7 Plassering av målestasjon

Etableringen av en ny målestasjon for vannstand/vannføring begynner oftest med et ønske eller et behov om data for vannføring enten fra et gitt geografisk område, eller fra et område med bestemte egenskaper. En stor del av arbeidet med etablering av ny målestasjon består av befaring for å finne best egnet plassering. Om ønsket for plassering er veldig spesifikt, som for eksempel en bestemt bekk, eller langs er kortere strekning av en elv, er det kanskje overkommelig å befare hele strekningen ute i felt. Om avgrensningen er mindre spesifikk og egenskapene til nedbørfeltet er viktigere, er det viktig å planlegge befaringen. Dette kan gjøres ved bruk av karttjenester, satellittbilder og flyfoto, for å begrense strekningene som skal befares ute i felt. Nyttige nettsteder for kartbefaring er:

• NVE Temakart
• Google Maps
• Finn kart
• Geodata ArcGIS 3D terreng
• Naturbase
• NEVINA

Merk spesielt at karttjenesten NEVINA tilbyr beregning av nedbørfelter med feltegenskaper (mer om NEVINA i kapittel 7.5 Nedbørfelt).

Befaring i felt gjøres ved at man drar ut for å se på spesifikke punkter eller befarer hele strekninger langs en elv eller bekk for å se etter egnet sted for en målestasjon. Når man finner ett eller flere steder som man mener kan egne seg, må det utføres befaring av stedet eller stedene under forskjellige vannføringsforhold. NVE krever at befaring skal utføres minimum ved

• Liten vannføring
• Middels vannføring
• Stor vannføring
• Vinterforhold

Vinterbefaring kan i noen tilfeller utelates dersom stedet ikke påvirkes av is. Befaring ved middels vannføring kan også noen ganger utelates dersom det er gode forhold både ved liten og stor vannføring.

Under befaring er det viktig at aktuelle steder dokumenteres med bilder og helst også film.

NVE har utarbeidet et skjema for befaring som er et godt hjelpemiddel under befaringene. Skjemaet kan fungere både som en huskeliste for hva man skal se etter og som dokumentasjon på befaringen. Skjemaet er beregnet for utfylling per befart punkt, det vil si for hvert sted man vurderer for plassering av ny målestasjon. NVE krever bruk at dette skjemaet, eller tilsvarende, som en del av dokumentasjonen som skal lagres både ved etablering av egne og pålagte målestasjoner for vannstand/vannføring.

Befaringsskjema for opprettelse av vannføringsstasjon

Når man er ferdig med befaring og en konkret lokalitet er valgt må man søke om tillatelse til bygging. Når dette er i orden, kan byggingen.

Regulanter som har får pålegg om hydrologiske undersøkelser må sende dokumentasjon fra befaringer og en plan for bygging av målestasjon for godkjenning hos NVE før selve byggingen kan gjennomføres. Mer informasjon om disse kravene sendes sammen med pålegget.

Sikkerheten til de som skal jobbe med etablering av målestasjonen og de som skal jobbe med drift av målestasjonen må alltid komme i første rekke. All ferdsel langs vassdrag er i utgangspunktet risikofylt og det er derfor viktig at det utvikles sikkerhetsrutiner som følges av alle involverte. NVEs medarbeidere gjennomgår jevnlig sikkerhetskurs i både elvesikkerhet og vintersikkerhet og NVE kan tilby deltakelse eller formidling av kontakt for bestilling av slike kurs.

Sikkerhet ved etablering omhandler ferdsel langs vassdrag i forbindelse med befaring og ikke minst i forbindelse med selve byggingen. Det foreligger ingen konkrete krav fra Arbeidstilsynet for hvordan man skal bygge en målestasjon for vannstand/vannføring og det er derfor viktig at man alltid foretar en sikker-jobb-analyse i forkant (SJA).

Sikkerhet i forbindelse med drift omhandler ferdsel langs vassdrag (vannføringsmålinger og vannstandskontroll ute, kontroll av målestaver og hjelpepunkter, etc), samt spesielle forhold i forbindelse med arbeid i eventuell kum. Også her er sikker-jobb-analyse vesentlig.

I forbindelse med arbeid i kum vil man kunne ha utfordringer som blant annet fare for fall, oksygenmangel, giftige gasser, arbeid i trange rom og eventuelt jordfeil på anlegg tilkoblet strøm. Her må man sette seg inn i gjeldende lovverk og gjøre tiltak for den aktuelle kummen. I NVE skal personell være kurset i fallsikring og det er alltid en person på overflaten dersom man entrer en kum. Fallsikringsutstyret NVE bruker skal både stoppe fall og brukes til evakuering. Videre anbefales det på det sterkeste å benytte luftkvalitetsmålerne med alarm som bæres på foten ved nedstigning i kum. Dersom det er montert varmekabel i kum skal det også være jordfeilbryter på anlegget som videre skal være godkjent av sertifisert personell.

Bruk av hjelpepunkter (se kapittel 0 Manuelle vannstandskontroller) for å unngå å gå ned i kum ved kontroll av vannstand er et direkte grep for å bedre sikkerheten.

Det er også viktig at eventuelle batterier på en målestasjon er innelåst. Både beitedyr og ville planteetere kan spise på batterier på grunn av saltsmak. Dette er svært farlig for dyrene.

Vinterstid, når det er glatt og særlig når det ligger is på vannet, skal man være ekstra forsiktig ved arbeid på en målestasjon. Om man må gå på islagt vann, for eksempel for å utføre en vannstandskontroll, skal det ikke være rennende vann under isen og dypet skal ikke være større under isen enn at man kan sette den ene foten oppå isen igjen mens den andre står på bunnen Om dette ikke kan oppfylles, skal vannstandskontrollen ikke utføres med mindre det finnes en annen, tryggere måte å gjøre det på.

Sikkerhet ved adkomst til målestasjonen er også viktig. Dersom det finnes elementer man må være oppmerksom på ved adkomst, må dette dokumenteres og informasjonen deles med alle som skal besøke målestasjonen.

Et viktig element ved adkomst til en målestasjon er hvor raskt og/eller enkelt målestasjonen kan nås når det er behov for utbedring av akutte feil. Selv om dette i seg selv ikke er nok til å ekskludere en plassering av en målestasjon, slik som en HMS-vurdering kan være, er det viktig å tenke på i etableringsprosessen. En målestasjon som det tar lang tid å komme seg til, som er slitsom å ta seg frem til eller som krever spesialtransport eller spesialtillatelse, vil i større eller mindre grad lide av at feil tar lenger tid å utbedre. Det anbefales derfor at man forsøker å legge målestasjoner der det er raskt og enkelt å komme til, så langt dette er mulig uten at det går ut over elementene i de foregående kapitlene.

I dag er det ønskelig at alle nye målestasjoner for vannstand/vannføring skal være fjernoverført. Det vil si at data som logges automatisk ved målestasjonen skal sendes til en innsamlingssentral, for eksempel via telenettet eller via satellittforbindelse om det ikke er telefondekning. Det er økende interesse for hydrologiske sanntidsdata i samfunnet, derfor bør fjernoverføring skje hver time. For innsending av data til NVE, se kapittel 8.

Det enkleste man kan kontrollere når man vurderer plasseringen av en ny målestasjon er å sjekke telefondekningen med mobiltelefonen sin mens man er på befaring på stedet. Dersom denne er ustabil og dårlig, eller dersom det ikke er dekning i det hele tatt, må man vurdere satellittkommunikasjon. Dette kan man også kontrollere ved å ha med seg en satellittelefon. Generelt kan man anta at dersom man har fri sikt til horisonten i sør, er det gode forhold for satellittkommunikasjon.

Dersom en målestasjon må ligge i en kløft eller inntil en bratt fjellvegg og verken telefon eller satellittkommunikasjon kan benyttes til fjernoverføring bør det vurderes om målestasjonen kan utstyres med for eksempel radio-link til et sted hvor data kan sendes videre.

I noen tilfeller, dersom data fra målestasjonen ikke har noen samfunnsmessig interesse, kan det vurderes om man skal godta at fjernoverføring ikke er nødvendig. Det må i så fall sees i sammenheng med hvorvidt det oppnås vesentlig bedre data i forhold til målestasjonens hensikt på denne måten.

Ethvert punkt i enhver elv (eller sjø) har et nedbørfelt. Nedbørfelt omtales også som nedslagsfelt, avløpsfelt eller tilsigsfelt, mm. Nedbørfeltet er det geografiske området (arealet) som drenerer til punktet. Sagt enda enklere, vannet som faller innenfor et nedbørfelt, passerer enden av nedbørfeltet (punktet) på sin veg til havet, se Figur 7.5.a nedenfor.

Nedbørfelt oppgis gjerne som et areal, for eksempel 1643 km², men de har mange egenskaper ut over dette. Disse egenskapene kalles feltparametere. Eksempler på feltparametere for et nedbørfelt vises i Figur 7.5.b nedenfor.

Noen ganger kan det stilles krav til nedbørfeltets egenskaper i forkant av etablering av en ny målestasjon. Et typisk eksempel på dette kan være at det ønskes at det etableres en målestasjon i et lite, raskt nedbørfelt med maksimalt areal på 50 km² og en effektiv sjøprosent på under 2%. Effektiv sjøprosent angir om det er ett eller flere vann i nedbørfeltet som forsinker vannet på turen ned mot utløpet og derfor sier dette tallet noe om hvor raskt et nedbørfelt responderer på regn. I starten av kapittel 2 står det at den ideelle plasseringen av en målestasjon er et sted med stillestående vann i en dyp kulp bak et tydelig bestemmende profil uten islegging om vinteren. Dette er i praksis beskrivelsen av utløpet av en innsjø. Grunnen til at ikke alle målestasjoner kan ligge i innsjøer, er at vi da får en overvekt av målestasjoner som reagerer tregere på nedbørhendelser. Det er uheldig om ikke det norske målestasjonsnettet er variert og representativt for de faktiske forholdene vi har. Derfor kan det stilles slike krav som dette.

I tillegg stilles det i hydrologiske pålegg et krav om loggerintervall. Dette er hvor ofte vannstanden skal registreres. Det er viktig at automatiske loggere registrerer den faktiske vannstanden ved kulminasjon av flommer. Tidligere var det vanlig å operere med loggerintervall på 1 time. Med økende kapasitet både i overføring av data og ikke minst i håndtering av data blir det etter hvert mer og mer vanlig med hyppigere loggerintervaller som 30 minutter, 15 minutter eller til og med 5 minutter. Dette henger sammen med krav til nedbørfeltets parametere. Et stort nedbørfelt gir som regel tregere variasjon i vannstand/vannføring enn et lite nedbørfelt og med økende effektiv sjøprosent blir nedbørfeltet enda tregere. Når et hydrologisk pålegg gis, settes krav til loggerintervall basert på hvor raskt man tror nedbørfeltet vil være i området der det skal etableres en målestasjon. Likevel vet man ikke alltid nøyaktig hvor det egner seg best å ha en målestasjon og derfor kan dette måtte endres underveis i etableringsprosessen.

For å finne ut om et sted hvor man vurderer å etablere en målestasjon oppfyller eventuelle krav til nedbørfeltparametere kan man bruke verktøyet NEVINA.

NEVINA er et verktøy tilgjengelig på nett som er åpent for alle. Det er relativt enkelt å ta i bruk, men NVE kan også gi også bistand. NEVINA ligger på følgende adresse:

http://nevina.nve.no

NEVINA (NEdbørfelt-Vannføring-INdeks-Analyse) regner automatisk ut feltparametere, tegner nedbørfeltet i et kartutsnitt og lager pdf-rapporter til nedlastning, kun basert på at man klikker et sted i kartet for å definere det punktet man ønsker å finne nedbørfeltet til. NEVINA gjør mye mer enn dette, det kan eksporteres shape-filer, lavvannsindekser, flomindekser, med mer. (Se mer om flomindekser i punkt 7.7 Sikring mot 200-års flom lenger ned.) NEVINA er stadig under utvikling og nye funksjoner vil kunne dukke opp.

I forrige avsnitt ble nedbørfelter definert som arealer som drenerer til et enkelt punkt i elva (vassdraget). Slik er det ikke alltid. Det finnes flere eksempler på elver som deler seg. Lesjaskogsvatnet har utløp i begge ender og er opphav til både Rauma og Gudbrandsdalslågen. Elva Svone deler seg under Snøhetta og mens mesteparten av vannet fortsetter ned i Driva, går en god porsjon over i Grøna som ender i Gudbrandsdalslågen. Når vannføringen i Glomma ved Kongsvinger blir stor nok, renner det vann over til Vrangselva. Dette kalles bifurkasjon.

Med mindre annet er spesifisert i kravene bør ikke målestasjoner etableres på steder som er påvirket av fast bifurkasjon. Relativ mengde vann (eller prosentdel om man vil) som renner inn i eller ut av nedbørfeltet ved en bifurkasjon er ikke nødvendigvis konstant. Dette påvirker ikke vannføringskurven i det bestemmende profilet, men kan ha mye å si for bruken av vannføringsdata videre, da disse ofte knyttes til nedbørfeltets størrelse (for eksempel spesifikk avrenning). Fast bifurkasjon er relativt lett å se ved å studere nedbørfeltets grenser i kart.

Det er ganske vanlig at bifurkasjon ikke oppstår før det er blir større vannføring i et nedbørfelt. Dette er mye vanskeligere å oppdage, særlig på forhånd. Det eneste man egentlig kan gjøre er å studere høydekurvene på kart i utkanten av nedbørfeltet man ønsker å opprette en målestasjon for (se Figur 7.6.a). Om man identifiserer steder hvor bifurkasjon kan inntreffe må det noteres. Om mulig bør det så befares for å sjekke om/at det faktisk forkommer bifurkasjon ved stor vannføring. Dette ekskluderer ikke automatisk plassering av en målestasjon, i alle fall ikke dersom problemet er veldig lite, men det er viktig å være oppmerksom på det.

En forutsetning for at en målestasjon skal kunne gi gode vannføringsdata er at den faktisk måler vannstand til enhver tid. Dersom målestasjonen blir satt under vann når det er flom kan det hende den slutter å fungere og det kan hende vi ikke får data i det hele tatt. Det kan også være at nivåsensorer rives løs av kreftene i elva, særlig dersom det kommer drivgods som trær og lignende. Det kan også være at vannstanden over nivåsensorene overskrider måleområdet til disse (se kapittel 4.4 Montering av trykkceller).

Likevel ønsker NVE at alle nye målestasjoner skal etableres med mål om at de skal tåle minst en 200-års flom uten at de slutter å fungere. Dette er et ambisiøst mål, og det må løses etter beste evne, med de hjelpemidler man har til rådighet. Selvsagt vil dette av og til slå feil, men det er likevel ingen grunn til ikke å jobbe for å få det til.

NEVINA kan utføre automatiske beregninger av flomverdier for alle nedbørfelter som defineres i verktøyet. Dette kalles en flomindeksanalyse og nøyaktigheten har sine begrensninger. Det er derfor viktig at man ikke bruker disse tallene til dimensjonering av viktig infrastruktur uten å sammenligne med resultat fra andre metoder, og vurdere resultatene opp mot data fra representative målestasjoner. NEVINA-rapporten sier noe om usikkerhet og forbehold. Flomindeksanalysen er likevel nyttig for å danne seg et bilde om hva som kan være forventet 200-års flom ved et punkt der man skal etablere en ny målestasjon. Det vil si, hvilken vannføring i kubikkmeter per sekund skal man ha som mål at målestasjonen minimum skal håndtere uten å slutte å sende (korrekte) vannstandsdata.

I Figur 7.7.a ovenfor vises en tabell som er et utdrag fra flomindeksanalysen som kan utføres med NEVINA. Den viser en automatisk beregnet 200-års flom på 18,4 kubikkmeter per sekund på kulminasjonsnivå for et nedbørfelt. En av grunnene til at det er viktig å befare stedet på så stor flom som mulig, er at man da bedre ser utviklingen på vannhastighet og hvor vannet presser på. I dette tilfellet må man altså prøve å se for seg at det skal renne kanskje rundt 20 kubikkmeter vann per sekund forbi stedet hvor man vurderer å plassere målestasjonen. Ut fra dette må man prøve å forestille seg hvor høyt vannet vil stå og hvilken hastighet det vil ha. Dette er ingen enkel øvelse! Det anbefales å ta i når man velger hvor høyt i terrenget målestasjonen må stå for å tåle 200-års flom.

Det er viktig å bruke verdien for kulminasjonsflom og ikke døgnmiddelflom i denne sammenhengen. Døgnmiddelflom er gjennomsnittlig flom gjennom et helt døgn. Kulminasjonsflom er den største enkeltverdien gjennom flomforløpet, altså den høyeste verdien og den faktiske vannføringen målestasjonen må tåle, om enn bare i noen få timer.

Isgang er et fenomen som kan oppstå når isdekket på en elv brytes opp av vanntrykket nedenfra. Det kan skyldes økende vannføring, eller innsnevring av tverrsnittet ved at isen bygger på seg, eller det dannes bunnis. Når store mengder is brytes opp i mindre flak som fraktes nedover elva har man en isgang. Isganger kan forårsake stor skade på elvebreddene og også noen ganger langt innover på land. Det er ikke bare isens bevegelse i seg selv som kan påføre skader. Ved isganger kan isen også stoppe opp igjen og danne en demning, noe som kan forårsake oversvømmelser oppstrøms. Generelt bør man unngå å bygge målestasjoner der isgang er vanlig. Lokalbefolkningen er de som vet dette best og det anbefales å snakke med folk dersom man er usikker på om isgang kan bli et problem. Det er ikke nødvendigvis slik at det ikke går an å bygge en målestasjon på et sted med isgang, men man må da være ekstra påpasselig med montering, særlig av ting som skal ut i elva, som trykkceller og målestaver. Master og hytter kan også være utsatt. Man kan gi seg selv et betydelig vedlikeholdsproblem om man undervurderer dette fenomenet.

Ved etablering av nye målestasjoner bør man vurdere muligheten for samlokalisering med andre typer målinger. Dette kan gjelde enten man skal etablere flere hydrologiske undersøkelser av forskjellige typer eller om andre typer målinger allerede befinner seg i området der man skal etablere en målestasjon for vannstand/vannføring. Om hydrologiske parametere samles er de ofte mer verdifulle enn om de er spredt geografisk. Særlig interessant er det med samlokalisering i forhold til grunnvannsundersøkelser og meteorologiske data. Det er ikke nødvendigvis slik at man ønsker målestasjonen for vannstand/vannføring nærmest mulig nedbørmåleren eller grunnvannsrøret. Det kan være like interessant å ha grunnvannsundersøkelser og meteorologiske data et stykke opp i nedbørfeltet. Om det ikke er mulig å få andre målinger i samme nedbørfelt som målestasjon for vannstand/vannføring er det neste skrittet å forsøke å finne et annet nedbørfelt som ligger så nær som mulig og som gjerne har de samme eller liknende egenskaper (feltparametere) som området de andre målingene ligger i. Vi snakker da om høyde og høydefordeling av nedbørfeltet mer enn sjøprosent og størrelse i areal.

Ta gjerne kontakt med NVE om samarbeid i forbindelse med samlokalisering av målinger.

Før man går videre med planlegging av bygging på et konkret sted må man skaffe tillatelse fra grunneier og kommune. Kommunene krever gjerne skriftlig tillatelse fra grunneier for å behandle en slik søknad og det anbefales derfor å skaffe slik tillatelse først. Det er spesielle regler for hva man kan bygge og i hvilken avstand i forhold til jernbane og veg. For jernbane gjelder også regler for ferdsel som man må sette seg inn i ved behov. Kryssing av jernbane utenom ved merket overgang er strengt forbudt.

Dersom en målestasjon er pålagt av NVE trenger man ikke søke kommunen om tillatelse. Da sender man kun en melding om tiltaket og referer til pålegget. Skriftlig tillatelse fra grunneier må likevel innhentes og vedlegges denne meldingen.

Når grunneier er privatperson bør man alltid ta kontakt og informere, gjerne i forbindelse med at man befarer, slik at grunneier vet hva som foregår.

Det er også viktig å undersøke om stedet ligger innenfor soner med restriksjoner i forhold til inngrep. Dette gjelder også dersom man må krysse slike soner i forbindelse med transport til og fra stedet. Miljødirektoratets tjeneste Naturbase er et godt sted for å undersøke dette. Dersom etablering av ny målestasjon på noen måte har kommer i kontakt med slike soner, må det søkes om egen tillatelse.

Det er tiltakshaver, altså eier av målestasjonen, som må søke om tillatelser. Det anbefales å få alle tillatelser på skriftlig form og lagre det sammen med annen dokumentasjon.