (moh.) for hvert tverrprofil sammen med vannføring (m 3 /s), minste høyde elvebunn (moh.), dybde (m), maksimal elvebredde (m), hastighet (m/s) og tverrsnittareal (m 2 ). Resultatene er også presentert grafisk i Vedlegg 2: Kart av oversvømt område ved 200-årsflom. Her vises de oversvømte områdene (i lyseblått) ved en 200-årsflom sammen med normal vannføring (i mørkeblått) for elvestrekningen. Tverrprofilene med tilhørende vannstander er vist i Vedlegg 3: Alle benyttede tverrprofiler og et lengdeprofil av hele strekningen er vist i Figur 10. Vannføringen er beregnet til 29,5 m 3 /s for øverste del av strekningen og øker til 33,3 m 3 /s ved samløpet med bekken som kommer fra Hildersbotn (tverrprofil 126). Som tidligere nevnt har kartgrunnlaget i den øverste delen av strekningen (ned til tverrprofil 237) ikke tilstrekkelig oppløsning for å kunne gjennomføre en vannlinjeberegning med tilfredsstillende nøyaktighet. Derfor bør resultatene for tverrprofiler 468 til og med 295 benyttes med forsiktighet. Fra tverrprofil 338 ned til tverrprofil 82 ser vi at dybden i elven varier mellom ca. 20 og 60 cm (44 cm i snitt over denne strekningen). Ut i fra stikkprøver tatt under befaringen (også ved en flomsituasjon) er det antatt at den reelle dybden i elven ikke overstiger dette. Gjennomsnittlig elvebredde ved normal vannføring er ca m. Ved tverrprofil 82 imidlertid, der elven tar en bratt sving mot sør (like oppstrøms dammen) er bredden noe i overkant av 20 m. Under befaringen var store deler av den nordlige elvesletten i dette området under vann slik at det tyder på at her forekommer oversvømmelse relativt ofte. I følge resultatene av vannlinjeberegningen har det oversvømte området mellom tverrprofilene 338 og 82 en gjennomsnittlig bredde på ca. 50 m. Tverrprofil Beskrivelse Vannføring (m 3 /s) Vannstand (moh.) Elvebunn (moh.) Dybde (m) Hastighet (m/s) Tverrsnitt (m 2 ) Bredde (m) Froude # Chl 468 v/ fossen 29,5 86,43 85,39 1,04 0,86 15,03 21,04 0,3 429 v/ fossen 29,5 70,41 69,51 0,90 6,87 4,29 15,54 4, ,5 65,23 65,00 0,23 4,33 6,71 29,21 2, ,5 65,42 65,00 0,42 1,57 17,45 43,09 0, ,5 63,65 63,09 0,56 2,21 13,38 44,75 1, ,5 62,43 62,00 0,43 1,19 19,47 60,49 0, ,5 61,92 61,34 0,58 1,68 17,56 51,23 0, ,5 61,54 61,00 0,54 0,79 20,6 59,72 0, ,3 61,17 61,00 0,17 0,64 15,0 94,02 0, ,3 60,40 60,00 0,40 1,64 15,0 43,48 0, ,3 60,09 59,00 1,09 3,04 10,79 12,24 1, ,3 58,25 57,00 1,25 4,28 7,69 9,91 1,47 0 Oppstrøms dammen 33,3 52,25 51,55 0,70 2,13 5,66 20,15 1,33 Tabell 4. Resultater for vannlinjeberegningen for en 200-årsflom. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 10 av 14

11 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Rolvsvåg Plan: Rolvsvåg Plan Q Sandelva Sandelva Main Channel Distance (m) Figur 10. Lengdeprofil av elvestrekningen. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 11 av 14

12 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: TILTAK Flomvoller Det enkleste og mest naturlige tiltaket er å bygge flomvoller på hver side av elven som sikrer mot oversvømmelse av de planlagte industriområdene. Disse kan bygges av stein med en størrelse som gir tilstrekkelig erosjonssikring (se nedenfor). Ut i fra en visuell vurdering under befaringen er det foreslått at en flomvoll er nødvendig over hele den sørlige siden av elven mellom tverrprofilene 408 og 46. Dette tilsvarer en lengde på 300 m. På grunn av brattere terreng på den nordlige siden, øverste i strekningen, er det mulig at en flomvoll er kun nødvendig mellom tverrprofilene 194 og 46. Dette tilsvarer en lengde på 180 m. Det er utført en grov vurdering av et slikt tiltak der den naturlige elvekanten erstattes i den hydrauliske modellen med flomvoller med en høyde på 1 m. Dette er utført på alle tverrprofiler mellom 408 og 82 (med forbehold om at resultatene for øverste del ikke vektlegges på grunn av dårlig kartgrunnlag). Det ble først gjort forsøk med elvebredder på både 12 og 15 m, men dette viste seg ikke å være tilstrekkelig for å unngå oversvømmelse. Til slutt ble det valgt en elvebredde på 20 m sammen med en elvekant på 1 m i alle tverrprofiler foruten tverrprofil 171 der det var nødvendig å benytte en bredde på 26 m sammen med en flomvoll med høyde 1,5 m. Resultatene fremlegges i Tabell 5 mens de endrede tverrprofilene er vist i Vedlegg 4: Endrede tverrprofiler etter tiltak. Det fremgår av tabellen at vannstanden i elven øker etter utførte tiltak. Gjennomsnittlig dybde for området mellom tverrprofilene 338 og 82 er nå 71 cm (opp fra 44 cm uten tiltak). Dette skyldes innsnevringen av bredden. Tverrprofil Beskrivelse Vannføring (m 3 /s) Vannstand (moh) Elvebunn (moh) Dybde (m) Hastighet (m/s) Tverrsnitt (m 2 ) Bredde (m) Froude # Chl 468 v/ fossen 29,5 86,43 85,39 1,04 0,86 15,03 21,04 0,3 429 v/ fossen 29,5 70,41 69,51 0,90 6,86 4,29 15,55 4, ,5 66,12 65,00 1,12 1,02 29,04 32,92 0, ,5 65,60 65,00 0,60 2,45 12,06 20,00 1, ,5 63,65 63,16 0,49 3,04 9,69 20,00 1, ,5 62,66 62,00 0,66 2,24 13,18 20,00 0, ,5 62,10 61,34 0,76 1,94 15,22 20,00 0, ,5 62,10 61,00 1,10 1,04 28,49 26,00 0, ,3 61,65 61,00 0,65 2,55 13,08 20,00 1, ,3 60,71 60,00 0,71 2,36 14,13 20,00 0, ,3 60,09 59,00 1,09 3,04 10,79 12,24 1, ,3 58,27 57,00 1,27 4,37 7,62 8,84 1,50 0 Oppstrøms dammen 33,3 52,21 51,55 0,66 2,42 4,93 18,76 1,53 Tabell 5. Resultater for vannlinjeberegningen for en 200-årsflom etter tiltak. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 12 av 14

13 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Notat nr.: :01 Tel: Fax: Oppdragsnr.: Generelt om flomvoller NVEs retningslinjer for flom- og skredfare for arealplaner (ref.[2]) har følgende råd om bygging av flomvoller: «Dersom reguleringsområdet blir sikret med flomvoller, må tilstanden og dimensjonen på flomvollen vurderes. Videre må en vurdere konsekvensene ved overtopping eller brudd på flomvollen, fordi dette vil gi brå oversvømmelse med sterk strømning, store vannmengder og store grop / utgravninger. En bør derfor vurdere konsekvensene for arealene bakenfor ved et eventuelt brudd i flomvollen. Areal like bak flomvollen vil være særlig utsatt. Generelt råder vi derfor fra å bygge tett inntil flomvoller, og helst bør en merke et sone rett innenfor som omsynssone. Reguleringsplanen bør sikre nødvendig kjøretilkomst til sikringsanlegg når det er behov for dette i samband med tilsyn og vedlikehold.» Nedenfor diskuteres dimensjoneringsprinsipper for ulike type flomvoller. Ulike type flomvoller Det finnes ulike måter å sikre elvekantene mot erosjon. NVEs veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein (ref. [3]) foreslår både støttemurer av stein lagt i tørrmur med nesten vertikale sider og plastring av sprengstein med en slakere skråningshelning (1:1,5). Valg av metode vil være avhengig av budsjett, tilgjengelig stein og arealer (vanlige skråningshelning vil ta mer plass). Støttemur av tørrmur En prinsippskisse for tørrmurer og dimensjonering er gjengitt fra NVEs veileder (ref. [3]) i Figur 11. Minste høyde i dimensjoneringsskjemaet er 2,0 m. For støttemur med høyde 1,0 m er det antatt at fot bredde bør være > 0,95 m og topp bredde > 0,90 m. Tørrmurer kan utføres nesten vertikalt, men en skråningshelning på mellom 3:1 og 5:1 gir best stabilitet. Figur 11. Prinsippskisse og dimensjoneringsskjema for tørrmur i forbygning. x:\nor\oppdrag\bergen\511\14\ \5 arbeidsdokumenter\53 dam og vassdrag\docs\notat regulering av øvre rolvsvå.docx Side 13 av 14

14

15 VEDLEGG 1: PLANTEGNINGER

16

17 VEDLEGG 2: KART AV OVERSVØMT OMRÅDE VED 200-ÅRSFLOM

18 TEGNFORKLARING Tverrprofiler Veg Koter Eksisterende bygg Normal vannføring 200-års vannføring ± Meter Målestokk 1 : SAMNANGER KOMMUNE Øvre Rolvsvåg Industriområde Tegn. nr Oppdrag mars 2012

19 VEDLEGG 3: ALLE BENYTTEDE TVERRPROFILER

20 74 72 Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS =

21 95 Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS =

22 76 74 Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS =

23 63.0 Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS = Geom: Rolvsvåg geometry RS =

24 62 Geom: Rolvsvåg geometry RS =

25 VEDLEGG 4: ENDREDE TVERRPROFILER ETTER TILTAK

26 74 72 Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS =

27 95 Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS =

28 76 74 Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS =

29 63.0 Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS = Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS =

30 62 Geom: Rolvsvåg geometry tiltak RS =