Flaumvurdering - Nesselvi Utgave: Sluttrapport Dato: 2014-05-16
Flaumvurdering - Nesselvi 2 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapportnavn: Flaumvurdering - Nesselvi Utgave/dato: Sluttrapport / 2014-05-16 Arkivreferanse: Revidert 04.05.2014 Oppdrag: 534715 Planregulering Nessane industri Oppdragsbeskrivelse:. Oppdragsleder: Nils Husabø Fag: Vann og miljø Tema Flaumvurdering Leveranse:. Skrevet av: Kvalitetskontroll: Per Sigve Selseng Adrian Sigrist www.asplanviak.no
Flaumvurdering - Nesselvi 3 FORORD Asplan Viak har frå Balestrand kommune fått arbeidet med planregulering av industrifelt i Nessane. Ved dette feltet renn Nesselvi forbi. Etter krav i TEK10 er det gjort ei flaumvurdering av området. Leikanger den 16.05.2014 Nils Husabø oppdragsleiar Per Sigve Selseng forfattar
Flaumvurdering - Nesselvi 4 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning...5 2 Beskrivelse av nedbørfelt...5 3 Datagrunnlag for flomberegninger...6 4 År til år variasjon i middelavløp...7 5 Avløpets fordeling over året...7 6 Flomfrekvensanalyse...9 7 Vannlinjeberegning...11 8 Referanser...15
Flaumvurdering - Nesselvi 5 1 INNLEIING har som ein del av reguleringsplanarbeid i Nessane vurdert flomforholda ved Nesselvi der elva passerer området. 2 SKILDRING AV NEDBØRFELT Nesselvi ligg i Balestrand kommune og er en del av vassdragsområde 079- Høyangervassdraget. Deler av feltet har tilrenning mot målestasjonen 79.3.0 Nessedalselv. Dette er den øvre delen som er avgrensa med blå linje i figur 2.1 (under). Totalfeltet er farga turkis. 36,8 km 2 Figur 2.1 Nedbørfeltgrense - Nesselvi Nedbørsfeltet er henta frå NVE Atlas. Totalfeltet er oppgitt til 36,8 km 2.
Flaumvurdering - Nesselvi 6 1400 1200 1000 moh 800 600 400 200 0 0 20 40 60 80 100 % Figur 2.2 Hypsografisk kurve for Nessedalselv. Kuven viser kor stor prosentvis del av det feltarealet til målestasjonen som er over ei gitt høgd Figur 2.2 gjeld målestasjonen Nessedalselv, som er 82 % av totalfeltet. Her ligg 92 % av feltet over kote 400 (87 % for totalfeltet), og 78 % ligg over kote 600 (70 % for totalfeltet). Lågaste og høgste nivå i feltet er ca. 5 og 1346 moh. Disse eigenskapane gjer at feltet vil reagere raskt på mildvær med store nedbørmengder. Det spesifikke avløpet i feltet for perioden 1961-1990 er i følgje NVE LAVVANN/avrenningskart berekna til 59,9 l/s/km 2. Dette tilsvarar ei gjennomsnittleg avrenning frå feltet på 2200 l/s. 3 DATAGRUNNLAG FOR FLOMUTREKNING Grunnlaget for dei hydrologiske utrekningane er måleseriar vassføring i stasjon 79.3.0 Nessedalselv. Stasjonen har registrert målingar frå 1983 til i dag. Sidan totalfeltet er noko større enn for målestasjonen (sjå tabell 3.1), må vidare analyser basert på målingane skalerast opp. Stasjon Måle periode Felt Areal km 2 Eff.sjøpr. % Skogandel % Bre % Snaufjell % Q l/skm 2 Høyde Intervall moh Nesselvi 36,8 0,88 30 0 61 59,9 0-1346 79.3 Nessedalselv 1983-2013 30.0 1,33 23,33 0 66,67 63,4 289-1346 Tabell 3.1 Faktorar for totalfeltet samanlikna med 79.3 Nessedalselv Data som nyttast tilpassast med omsyn til feltareal og spesifikk avrenning. Skaleringsfaktoren (F) vert: F = (36,8 km 2 /30,0 km 2 ) x (59,9 l/s.km 2 /63,4 l/s.km 2 ) = 1,16
Flaumvurdering - Nesselvi 7 4 ÅR TIL ÅR VARIASJON I MIDDELAVLØP Med bakgrunn i skalert vassføringsserie for 79.3 Nessedalselv i perioden 1983-2013 er variasjonane i middelavløpet frå år til år i Nesselvi presentert i fig. 4.1. Gjennomsnittleg årleg avløp frå heile måleperioden er 2,57 m 3 /s. Figur 4.1 Variasjon i vassføring frå år til år i Nesselvi. 5 AVLØPETS FORDELING OVER ÅRET Figur 5.1 viser middelvassføring (fleirårsmaksimum), medianvassføring (fleirårsmedian) og minimumsvassføring (fleirårsminimum) i Nesselvi over året utarbeida på grunnlag av observert vassføring ved 79.3 Nessedalselv i perioden 1984 2013. Fleirårskurva viser at vassføringa er størst på våren og forsommaren i perioden mai til juli og noko høg vassføring på hausten i september-oktober. Fig. 5.2 viser korleis maksimale (fleirårsmaksimum) flaumar fordeler seg over året. Fordelinga er nokså jamn over heile året, og ein kan få store flaumar i alle månadene. Merk at figuren viser døgnmiddelvassføringar. Kulminasjonsvassføringane er noko større.
Flaumvurdering - Nesselvi 8 Figur 5.1 Variasjon over året angitt som fleirårsmiddel, fleirårsmedian og fleirårsminimum i måleperioden. Figur 5.2 Maksimale flaumar som døgnmiddel i m3/s i Nesselvi.
Flaumvurdering - Nesselvi 9 6 FLAUMFREKVENSANALYSE Programmet EKSTREM i NVEs HYDRA II-database er nytta til å gjere flaumfrekvensanalyse av den skalerte dataserien frå Nesselvi. Flaumverdiane er vist i tabell 6.1. Gjentaksint. middelflom Flommengder [m3/s] Forholdstall Q x /Q M 5 23,56 1,32 10 26,15 1,47 20 28,63 1,61 50 31,85 1,79 100 34,25 1,92 200 36,65 2,06 500 39,82 2,24 1000 42,21 2,37 Tabell 16.1 Flaumfrekvensanalyser ved Nesselvi, Døgnmiddel av årsflaumar m3/s Av fleire moglege fordelingar nyttast Gumbel (max lik), ei fordeling som er best tilpassa observerte data med ein måleperiode på 30 år. Fordelinga er vist i grafen under (figur 6.1). Figur 6.1 Tilpassa fordelingsfunksjon til årsflaumar(døgnmiddel) - Nesselvi Etter Pbl. TEK10 7 skal det fastesettast sikkerheitsklasse for byggverk i flaumutsette område. Ved middels stor konsekvens, og utan fare for menneskeliv gjeld sikkerheitsklasse F2 med gjentaksintervall på 1/200 (TEK10). Frå tabell 6.1 er 200-års flaumen på 36,65 m 3 /s. Dette er døgnmiddelverdi. Kulminasjonsvassføringa (momentanvassføringa) vil verte større enn døgnmiddel-
Flaumvurdering - Nesselvi 10 vassføringa ved store flaumar. Forholdet mellom momentanflom og døgnmiddelflom (Q mom /Q døgn ) reknast ut med hjelp av NVEs formlar basert på feltparameterar, då det ikkje er funne observerte forholdstal. Observasjonar viser at flaummengdene har auka dei siste tiåra. I eit faktaark frå NVE (mars 2014) heiter det at «alle nedbørsfelt mindre enn 100 km 2 må regne med minst 20 % økt flomvannføring i løpet av de neste 50-100 år». I ein rapport frå 2011 tilrår NVE ein klimafaktor på 1,2 for alle nedbørsfelt i Sogn og Fjordane og 1,4 for spesielt utsette stader. Ein tek utgangspunkt i klimafaktor 1,2 Q mom /Q døgn (vår) = 1,34 Q mom /Q døgn (haust) = 1,58 Klimafaktor = 1,2 Totalt forholdstal = 1,58 x 1,2 = 1,90 Nesselvi A [km 2 ] Q Middel [m 3 /s] Q momentan /Q middel Q Momentan [m 3 /s] 50-årsflom 36,8 31,85 1,90 60,5 200-årsflom 36,8 36,65 1,90 69,6 Tabell 6.2 Kulminasjonsvassføring med klimapåverknad
Flaumvurdering - Nesselvi 11 7 VANNLINJEBEREKNING Det er gjort vasslinjeutrekning for Q 200 ved det regulerte området for å finne høgda på vasslinja ved flaum. Utrekningane er utført i dataprogrammet HEC-RAS, som er utviklet ved US Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center. 11 tverrsnitt av elva er henta frå digitalt kart med 1 m ekvidistanse, sjå figur 7.1. Kartet har også nokre meir detaljerte linjer som beskriver elvebotnen. Figur 7.1 Tverrsnitt av elva med kotehøgder på elvebotn 7.1 Kalibrering Det er ikkje funne kalibreringsdata, altså samtidig måling av vassføring og vasstand for strekninga. Manningsverdiane for hovudkanalen og for elvebredda i elva er difor bestemt ut frå synfaring, flyfoto og frå aktuell litteratur. To høgdemeter nedstraums tverrsnitt «L-2,0» ligg elveutløpet. I utrekningane er også to meter stormflo lagt til grunn, noko som har betyding for flaumforholda oppstraums utløpet. 7.2 Resultat frå vasslinjeutrekning Det er momentanvassføring som er nytta for Q 200 (200-års flaum). Resultata er presentert i tabell 7.1 og prinsippet er skildra med tverrsnitt «E 16,7», sjå figur 7.2. Figuren viser vasslinja, men også energilinja (grøn stipla). Energilinja er ei øvre grense for korleis elva kan opptre avhengig av straumingsforhold.
Flaumvurdering - Nesselvi 12 Tabell 7.1 Detaljresultat frå alle tverrsnitt. «W.S. Elev» = vasslinje. «E.G. Elev» = energilinje Figur 7.2 Tverrprofil E-16,7. Nedstraums, altså venstre = søraust Resultata frå utrekningane viser at vasshøgda generelt sett stig med om lag to meter ved Nessane, sjå figur 7.3. Energilinja (grøn stipla) ligg stort sett rundt ein meter høgre. Grunna usikkerheit i kalkulasjonane må ein ta høgde for energilinja. Altså kan vasslinja aukast med ein meter for å få eit mogleg flaumforhold. I figur 7.4 kan ein sjå resultatet i planet.
Flaumvurdering - Nesselvi 13 Figur 7.3 Lengdeprofil. Vasslinja gjennom Nessane. Figur 7.4 Plan. Vasslinja gjennom Nessane. Mørk blå = vasslinja. Lys blå = energilinja.
Flaumvurdering - Nesselvi 14 I figur 7.4 ser ein korleis vasslinja føl kanten av bøen (reguleringsområdet). Vatnet stig ein del og går over breddene, men ei elveskråning (sjå figur 7.5) som ligg i kanten på bøen held vatnet attende. Det ser altså ut til at det ikkje vil koma vatn inn i området ved 200 års flaum. Ved brua er det fortsatt god klaring/rikleleg høgde og ingen fare for kombinasjonen flaum og drivis/gods. Figur 7.5 Eksisterande forhold Konklusjonen frå utrekningane er at dei eksisterande forholda er vurdert til å ta unna flaum med 200 års gjentaksintervall eller mindre. Ved utbygging bør ein derfor: Behalde, evt. auke, høgdene på terrenget Ikkje endre på elvas utforming ved t.d. å smalne inn kanalen eller gjere andre inngrep i elva. Det tilrådast å halda nybygg i god avstand frå kantsona/utrekna energilinje. Vurdere erosjonssikring i yttersvingen mellom tverrsnitt C-18,7 og F-14,5.
Flaumvurdering - Nesselvi 15 8 REFERANSER 1. NVE database Hydra II 2. NVE Atlas 3. NVE Flaum- og skredfare i arealplanar, nr 2-2011 4. NVE Retningslinjer for flomberegninger, nr 4 2011 5. NVE Faktaark, Hvordan ta hensyn til klimaendringer i arealplanleggingen, mars 2014 6. NVE Hydrological projections for floods in Norway under a future climate, nr 5 2011 7. DSB Havnivåstigning Estimater av fremtidig havnivåstigning, 2009