Varslingstid: Hvor mye tid er tilgjengelig?

Tiden fra én eller flere triggere blir utløst, til det organisatoriske tiltaket må være på plass, påvirkes av ulike forsinkelsesmekanismer. For noen av disse mekanismene er kunnskapsgrunnlaget tilstrekkelig til å beregne hvilken forsinkelse som kan forventes. For andre er det vesentlig mer usikkert. Tilgang på målte data er derfor alltid en fordel, både for å bekrefte eller avkrefte antakelser og for å kalibrere og validere modeller.

Vi kan skille mellom tre forsinkelsesmekanismer:

• transporttid
• fordrøyning, også omtalt som flomdempning i vassdrag
• hendelsesforløp, det vil si hvordan hendelsen utvikler seg over tid

Normalt vil alle tre mekanismene bidra til forsinkelse. Det er likevel nyttig å skille mellom dem når dere skal anslå den samlede varslingstiden.

Varslingstiden i vassdrag bestemmes som regel av en kombinasjon av: transporttid, fordrøyning og hendelsesforløp. Når dere skal analysere varslingstiden, må dere ta utgangspunkt i vannføringsdata. Disse må dere regne om til vannstander ved hjelp av en hydraulisk modell for å kunne prosjektere og dimensjonere konkrete sikringstiltak.

Målte vannstander og/eller vannføringer er alltid nyttige, enten som kalibreringsdata for modeller eller til å underbygge beregninger. Samtidig er det viktig å huske at målestasjoner, data og tilhørende vannføringskurver har ulik kvalitet, og at lengden på dataseriene varierer. Dette påvirker usikkerheten i beregningene og hvor godt dataene egner seg for å anslå forhold utenfor det som er observert.

Dere må alltid ta hensyn til lokale forhold. Det vil derfor være nyttig å ta kontakt med personer som kjenner området godt. I noen vassdrag kan det for eksempel forekomme hyppige isganger. Vær også spesielt oppmerksomme på eventuelle restfelt mellom triggeren og det organisatoriske sikringstiltaket. Er vassdraget regulert, må dere kontakte regulanten og sette dere inn i hvordan reguleringen påvirker vannstandsendringer.

I det følgende beskriver vi de ulike forsinkelsesmekanismene, før vi vurderer samlet varslingstid. Vi har lagt inn noen korte eksempler og viser ellers til siden med eksempler. Til slutt beskriver vi framgangsmåten for å estimere varslingstid i vassdrag.

Transporttid

Transporttid er tiden det tar for en endring i vannføringen å bevege seg fra ett punkt i vassdraget til et annet lengre nedstrøms. Farten på denne bevegelsen nedover i vassdraget kaller vi bølgehastighet. Lokalt kan bølgehastigheten være både høyere og lavere enn selve vannhastigheten, men over større avstander er den nesten alltid høyere.

Når dere vurderer transporttid, kan dere enten bruke grove tommelfingerregler eller beregne transporttiden mer presist med en hydraulisk modell. Å sette opp en slik modell inngår normalt i prosjekteringen av flomsikringstiltak. Ved vurdering av organisatoriske sikringstiltak er det som regel nødvendig å modellere en større del av vassdraget, fordi hele strekningen mellom triggerpunktet og tiltaksstedet må inngå i analysen.

Dersom transporttiden mellom triggerpunktene og tiltaksstedet er tilstrekkelig lang, er det ikke nødvendig å gjøre antakelser om hvor raskt eller langsomt vannstanden kan stige. Som et første anslag kan dere anta en bølgehastighet på om lag 2 meter per sekund. Det tilsvarer en transportstrekning på rundt 25–30 kilometer ved en minimum anbefalt varslingstid på 4 timer.

Transporttid er en forsinkelsesmekaniske det finnes godt metodisk grunnlag for å beregne, ettersom den er avhengig av den fysiske avstanden og bølgehastigheten i vann. Et eksempel der transporttid er den dominerende komponenten i varslingstiden, er lange vassdragsstrekninger uten større innsjøer sett i forhold til nedbørfeltets størrelse, slik som i Glommavassdraget oppstrøms samløpet med Vorma.

Fordrøyning

Fordrøyning, i vassdrag også kalt flomdempning, avhenger av terrenget rundt elva. Effekten er særlig tydelig ved innsjøer og på store flomsletter, der vann kan lagres midlertidig og dermed forsinke og dempe flomforløpet.

Fordrøyningen påvirkes i hovedsak av fire forhold:

• initialtilstanden
• det samlede tilsigets utvikling over tid
• arealet av innsjøen eller flomsletta
• geometrien i innsjøens eller flomslettas utløp, som bestemmer sammenhengen mellom vannstanden og vannføringen ut

Av disse forholdene er initialtilstanden, arealet og utløpsgeometrien enklest å tallfeste. Initialtilstanden er vannstanden samt eventuell vannmetning og snømengde i nedbørfeltet før flommen. Innsjøens eller flomslettas areal og terrengform brukes til å beregne hvor stort volum som er tilgjengelig for midlertidig lagring av vann ved økende vannstand. Utløpsgeometrien bestemmer hvordan vannføringen ut av innsjøen eller flomsletta øker med vannstanden.

For kunstige magasiner er utløpet som regel bestemt ved et kritisk profil, med en klart definert vannføringskurve ved reguleringskonstruksjonen, mens det for naturlige innsjøer kan være en lengre strekning som er bestemmende. I slike tilfeller bør fordrøyningseffekten beregnes ved hjelp av en hydraulisk modell.

Hvordan det samlede tilsiget utvikler seg, er vanskeligere å kvantifisere og er nærmere omtalt i avsnittet om hendelsesforløp. Jo større innsjøen er i forhold til nedbørfeltet oppstrøms, jo mindre viktig er det å kjenne presist hvor raskt tilsiget inn øker. Store flomsletter kan ha en lignende effekt som innsjøer, noe som må beregnes ved hjelp av en hydraulisk modell. Fordrøyningseffekten er imedlertid mindre enn i store innsjøer fordi arealet og volumet som er tilgjengelig til fordrøyning, er vesentlig mindre. Dermed blir beregningene i større grad påvirket av hvordan tilsiget inn utvikler seg over tid.

Det finnes som regel godt grunnlag og god metodikk for å beregne fordrøyning når det bestemmende profilet eller strekningen er identifisert, geometrien er kjent og volumet som er tilgjengelig til fordrøyning, er stort sammenlignet med vannmengdene som forventes. Drammensvassdraget like nedstrøms Tyrifjorden og Vorma nedstrøms Mjøsa er eksempler på vassdrag der fordrøyning i innsjøene utgjør en stor andel av varslingstiden. Se også eksemplet med trigger og flomsikringstiltak ved samme innsjø.

Figuren nedenfor viser et typisk flomforløp med og uten fordrøyning.

Hendelsesforløp

Hvordan en hendelse utvikler seg over tid, avhenger av nedbør og snøsmelting og om det har vært tørt eller vått i området før hendelsen. Spesielt styrtregn kan føre til at tilsiget øker raskt.

Som nevnt i avsnittet om fordrøyning er kunnskapsgrunnlaget for å estimere tilsig svakere, særlig når tilsiget endrer seg raskt på kort tid. Dette skyldes blant annet at

• dere må vurdere sjeldne nedbørhendelser der både varighet, intensitet og geografisk utstrekning spiller inn
• dere er avhengige av dataserier med høy tidsoppløsning, som ofte er kortere enn serier med døgn som tidsoppløsning

Når vannføringen ikke blir tilstrekkelig fordrøyd, vil raske endringer i tilsiget gi tilsvarende raske endringer i vannstanden.

I prinsippet kunne dere gjennomført en frekvensanalyse av vannføringsendring per tidsenhet, på samme måte som en flomfrekvensanalyse. I praksis finnes det imidlertid ikke et godt nok erfaringsgrunnlag for slike analyser. Mens beregning av for eksempel en 100-årsflom kan baseres på lange tidsserier, gjerne 50 år eller mer, mangler tilsvarende dataserier for vannføringsendringer per tidsenhet. Derfor kan det vanligvis ikke anbefales å estimere vannføringsøkninger per tidsenhet direkte basert på bare én måleserie.

Det er også mulig å teste med flere skalerte og konstruerte flommer. Konstruering av nedbør- og flomforløp, og skalering av flomhendelser, er beskrevet i NVE veileder 1/2025 kapittel 10 og 11.

Alternativt kan dere sette opp og kalibrere en kombinert hydrologisk og hydraulisk modell som simulerer den flomdempende effekten i vassdraget. Deretter kan dere kjøre denne modellen med et stort antall realistiske nedbørscenarioer for å få et utfallsrom for hvilke flomhendelser disse scenarioene kan resultere i. Denne framgangsmåten innebærer imidlertid mye arbeid og betydelig usikkerhet, både knyttet til å sikre at nedbørscenarioene representerer en realistisk romlig og tidsmessig fordeling av nedbør, og til å sikre at modellen er godt nok kalibrert. Per 2025 finnes det lite erfaring med en slik framgangsmåte. Hvis dere skal bruke den, skal det derfor være godt begrunnet og grundig dokumentert.

Samlet varslingstid

Den samlede varslingstiden er summen av transporttid, fordrøyning og hendelsesforløp. Som beskrevet ovenfor varierer både datagrunnlaget og usikkerheten knyttet til de ulike forsinkelsesmekanismene.

Gode terrengdata er som regel tilgjengelige, og derfor er det minst usikkerhet knyttet til beregninger av transporttid og fordrøyning der fordrøyningsvolumet er stort i forhold til størrelsen på nedbørfeltet. Dette er typisk tilfelle i store innsjøer som ligger nær et aktuelt tiltakssted for organisatoriske sikringstiltak. Når fordrøyningsvolumet er mindre, styres vannstandsendringene i større grad av tilsiget inn. Tilsiget er vanligvis vanskeligere å estimere, siden kunnskapsgrunnlaget her er svakere.

Dette påvirker varslingstiden og er derfor viktig å ta hensyn til når dere planlegger hvor triggere skal plasseres i forhold til det organisatoriske sikringstiltaket. Oppsummert gjelder følgende:

• Den samlede varslingstiden må være lengre enn iverksettingstiden, inkludert en sikkerhetsfaktor, for at et organisatorisk sikringstiltak skal være gjennomførbart. Varslingstiden beregnes vanligvis ved hjelp av en hydraulisk modell.
• Dersom den samlede varslingstiden er kort, typisk mindre enn 4 timer, anbefales det ikke å benytte organisatoriske sikringstiltak jf. NVE-rapport 9/2023.
• Det anbefales å bruke oppstrøms triggere der det er mulig, og å beregne transporttid ut fra bølgehastighet og avstand mellom trigger- og tiltakssted. Dette forutsetter at det vesentlige av oppstrøms nedbørfelt blir fanget opp av målestasjonen ved triggeren.
• Lokal triggermåling på tiltaksstedet kan anvendes ved eller like nedstrøms store innsjøer der fordrøyningen i innsjøene er stor nok.
• Gode nedbørmålinger og en godt kalibrert hydrologisk modell kan benyttes dersom kalibreringen av modellen viser at egendempningen i nedbørfeltet gir tilstrekkelig fordrøyning

Fremgangsmåte for å estimere varslingstid i vassdrag

Her beskriver vi en framgangsmåte dere kan bruke for å estimere varslingstid i vassdrag. Husk de ulike forsinkelsesmekanismene som er beskrevet ovenfor.

1. Skaff oversikt over grunnlagsdata

Mål: ha oversikt over tilgjengelige data, modeller og planer, og en god forståelse av hvordan vassdraget oppfører seg

Dere trenger data for aktuelle dimensjonerende flommer, i form av både vannføringer og vannstander. Slike data vil dere normalt ha på plass etter å ha utredet permanente sikringstiltak.

Relevante veiledere:

• NVE veileder 1/2025: Veileder for flomberegninger
• NVE veileder 3/2022: Sikkerhet mot flom

Relevante sider og moduler i sikringshåndboka:

• hovedside om planlegging av sikringstiltak mot flom og erosjon
• modul F1.001: Flomberegning
• modul F1.002: Hvordan lese et vassdrag? – Grunnleggende vassdragshydraulikk
• modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning

2. Finn relevante plasseringer for triggere

Mål: finne én eller flere målestasjoner som kan fungere som triggere for det organisatoriske sikringstiltaket

Bruk gjerne eksisterende målestasjoner hvis slike finnes.

Hvis sikringstiltaket ligger langs en stor innsjø, kan vannstandsmålinger fra innsjøen benyttes som trigger. Ligger det langs en elv, bør triggeren ligge oppstrøms sikringstiltaket. Jo lengre avstand det er til triggeren, jo lengre tid får dere til å etablere det organisatoriske sikringstiltaket. Samtidig vil usikkerheten knyttet til vannføringen i området mellom triggeren og sikringstiltaket øke med økende avstand. Disse forholdene må veies mot hverandre i det konkrete prosjektet.

For å redusere usikkerhet kan det være behov for flere triggere, for eksempel både oppstrøms i hovedelva og i én eller flere sideelver.

Dersom det ikke finnes målestasjoner i vassdraget, er det viktig å etablere én eller flere målestasjoner så tidlig som mulig i prosjektet, for å bygge opp dataserier som kan brukes til å validere antakelser i beregningene.

3. Velg nivåer for triggere og basissikring

Mål: finne egnede nivåer for triggere og basissikring slik at varslingstiden er lengre enn iverksettingstiden

Å finne egnede nivåer vil vanligvis være en prosess der dere først velger nivåer og deretter beregner varslingstid. Vi anbefaler å lage en tabell med flere alternative verdier for både triggernivå og nivå for basissikringen. Dette gir dere oversikt over kombinasjonsmulighetene og dermed et bedre grunnlag for å optimalisere den endelige løsningen.

Det er også viktig å notere hvor ofte dere forventer at triggerene vil bli utløst ved de ulike nivåene. Se også forrige steg om triggere.

4. Beregn varslingstid

Mål: beregne varslingstid for å kunne sammenligne den med iverksettingstiden og dermed dimensjonere sikringstiltaket

Varslingstiden avhenger blant annet av plasseringen av triggeren og sikringstiltaket, og av nivåene for triggerutløsning, organisatorisk sikringstiltak og basissikring. Dimensjoneringen vil derfor som regel være en iterativ prosess, der dere må gjennomføre beregningene flere ganger for å optimalisere forholdet mellom varslingstid og iverksettingstid.

Vi anbefaler å dele varslingstiden opp i bidrag fra transporttid, fordrøyning og hendelsesforløp og å synliggjøre usikkerheter knyttet til hver av disse forsinkelsesmekanismene.

For å kunne beregne varslingstid trenger dere:

• triggernivåer
• nivået på basissikringen
• vannstandsmålinger, enten ved triggerpunktet, ved tiltaksstedet eller begge steder – helst måleserier som strekker seg over flere år, for å kunne anslå hvor raskt vannstanden kan stige
• en hydraulisk modell av området som dekker både triggersted, tiltakssted og områder som kan påvirke vannstanden på disse stedene vesentlig

For å kunne estimere varslingstid langs kysten og i fjorder trenger dere informasjon både om tidevannet og om værets påvirkning på vannstanden. I disse områdene er varslingstiden i stor grad knyttet til hvordan hendelsen utvikler seg – og da særlig til utviklingen i værets påvirkning.

Lavtrykk og vindfelt kan endre styrke og bane, noe som kan føre til avvik fra det som er varslet. Varslingstiden vil derfor også variere avhengig av om vannstandsendringene i området i hovedsak styres av tidevannet eller av værets påvirkning:

• I områder der tidevannet dominerer, det vil si der forskjellen mellom høy- og lavvann er stor, vil ekstremt høy vannstand vanligvis inntreffe nær tidspunktet for høyvann. Hvor høy vannstanden faktisk blir, avhenger imidlertid av hvordan værets påvirkning utvikler seg fram mot høyvann, og særlig av om sterk vind og lavt lufttrykk sammenfaller i tid med tidevannstoppen. Se også avsnittet om vannstandsendringer langs kysten og i fjorder.
• I områder der påvirkningen fra været dominerer, er det ikke nødvendigvis sammenfall mellom tidspunktet for høyvann og tidspunktet for høyeste vannstand. I slike områder kan dere derfor ikke ta utgangspunkt i tidevannssyklusen for å vurdere varslingstid

Langs kysten og i fjorder vil transporttiden, det vil si hvor raskt en hendelse forplanter seg langs kysten eller inn i en fjord, enten bli fanget opp av varsler og målinger fra Kartverkets permanente vannstandsmålere eller være så kort at den ikke har noen praktisk betydning for varslingstiden.

Det eneste unntaket er enkelte basseng som er forbundet med åpent hav gjennom trange sund. I slike tilfeller kan det oppstå en fordrøyning, eller forsinkelse, i tidspunktet for høyeste vannstand fra utsiden til innsiden av sundet.

Det er imidlertid verdt å merke seg at vannstandstoppen inne i bassenget ofte blir lavere enn toppen utenfor. Dette skyldes at vannstanden, som følge av tidevannet, begynner å synke utenfor bassenget før vannstanden på innsiden har nådd samme nivå.

I de fleste kjente tilfeller langs norskekysten er denne forsinkelsen på under to timer. Eksempler på denne typen fordrøyning finner vi i Drammensfjorden, som påvirkes sterkt av Svelvikstraumen, og i vanngjennomstrømningen i Saltstraumen inn til Skjerstadfjorden. Sistnevnte er vist i figuren nednenfor. 

Det er viktig å ta med i beregningen at vannstanden langs kysten og i fjordene ofte stiger relativt raskt. Det vil derfor ofte gå mindre enn 4 timer fra et fastsatt triggernivå overskrides, til vannstanden når nivået for basissikringen. Dette gjelder særlig i tidevannsdominerte områder, ettersom lavvann inntreffer omtrent 6 timer før høyvann, se de to første figurene nedenfor. Tilsvarende korte tidsintervaller kan også forekomme i områder med lite tidevann, se den tredje figuren, som viser et eksempel fra et værdominert område.

Dere kan derfor ikke basere aktiveringen av et organisatorisk sikringstiltak ene og alene på at et bestemt vannstandsnivå overskrides. I stedet må dere ta utgangspunkt i vannstandsvarsler og farevarsler, slik det er beskrevet i avsnittet Triggere langs kysten og i fjorder.

Figurene nedenfor viser eksempler på hendelser med ekstremt høy vannstand – to i tidevannsdominerte områder og ett i et værdominert område.

Fremgangsmåte for å estimere varslingstid i sjøen

Her beskriver vi en framgangsmåte dere kan bruke for å estimere varslingstid langs kysten og i fjorder:

1. Skaff oversikt over grunnlagsdata

Mål: ha oversikt over tilgjengelige data, modeller og planer, og en god forståelse av hvordan vannstanden endrer seg på det aktuelle stedet

Dette innebærer blant annet å samle inn data for aktuelle dimensjonerende vannstander. Slike data vil dere normalt ha på plass etter å ha utredet permanente sikringstiltak.

Det er viktig å inkludere informasjon om lokale forhold, særlig om bølger. Bølger kan blant annet ha betydning for sikkerheten til personellet som skal sette opp det organisatoriske sikringstiltaket. Hendelser må derfor kunne oppdages tidsnok til at tiltaket kan settes opp i god tid før vannstanden blir så høy at bølgene skyller langt opp.

Bølger må også tas hensyn til når dere fastsetter høyden på sikringstiltaket, slik det er beskrevet i avsnittet Valg av høyder under steget Utforming og plassering.

Lag en oversikt over høye vannstandsnivåer og tilhørende gjentaksintervaller. Slike data er tilgjengelige på Se havnivå under Nivåer. Pass på at nullnivået er satt til NN2000. Standardinnstillingen på nettsiden er sjøkartnull, men NN2000 er tilgjengelig for de fleste steder.

2. Vurder kvaliteten på vannstandsvarselet

Mål: finne ut om vannstandsvarslet er godt nok til å brukes som trigger for det organisatoriske sikringstiltaket, og hvilken usikkerhet dere eventuelt må ta høyde for

Kartverket tilbyr modeller for vannstand og tidevann for de fleste steder langs kysten. I samarbeid med Meteorologisk Institutt utgir Kartverket også et vannstandsvarsel for de neste fem dagene. Per i dag finnes det ingen tallfestet vurdering av usikkerheten i disse modellene og varslene, men Kartverket har gjennomført kvalitetsvurderinger som viser hvilke områder som er vurdert.

Tidevannsberegningene er generelt sikrere enn beregningene av værets påvirkning på vannstanden. I nærheten av de permanente vannstandsmålerne er trolig vannstandsvarselet relativt godt, men fortsatt med den usikkerheten som er beskrevet i andre deler av denne veilederen. Usikkerheten øker som regel jo lenger unna en permanent vannstandsmåler er, og særlig i områder der de oseanografiske forholdene avviker fra forholdene ved måleren. For eksempel kan forholdene innerst i en fjord være vesentlig annerledes enn ytterst mot kysten.

Denne usikkerheten er viktig å ta hensyn til ved utredning av organisatoriske sikringstiltak. Dere må derfor sette dere inn i Kartverkets oversikt over permanente vannstandsmålere og Kartverkets kvalitetsvurderinger. Observasjoner tilbake til slutten av 1980-tallet kan hentes fra Se havnivå eller via API. For eldre data kan dere benytte Copernicus Marine Service (https://marineinsitu.eu/dashboard/) og velge "Tide Gauges" i menyen til venstre under "Platforms" for å vise vannstandsmålere. 

Dersom det ikke finnes permanente vannstandsmålere i nærheten av tiltaksstedet, må dere vurdere å etablere en målestasjon for å validere vannstandsvarselet for området og for å få sanntidsinformasjon om vannstandsendringer ved sikringstiltaket. Dersom dere etablerer en målestasjon, enten for å validere varselet eller som sensor for automatisk aktivering av et organisatorisk sikringstiltak, anbefaler vi at dere melder den inn til Kartverket.

Hvis vannstandsvarselet per i dag ikke er godt nok, men kan forbedres gjennom lokale målinger, må det etableres en vannstandsmåler som oppfyller kravene Kartverket og Meteorologisk institutt stiller til vannstandsmålere som skal inngå i det operative varslingssystemet.

3. Velg nivåer for triggere og basissikring

Mål: finne egnede nivåer for triggere og basissikring slik at varslingstiden er lengre enn iverksettingstiden

Dette vil vanligvis være en prosess der dere først velger nivåer og deretter beregner varslingstid. Vi anbefaler å lage en tabell med flere alternative verdier for både triggernivå og nivå for basissikringen. Dette gir dere oversikt over kombinasjonsmulighetene og dermed et bedre grunnlag for å optimalisere den endelige løsningen.

Det er også viktig å notere hvor ofte dere forventer at triggere vil bli utløst ved de ulike nivåene. Se også steget Triggere.

4. Beregn varslingstid

Mål: beregne varslingstid for å kunne sammenligne den med iverksettingstiden og dermed dimensjonere det organisatoriske sikringstiltaket

Varslingstiden avhenger blant annet av nivåene for triggerutløsning og basissikring. I tillegg er det viktig å ta hensyn til lokale forhold knyttet til tidevann og værpåvirkning og forholdene på stedet der tiltaket skal etableres.

Dimensjoneringen vil som regel være en iterativ prosess, der dere må gjennomføre beregningene flere ganger for å optimalisere forholdet mellom varslingstid og iverksettingstid.