Kommuneplankomiteen 09.05.11 sak 12/11 vedlegg 6

Kommuneplankomiteen 09.05.11 sak 12/11 vedlegg 6

2 INNHOLDSFORTEGNELSE SAMMENDRAG... 4 1 INNLEDNING... 7 2 BESKRIVELSE AV VASSDRAGENE OG AVGRENSNING AV PROSJEKTET... 8 2.1 Bråsteinvatnet... 8 2.2 Høylandsånavassdraget... 9 2.3 Stokkelandsvatnet... 9 2.4 Storånavassdraget... 10 2.5 Gandsfjorden... 10 3 HYDROLOGISK FLOMFREKVENSANALYSE... 11 3.1 Flomtilsig til vassdraget fra nedbørfeltet... 11 3.2 Hydrologiske målestasjoner og datainnsamling i Sandnes... 11 3.3 Hydrologisk flomfrekvensanalyser... 12 3.3.1 Ekstreme analyser for døgnmiddelverdier av nedbør og vannføring ved Aspervika... 12 3.3.2 Nedbør-avrenningsmodellen SIMBA og hydrologiske beregninger... 13 3.3.3 IVF-metoden... 14 3.3.4 Valgt av metode for beregning av 200 års flom... 15 3.3.5 Beregning av 200-års flom... 15 3.4 Usikkerhet i hydrologiske flomfrekvensberegninger... 16 4 HYDRAULISK FLOMVANNLINJEBEREGNING... 17 4.1 Generelt om flomvannlinjeberegningen... 17 4.1.1 Hydrauliske forhold langs vassdraget... 17 4.1.2 Lengde- og tverrprofiler... 17 4.1.3 Manningstall og modellkalibrering... 18 4.1.4 Strømforhold for hydrauliske beregninger... 18 4.2 Flomvannlinjeberegning fra Bråsteinvatnet til Bjønnbåsen.... 19 4.3 Flomvannlinjeberegning for Høylandsåna fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet... 19 4.3.1 Tverrprofiler for Høylandsåna... 19 4.3.2 Manningstall... 20 4.3.3 Hydraulisk beregning... 21 4.3.4 Presentasjon av resultater for Høylandsåna... 22 4.3.5 Usikkerhet i flomberegninger for Høylandsåna... 26 4.4 Flomvannlinjeberegning for Storånavassdraget... 26 4.4.1 Tverrprofiler for Storåna... 26 4.4.2 Manningstall... 28 4.4.3 Flomvannføringer til Storånavassdraget... 30 4.4.4 Hydrauliske beregninger... 32 4.4.5 Presentasjon av beregningsresultater for Storånavassdraget... 32 4.4.6 Oppsummering av flomvannlinjeberegninger for Storånavassdraget... 37 4.4.7 Usikkerhet i flomvannlinjeberegninger for Storånavassdraget... 39 5 KONKLUSJON OG FORSLAG TIL TILTAK... 41 6 LITTERATUR... 44

V E D L E G G... 45 Vedlegg A. Utvalgte bilder viser vannet, elva og anlegg for Høylandsåna og Storånavassdraget... 46 Vedlegg B. Måleprofiler langs Høylandsåna og Storånavassdraget... 48 Vedlegg C. Notat beregning av 200-års flom i Storåna-vassdraget... 56 Vedlegg D. Beregnet flomvannstand... 60 3

4 SAMMENDRAG Høylandsåna renner ut fra Bråsteinvatnet via Høyland og til Stokkelandsvatnet. Storånavassdraget går ut fra Stokkelandsvatnet, via Sandvedparken og Sandnes sentrum og munner ut i Gandsfjorden. De to vassdragene er viktige områder for friluftslivet i Sandnes. Sandnes kommune ønsker å bevare og utvikle disse områdene til rekreasjon. I denne sammenheng er det viktig å beskytte vannmiljøet (f. eks. flommer og medførende forurensning). Høylandsåna og Storåna er utsatt for betydelige svingninger i vannføringen. Beboere langs vassdraget mener at flomhyppigheten har økt de senere årene. Også lav vannføring kan være et problem. Dette kan forebygges ved hensiktsmessige tiltak for flommer. Utbygging og klimaendring gir raskere og større avrenning på overflater og deretter til vassdraget. NVE har utarbeidet nye retningslinjer for planlegging og utbygging i fareområder langs vassdrag (Nr. 1/2008). Retningslinjene viser hvordan flom- og skredfare bør utredes i planprosessen for kommuneplaner og reguleringsplaner og videre i byggesaksbehandlingen. En viktig endring i de nye retningslinjene er at anbefalte sikkerhetsnivå for flomutsatt bebyggelse er skjerpet. NVE anbefaler nå en sikkerhet i forhold til en 200 års flom også for enkelthus. Dette prosjektet utarbeider flomfrekvensanalyser og flomvannlinjeberegning for Høylandsåna og Storånavassdraget. Grunnlaget for flomfrekvensanalyse for de to vassdragene er måledata fra NVEs stasjon Aspervik klima (29.1) og Aspervik (29.4) for 10-15 års og SINTEF rapporter i 2002. I SINTEF prosjekt 2002 ble det utført analyser for byutvikling og konsekvenser for hydrologiske forhold og vannføring i Høylandsåna-, Storåna- og Skjævelandsånavassdraget. I dette prosjektet er en logaritmisk ekstrapolering av Gumbel-fordelingen brukt med antagelse om at økningen i flomverdi fra 50- til 100-års flom er like stor som økningen i flomverdi fra 100 til 200 års. 200-års flom ble ekstrapolert for Høylandsåna og Storåna basert på 50- og 100-års flommer. I tillegg er 20 % for usikkerhet i selve flomberegningene og 30 % knyttet til klimaforandringer lagt på 200 års flommen. Flomvannføringer (m 3 /s) ved profiler som har betydelig flomtilsig til vassdraget er: Gjentaksintervall 50 år 100 år 200 år 200 år +20 % 200 år +30 % Profil 1 ved Bråsteinvatnet 3,2 3,3 3,4 4,08 4,42 Profil 2 ved Gamle kirkegård 8,2 8,9 9,6 11,52 12,48 Profil 3 ved Svebestadkanalen - - - - - Profil 4 nedenfor samløpet med Svebestadkanalen 9,8 10,8 11,8 14,16 15,34 Profil 5 ved utløp fra Stokkelandsvatnet 5,5 6,0 6,5 7,8 8,45 Profil 6 ved Sandvedparken 6,6 7,1 7,6 9,12 9,88 Flomtilsig er beregnet etter arealprosent fra lokale delfeltene langs vassdraget og brukt for flomvannlinjeberegninger for vassdragene. Lengder og tverrprofiler er innmålt av Ingeniørservice AS i 2008 og MATRICULA i 2010.

5 Vannlinjeberegninger er gjennomført med den hydrauliske modellen HECRAS for Høylandsåna og Storånavassdraget for å finne flomvannlinjer langs elvas lengdeprofiler og vannstand i tverrsnitt i flommene med ulike gjentaksintervall. Flomberegningen viser at disse områder langs Høylandsåna kan ha høy flomrisiko: områder med profilene 111, 110, 109 (a), 24-22, 13-8 og 7-3 kan bli oversvømt under 200-års flom. Skade i område ved profilene 111-109 nedenfor Bråsteinvatnet og ved innløp til Stokkelandsvatnet (profil 7-3) kan være lavere fordi der er det få boliger. Områder fra profil 13-8 er delvis tett bebygde. Flom kan derfor få betydelige konsekvenser. Følgende områder langs Storånavassdraget kan ha høy flomrisiko: områder med profil nr. 64, 63, 56.2, 56.1, 55, 54, 44, 43,5, 38, 26, 14.1, 13,4, 13 kan bli oversvømt eller ha høye vannstander under 50-års eller større flommer. Over 30 % av innmålingstverrsnittene har høy flomrisiko. Flomskade i disse områdene kan være alvorlig på grunn av tett bebyggelse og rekreasjon i Sandvedparken. Som videre arbeid og tiltak foreslår vi: Bruke terrengmodell, f. eks. DEM eller DTM for å utvide profilene i områder som blir oversvømt i flommen og få beregnet riktig vannstand for disse tverrsnittene (f. eks. profil 111, 110, 109, 24, 22, 16, 13, 12, 11, 10, 8, 7, 6, 5, 4, 3 for Høylandsåna og profil 74, 64, 63, 56, 55, 54, 52, 44, 43, 42, 41, 38, 28, 26, 25, 24, 14, 13 for Storåna) og deretter lage GIS flomsonekart å påvise områder med høy flomrisiko. Ifølge NVEs flomsoneprosjekt bør kommunen også kartlegge lavpunkter nær vassdraget. Detter områder som ikke har direkte forbindelse med elva, f. eks områder bak flomverk, kulverter m.v. Disse områdene vil ha annen sannsynlighet for oversvømmelse og må behandles særskilt. Spesielt utsatt vil disse områdene være ved intenst lokal regn, ved stor flom i sidebekker eller ved gjentetting av kulverter. Elva deler seg flere steder langs vassdragene. Der er det vanskelig å måle tverrsnitt nøyaktig og vanskelig å dele vannføringen til ulike elvestrekninger. Derfor foreslår vi at kommunen vurderer nødvendigheten av å gjøre en undersøkelse av flomrisiko for profil 16-14 ved Høyland og områder som ligger ved Skeilunden (profil 47-40) og Ganddalsgata (profil 18-13) ved Storånavassdraget. Eventuelt bør kulvertene ved Bjønnbåsen og Høyland bygges om slik at de får større kapasitet og bedre sikring mot rask og kvister, og kulvertene ved Ganddalsgata innmåles og modelleres slik at man vet mer nøyaktig hydraulisk kapasitet disse stedene. Vi foreslår at kommunen prioriterer videre arbeid nevnt ovenfor i nærmeste fremtid, og samtidig tar hensyn til følgende forhold: Analyse effekt av klimaendringer. For å redusere usikkerheten ved beregning for flomvannføring, anbefaler vi å bruke IVFmetoden som et alternativ og sammenligne med resultatene fra SIMBA- modellen. Innføre drift vedlikehold av kulverter og elveløp, spesielt i innløp av kulvertene, bruene og andre anlegg for å få utnyttet innløpskapasiteten. Slippe ut vann og senke vannstand i Bråsteinvatnet og i Stokkelandsvatnet før store flommer eller bruke pumpestasjon å redusere vannstand i vassdraget før de blir oversvømt.

6 Planlegge tiltak for områder der er flomrisiko høy for 200 års flom og hvor konsekvenser kan bli alvorlige. Påvirkning av høy vannstander i Gandsfjorden på vassdraget er undersøkt i dette prosjekt. Modelleringen viste at høyvannstand 1,0 m i Gandsfjorden kan ha effekt ca. 800 m oppstrøms i elva. Det er ikke et stort problem når vannstanden i fjorden er meter eller lavere, men kan føre til flom eller skade når høy vannstanden øker til m eller høyere i fjorden. Da blir den lukkede delen oversvømt. Om usikkerhet Manglende nedbør- og vannføringsdata kan medføre for store eller for små flomverdiene. Hydraulisk modell kan ikke kaliberes på grunn av manglende målt vannstand i vassdraget i store flomhendelser. De fleste av innmålingstverrsnitter er for smale i forhold til aktuelt tverrsnitt ved en virkelig flom. De fleste innmålingsprofilene dekker ikke flomsonen utover elvekanten og flomsonene er vanligvis flatere og bredere enn elvas tverrsnitt. Dette kan føre til at beregnet flomvannstand i elva er høyere enn aktuelle verdiene. Ved planlegging og utvikling av områder langs Høylandsåna og Storåna kan en bruke flomberegninger direkte for å identifisere områder som ikke bør bebygges, men nærmere vurdering av flomrisiko, faren og mulige tiltak er nødvendig. Primært må en ta utgangspunkt i beregnet vannstand og sammenligne disse mot terreng- og bygningshøyde.

7 1 INNLEDNING NVE har utarbeidet nye retningslinjer for planlegging og utbygging i fareområder langs vassdrag (Nr. 1/2008). Retningslinjene viser hvordan flom- og skredfare bør utredes i planprosessen for kommuneplaner og reguleringsplaner og videre i byggesaksbehandlingen. En viktig endring i de nye retningslinjene er at anbefalte sikkerhetsnivå for flomutsatt bebyggelse er skjerpet. NVE anbefaler nå en sikkerhet i forhold til en 200 års flom også for enkelthus. Utbygging og klimaendring gir raskere og større avrenning på overflater og deretter til vassdraget. Høylandsåna renner ut fra Bråsteinvatnet via Høylandsåna og videre til Stokkelandsvatnet. Storånavassdraget renner ut fra Stokkelandsvatnet, via Sandvedparken og Sandnes sentrum og munner ut i Gandsfjorden. De to vassdragene er viktige områder for friluftslivet i Sandnes. Sandnes kommune ønsker å bevare og utvikle disse områdene til rekreasjon. I denne sammenheng er det viktig å beskytte vannmiljøet (f. eks. flommer og medført forurensning). Høylandsåna og Storåna er utsatt for betydelige svingninger i vannføringen. Beboere langs vassdraget mener at flomhyppigheten har økt de senere årene. Også lav vannføring kan være et problem. Dette kan forebygges ved hensiktsmessige tiltak for flommer. Sandnes kommune har derfor gitt SINTEF i oppdrag å lage en flomvannlinjeberegning som tilfredsstiller NVEs krav. Målet for beregningen er å støtte kommunes planlegging for byutvikling i området. SINTEF har beregnet avrenning og vannstand for 200 års flom for Høylandsåna- og Storåna, og undersøkt hvordan utbygging påvirker flomrisiko. Resultater fra tidligere SINTEF-prosjekter er brukt som grunnlagsmateriale og gir viktig informasjon for dette prosjekt. Disse prosjektene er dokumentert i følgende rapporter: König, A., og Sægrov, S. (2006). Flomfrekvensanalyse for Storåna, SINTEF notat, 2006-09-07. Milina, J., og Selseth, I. (2002). Byutvikling i Sandnes. Konsekvenser for hydrologiske forhold og vannføring i Høylandsåna-, Storåna- og Skjævelandsånavassdraget. SINTEF rapport nr. STF66 A02105. Nie, L., Hafskjold, L. S. (2008). Flomfrekvensanalyse og flomvannlinjeberegning for Bjønnbåsen bolig områder i Sandnes kommune. SINTEF rapport nr. SBF IN F08311.

8 2 BESKRIVELSE AV VASSDRAGENE OG AVGRENSNING AV PROSJEKTET Prosjektet består av to vassdrag: Høylandsåna og Storåna. Vannet renner fra Bråsteinvatnet ved Høyland ned til Gandsfjorden via Stokkelandsvatnet (Figur 1). Vassdraget fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet kalles Høylandsåna. Den andre delen, Storåna ved Sandvedparken, renner fra Stokkelandsvatnet via Sandnes sentrum til Gandsfjorden. Figur 1. Kart over Høylandsåna og Storånavassdraget fra Bråsteinvatnet via Stokkelandsvatnet til Gandsfjorden (www.nve.no) 2.1 Bråsteinvatnet Bråsteinvatnet tar imot avrenning fra ca. 6.4 km 2 nedbørfelt. Fysiske data for Bråsteinvatnet er vist i Tabell 1. Tabell 1. Fysiske data for Bråsteinvatnet Bråsteinvatnet Innsjøareal 520 000 m 2 Volum 3 000 000 m 3 Maks dyp 17 m Middel dyp 5,8 m Oppholdstid 148 døgn

10 Tabell 2. Fysiske data for Stokkelandsvatnet Stokkelandsvatnet Innsjøareal 460 000 m 2 Volum 3 300 000 m 3 Maks dyp 12 m Middel dyp 7,1 m Oppholdstid 56 døgn Kapasiteten til Bråsteinvatnet og Stokkelandsvatnet har stor betydning for flom i Høylandsåna og Storånavassdraget. De to innsjøene fungerer som fordrøyningskapasitet og jevner ut stor avrenning i flomperioder. Stokkelandsvatnet virker som et utjevningsmagasin som begrenser flommene i Storåna og sikrer en minstevannføring. Dette er hovedårsaken til at utbygginger ovenfor vatnet bare i begrenset grad vil påvirke vannføringen og flomhyppigheten i Storåna. Ifølge Milina og Selseth (2002) ville en økt avrenning fra store nye utbygginger på Bogafjell, Sørbø-Hove og Austrått utjevnes i vatnet og øke vannstanden i vatnet med noen cm. Ved de store avrenningshendelsene som er beskrevet i forrige avsnitt er derfor effekten av urbanisering på vannføringen nedstrøms Stokkelandsvatnet minimal. Økningen i vannføring ved utløpet av Stokkelandsvatnet er 0.4 % og i Sandvedparken %. 2.4 Storånavassdraget Storåna renner ut fra Stokkelandsvatnet og renner gjennom bolig- og industriområder og jernbanestasjon i Sandnes sentrum, og videre til Gandsfjorden. Flommer i Storåna vil generelt kunne begrenses ved en regulering av Stokkelandsvatnet. Utbygging oppstrøms vatnet vil ha begrenset betydning på flomforholdene nedstrøms. Derimot vil utbygging nedstrøms Stokkelandsvatnet ikke ha noen naturlig fordrøyning og kan få vesentlig betydning på flomvannføringen i Storåna. Dette gjelder blant annet utbygginger i Ganddal vest og Austrått vest, Utbygging av lokale fordrøyningsmagasiner bør derfor vurderes. I SINTEF prosjektet 2002 ble en frekvensanalyse utført for å tilordne et gjentaksintervall til de simulerte flomvannføringer. Ifølge frekvensanalysen som er basert på den simulerte 10-års periode 1990-2000, er 10-, 20-, 30-, 50- og 100-års gjentaksintervall for vannføringen ved Stokkelandsvatnet etter nye utbygginger 4.5, 4.9, 5.2, 5.5 og 6 m 3 /s. Tilsvarende tall for Sandvedparken er 5.3, 5.9, 6.2, 6.6 og 7.1 m 3 /s. 2.5 Gandsfjorden Høyvannstand i Gandsfjorden kombinert med flom eller stormflo vil påvirke vannstanden og øke flomrisikoen i Storånavassdraget. Sandnes kommune mener høyvannskote i Gandsfjorden kan være m. I mangel av konkrete observasjoner bruker vi dette for flomvannlinjeberegningene.

11 3 HYDROLOGISK FLOMFREKVENSANALYSE 3.1 Flomtilsig til vassdraget fra nedbørfeltet Ifølge forslag fra NVE (Pettersson, 2010), bør en 200-års tilsigsflom til Stokkelandsvatnet beregnes. Feltet er på ca. 26 km 2 og berørt av urbanisering. Beregningen kan baseres på flomdata fra sammenlignbare vannføringsstasjoner (men det finnes ikke slike måledata i dette området) eller baseres på nedbørdata og simulering i en nedbør-avløpsmodell. Simulert tilløpsflom til vatnet kan fordeles oppover tilløpselven, f.eks. etter relativt areal. Avløpsflom fra vatnet kan beregnes ved rutine av tilløpsflommen gjennom vatnet. For Storåna nedenfor Stokkelandsvatnet, der store arealer er urbanisert, må det ekstra tilløpet anslås ut fra kjennskap til avløpsveiene i det bebygde området. Beregnede ekstreme nedbørdata med fin tidsoppløsning er nødvendig for denne beregningsmetodikken. 3.2 Hydrologiske målestasjoner og datainnsamling i Sandnes NVEs hydrologiske måling stasjoner 29.1-29.7; 29.10, 29.11 og 29.12 som ligger i nedbørsfelt av Storåna (http://arcus.nve.no/website/nve/viewer.htm) ble gjennomgått. Datainnsamling og måleinformasjon om disse stasjonene er samlet i tabell 3 og vist i figur 1. Tabell 3. Måleinformasjon om NVEs hydrologiske stasjoner i Storånavassdraget nedbørfelt STASJON_NAVN STASJON_NR MÅLE PARAMETER STARTET_DATO AVSLUTTET_DATO Stokkelandsvatnet 29.10 Vannstand 03.1995 25.10.1996 Stokkelandsvatnet 29.10 Vannføring 03.1995 25.10.1996 Sandvedparken 29.11 Vannstand 03.1995 25.10.1996 Sandvedparken 29.11 Vannføring 03.1995 25.10.1996 Svebestadkanalen 29.12 Vannstand 25.06.1996 22.10.1996 Svebestadkanalen 29.12 Vannføring 25.06.1996 22.10.1996 Aspervik klima 29.1 Nedbør 20.06.1974 06.02.2002 Aspervik klima 29.1 Lufttemperatur 08.1988 06.02.2002 Aspervik klima 29.1 Smeltevann & nedbør 08.1988 06.02.2002 Aspervik 29.4 Nedbør 09.02.2002 Aspervik 29.4 Lufttemperatur 09.02.2002 Aspervik 29.4 Vannstand 18.08.1972 Aspervik 29.4 Vannstand 10.02.2002 16.04.2002 Aspervik 29.4 Vannføring 18.08.1972 Aspervik 29.4 Vannføring 10.02.2002 16.04.2002 Aspervik 29.4 Smeltevann & nedbør 09.02.2002 Gramstaddalen 29.7 Lufttemperatur Gramstaddalen 29.7 Vannstand 19.02.1984 Gramstaddalen 29.7 Vannstand Gramstaddalen 29.7 Vannføring 19.02.1984 Tabell 3 viser at stasjonene 29.10 29.12 kun ha få måledata for 1995/1996. Det er mindre enn to år og derfor altfor kort til å lage flomfrekvensanalyser for 200 års flom. Målingene på Aspervik klima (29.1) startet tidlig på 1970-tallet. Når det gjelder nedbør er det god kontinuitet og kvalitet på data etter 1993. Måling av snøsmelting og nedbør begynte i 1988 med kvalitetsdata etter 1993. Ved stasjon Aspervik (29.4) har man målt vannstand siden 1972. Datakvaliteten er varierende. Hovedproblemet er dårlig dimensjonert tilløpskanal. Dette har ført til at vannhastigheten er overkritisk, slik at forholdet mellom vannstand og vannføring ikke er riktig. I 2002 ble den nye stasjonen på Aspervik (29.4) åpnet. I den forbindelse ble alle målinger som

12 tidligere ble gjort ved Aspervik klima lagt til denne stasjon og Aspervik klima ble lagt ned. Målingene av vannstand ved Gramstaddalen (29.7) startet i 1984. På grunn av brudd er datakvaliteten brukbar først fra 1993, og fra 1998 ble datakvaliteten god (Petersen-Øverleir, 2002). I Holvik (2010) er det undersøkt og beskrevet fakta om historiske klimadata og scenarioer for framtiden, f.eks. målestasjoner, måledata serier, datakvalitet, osv. Den er viktig litteratur for dette prosjektet, spesielt når man skal modellere påvirkninger av klimaendringer. 3.3 Hydrologisk flomfrekvensanalyser For å beregne 200-års flom kan følgende metoder vurderes: a) Bruke observerte vannføringsdata. b) Bruke vannføringsdata fra nærliggende stasjon. c) Bruke regionale flomfrekvensanalyser d) Bruke en nedbør-avrenningsmodell e) Bruke IVF-kurve (intensitet, varighet, frekvenskurver) for nedbør sammen med den rasjonelle formelen. Metode (a) er ikke mulig siden det ikke finnes lange nok dataserier til å gjøre en flomfrekvensanalyse ifølge innsamlet data i NVE stasjon 29.10-29.12. Metode (c) vil gi stor usikkerhet i resultatet siden de regionale flomfrekvenskurvene er basert på store naturlige felt og ikke på små urbane felt. De regionale flomfrekvenskurvene er dessuten basert på døgnmiddelvannføringer, og å overføre dette til korttidsverdier vil innføre enda en usikkerhet i beregningene. Metode (e) er anbefalt for urbane nedbørsfelt 10 km 2 eller mindre. For eksplisitt å kunne ta hensyn til innsjøene i vassdraget og de urbane områdene, er en nedbør-avrenningsmodell det beste alternativet. Derfor er metode (d) og (e), eller en blanding av b) og d) de beste alternativene for Høylandsåna og Storånavassdraget. 3.3.1 Ekstreme analyser for døgnmiddelverdier av nedbør og vannføring ved Aspervika Nie (2005) kjørte en ekstremanalyse for døgnmiddelnedbør på stasjon Aspervik. Maksimums kvantiler for gjentaksintervall fra 5 til 200 års med ulike fordelinger er vist i Tabell 4. Tabell 4. Maksimums kvartiler for døgnmiddelnedbør ved Aspervik Fordeling Gjentaksintervall (års) og nedbørverdier (mm) 5 10 20 50 100 200 Gaussfordeling 48.53 53.18 56.99 61.21 63.93 66.28 Gamma (moment) 48.14 53.62 58.42 64.04 67.84 71.23 Gamma (maks. lik) 44.82 47.90 50.52 53.54 55.55 57.32 Gumbel (moment) 47.72 54.28 60.57 68.72 74.82 80.90 GEV (moment) 48.02 54.26 60.02 67.16 72.30 77.24 GEV (maks. lik) 47.67 53.68 59.25 66.17 71.15 75.95 I Tabell 4 gir Gumbel fordeling (moment) maksimum verdiene for døgnmiddelnedbør med gjentaksintervallene fra 20-200 års ved Aspervik. Gumbel-fordeling gir i likning (1): f ( x) = 1 exp( ( x u) exp( ( x u) )) (1) α α α hvor α=8,74 og u=34,6 for døgnmiddelnedbør.

13 På liknende måte ble døgnmiddelvannføring beregnet for ulike gjentaksintervaller. Beregningen viste at Gumbelfordeling gir maksimum flomvannføringer (Tabell 5) og parameter er α=0,0931 og u=0,0776 for likning (1). Tabell 5. Maks. vannføringer for døgnmiddelverdier av vannføring på Aspervik Fordeling Gumbel fordeling (moment) Gjentaksintervall (års) and vannføringsverdier (m 3 /s) 5 10 20 50 100 200 0,22 0,29 0,35 0,44 0,51 0,57 3.3.2 Nedbør-avrenningsmodellen SIMBA og hydrologiske beregninger Urbanisering på grunn av utbygging i nedbørfelt har økt avrenningen betydelig og påvirket tilsiget til elva. Derfor er det viktig å beregne flomavrenninger fra lokale nedbørsfelt. Tidligere har 100-års flom blitt beregnet i Høylandsåna- og Storånavassdraget (Milina og Selseth, 2002). I disse beregningene ble nedbør-avrenningsmodellen SIMBA brukt. For feltene oppstrøms Stokkelandsvatnet ble design nedbør brukt som input. Nedbørsdata kom fra Aspervika som ligger litt nord for vassdraget og designnedbøren er basert på ca 15 år med data totalt. For feltene nedstrøms Stokkelandsvatnet ble SIMBA kjørt kontinuerlig gjennom 10 år. Basert på disse modellkjøringene ble 50 og 100-års flommer beregnet (figur 3-5). 12000 0 Q [l/s] 10000 8000 6000 4000 nedbør Bråsteinvatnet Kirkegård Svebestad Høylandsåna utløp 9051 7523 3 6 9 12 nedbør [mm] 2000 15 0 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 0 4 8 12 16 20 18 tid (tidsskritt 10 minuter) Figur 3. Simulert vannføring i Høylandsånavassdraget etter nye utbygginger ved en regnhendelse 30.11-3.12.1992 med 72 timer og gjentaksintervall 50-100 år (Milina og Selseth, 2002)

14 14000 0 Q [l/s] 12000 10000 8000 6000 4000 nedbør Bråsteinvatnet Kirkegård Svebestad Høylandsåna utløp 10197 8009 5 10 15 20 25 nedbør [mm] 2000 30 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 tid (tidsskritt 10 minutter) 35 Figur 4. Simulert vannføring i Høylandsånavassdraget etter nye utbygginger ved en kraftig kortvarig regnhendelse 26.8.1996 med 4 timer og gjentaksintervall 100 år (Milina og Selseth, 2002) vannføring (l/s) 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 1306 3868 3229 1522 4737 3959 1635 5312 4443 1728 5864 4907 Sandevdparken før utbygging Sandevdparken etter utbygging Stokkeland før utbygging Stokkeland etter utbygging nedbør 1833 6579 1903 5508 7114 5958 0 1 10 100 gjentaksintervall, år 2000 1500 1000 500 årlig nedbør (mm) Figur 5. Gjentaksintervall for nedbør og vannføring for Stokkelandsvatnet og Sandvedparken (Milina og Selseth, 2002) 3.3.3 IVF-metoden IVF-metoden brukes vanligvis for beregning av flomavrenning for små nedbørfeltet som er mindre enn 5-10 km 2. Metoden trenger areal og prosent av tettflater for hver delnedbørfelt. IVF kurve for stasjoner Rovik (Sandnes) og Lye (Time) er tilgjengelig på eklima. Dersom IVF kurvene blir laget basert på dataserier som er lengre enn 10-15 år, kan rasjonell formel metode brukes for å beregne maksimum vannføring fra lokale nedbørsfelt. Deretter kan man sammenligne flomverdiene fra SIMBA modell og fra IVF-metoden, men dette undersøkes ikke i dette prosjektet.

15 3.3.4 Valgt av metode for beregning av 200 års flom SIMBA ble brukt i SINTEF-rapporten fra 2002 (Milina og Selseth, 2002) og denne modellen tar eksplisitt hensyn til innsjøer og urbane områder. I rapporten beregnes 50 og 100-års flommer basert på 10 år med data. Estimatene i denne rapporten har også en betydelig usikkerhet pga en begrenset datamengde, men disse estimatene er trolig de minst usikre. 3.3.5 Beregning av 200-års flom For å beregne 200-års flom ble flomverdiene ekstrapolert basert på beregnede 50- og 100-års flommer. For å ekstrapolere antok vi at flomverdiene følger en Gumbel-fordeling: x α = β (2) ( ) exp exp F x der F er kumulativ sannsynlighet, dvs. sannsynligheten for at en flomverdi er mindre eller lik en gitt verdi x. a og b er parametre i fordelinga. Man kan snu ligninga og uttrykke flomkvantil som funksjon av sannsynlighet: ( ) = α βln ln ( F) x F (3) Man bruker ofte gjentaksintervall T i stedet for kumulativ sannsynlighet. Gjentaksintervallet er gitt ved: T = 1 F = 1 1 1 F T Sammenhengen mellom flomkvantil x og gjentaksintervall T er da: ( ) xt 1 = α βln ln 1 T (4) En Taylor-rekke utviklinga av den innerste logaritmen gir: 2 3 1 1 1 1 1 1 ln 1 +... T T 2 T 3 T (5) Når gjentaksintervallet T er stort kan denne tilnærmes med: 1 T (6) ( ) = α βln = α + βln[ T] xt Dette betyr at man kan bruke en logaritmisk ekstrapolering av Gumbel fordelingen. Da vil økningen i flomverdi fra 50 til 100-års flom være like stor som økningen i flomverdi fra 100 til 200 års flom. Denne metoden ble brukt for ekstrapolering (Engeland, 2011). Flomvannføringer ved følgende profiler har betydelig flomtilsig til vassdraget:

16 Utløp fra Bråsteinvatnet (profil 1), Høylandsåna Høyland gamle kirkegård (profil 2), Høylandsåna Svebestadkanalen (profil 3), Høylandsåna Høylandsåna nedenfor samløpet med Svebestadkanalen (Profil 4), Høylandsåna Utløp fra Stokkelandsvatnet (profil 5), Storåna Sandvedparken (profil 6), Storåna. Tabell 6 viser de ekstrapolerte verdiene. I tillegg er det lagt på en margin på 20 % for usikkerhet i selve flomberegningene og 30 % knyttet til klimaforandringer. Resultatene fra flere overvannsstudier viser at virkningene av klimaendringene kan være større enn 30 % økning i korttidsnedbør (Semadeni-Davies et al., 2008; Lindholm, 2009; Nie, et al., 2009; NOU, 2009; Skallebakke, 2009; Holvik, 2010). Effekten av klimaendring må derfor ta hensyn til ulike scenarioer og deretter kan en beregne medført økning av vannforing og vurdere flomrisiko. Tabell 6. Ekstrapolerte 200-års flommer for Høylandsåna og Storåna (m 3 /s) basert på 50- og 100-års flommer (Engeland, 2011) Gjentaksintervall 50 100 200 200+20 % 200+30 % Profil 1 ved Bråsteinvatnet 3,2 3,3 3,4 4,08 4,42 Profil 2 ved Gamle kirkegård 8,2 8,9 9,6 11,52 12,48 Profil 3 ved Svebestadkanalen - - - - - Profil 4 nedenfor samløpet med Svebestadkanalen 9,8 10,8 11,8 14,16 15,34 Profil 5 ved utløp fra Stokkelandsvatnet 5,5 6,0 6,5 7,8 8,45 Profil 6 ved Sandvedparken 6,6 7,1 7,6 9,12 9,88 Gamle kirkegård (profil 2) ligger et par km nedstrøms Bjønnbåsen og har større nedbørfelt. Utbygging på Bjønnbåsen vil øke flomtilsiget til vassdraget. For å unngå undervurdering av flomvannføringer i vassdraget er flomvannføringene ved Bjønnbåsen beregnet forholdsmessig etter arealprosent av nedbørsfeltet til Bjønnbåsen og Gamle kirkegård. Formlene ble beskrevet i SINTEF rapporten (Nie og Hafskjold, 2008). En faktor 0,68 blir brukt for beregning vannføring ved Bjønnbåsen. Flomverdiene ved Bjønnbåsen (mellom profil 1 og 2) med gjentaksintervall av 50-, 100-, 200-års, 200+20 % og 200+30 % er 5,58; 6,05; 6,53; 7,83; 8,49 m 3 /s. For å ta hensyn til flomtilsig fra lokale nedbørfelter må flere profiler langs Storåna til legges mellom profil 5 og 6. 3.4 Usikkerhet i hydrologiske flomfrekvensberegninger Usikkerhet i hydrologiske flomanalyser kan være: 1. NVE Stasjon Aspervik har operert siden 1972 og bør ha data for nesten 40 års. Men manglende nedbørdata med korttidsoppløsning har ført til at 100 og 200-års flom er beregnet basert på måledata for kort dataserie (10-15 år) fra stasjon Aspervik. 2. Ifølge Engeland (2004) er usikkerheten ca. ± 20 % for 100-års flom når 80 års data er brukt for analyse. Flom for 1000-år kan ha en usikkerhet ca. ± 35 %. Derfor er det nødvendig å legge til en margin på 20-30 % for usikkerhet i flomberegningene. 3. Usikkerheten nevnt i punkt 2 ekskluderer klimaendringer. Det er vanskelig å vurdere og legge på usikkerhet for klimaendring. Vi har brukt 30 %. 4. Maksimum flomverdiene for ulike profilene i vassdraget skjer ikke nødvendigvis samtidig.

17 4 HYDRAULISK FLOMVANNLINJEBEREGNING 4.1 Generelt om flomvannlinjeberegningen Flomvannlinjeberegninger for 200-års flom er basert på HecRas program vers. 4. og utført for vassdragene: Høylandsåna og Storåna. På grunn av naturlig regulering (lagervolum i Stokkelandsvatnet) er de to vassdragene hydraulisk uavhengig av hverandre. Derfor er flomvannlinjeberegningen for 200 års flom utført separat for hvert av vassdragene. Hydraulisk flomvannlinjeberegninger deles i to: - Beregne Høylandsånavassdraget fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet. 200 års flomvannlinjeberegning oppstrøms Høylandsåna (fra Bråsteinvatnet til Bjønnbåsen) ble gjort i 2008. Dette er integrert i denne beregningen, dvs. en modell for hele Høylandsånavassdraget. - Beregne Storånavassdrag fra Stokkelandsvatnet til Gandsfjorden. I tillegg til måleprofilene blir de fleste anleggene (som bruer og kulverter) langs vassdragene inkludert i beregningen. 4.1.1 Hydrauliske forhold langs vassdraget Under befaringen langs Storåna og Høylandsåna ble følgende notert: 1. Elva er smal og grunn. 2. Omfang av vegetasjon varierer fra naturlig løp med busker, trær og steiner av ulik størrelse, til kanal laget av ulike materialer. 3. Noen steder av vassdraget har mye avfall, søppel eller slam. 4. Mange kulverter og bruer langs vassdragene. 5. Bråsteinvatnet og Stokkelandsvatnet er ikke regulert. Elva renner naturlig inn og ut fra de to innsjøene 6. Tilgjengelig kapasitet og vannstand i innsjøene er viktig for flomdemping i store flom perioder. Noen av disse forholdene er vist på bilder i Vedlegg A. De nevnte forhold kan føre til følgende konsekvenser: 1. Variable verdier for Manningstall 2. Redusert kapasitet 3. Ustabile hydrauliske beregninger. 4.1.2 Lengde- og tverrprofiler Det er to hovedtyper av geometriskdata: naturlig elv /kanal og anlegg langs vassdraget som bru, kulvert, dike og sluse osv. Det måles tverrprofil der elvas hydrauliske egenskaper endres og anlegg må måles nærmere ved tilsvarende tverrprofil (Figur 6).

40.5 40.0 39.5 39.0 38.5 38.0 37.5 RS = 21 5 5 5 0 2 4 6 8 10 12 37.0 23.5 23.0 22.5 2 2 2 0 1 2 3 4 5 20.5 23.5 23.0 22.5 2 2 2 RS=15.2 Upstream (Culvert) RS=15.2 Dow nstream (Culvert) 20.5 0 1 2 3 4 5 45.0 44.5 44.0 43.5 43.0 42.5 4 4 45.0 44.5 44.0 43.5 43.0 42.5 4 4 6 5 4 3 2 1 RS=106.3 Upstream (Culvert) RS=106.3 Downstream (Culvert) 0 0 1 2 3 4 5 6 7 6 5 4 3 2 1 RS=22.2 Upstream (Culvert) RS=22.2 Dow nstream (Culvert) 0 0 1 2 3 4 5 6 7 18 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 4 (a). Tverrprofil til naturlig elv (b) Naturlig elv med sirkulær kulvert (c). 2-boks kulvert (d) 3-boks kulvert Figur 6. Eksempler på tverrprofiler i hydraulisk modellering, HECRAS 4.1.3 Manningstall og modellkalibrering På grunn av manglende vannstandsmålinger i elva er det vanskelig å kalibrere hydraulisk modell og bestemme Manningstall. Derfor ble Manningstall bestemt basert på teoretiske verdier gitt i Tabell 7. Tabell 7. Mannings ruhet for naturlig elv og bygd kanal (Chow, 1959; HECRAS-reference manual, 2010) Tverrprofil typer n min n normal n max Bygd kanal med betong eller sement 0,011-0,022 0,013-0,027 0,015-0,025 Bygd kanal med stein med eller uten mørtel 0,015-0,02 0,017-0,03 0,02-0,035 Naturlig elv 0,025-0,07 0,03-0,10 0,033-0,15 Flomveier 0,025-0,110 0,03-0,15 0,035-0,200 4.1.4 Strømforhold for hydrauliske beregninger I store flommer vil strømmen i vassdraget bli mer dynamisk og de hydrauliske beregningene blir kompliserte. For å identifisere maksimum flomrisiko ble flomvannlinjeberegninger utført som stasjonærstrøm. NVEs flomsonekartprosjekt utføres på samme måte for flomberegning for 10, 20, 50, 100, 200 og 500 års flommer. Hydrauliske grensebetingelser ved oppstrøms ende er vanligvis tilsig til vassdraget. Som grensebetingelser i nedstrøms ende av vassdraget kan man bruke gitt vannstand (Known water surface elevation) eller hydraulisk fall (downstream slope) av lengdeprofilen. I dette prosjekt

19 bruker vi hydraulisk fall for begge vassdragene og som alternativ er det også brukt høy vannstand nederst i Gandsfjorden. 4.2 Flomvannlinjeberegning fra Bråsteinvatnet til Bjønnbåsen. I SINTEF prosjekt 2008 utførte Nie og Hafskjold flomfrekvensanalyse og flomvannlinjeberegning for elva fra Bråsteinvatnet til Bjønnbåsen for 200 års flom (figur 7). Da ble 13 tverrprofiler innmålt. Måledata gir i Vedlegg B.1-B.2. Disse profilene er inkludert i den nye modellen av flomvannlinjeberegninger for Høylandsåna. Figur 7. Kart viser Høylandsåna fra Bråsteinvatnet til Bjønnbåsen (venstre) og modell i HECRAS (høyre) 4.3 Flomvannlinjeberegning for Høylandsåna fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet 4.3.1 Tverrprofiler for Høylandsåna I dette prosjektet ble 23 elveprofiler innmålt fra Høyland (profil nr. 21, ca. 1000 m nedstrøms Bjønnbåsen) til Stokkelandsvatnet (nr. 3) (figur 8). Profilene ble målt av MATRICULA AS og originale måledata er vist i Vedlegg B.3.

20 Figur 8. Måleprofiler for Høylandsånavassdraget fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet 4.3.2 Manningstall Manningstallene for tverrprofiler langs Høylandsånavassdraget bestemmes basert på observasjoner på befaringsturen og HECRAS manual (tabell 8). Tabell 8. Tverrprofiler og Manningstall for Høylandsånavassdraget Måleprofiler Profil nr i Lengde Manningstall HECRAS n left channel n main channel n right channel Utløp av Bråsteinvatnet, bru 113 2 0.025 0.025 0.025 Utløp av Bråsteinvatnet, bru 112 199 0.025 0.025 0.025 111, naturlig elv 111 241 0 0 0 100, naturlig elv 110 124 05 05 05 109, naturlig elv 109 165 05 05 05 108, naturlig elv 108 178 0.05 05 0.05 107, naturlig elv 107 194 0.05 05 0.05 Naturlig elv med kuverter 106 16 0.025 0.023 0.025 Ny kanal ved Bjønnbåsen 105, kanal 105 44 0.025 0.023 0.025 104, kanal 104 39 0.025 0.023 0.025 103, kanal 103 102 0.025 0.023 0.025 102, kanal 102 4 0.025 0.023 0.025 Innløp av rektangulær kulvert ved kryss av veg 39 og nybekk ved 101 20 0.025 0.023 0.023 Bjønnbåsen. Utløp av rektangulær kulvert ved Bjønnbåsen 100 10 0.025 0.023 0.023

21 Måleprofiler Profil nr i Lengde Manningstall HECRAS n left channel n main channel n right channel 25, naturlig elv, etter Bjønnbåsen 25 90 0 0 0 24, naturlig elv 24 525 05 05 05 23, naturlig elv 23 200 0 0 0 22.3-22.1 med ny ledning 22.3 150 0 0.023 0 21, naturlig elv 21 35 0 0 0 20, naturlig elv 20 135 05 05 05 19, naturlig elv 19 133 05 05 05 18, naturlig elv 18 7.5 05 0 05 17.3, bru med kulverter, oppstrøm 17.3 6 0.023 0.023 0.025 17.1, bru med kulverter, nedstrøm 17.1 31 0 0.025 0 17, naturlig elv/kanal 17 340 05 0 05 16, naturlig elv/kanal ved gamle kirkegård (*Terrenget mellom profiler 16-15 er komplisert. Flere 16 154 0.05 05 0.05 måleprofiler bør måles). 14, bru med to boks-kulvert 15.2-15.1 5 0.023 0.023 0.023 15, naturlig elv/kanal 15 106 0.05 05 0.05 13, naturlig elv/kanal ved nedstrøms samløpet med Svebestadkanalen* 13 270 0.05 05 0.05 12, naturlig elv/kanal *En sideelv blir samlet i hovedelva 12 120 0.05 05 0.05 før profil 12. 9-10, bru med en kulvert, oppstrøm 10.2 1 0.023 0.023 0.023 9-10, bru med en kulvert, nedstrøm 10.1 230 05 0 05 8, naturlig elv/kanal 8 236 0.045 05 0.045 7, naturlig elv/kanal 7 127.5 0.045 05 0.045 6, naturlig elv/kanal 6 42 0.045 0 0.045 5, naturlig elv/kanal 5 212 0.045 0 0.045 4, naturlig elv/kanal 4 95 05 0 05 3, Stokkelandsvatnet 3 0 05 0 05 4.3.3 Hydraulisk beregning Basert på flomfrekvensanalyser i kapittel 3 (Tabell 6) ble flomvannføringer beregnet for Høylandsånavassdraget. For å ta hensyn til usikkerhet i datainnsamling, beregning av vannføring på grunn av urbanisering og flomfrekvensanalyser er beregninger utført med ±20 % av 200 års flommen og ±30 % for klimaendringer. For å sammenlikne flomrisiko med ulike flom episoder ble flomvannlinjer beregnet for 50, 100 og 200 års og 200 års flom + 20 % og +30 % (Tabell 9). Tabell 9. Flomvannføringer for vannlinjeberegninger (m 3 /s) Profil i HECRAS Sted Gjentaksintervall (års) 50 100 200 200+20% 200+30% Profil 113 Utløp av Bråsteinvatnet 3,2 3,3 3,4 4,08 4,42 Profil 105 Bjønnbåsen 5,6 6,1 6,5 7,8 8,5 Profil 16 Gamle kirkegård 8,2 8,9 9,6 11,52 12,48 Profil 13 Høylandsåna utløp 9,8 10,8 11,8 14,16 15,34 Tabell 9 viser at flomvannføringer øker gradvis langs vassdraget. Mellom profilene er vannføringen konstant (Figur 9).

22 16 14 Hoylandsaana Bjonnb-Hoeyland Q Total 200y + 30% Q Total 200y + 20% Q Total 200 years Q Total 100 years Q Total 50 years 12 10 8 6 4 Stokkelandsvatnet Etter Svebestadskanalen Gamle kirke 2 0 1000 2000 3000 4000 5000 Main Channel Distance Figur 9. Flomvannføringer fra 50 års til 200 +30% for Høylandsånavassdraget fra Bråsteinvatnet til Stokkelandsvatnet 4.3.4 Presentasjon av resultater for Høylandsåna Beregnet flomvannlinje med gjentaksintervall fra 50 år til 200 år+30 % presenteres i figur 10. Ifølge beregningen for 200 års flom er steder med høy flomrisiko (oversvømt) utvalgt og vist i Figur 11. 50 45 Høylandsåna Bråsteinv-Stokke 40 35 Bjønnbåsen Bråsteinvatnet Q Total (m3/s) 30 25 20 15 0 1000 2000 3000 4000 5000 Main Channel Distance Figur 10. Beregnet flomvannlinje med gjentaksintervall fra 50 års til 200 års+30 % for Høylandsånavassdraget

45.0 44.5 44.0 43.5 43.0 42.5 4 RS = 109 5 5 5 4 0 5 10 15 20 25 20.0 19.5 19.0 18.5 18.0 RS = 7.045 5.045 17.5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 23 50 Hoylandsaana Bjonnb-Hoeyland 45 p. 106 p. 111-109 p. 23-22 40 35 30 p. 14-16 25 20 15 p. 13-Stokkelandsvatnet Profil 5 Profile 7 Bru ved Prof... Profil 11 2 box culvert between... Profil 16 Nedstrøm av Melsheiveien bru Ny tunnel/kulvert New tunnel 0 1000 2000 3000 4000 5000 Main Channel Distance Outløp av rektangulær kulvert ved Bjønnbåsen. profil 103 Profil 104 Profil 105 Innløk av kulvert Profil 107 Profil 108 Profil 109 Profil 110 Utløp av Bråsteinvatnet Figur 11. Steder langs Høylandsånavassdraget med høy flomrisiko for 200 års flom Informasjon om beregnet vannstand på profilene merket i figur 11 gir i figur 12 (a-h): 1. Områder med profilene 111, 110, 109 (a), 24-22, 13-8 og 7-3 kan bli oversvømt under 200-års flom. Skade i område ved profilene 111-109 nedenfor Bråsteinvatnet og ved innløp til Stokkelandsvatnet (profil 7-3) kan være lavere fordi der er det få boliger. Områder fra profil 13-8 kan ha høy flom konsekvenser for der er det tett bebygd. (a) Profil 109 nedenfor Bråsteinvatnet (b) Profil 7 oppstrøms Stokkelandsvatnet Figur (a) og (b) viser beregnet vannstand for ulike flommer med gjentaksintervall fra 50 år til 200 år (den røde linjen) med tillegg 20 % og 30 % på 200 års flommen. Når et tverrprofil blir oversvømt antar HECRAS programmet at tverrprofilkanten vil øke vertikalt og vannstanden i profilet vil øke i samsvar med den antatte profilen. Dette kan føre til at beregnet flomvannstand i elva er høyere enn de aktuelle verdiene, fordi de fleste innmålingsprofilene ikke dekker flomsonen utover elvekanten og flomsonene vanligvis er flatere og bredere enn elvas tverrsnitt.

2 2 20.5 20.0 19.5 19.0 45.0 44.5 44.0 43.5 43.0 42.5 4 4 RS = 106.3 Culv 5 3 5 4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 RS = 12.05 5.05 18.5 0 5 10 15 20 40.5 40.0 39.5 39.0 38.5 38.0 37.5 RS = 22.2 Culv.02.02.02 37.0 0 2 4 6 8 10 12 2 2 20.5 20.0 19.5 19.0 18.5 34.4 34.2 34.0 33.8 33.6 33.4 33.2 33.0 32.8 RS = 18 32.6 0 2 4 6 8 10 12.023 RS = 10.2 Culv 18.0 0 1 2 3 4 5 6 24 2. Områder rett ovenfor Bjønnbåsen (c) og ved nybygd tunnel under rundkjøring ved Buggeland (d) kan bli oversvømt pga. redusert kapasitet i kulvertene under brua. (c) Kulvert rett oppstrøms Bjønnbåsen(profil 106) (d) Ny ledning ved Buggeland (Profil 22.2) 3. Beregnet flomvannstand for Høylandsåna i områder Gamle Algårdsvei (profil 21-17) er ikke kritisk. Men man bør være oppmerksom på dette området fordi at det er tettbygd bolig område på vestsiden av vassdraget. (e) Profil 18 nær Melsheiveien Her blir profil 18 ikke oversvømt men beregnet vannstanden er ganske høye. Man må derfor ha oppmerksomhet på stedet i store flommer. 4. Beregnet vannstand i Høyland ved profilene 12-10 (f, g) viser at her det er oversvømt i 50 år eller høyere flommer. Konsekvenser kan være alvorlig ved venstre siden av profil 12 og ved høyre siden av profil 10 på grunn av tett bebyggelse. (f) Profil 12 (g) Kulvert ved Høyland (Profil 10.2)

25 5. Flomrisiko fra profil 16-14 er uklar på grunn av manglende informasjon og profilene til vassdraget er komplisert. (h) Profil 16-15/14 Figur 12. Eksempler på profiler med høy flomrisiko langs Høylandsånavassdraget Beregnet vannstand for hver tverrprofil under 200 års flom gir i Tabell 10. Tabell 10. Beregnet flomvannstand for 200-års flom for Høylandsånavassdraget River Sta Q Total Min Ch W.S. El Elev River Sta Q Total Min Ch El W.S. Elev (m3/s) (m3/s) 113 3.4 43.73 43.73 20 6.5 37.5 38.25 112 3.4 43.73 43.73 19 6.5 35.74 36.67 111 3.4 41.94 41.94 18 6.5 32.68 33.94 110 3.4 41.66 41.66 17.3 6.5 32.63 33.9 109 3.4 41.81 41.81 17.2 To sirkulære kulverter 108 3.4 41.42 41.42 17.1 6.5 32.63 33.35 107 3.4 44 44 17 6.5 33 32.14 106.5 3.4 41.16 41.16 16 9.6 25.99 26.73 106.3 To-kulvert ved Buggeland før Bjønnbåsen 15.3 9.6 21 22.43 106.2 3.4 41.16 42.29 15.2 To boks-kulverter 106 3.4 41.16 42.28 15.1 9.6 20.86 21.93 105 6.5 42 46 15 9.6 20.86 21.74 104 6.5 40.87 41.73 13 11.8 19.01 29 103 6.5 40.55 41.35 12 11.8 18.53 25 102 6.5 38.98 40.17 11 11.8 18.16 21 101 6.5 38.81 39.99 10.3 11.8 18.38 20.97 100 6.5 38.61 39.96 10.2 En sirkulær kulvert 25 6.5 38.61 39.8 10.1 11.8 18.38 20.08 24 6.5 37.26 39.9 8 11.8 18.25 19.82 23 6.5 37.26 39.43 7 11.8 17.78 19.46 22.3 6.5 37.26 39.35 6 11.8 17.45 19.34 22.2 Ny Kulvert 5 11.8 17.5 19.33 22.1 6.5 37.26 38.75 4 11.8 17.64 19.19 21 6.5 37.26 38.52 3 11.8 17.64 19.1 Forklaring til tabell 10:

26 River sta: Nr. til Tverrprofil; Q-Total: Total tilsig til elva inntil profilene; Min Ch El: Minimum bunnsnivå til tverrprofil; W.S. Elev: Beregnet vannstand. Detaljert informasjon om beregnede vannstander for hvert tverrprofil med ulike gjentaksintervall er gitt i Tabell D.1 av Vedlegg D. 4.3.5 Usikkerhet i flomberegninger for Høylandsåna Manglende nedbør og vannføringsdata kan føre til beregnet flomvannføring med høy usikkerhet. Det kan føre til flomverdiene blir for større eller for små. Hydraulisk modell er ikke kalibrert på grunn av manglende måledata for vannstander i vassdraget i stor flomhendelser. Flere av innmålingstverrsnitter er for smale. Det kan føre til beregnet flomvannstand i elva være høyere enn den virkelige vannsanden vill være. Dette er fordi at innmålingsprofilene ikke dekker flomsonen utover elvekanten og flomsone er vanligvis flat og bred. Områder med kompliserte profiler eller anlegg kan ha høyere eller lavere vannstander enn beregnet fordi innmåling av profilene er ganske grov. Høy vannstand i Stokkelandsvatnet kan påvirke vannstanden i nedre del av Høylandsåna og strekningen oppstrøms i Storånavassdraget. Det er ikke undersøkt i dette prosjekt. 4.4 Flomvannlinjeberegning for Storånavassdraget 4.4.1 Tverrprofiler for Storåna Storånavassdraget løper ut fra Stokkelandsvatnet, renner gjennom Sandvedparken, Sandnes sentrum og har sitt utløp samling i Gandsfjorden. 76 profiler er målt inn av MATRICULA AS. Informasjon om måledata er vist i Vedlegg B. SINTEF har lagt disse profilene inn i GIS og vist på kart i figur 13.

28 Storåna-nedstrøm (profil 12-Gandsfjorden). Figur 14. Storåna deler seg ved profil 44, 41 og 14 4.4.2 Manningstall Manningstallene for tverrprofiler langs Storånavassdraget bestemmes basert på grunnlagsverdiene i Tabell 7, HECRAS manual og bilder som ble tatt av på befaringen. Tallene er vist i Tabell 11. Tabell 11. Tverrprofiler og Manningstall for Storånavassdraget Måleprofiler 75, bru, utløp av Stokkelandsvatnet Lengdeprofil i HECRAS Oppstrømstrekning Tverrprofil i HECRAS 77.3-77.1, bru, utløp av Lengde n left_channel Manningstall n main_channel n right_channel 2 0.025 00 05 Stokkelandsvatnet 76, naturlig elv 76, naturlig elv 63 0.025 00 0.025 72-73, bru 75.2-75.1, bru 2 0.025 0.025 0.025 74, naturlig elv 74, naturlig elv 49 0.025 00 0.025 70-71, bru 71-70, bru 2 0.025 0.025 0.025 70-69, naturlig elv 70-69, naturlig elv 14.5 0.025 0.025 0.025 69-68, bru 69-68, bru 2 0.025 0.025 0.025 67, naturlig 67, naturlig elv/kanal elv/kanal 5 00 00 00 66-65, bru 66-65, bru 2 00 00 00 65, naturlig elv 65, naturlig elv 115 00 00 00 64, naturlig 64, naturlig elv/kanal elv/kanal 124 05 00 05 63, naturlig 63, naturlig elv/kanal elv/kanal 127 05 00 05 62, naturlig 62, naturlig elv/kanal elv/kanal 150 05 00 05 61, naturlig 61, naturlig elv/kanal elv/kanal 92 05 00 05 60-59, bru 60-59, bru 2 00 00 00 58.5, ytterligere naturlig elv/kanal 352 05 00 05 58-57, bru 58-57, bru 2 05 00 05 56.2, ytterligere 56.2, ytterligere 111 05 00 0

29 Måleprofiler Lengdeprofil Tverrprofil i Lengde Manningstall i HECRAS HECRAS n left_channel n main_channel n right channel naturlig elv/kanal naturlig elv/kanal 56.1, ytterligere 56.1, ytterligere naturlig elv/kanal naturlig elv/kanal 111 05 00 0 56, naturlig 56, naturlig elv/kanal elv/kanal 91 05 00 0 55, naturlig 55, naturlig elv/kanal elv/kanal 108 05 00 0 54, naturlig 54, naturlig elv/kanal elv/kanal 90 05 00 0 53, naturlig 53, naturlig elv/kanal elv/kanal 144 05 00 0 52, naturlig 52, naturlig elv/kanal elv/kanal 134 05 05 05 51-52, bru 51.2-51.1, bru 2 05 0 05 50, naturlig elv 50, naturlig elv 79 05 0 05 49, naturlig 49, naturlig elv/kanal elv/kanal 31 0 0 0 47-48, bru 48-47, bru 2 0 0 0 45, ytterligere 45, ytterligere naturlig elv/kanal naturlig elv/kanal 115 05 0 05 44, elv deler i to. 44, elv deler i to 15 0 0 0 43.5, ytterligere 43.5, ytterligere naturlig elv/kanal naturlig elv/kanal 37 0.025 0 0 43, naturlig 43, naturlig elv/kanal elv/kanal 69 0.025 0 0 42, naturlig 42, naturlig elv/kanal elv/kanal 51 0 0 0.025 41, elv deler i to 41, elv deler i to 20 0 0 0 40, naturlig 40, naturlig elv/kanal elv/kanal 100 0 0 0 39, naturlig 39, naturlig elv/kanal elv/kanal 68 05 0 0 38, naturlig 38, naturlig elv/kanal elv/kanal 90 05 0 0 36-37, bru 37.2-3.1, bru 2 0 0 0 36, naturlig 36, naturlig elv/kanal elv/kanal 26 0 0 0 35-34, bru 35-34, bru 2 0 0 0 34, naturlig 34, naturlig elv/kanal elv/kanal 50 0 0 0 32-33, bru 33.2-33.1, bru 2 0 0.025 0 32, naturlig elv 32, naturlig elv 133 05 0 05 31, naturlig elv 31, naturlig elv 140 05 0 05 29-30, bru 30.2-30.1, bru 2 0 0 0 29, naturlig elv 29, naturlig elv 143 05 0 0 28, naturlig elv 28, naturlig elv 22 05 0 0 26-27, bru 27.3-27.1, bru 1 0 0 0 26, naturlig elv 26, naturlig elv 72 05 0 05 25, naturlig elv 25, naturlig elv 18 05 0 05 24, naturlig elv 24, naturlig elv 103 05 0 05 23, naturlig elv 23, naturlig elv 54 05 0 05 21-22, bru 22.3-22.1, bru 2.1 0 0.025 0

30 Måleprofiler Lengdeprofil Tverrprofil i Lengde Manningstall i HECRAS HECRAS n left_channel n main_channel n right channel 21, naturlig elv 21, naturlig elv 90 05 0.025 05 20-19, bru 20.2-20.1, bru 2 0 0.025 0 19.2, ytterligere naturlig elv 70 05 0.025 05 19.1, ytterligere naturlig elv 12 05 0.025 05 18-16, bru 16.2-16.1, bru 2 0 0 0 16, naturlig elv Middelstrekning 16.1, naturlig elv 62 05 0 05 14, naturlig elv 14.2, naturlig elv 50 05 0 05 13, naturlig elv 14.1, naturlig elv 24 05 0 05 17-15 (bru)-14-17-15 (bru)-14-13, Sideelv 13, sideelv sideelv 170 05 0 05 12-11, bru 12-11, bru 2.5 0 0 0 10, naturlig elv 10, naturlig elv 73 0 0 0 8, naturlig elv 8, naturlig elv 20 0 0 0 7, naturlig elv 7, naturlig elv 95 0 0 0 5, naturlig elv 5, naturlig elv 21 0 0 0 4, naturlig elv Nedstrømstrekning 4, naturlig elv 2 0 0 0 3, del 1, kulvert 3.5-3 med 3-boks 35 0.02 0.02 0.013 2, del 2, kulvert 2.5-2 med 2-boks 315 0.013 0.02 0.013 1, del 1, kulvert -1 med 3-boks 90 0.013 0.02 0.013 1-0, åpnet vassdrag 1-0 260 0.025 0.025 0.025 0, Gandsfjorden 0, Gandsfjorden 0 0.025 0.025 0.025 4.4.3 Flomvannføringer til Storånavassdraget Områdene ved Sandvedparken er flate og tett bebygd, derfor øker vannføring i vassdraget gradvis langs elva. Totalt areal og tilsvarende tettflateareal er beregnet for delfelt F9-F12 (Milina og Selseth, 2002). Delfeltene F9-F12 er vist i figur 2 og ligger i Sandnes sentrum. I en stor flom som 200-års gjentaksintervall kan permeable flater bli impermeable og derfor blir maksimum flomvannføring beregnet av total areal i delfeltene. Basert på flomfrekvensanalyser i kapitel 3 (vist i Tabell 6) ble flomvannføringer for delfeltene i Storånavassdraget beregnet for 50-, 100-, 200-års flommer. For å ta hensyn til usikkerhet i datainnsamlinger, beregninger for urbanisering og klimaendring beregninger er +20 % og +30 % lagt til 200-års flom. Beregnet flomvannføring på utvalgte steder (profiler) for å få flomtilsig til Storåna er gitt i tabell 12 og vist i figur 15 (a-c). Tabell 12. Flomvannføringer for Storånavassdraget Vannføring (m 3 /s) Gjentaksintervall Utløp fra Stokkelandsvatnet F9* F10* F11* F12* Sandvedparken Profil 77.2 P.64 P.56 P.49 P.39 Profil 28 50 5,5 5,72 6,02 6,09 6,26 6,6 100 6,0 6,22 6,52 6,59 6,76 7,1 200 6,5 6,72 7,02 7,09 7,26 7,6 Q200 +20 % 7,8 8,06 8,42 8,51 8,71 9,12 Q200 +30 % 8,45 8,74 9,12 9,22 9,44 9,88

4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 Storåna Middle reach Main Channel Distance Q Total 200+30% Q Total 200+20% Q Total 200Y Q Total 100Y Q Total 50Y 4.8 4.6 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 Storåna Sideelv Main Channel Distance Q Total 200+30% Q Total 200+20% Q Total 200Y Q Total 100Y Q Total 50Y 31 Delfeltene F9-F12 blir vist i figur 2 og ligger i Sandnes sentrum. Figur 15.a Flomvannføringer fra 50 års til 200 +30 % for Storåna-oppstrøm strekning fra Stokkelandsvatnet til Sandvedparken (profil 75-19) Q Total (m3/s) Q Total (m3/s) 0 20 40 60 80 100 120 3.2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 3.2 Figur 15.b Flomvannføringer fra 50 års til 200 +30 % for Storåna-middel (venstre, profil 16-13) og sideelva (høyre) (profil 17-13) 10.0 9.5 Storåna Low er reach Q Total 200+30% Q Total 200+20% Q Total 200Y Q Total 100Y Q Total 50Y 9.0 8.5 Q Total (m3/s) 8.0 7.5 7.0 6.5 0 200 400 600 800 1000 Main Channel Distance Figur 15.c Flomvannføringer fra 50 års til 200 +30 % for Storåna-nedstrøm strekning (profil 12-0 ved Gandsfjorden)