Notat Til: Statens Vegvesen Fra: Thomas Væringstad Sign.: Ansvarlig: Sverre Husebye Sign.: Dato: Vår ref.: NVE 201100285-10 Arkiv: Kopi: 333 / 015.JB7A Middelthuns gate 29 Postboks 5091 Majorstua 0301 OSLO Telefon: 22 95 95 95 Telefaks: 22 95 90 00 E-post: nve@nve.no Internett: www.nve.no Org. nr.: NO 970 205 039 MVA Bankkonto: 7694 05 08971 Flomberegning for Rolvelva, Nore og Uvdal kommune i Buskerud Sammendrag Det er utført flomberegning for Rolvelva i Nore og Uvdal kommune, Buskerud. Middelflom og flommer med gjentaksintervall 5, 10, 20, 50, 100, 200 og 500 år er beregnet ved utløpet av Rolvelva i Uvdalsåi. Flomberegningen er kontrollert av Erik Holmqvist. Det foreligger ingen vannføringsdata for elva. Flomberegningene er derfor i hovedsak basert på frekvensanalyser av observerte flommer i nærliggende vassdrag og sammenlignet med regionale formler og frekvenskurver. Resultatet ble (kulminasjonsverdier): M Areal Q Q 5 Q 10 Q 20 Q 50 Q 100 Q 200 Q 500 km 2 l/s km 2 m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s Rolvelva 26,9 343 9,2 11,5 13,6 15,5 18,1 20,1 22,2 25,0 Siden det ikke foreligger målinger av vannføring i vassdraget, må usikkerheten i beregningene for det aktuelle vassdraget karakteriseres som relativt stor.
Side 2 Beskrivelse av nedbørfeltet til Rolvelva Vassdragsnummer (regine): 015.JB7A Vernestatus: Vassdraget er vernet iht. Verneplan IV for vassdrag. Feltkarakteristika for nedbørfeltene er vist i Tabell 1 og feltgrensene er vist i figur 1. Regime: Vårflommer er dominerende men store flommer om høsten kan forekomme. Figur 1. Nedbørfeltet til Rolvelva. Tabell 1. Feltkarakteristika for Rolvelva. Feltareal km2 Rolvelva 26,9 Eff. sjø % 1,6 QN (61-90)* l/s km2 Høydeintervall moh. Feltlengde km 24 500 1337 10,4 * Avrenning beregnet fra NVEs avrenningskart for normalperioden 1961-1990.
Side 3 Figur 2. Nedbørfeltene til målestasjonene (sort) og Rolvelva (rød). Målestasjonene En oversikt over nedbørfeltene til aktuelle sammenligningsstasjoner i området er gitt i Tabell 2. Beliggenhet og feltgrenser er vist i figur 2. Beregning av middelflom og flommer med ulike gjentaksintervall, døgnmiddelvannføringer Beregnet middelflom og forholdstallet mellom flommer med gjentaksintervall opp til 500 år for de aktuelle målestasjonene er gitt i Tabell 3. I Sælthun et al. (1997) er det utarbeidet regionale flomformler for Norge. Den mest aktuelle regionen er V3 som gir 311 l/s km2 i spesifikk middelflom mens frekvensfaktorene er gitt nederst i Tabell 3. Med bakgrunn i en sammenligning med representative stasjoner og beregninger ut fra regionale formler, antas middelflommen ved Viertjern å være sammenlignbar med spesifikk middelflom i Rolvelva. Som frekvensfaktorer brukes verdiene fra samme målestasjon. Frekvensfaktorene virker rimelige sett i lys av frekvensfaktorene fra målestasjon 16.66 Grosettjern som har en lang måleserie og de regionale verdiene i region V3. Tabell 2. Feltkarakteristika sammenligningsstasjoner.
Side 4 Stasjon Måleperiode Feltareal km 2 Eff. sjø Snaufjell % Q N * (l/s km 2 ) Q N (obs) ** (l/s km 2 ) Høydeint. moh. 12.150 Buvatn 1962-d.d. 23,3 5,1 0 12 13,4 840-1085 12.171 Hølervatn 1968-d.d. 79,4 2,2 10 17 16,8 780-1203 12.178 Eggedal 1972-d.d. 309 0,6 22 21 21,1 170-1463 12.188 Langtjernbk. 1973-d.d. 4,81 4,9 0 19 19,1 518-785 12.209 Urula 1984-d.d. 544 0,4 21 23 21,7 221-1281 12.212 Hangstjern 1986-d.d. 11,6 0,6 6 22 15,3 586-1047 15.49 Halledalsvatn 1962-d.d. 59,6 3,6 20 15 13,8 846-1186 15.53 Borgåi 1966-d.d. 94,1 0,3 29 16 15,6 769-1313 16.66 Grosettjern 1949-d.d. 6,48 3,1 2 29 18,7 939-1058 16.127 Viertjern 1977-d.d. 49,3 1,8 88 29 22,0 1104-1449 * Avrenning beregnet fra NVEs avrenningskart for normalperioden 1961-1990. ** Avrenning beregnet for observasjonsperioden til målestasjonen. Tabell 3. Flomfrekvensanalyse ved målestasjonene. Stasjon Periode Ant. år Areal Q 5 / km 2 m 3 /s l/s km 2 12.150 Buvatn 1963-2005 41 23,3 3,5 152 1,28 1,52 1,74 2,03 2,24 2,46 2,74 12.171 Hølervatn 1969-2009 41 79,4 14,9 188 1,27 1,41 1,54 1,68 1,78 1,86 1,97 12.178 Eggedal 1972-2009 38 309,4 76,6 247 1,3 1,54 1,78 2,08 2,31 2,54 2,83 12.188 Langtjernbk. 1974-2008 36 4,81 1,1 232 1,23 1,38 1,51 1,67 1,78 1,89 2,02 12.209 Urula 1984-2009 25 543,6 122,6 226 1,42 1,69 1,93 2,21 2,41 2,58 2,77 12.212 Hangstjern 1987-2006 20 11,6 2,3 199 1,25 1,46 1,66 1,91 2,11 2,30 2,55 15.49 Halledalsvatn 1963-2009 47 59,6 10,9 183 1,37 1,59 1,76 1,97 2,11 2,24 2,40 15.53 Borgåi 1967-2009 42 94,1 19,7 210 1,29 1,46 1,6 1,76 1,86 1,95 2,06 16.66 Grosettjern 1950-2009 60 6,48 1,5 234 1,25 1,48 1,70 2,01 2,26 2,51 2,86 16.127 Viertjern 1980-2007 23 49,3 12,7 257 1,25 1,47 1,68 1,96 2,18 2,40 2,71 Regional kurve V3 - - - - - 1,28 1,47 1,64 1,85 2,00 2,16 2,36 Q 10 / Q 20 / Q 50 / Q 100 / Q 200 / Q 500 / Tabell 4. Beregnet middelflom ( ) og resulterende flomverdier ved ulike gjentaksintervall for Rolvelva, døgnmiddelvannføringer. Punkt i vassdraget Areal Q 5 Q 10 Q 20 Q 50 Q 100 Q 200 Q 500 km 2 l/s km 2 m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s Rolvelva 26,9 260 7,0 8,7 10,3 11,7 13,7 15,2 16,8 19,0 Beregning av kulminasjonsvannføringer
Side 5 I små vassdrag vil kulminasjonsvannføring være atskillig større enn døgnmiddelvannføringen. Dette er spesielt karakteristisk i vassdrag hvor vannføringen kan stige raskt og flommene har et spisst forløp. Små nedbørfelter med lav effektiv sjøprosent vil typisk ha et raskere og spissere flomforløp sammenlignet med større nedbørfelter med høyere effektiv sjøprosent. Forholdet mellom kulminasjonsvannføring (momentanvannføring) og døgnmiddelvannføring (Q mom /Q mid ) anslås fortrinnsvis ved å analysere de største observerte flommene i vassdraget. Siden det ikke finnes vannføringsdata fra vassdraget må forholdstallet Q mom /Q mid dermed beregnes med utgangspunkt i nærliggende og lignende målestasjoner i området, og beregnede forholdstall fra eksisterende formelverk. For Viertjern er noen store flommer (døgnmiddel) sammenlignet med tilhørende kulminasjonsvannføringer. Flommen i mai 2004 er ikke med pga isoppstuvning ved profilet. Tabell 5 viser kulminasjons-, døgnmiddelvannføring og forholdstallet, Q mom /Q mid, mellom disse. Ved Viertjern er kulminasjonsvannføringen i gjennomsnitt 32 prosent større enn døgnmiddelvannføringen for disse flommene. Tabell 5. Kulminasjons- og døgnmiddelvannføringer ved Viertjern. Dato Kulminasjon m 3 /s Døgnmiddel m 3 /s Q mom /Q mid 18.05.1984 23,5 15,6 1,51 29.05.1988 22,7 18,0 1,26 27.05.1985 22,4 16,2 1,38 29.05.1995 21,0 19,4 1,08 17.10.1987 19,2 13,9 1,38 Middel 1,32 I Sælthun et al. (1997) er det utarbeidet ligninger som uttrykker en sammenheng mellom forholdet Q mom /Q mid og feltkarakteristika (feltareal og effektiv sjøprosent) for vår- og høstsesong. For vårflommer gjelder formelen: Q mom /Q mid = 1,72 0,17 log A 0,125 A SE 0.5, mens formelen for høstflommer er: Q mom /Q mid = 2,29 0,29 log A 0,270 A SE 0.5, hvor A er feltareal og A SE er effektiv sjøprosent. Formelen gav forholdstall for vår- og høstflommer på henholdsvis 1,32 og 1,53. For Rolvelva benyttes forholdstallet for vårsesong da vårflommen er dominerende i feltet. Midlere observerte forholdstall ved Viertjern er i samme størrelsesorden som forholdstallet fra formelverket for vårflommer. Det er derfor valgt å benytte et forholdstall på 1,32 videre i analysene. Kulminasjonsflommene blir dermed:
Side 6 Tabell 6. Beregnet middelflom ( ) og resulterende flomverdier ved ulike gjentaksintervall for Rolvelva, kulminasjonsvannføringer. Punkt i vassdraget M Areal Q Q 5 Q 10 Q 20 Q 50 Q 100 Q 200 Q 500 km 2 l/s km 2 m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s Rolvelva 26,9 343 9,2 11,5 13,6 15,5 18,1 20,1 22,2 25,0 Usikkerhet Det er en hel del usikkerhet knyttet til frekvensanalyser av flomvannføringer. De observasjoner som foreligger er av vannstander. Disse omregnes ut fra en vannføringskurve til vannføringsverdier. Vannføringskurven er basert på observasjoner av vannstander og tilhørende målinger av vannføring i elva. Men disse direkte målinger er ofte ikke utført på store flommer. De største flomvannføringene er altså beregnet ut fra et ekstrapolert forhold mellom vannstander og vannføringer, dvs. også observerte flomvannføringer inneholder en stor grad av usikkerhet. Hydrologisk avdelings database er basert på døgnmiddelverdier knyttet til kalenderdøgn. I prinsippet er alle flomvannføringer derfor noe underestimerte, fordi største 24-timersmiddel alltid vil være mer eller mindre større enn største kalenderdøgnmiddel. En annen faktor som fører til usikkerhet i data, er at de eldste dataene i databasen er basert på én daglig observasjon av vannstand inntil registrerende utstyr ble tatt i bruk. Disse daglige vannstandsavlesninger betraktes å representere et døgnmiddel, men kan selvfølgelig avvike i større eller mindre grad fra det reelle døgnmiddelet. I tillegg er dataene med fin tidsoppløsning ikke kontrollerte på samme måte som døgndataene og er ikke kompletterte i tilfelle observasjonsbrudd. Det foreligger heller ikke data med fin tidsoppløsning på databasen lenger enn cirka 25 år tilbake. Siden det ikke foreligger målinger av vannføring i vassdraget, må usikkerheten i beregningene for det aktuelle vassdraget karakteriseres som stor. Referanser Sælthun, N. R., Tveito, O. E., Bønsnes, T. E. og Roald, L. A. 1997: Regional flomfrekvensanalyse for norske vassdrag. NVE Rapport nr. 14 1997.