HYDROLOGI Marianne Myhre Odberg odbmar@banenor.no Hydrolog Bane NOR
Tema Hydrologi, hva er det? Flom Gjentaksintervall og sannsynlighet Flomberegning og klimatilpasning Hydrologi og jernbane Hensyn til opp- og nedstrøms interesser Jernbanens dreneringssystem Vann som skadefaktor, ulike eksempler
Gode løsninger Vossebanen ved Skorve Gode løsninger for vannhåndtering (i hele nedbørsfeltet) reduserer risikoen for brudd i togtrafikken grunnet skader forårsaket av vann
Hydrologi Det geofysiske faget som omhandler vannet på jorda: - forekomsten, - sirkulasjonen og - fordelingen av dette,
Vannets egenskaper Egenskaper som kan virke negativt på infrastruktur: Vann er stivt og kan nesten ikke komprimeres Utglidning av underbygning som følge av belastning Det har kraft når det er i bevegelse Erosjon Transport Det fryser med stor kraft (ekspansjon 9%) Kapillær effekt Oppdrift
Utglidning ved Lønsdal 16.5.2010 http://www.nrk.no/video/her_tar_raset_nordlandsbanen/5be764f2 BF5974E7/emne/ras/
Flom Definisjon: En vannstand eller en vannføring over det normale Vannføring er mengde vann som passerer et punkt i en elv i løpet av en tidsenhet (m3/s) Vannstand (h) bestemmes av lokale forhold, vannføringen (i Norge) øker kontinuerlig nedover i elva
Middelflom Middelflom = normal flom (2-årsflom) Gjennomsnittet av høyeste døgnmiddelvannføring hvert år i en årrekke (for et vassdrag)
Gjentaksintervall og sannsynlighet Gjentaksintervall: Det antall år som gjennomsnittlig (over en uendelig lang periode) går mellom hver gang en like stor, eller større, flom inntreffer Gjentaksintervall og sannsynlighet er omvendte størrelser: Det er liten sannsynlighet for at en flom med høyt gjentaksintervall skal forekomme Eksempler: Det er 1/10 = 10% sannsynlighet hvert år for å få en 10-årsflom, eller en større flom Det er 1/100 = 1% sannsynlighet hvert år for å få en 100-årsflom, eller en større flom Det er 1/200 = 0,5% sannsynlighet hvert år for å få en 200-årsflom, eller en større flom Konklusjon: Om en 100-årsflom opptrer et år er det fortsatt 1% sjanse for at det vil skje igjen neste år.
Gjentaksintervall og sannsynlighet Dimensjonering: Teknisk regelverk 520, kapittel 3.3 drenering sier: "Stikkrenner og øvrig dreneringsanlegg dimensjoneres for 200 års gjentaksintervall med påslag av klimafaktor 20%" Klimatilpasning: Jernbanen skal være robust for å kunne håndtere kommende ugunstig vær
Flomberegning Rasjonale metode: Q = C * i* A *Kf C = avrenningsfaktor, konstant (0-1) i = nedbørintensitet, l/s*ha A = areal, ha Kf = klimafaktor, 1,2 (=20%) i finnes ved hjelp av en IVF-kurve (intensitet varighet frekvens) og avhenger av: - Ønsket gjentaksintervall (år) - Konsentrasjonstid (tc). tc er tiden vannet bruker fra ytterst i feltet til utløpet/målestedet
Flomberegning Det er STOR usikkerhet i flomberegninger i små felt: Er målestasjonen for nedbør representative for området? Få stasjoner har IVF-kurver C-verdien har stor innflytelse på svaret! Bruk av klimafaktor? Rasjonale metode forutsetter at nedbør faller jevnt i hele nedbørsfeltet. Bør ikke brukes for felt > 0,5 km2 (tilsvarende 50 ha) Skal ikke benyttes i felt med A(innsjøprosent) (Gir BaneData riktig informasjon om stikkrennenes kapasitet?) Konklusjon: Flomberegninger bør utføres av fagkyndig hydrolog
Jernbanens dreneringssystem Dreneringens funksjon er å Samle og føre bort overflatevann Samle og føre bort grunnvann Hensikten er å Sikre banen mot erosjon Sikre tilstrekkelig bæreevne Motvirke stabilitetsproblemer Unngå nedknusing av ballast Dermed unngås Sporfeil og utglidninger (kan være sikkerhetskritisk) Redusert levetid (økonomisk og miljømessig gunstig)
Stikkrenne Leder vannet under jernbanelegemet. Større stikkrenner kalles gjerne kulverter.
Vann som skadefaktor Steinkiste. Ballastmateriale har rast ned Steinkiste. Innsnevring Resultat: Redusert kapasitet / funksjon Økt fare for skade ved hendelse
Flomberegning Sørlandsbanen, km. 492.300. Heskestadsvatnet
Stikkrennekapasitet Sørlandsbanen, km. 492.300. Heskestadsvatnet Kapasitet (l/s) av stikkrenner med rektangulært tverrsnitt Kilde: Vassdragshåndboka (Tapir)
Flomberegning og stikkrennekapasitet Sørlandsbanen, Gvarv - Bø
Vann som skadefaktor Når Q overstiger kapasitet Utfordringer: Økt erosjonsfare Økt fare for vann på avveie Behov for risikoreduserende tiltak?
Vann som skadefaktor Hva ønsker vi å unngå? Årsak: Endret dreneringsforhold pga. hogst. Tett stikkrenne - fylling av finsand - dannelse av dam teleskorpe Utglidning som følge av togets belastning mot underbygningen
Vann som skadefaktor Notodden 2011
Vann som skadefaktor Dovrebanen. Kvam i Gudbrandsdalen 2013
Flom i Storåa ved Kvam 2013. Dovrebanen https://www.youtube.com/watch?v=euvtfdwjx2i Mellom Hundtorp og Fron: https://www.youtube.com/watch?v=7zjyecdice0
Espa 2013 Vann som skadefaktor
Vann som skadefaktor Østfoldbanen, østre linje km. 2,5. Ustvedt, ved Ski 2017
Vann som skadefaktor Kongsvingerbanen mellom Haga og Årnes 2013
Vann som skadefaktor Helhetlig vannhåndtering i et nedbørsfelt Utbedring av E6, sør for Bodø
Vann som skadefaktor Flomskred ved Langhelle. Bergensbanen, 14.11.2005
Gode løsninger Flomskred ved Langhelle Bergensbanen, 14.11.2005 Utbedret innløpskonstruksjon: Skråstilt rist i bakkant fører til at masser går over mens vann strømmer gjennom og ned i stikkrenneinnløpet.
Marianne Myhre Odberg Hydrolog / senioringeniør odbmar@banenor.no +47 907 79 957 Takk for meg