Faresoner

Krav til sikkerhet mot fjellskred med tilhørende sekundærvirkninger er i gitt i TEK17 § 7-3. Kravene for sikkerhet mot fjellskred tilsvarer kravene som gjelder for andre typer skred i bratt terreng. Se forskrift med veiledning for byggteknisk forskrift (TEK17) § 7-3 for mer informasjon.

Faren fra fjellskred kan hovedsakelig deles inn i to grupper: primærvirkninger (direktetreff av skredmasser, trykkbølger og støv) og sekundærvirkninger (flodbølger, neddemming, dambrudd, deformasjon i løsmasser som følge av fjellskred, skred i løsmasser som følge av flodbølge osv.). Historiske fjellskredhendelser viser at direktetreff av skredmasser, flodbølger, neddemming og flodbølge som følge av dambrudd er de farene som i hovedsak fører til de største skadene etter fjellskred. Gjeldende forvaltningspraksis er derfor at det utredes faresoner for disse hvor relevant.

Faresoner knyttet til et ustabilt fjellparti utredes ved at det lages scenarioer for fjellskredets utløpsområder og eventuelle sekundæreffekter. Mange forhold påvirker hvilke følger et skred kan ha. Nøkkelparameterne er skredets volum, terrengets helning og om skredet får utløp på tvers av elver og bekker eller i stående vann. For å beregne sannsynligheten for skred med tilhørende volumer, bør det ustabile fjellpartiet undersøkes grundig, i overflaten gjennom feltstudier og fjernanalyser og i dypet gjennom for eksempel modellering av et mulig glideplan og eventuelt geofysiske undersøkelser eller boringer.

Faresonene for primær- eller sekundærvirkninger beregnes enten ved

• en deterministisk metode (modellering basert på et gitt skredvolum) i hovedsak når den årlige sannsynligheten for skred er lavere enn 1/5000
• en probabilistisk tilnærming (sannsynlighetsbasert tilnærming der mange ulike skredvolum og/eller -forløp modelleres) når den årlige sannsynligheten er større enn 1/5000

Denne inndelingen skyldes at det er nødvendig å utarbeide faresoner som samsvarer med sikkerhetsklassene i TEK17 til bruk i plan- og byggesaker. I den probabilistiske tilnærmingen inkluderes usikkerheter i den årlige skredsannsynligheten, volumet og modelleringen av skredforløpet og sekundærvirkninger, slik at faresoner med ulik årlig sannsynlighet kan utarbeides.

Kunnskap og metodikk for å utrede fare fra fjellskred er i kontinuerlig utvikling. Nedenfor følger beskrivelser av dagens metodikk for å utrede ulike typer faresoner knyttet til fjellskred. For ustabile fjellpartier som er utredet tilbake i tid, kan metodikken avvike fra det som er beskrevet her.

Faresoner for direktetreff utarbeides ved å ta utgangspunkt i mulige skredscenarioer som kartlegges gjennom analyser av tilgjengelig data og i felt. Utløp av skredmasser modelleres ved hjelp av for eksempel programvarene DAN3D, FlowR eller tilsvarende, med eller uten probabilistisk tilnærming.

En faresone kan gis samme årlige sannsynlighet som sannsynligheten for skred bestemt i risikomatrisen. Ved en probabilistisk tilnærming kan man basert på variasjon i volum og skredforløp angi flere faresoner med ulike årlige sannsynligheter som samsvarer med sikkerhetsklassene i TEK17 § 7-3.

Det finnes ulike metoder for å modellere flodbølger. I Norge har man fram til nå hovedsakelig benyttet to modeller:

• SPLASH-modellen: Denne er basert på empiriske relasjoner mellom oppskyllingshøyde, volum og distanse (se Trinn 3a i NGUs rapport 2016.047 Metodikk for konsekvensanalyse av fjellskred for å få mer informasjon).
• PTHA-basert modell (Probabilistic Tsunami Hazard Analysis): Se for eksempel vedlegg A og B i NVE ekstern rapport 22/2022 for å få mer informasjon.

Begge modellene er kalibrert med flodbølgedata fra historiske hendelser i Norge. SPLASH-modellen er basert på empiriske forhold fra laboratorieforsøk i idealiserte geometrier, Modellen gir en oppskyllingshøyde med sannsynlighet lik sannsynligheten for skred. Det er også mulig å modellere probabilistisk ved å variere det estimerte skredvolumet som treffer vannet.

PTHA-modellen bruker sannsynligheten for at et gitt volum løsner i kombinasjon med en usikkerhet i alle viktige parametere for dannelse av flodbølger (utløpsdistanse, treffhastighet og form på skred) der fysikken i selve skredet og i flodbølgen inkludert oppskylling modelleres. Basert på et stort antall beregninger (flere tusen), vil fordelingen av den årlige sannsynligheten for at et gitt punkt blir oversvømt kartlegges.

Ved probabilistisk modellering kan det dermed utarbeides faresoner for flodbølger med ulike årlige sannsynligheter ved å variere volum og skredforløp. Med PTHA-modellen er det også mulig å utlede vannhastigheter og -dyp i oppskyllingsområdet som gjør at man kan skille mellom områder med høyt og lavt skadepotensiale. Med høyt skadepotensiale menes områder der flodbølgen har nok kraft til å være til fare for liv og helse. Dette fastsettes som områder der dybden er større enn 2 meter, eller der produktet av dybde og vannhastighet (i m/s) er større enn 2 m²/s.

For beregning av flodbølger legges typisk middelvannstand pluss et tillegg for fremtidig vannstandsstigning til grunn. Faresoner utarbeides med årlig sannsynlighet i samsvar med sikkerhetsklasser i TEK17 § 7-3. For fjellpartier som er overvåket, inkluderer faresoner bare områder der skadepotensialet er høyt. For fastsettelse av evakueringsgrenser utarbeides også faresoner med maksimal oppskyllingshøyde der områder med lavt skadepotensiale er inkludert. Som byggegrense for tiltak etter førsteledd i § 7-3 (bygninger som er avgjørende for nasjonal eller regional beredskap) brukes normalt maksimal oppskyllingshøyde fra PHTA-modelleringen.

Dameier er ansvarlig for ivaretakelse av sikkerhet mot fjellskred (inkl. sekundærvirkninger) i tilfeller der regulering av vassdrag har ført til en betydelig økning i fare og/eller konsekvenser sammenlignet med tilstanden før regulering. Les mer om dette her.

Dambrudd som følge av flodbølge
For ustabile fjellpartier med utløp i regulerte innsjøer bør det vurderes om flodbølgen kan føre til et dambrudd. Kreftene dammen vil bli utsatt for når den blir truffet av en flodbølge, vil typisk bestå av en hydrostatisk komponent som bestemmes av den ulike vannstanden på hver side av dammen, og en dynamisk komponent som er et resultat av horisontal forflytning av vannmasser inn mot dammen ved hver bølgeankomst. De totale kreftene bør beregnes. Dameieren vil være ansvarlig for å oppgradere dammen ved behov.

Se NVEs eksterne rapport 22/2022 – Flodbølger etter skred fra Skutshorn ved Vangsmjøse, Vang kommune for et eksempel på hvordan slike beregninger kan gjøres.

Senking av vannstanden ved økt farenivå for å redusere skader
Grovt regnet vil hver meter senket vannstand før et skred resultere i én meter lavere oppskyllingshøyde for en flodbølge, noe som kan redusere skader.

Men rask nedtapping av regulerte innsjøer kan føre til at grunnvannet ikke blir drenert ut av løsmassene. Dette kan svekke stabiliteten og øke faren for løsmasseskred langs innsjøen. Andre ulemper ved rask nedtapping kan være skader nedstrøms grunnet økt vannføring, kostnader for regulanten, ulemper for biologisk mangfold med mer.

Positive virkninger av å senke vannstanden, i tillegg til lavere oppskyllingshøyder, inkluderer økt fribord på dammen (høyden fra vannoverflaten til toppen av dammen) som regulerer innsjøen, og dermed lavere sannsynlighet for overtopping og skader nedstrøms. For ustabile fjellpartier som har utgående glideplan under vannlinjen, vil senkning av vannstanden kunne drenere grunnvann ut av det ustabile fjellpartiet og redusere poretrykket langs glideplanet slik at stabiliteten til fjellpartiet øker.

Gjentakende senkinger av vannstanden
Det er sannsynlig at det vil bli varslet om økt farenivå flere ganger. En beredskapsplan som innebærer senket vannstand, vil derfor kunne føre til nedtapping i flere omganger. Dette vil i sum kunne forårsake større negative konsekvenser av årsakene nevnt over sammenlignet med den positive effekten av noe reduserte materielle skader grunnet lavere oppskyllingshøyder. Effekten av senket vannstand må derfor utredes nøye og vurderes konkret i hvert enkelt tilfelle før en anbefaling eventuelt gis. NVE har anledning til å pålegge senking av vannstand med hjemmel i vannressursloven § 40.

Skutshorn og Vangsmjøse som eksempel
For det ustabile fjellpartiet Skutshorn med utløp i den regulerte innsjøen Vangsmjøse har senking av vannstanden ved økt farenivå blitt vurdert i forbindelse med utarbeidingen av beredskapsplanen for fjellpartiet. Regulanten vurderte at det ville være mulig å senke vannstanden med ca. 1 meter i løpet av 72 timer og 2 meter innen 2 uker. Regulanten understreket at en slik rask nedtapping aldri tidligere var blitt gjort i praksis. Det ble utført flodbølgeberegninger med to meter lavere vannstand for å dokumentere effekten.

NVE vurderte for Skutshorn at det var flere negative enn positive virkninger av å senke vannstanden i Vangsmjøse, særlig tatt i betraktning usikkerhetene i varslingen av farenivå.

For flodbølger som oppstår i innsjøer, vil bølgene kunne nå utløpet av innsjøen og føre til økt vannføring i vassdraget nedstrøms. I en slik situasjon vil vannføringen øke pulsvis i takt med ankomst av bølger ved utløpet. For å beregne faresoner knyttet til et slikt scenario anbefaler vi å legge alminnelig middelvannføring i vassdraget til grunn ved beregningen av effekten fra flodbølger. Hvis beregningene viser at vannføringen i vassdraget som følge av en flodbølge har mer en karakter som flom enn en flodbølge, kan sikkerhetsklassene i TEK17 § 7-2 legges til grunn.

For beregning av evakueringssoner bør maksimum oppskyllingshøyde fra en flodbølge samtidig med en alminnelig 10-års flomvannføring i vassdraget legges til grunn.

For å se et eksempel på hvordan man kan beregne vannføring i elver som følge av flodbølger, se NVEs Rapport 15/2023: Vannlinjeberegning: Flodbølge nedstrøms Vangsmjøse forårsaket av fjellskred fra Skutshorn.

Fjellskred med utløp over ei elv eller en bekk, kan demme opp vassdraget bak skredmassene. Hastigheten på vannstandsstigningen bak skredmassene vil variere med vannføringen i vassdraget, men vil typisk være saktevoksende over flere dager slik at det normalt ikke er fare for liv og helse i det neddemte området, spesielt ikke i tilfeller der fjellskredet er varslet i forkant.

En skreddam skiller seg fra menneskeskapte dammer ved at de vanligvis består av ukonsoliderte og usortere løsmasser, ofte med dårlig stabilitet. Dammen kan være intakt i alt fra noen minutter til årtusener. Dette varierer etter demningens størrelse og form, sammensetning av skredmassene, og vann- og masseføringen i vassdraget (Dahle mfl. 2011). En studie av Fan mfl. (2020) på fjellskreddammer viser at en tredjedel av de 73 studerte fjellskreddammene kollapset innen en måned etter skredet, og ytterligere en tredjedel kollapset innen ti år etter skredet.

Den vanligste årsaken til dambrudd er overtopping og påfølgende ukontrollert erosjon. En flom eller flodbølge som følge av et dambrudd vil derfor ofte være mange ganger større enn vanlige nedbørs- og snøsmeltingsflommer, men ha kort varighet, alt fra noen minutter til timer. Strømningsraten vil være størst ved skreddammen og avta nedover vassdraget samtidig som varigheten av flommen øker nedover vassdraget (Dahle mfl. 2011).

Faresoner for neddemming kan utarbeides ved å sammenstille modellerte mulige skredutløp fra ett eller flere scenarioer og legge sammen de angitte årlige sannsynlighetene. Det laveste punktet på de modellerte, avsatte skredmassene vil indikere den maksimale oppfyllingshøyden for den gitte årlige sannsynligheten. Grenseverdiene for de årlige sannsynlighetene bør utarbeides slik at de sammenfaller med sikkerhetsklassene i TEK17 § 7-2 og dermed kan benyttes direkte i plan- og byggesaker.

Når sannsynlighet for dambrudd skal beregnes, benyttes en metode basert på en studie av 69 skred i Norge, der demningens høyde og volum og elvas nedslagsfelt inngår (Oppikofer mfl. 2020).

Vannføringen ved dambrudd (bruddvannføring) kan beregnes enten empirisk eller teoretisk (se for eksempel Ermini og Casagli, 2003 eller Manville, 2001). Bruddvannføringen kan legges til grunn for å utføre en ordinær flomanalyse i for eksempel HEC-RAS eller en tilsvarende programvare der det utarbeides faresoner som sammenfaller med sikkerhetskravene i TEK17. For flodbølger som følge av dambrudd gjelder normalt sikkerhetskravene som for skred. Hvis modelleringen viser at flodbølgen vil ha mer en karakter som alminnelig vassdragsflom enn flodbølge, kan sikkerhetskravene for flom benyttes.

For et eksempel på hvordan modellering av neddemming, dambrudd og påfølgende flodbølge som følge av dambrudd kan gjøres, se NVEs rapport 3/2018 - Dambruddsanalyse - skredgenerert dam i Manndalselva, Troms.

Trykkbølger

I noen tilfeller kan fjellskred forårsake trykkbølger. Dette ble først dokumentert etter et fjellskred i Elm i Sveits i 1881, der tre hus ble rasert en kilometer unna stedet der skredmassene traff bakken. Trær ble felt opp til 4 km unna (Buss og Heim, 1881). Penna mfl. (2020) har sammenstilt litteratur som beskriver flere kjente hendelser. Felles for alle disse hendelsene er at skredmassene har hatt et betydelig fritt fall.

I Norge har faresoner for trykkbølger som følge av fjellskred ikke blitt utredet. Dette er fordi det ikke er kartlagt ustabile fjellpartier med mulighet for fritt fall til nå.

Støvskyer

Støvskyer er en kjent problemstilling fra store fjellskred. Som følge av et stort fjellskred på ca. 30 millioner kubikkmeter i Randa i Sveits i 1991 ble det avsatt et 10–40 cm tykt lag av steinstøv innenfor en radius på én kilometer. (Michel Jaboyedoff, upublisert). Andre studier som beskriver støv og trykkbølger etter fjellskred, inkluderer Wieczorek mfl. (2000) og De Blasio mfl. (2018).

I Norge er det beskrevet et stort fjellskred i Innfjorden i Rauma i 1611 som tok en hel gård. Utenfor selve skredet befant det seg en kvinne og et barn som mistet livet etter å ha blitt kvelt av steinstøv.

For fjellskred med utløp i sjø vurderer NVE at støv ikke vil utgjøre en reell fare og kan ses bort i fra. For fjellskred ut i dalfører uten sjø eller fjord kan støv derimot utgjøre en fare som det bør tas høyde for. Faren for en støvsky i forbindelse med fjellskred vil ikke bli inkludert i kartlagte faresoner, men kan inkluderes i NVEs råd om evakueringssoner til beredskapsmyndigheter.

Evakueringssoner fastsettes av politiet i samråd med NVE, lokale myndigheter og berørte innbyggere og virksomheter. Der flere kommuner er berørt av fare fra samme fjellpartiet, bør evakueringssonene sees i sammenheng på tvers av kommunegrensene.

NVE kan utarbeide faresoner som et faglig grunnlag for politiets bestemmelse av endelige evakueringssoner. Alt areal med mulige konsekvenser som følge av skred bør legges til grunn for evakueringssoner og andre restriksjoner ved økt fare for fjellskred.

Evakueringssonen fastsettes normalt etter disse prinsippene:

• Evakueringssonen skal inkludere alle faresonene for scenarioene med lavest årlig sannsynlighet, for både primær- og sekundærvirkninger etter fjellskred.
• Dersom det bare finnes faresoner med en årlig sannsynlighet på 1/1000 eller 1/5000, bør det legges til en sikkerhetsmargin. Hvor stor sikkerhetsmargin som skal legges til, må vurderes i hvert enkelt tilfelle i samråd med beredskapsaktørene. NVE kan bidra med faglige råd.
• Det må vurderes om fare for støv og/eller trykkbølger etter fjellskred må inkluderes i evakueringssonen.
• Områder som kan bli isolert dersom tilkomstveien ligger i evakueringssonen, kan inkluderes i evakueringssonen.

Hvis det blir tydelig ved økte bevegelser i et ustabilt fjellparti at bare deler av fjellpartiet vil kunne rase ut, vil NVE gjøre konkrete vurderinger av mulige skredforløp. NVE kan basert på dette gi faglige anbefalinger om å evakuere bare deler av den opprinnelige evakueringssonen.

Bjerke, P. L, Majala, G. D, Forsgren, E. M. 2018. Dambruddsanalyse – skredgenerert dam i Manndalselva, Troms. NVEs rapport 3/2018.

Buss E. and Heim A. (1881). Der Bergsturz von Elm. Zürich, Worster.

Costa J.E. & Schuster R.L., 1988. The formation and failure of natural dams. Geological Society of America Bulletin; 1988; v. 100; no. 7; 1054-1068

De Blasio, F. V., Dattola, G., & Crosta, G. B., 2018. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 123(10), 2392-2421.

Ermini, L. & Casagli, N. 2003. Prediction of the behaviour of landslide dams using a geomorphological dimensionless index. Earth Surface Processes and Landforms, 28:31-47.

Fan, X., A. Dufresne, S. S. Subramanian, A. Strom, R. Hermanns, C. T. Stefanelli, K. Hewitt, A. P. Yunus, S. Dunning and L. Capra, 2020. The formation and impact of landslide dams–State of the art. Earth-Science Reviews: 103116.

Jaboyedoff, M. upublisert. Bilder og informasjon om oppdemning og flom fra fjellskred ved Randa i 1996.

Manville, V., 2001. Techniques for evaluating the size of potential dam-break floods from natural dams. Institute of Geological & Nuclear Sciences science report 2001/28.

Oppikofer, T., Hermanns, R. L., Jakobsen, V. U., Böhme, M., Nicolet, P., & Penna, I., 2020. Semi-empirical prediction of dam height and stability of dams formed by rock slope failures in Norway. Natural Hazards and Earth System Sciences, 20(11), 3179-3196.

Penna, I. M., Hermanns, R. L., Nicolet, P., Morken, O. A., Dehls, J., Gupta, V., & Jaboyedoff, M., 2020. Airblasts caused by large slope collapses. GSA Bulletin, 133(5–6), 939–948. doi:10.1130/B35531.1

Wieczorek m.fl., 2000. Unsusual July 10, 1996, rock fall at Happy IIsles, Yosemite National Park, California. GSA Bulletin, s. 75-85.