I forbindelse med vurdering av bekkeåpning av Mærradalsbekken ved Hovseter/ Røa er det gjort en vurdering av påregnelige flomstørrelser for bekken.

Transkript

1 Til: Oslo VAV Fra: Norconsult AS v/ Jon Olav Stranden (QA James Lancaster) Dato/Rev: Vedlegg 2. Beregning av flomstørrelser i Mærradalsbekken I forbindelse med vurdering av bekkeåpning av Mærradalsbekken ved Hovseter/ Røa er det gjort en vurdering av påregnelige flomstørrelser for bekken. Flomvurdering Det naturlige nedbørfeltet til Mærradalsbekken ved kryssing av Sørkedalsveien er beregnet til ca. 2,8 km². Dette feltet må imidlertid korrigeres for til/ fraføring av overflatevann fra 3 delfelter (se Figur 1): Felt 1: Felt på 0,40 km² opp mot Voksenkollen føres i sin helhet inn i nedbørfeltet til Mærradalsbekken Felt 2: Felt på 0,37 km sørvest for Holmenkollbakken antas å bli fraført 50 % under flom Felt 3: Felt på 0,16 km² på Hovseter føres i sin helhet inn på Mærradalsbekken nedstrøms prosjektområdet og medregnes ikke Totalt nedbørfelt som bidrar under flom er derfor på ca. 2,87 km². Ved innløpet til kulverten som går under friområdet ned mot Sørkedalsveien er feltarealet ca. 2,50 km². Ut fra NVEs avrenningskart er årsmiddelvannføring fra nedbørfeltet på 2,87 km² på ca. 53 l/s. Nedbørfeltet ligger i et tett bebygget område. I hovedsak er dette boligbebyggelse med hager og grøntarealer i mellom, og kun en marginal del av feltet er fullt urbaniserte områder med tette flater. Det er ikke innsjøer/ vann av nevneverdig betydning i nedbørfeltet, og kombinert med at deler av feltet er relativt bratt gjør at avrenningsresponsen fra feltet er rask. I Tabell 1 er feltets karakteristika sammenlignet med karakteristika for mindre nedbørfelt nær Oslofjorden. Målestasjonenes plassering er vist i Figur 2. På grunn av begrenset datautvalg for små felter er også noen større felter på km² med i analysen. Tabell 1 Nøkkeldata. Felt Areal Eff. sjø Høyde moh Årsavløp Periode (km 2 ) (%) (min-med-max) (l/s/km 2 ) Mærradalsbekken v. Sørkedalsv * Sagstubekken Høgfoss Gryta Bjørnegårdssvingen Sæternbekken Blomsterkroken Lierbyen Vikevatn Sundbyfoss Fiskum Gutudammen *Fra NVEs avrenningskart Side 1 av 7

2 NOTAT Norconsult AS Vestfjordgaten 4, NO-1338 Sandvika Pb. 626, NO-1303 Sandvika Tel: Fax: Notat nr.: 01 Oppdragsnr.: Kulvertinnløp 3 Sørkedalsveien Figur 1 Nedbørfelt Mærradalsbekken og til/ fraførte sidefelt (nummerert). Se tekst for detaljer Side 2 av 7

3 8.6 Sæternbekken 8.8 Blomsterkroken 8.2 Bjørnegårdssvingen 6.10 Gryta Mærradalsbekken 11.1 Lierbyen Fiskum Vikevatn Sundbyfoss 13.3 Svingen 13.1 Gutudammen 3.11 Sagstubekken 3.22 Høgfoss Figur 2 Målestasjoner benyttet til frekvensanalyse. Regional flomfrekvensanalyse (døgnmiddelverdi) Det er utført flomfrekvensanalyse på data fra feltene vist i Tabell 1, verdier vist i Tabell 2. Høstflommene i de naturlige feltene i dette området er vanligvis litt høyere enn årsflommene, men for så små felt som Mærradalsbekken vil det være naturlig å se på årsflommer. Årsaken er at kortvarige og intense tilsigsepisoder like gjerne kan opptre på sommeren som på høsten. Det er beregnet middelflom, 100-årsflom og 200-årsflom for alle seriene. Middelflommen har et gjentaksintervall på 2-3 år og er å regne som en relativt stor, men likevel jevnlig opptredende flomstørrelse. 100-og 200-årsflom er flomstørrelser som ofte legges til grunn i forbindelse med vei- og bebyggelsesplanlegging. Tabell 2 Flomfrekvensanalyse. Døgnverdier i l/(s*km²). Felt Q M Q 100 Q 200 Q 100 /Q M Q 200 /Q M 3.11 Sagstubekken Høgfoss Gryta Bjørnegårdssvingen Sæternbekken Blomsterkroken Lierbyen Vikevatn Sundbyfoss Fiskum Gutudammen Middel for felt < 10 km² Side 3 av 7

4 Det er utført en multippel regresjonsanalyse på datasettet beskrevet ovenfor for å avdekke eventuelle sammenhenger mellom feltparametre og flomstørrelse. Det oppnås god korrelasjon (R 2 = 0,91) med feltparametrene logaritmert feltareal, effektiv sjøandel, medianhøyde og årsmiddeltilsig: Q M = 136,5 21,49*log(A) 97,6*Eff.sjø% + 10,3*Q N 0.205*H 50 Her er A feltareal, Eff.sjø% effektiv sjøprosent, Q N årsmiddeltilsig og H 50 medianhøyde. Fortegnene i ligningen virker fornuftige. Figur 3 viser et spredningsdiagram for den regionale analysen. Det er en styrke i denne analysen at alle målestasjonene som inngår i analysen ligger nær Oslofjorden og at vannmerker med relativt små feltarealer og lav effektiv sjøprosent inngår. Svakheten er likevel at kun tre av målestasjonene har et nedbørfeltareal på mindre enn 10 km². Døgnmiddelvflommen Q M for Mærradalsbekken med denne ligningen blir på 276 l/(s*km²). Med gjennomsnittlige forholdstall for små felt fra Tabell 2 gir dette døgnmidler ved Q 100 og Q 200 på hhv. 658 og 725 l/(s*km²). Q M fra regresjon l/(s*km²) Q M observert l/(s*km²) Figur 3 Samenligning av beregnet og observert Q M. Beregnet verdi for Mærradalsbekken med blått. Momentanflom Siden flommene i små nedbørfelt til dels kan variere mye over ett døgn, vil døgnmiddelflommen være vesentlig lavere enn maksimal flomverdi i løpet av døgnet. Forholdet mellom momentanflom og døgnflom beregnet etter formelverket i NVEs retningslinjer for flomberegninger er 2,16 for høstflom. Fra retningslinjer for flomberegninger er Q mom /Q døgn for årsflommer for det noe større feltet Sæternbekken på 2,41 (sammenlignet med 2,02 fra formelverket) og for det litt større feltet Blomsterkroken er forholdstallet beregnet direkte fra dataserien til 1,43 (sammenlignet med 1,76 fra formelverket). Tilsvarende forholdstall for små felt på 0,4-10 km² og liten dempning fra NVEs retningslinje for flomberegninger ligger på 1,66-2,91, hvor 2,91 er verdien for et felt med felt på 0,41 km². Vi har valgt å bruke forholdstallet 2,5 for Mærradalsbekken Side 4 av 7

5 Lokale måledata I NVEs dataarkiv Hydra II foreligger det data fra to urbanhydrologiske målestasjoner i Oslo, 6.12 Vestli og 6.13 V.Vika. Mest interessant er kanskje måleserien 6.12 Vestli, som har registrert vannføring fra et delvis tettbebygd nedbørfelt med samme feltstørrelse som Mærradalsbekken, men lenger øst i Oslo. Målingene gjøres over et V-profil. Det er rapportert at flommen i 1987 var oppstuvet fra nedstrøms side, men årene før 1990 er uansett utelatt fra analysen, da det ikke foreligger 15-minuttersverdier fra denne perioden. Dataserien inneholder derfor 15-minutters vannføring for 25-årsperioden Informasjon fra NVEs felthydrolog og vurdering av data gir en mistanke om at vann føres ut av dette feltet via overvannssystemet. Fraføring av vann i overflatesystemer med begrenset kapasitet kan gi den effekten at overvannsystemet går fullt under bare over en viss flomintensitet. Dermed kan det være flere populasjoner i analysegrunnlaget. Det er derfor gjort en manuell tilpasning av frekvensfordeling for de observerte flommene ved Vestli som vist i Figur 4. Denne analysen gir middelflom, 100- og 1000-årsflom på henholdsvis ca. 100 l/(s*km²), 400 l/(s*km²) og 650 l/(s*km²) (15-minutters verdier). En analyse direkte på knekkpunktdata (ned til 1 minutts oppløsning) gir tilsvarende hhv. ca. 190 l/(s*km²), 550 l/(s*km²) og 760 l/(s*km²). Disse flomverdiene virker kunstig lave og er samtidig lavere enn det den regionale analysen indikerer for døgnverdier. Dette styrker mistanken om at det føres en signifikant mengde vann ut av dette nedbørfeltet og flomverdiene herfra er derfor ikke tillagt vekt i de videre analysene. Det er også gjort en frekvensanalyse på momentandata fra målestasjonen 6.13 V.Vika (Figur 5). Med det feltarealet som er oppgitt på Hydra II (ca. 0,1 km²) svarer dette til middelflom, 100 og 1000-årsflom på ca 4240 l/(s*km²), l/(s*km²) og l/(s*km²). Dette feltet har imidlertid nesten bare tette flater, er meget lite og er ikke sammenlignbart med Mærradalsbekken. Flomverdiene herfra er derfor ikke vektlagt Vannføring, l/(s*km²) Gjentaksintervall, år Figur 4 Observerte momentanflommer (15-min.verdier, ) ved 6.12 Vestli Side 5 av 7

6 Figur 5 Frekvensanalyse på knekkpunktverdier for 6.13 V.Vika ( ). Endelig vurdering av flomstørrelse Den regionale analysen av flomstørrelser antyder en døgnmiddel Q 200 i størrelse 725 l/(s*km²). Dette er ca. 15 % høyere enn i et målefelt for vannføring på 3,4 km² (Sagstubekken) like sørøst for Oslo, men samtidig noe lavere enn i et målefelt på 6,3 km² (Sæternbekken) som ligger like vest for Mærradalsbekken. Vi mener døgnmiddelverdien ikke bør settes lavere enn for Sæternbekken, og legger til grunn en døgnmiddelverdi på 750 l/(s*km²). Døgnmiddelflommen Q M og Q 100 settes til 280 og 660 l/(s*km²). Beregnet forholdstall mellom momentan- og døgnmiddelflom gir at Q M, Q 100 og Q 200 i Mærradalsbekken ved Sørkedalsveien kan forventes å være om lag hhv. 2,0 m³/s, 4,7 m³/s og 5,4 m³/s. Observasjoner i to urbanhydrologiske felt i Oslo spriker for mye i forhold til den regionale analysen til å kunne nyttes for å justere den beregnede verdien. Spesifikk flomverdi for to målefelt nær Oslofjorden av størrelse 3-7 km² gir ingen indiksjoner om at spesifikk flomverdi er for lav. Nedbørfeltet ved innløpet til kulverten er 2,5 km², og tilsvarende flommer her vil være om lag hhv. 1,7 m³/s, 4,1 m³/s og 4,7 m³/s. Det er da lagt til grunn en ren arealnedskalering av flommen. I tillegg kommer eventuelle tilførsler av vann fra utenfor det naturlige nedbørfeltet. Usikkerheter Det er en viss usikkerhet knyttet til størrelsen på nedbørfeltet til Mærradalsbekken på grunn av overvannssystemet, hvor vann føres inn i eller ut av feltet med overføringskapasiteter som stedvis er avhengig av intensitetsnivå. Dette er i størst mulig grad forsøkt tatt høyde for i beregningene, men usikkerheten kan ikke elimineres. Sandvika, Utarbeidet: Fagkontroll: Godkjent: Side 6 av 7

7 Fornavn Etternavn Fornavn Etternavn Fornavn Etternavn Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier Side 7 av 7