Modul F2.205: Buner – Prosjektering

Denne modulen forutsetter at 

• du har satt deg inn i overordnet informasjon gitt i fase 2: Prosjektering av tiltak mot flom og erosjon. 

• sikringstiltaket er planlagt og vil bli utført etter tilhørende moduler
  • Modul F1.200: Mulige tiltak mot erosjon
  • Modul F3.204: Terskler og buner av løsmasser – Utførelse
  • Modul F4.200: Erosjonssikring med stein – Forvaltning, drift og vedlikehold.

Buner er smale konstruksjoner som stikker ut normalt eller skråstilt fra elvebredden. Ved å plassere flere slike konstruksjoner etter hverandre i serie, vil det oppstå et skjermet område med til dels lavere vannhastighet enn langs elva for øvrig. Hensikten kan være å styre vannstrømmen bort fra elvebredden eller bidra til å korrigere retningen på strandlinjen, se figur 1 og 2.

Buner har funksjon som erosjonsbeskyttelse ved å styre vannstrømmen bort fra elvebredden og avlaste erosjonsutsatte sideskråninger. På grunn av lavere vannhastighet ved bunnen nærmest elvebredden kan buner også brukes for å stabilisere bunnen eller unngå bunnsenking. Avhengig av stedlige forhold kan bunnen i området mellom og nedstrøms bunene bygge seg opp over tid som følge av økt avlagring av sedimenter. Dette kan for eksempel utnyttes til å hindre undergraving av fundamenteringen til en erosjonssikring av elvebredden.

Buner kan også benyttes som miljøtiltak for å skape variasjon i strømningen, bakevjer og loner. I noen tilfeller brukes buner for å forskyve eller rette et elveløp. Buner kan også brukes for å sikre rolige forhold ved inntak for vannverk, irrigasjon og småkraftverk ved liten vannføring. Se figur 3 for eksempel på miljøtiltak. 

Det er viktig å ta hensyn til brukerinteresser og eksisterende konstruksjoner i vassdrag når det planlegges å bygge buner, og plasseringen må vurderes nøye ut fra formålet og ønsket virkning. Se figur 4 og 5 for eksempel på plassering av buner. 

Buner med tilhørende erosjonsgroper blir ofte populære fiskeplasser, men de kan også skape konflikter, siden de kan endre fangstfordelingen mellom ulike elvestrekninger. Grunnvannsforhold, erosjon og sedimentasjon er også faktorer som kan ha betydning for plassering av bunene.

Undersøkelser viser at buner kan gi gode resultater i små og mellomstore vassdrag. Effekten varierer mye mellom ulike vassdrag, og det er ikke gitt at det blir positive virkninger av slike tiltak. Utlegging av steingrupper, kulpgraving og åpning av stengte flomløp/sideløp kan eksempelvis være bedre tiltak langs inngrepspåvirkede vassdragsstrekninger. Avhengig av utforming, plassering og dimensjonering vil buner ha ulik virkning. Virkninger som kan være positive et sted kan virke mindre positivt eller negativt andre steder. Her følger en opplisting av i utgangspunktet positive og negative virkninger:

Positive virkninger

• Buner kan minske belastningen på elvebunnen og redusere graving i elveleiet. Buner og terskler kan være et effektivt tiltak for å sikre bunn og elvebreddene mot erosjon.
• Buner kan ved at de hindrer erosjon, benyttes til sikring av utsatte konstruksjoner som for eksempel bruer eller vannledninger.
• Buner kan, i likhet med steingrupper, fungere som energidrepere. Ved riktig plassering kan også strømmen styres unna erosjonsutsatte områder.
• Buner kan bidra med å stabilisere isforhold i vassdrag med isproblemer.
• Buner kan forbedre forhold for fisk og annen fauna. Buner kan blant annet gi hvileplass og oppholdssted for fisk samt bedre strømningsforholdene i elva. Buner og terskler vil, i likhet med utlagte steingrupper, gi lokale habitatsendringer som kan være gunstig for eksempelvis bunndyr og fisk. Utgraving av kulper kombinert med utlegging av steingrupper kan gi tilsvarende virkning langs elvestrekninger der det er en god del fall.

 

Negative virkninger

• Buner kan ha uheldige landskapsvirkninger og være fremmedelementer i vassdragsmiljøet.
• Buner kan påvirke erosjonsforholdene i vassdraget negativt ved at området nedstrøms på motsatt side av elva kan utsettes for erosjon.
• Buner kan endre bruksmulighetene langs berørt vassdragstrekning.

Buner kan bygges av forskjellige materialer, og med forskjelling grad av tetthet. Det vanligste er imidlertid å bygge buner av løsmasser, stein eller tre. Andre eksempel er tette vingemurer av stål, betong, mur, løst plasserte hauger eller striper av steinmaterialer eller kunstige blokker, såkalte "hard points".

Plassering og høyde på buner velges først og fremst ut fra formålet. De plasseres ofte på løs bunn, og baseres derfor enten med støtte i spunt eller peler, eller utføres som en bred utstikker med erosjonssikker skråning.

Sikringsbuner er et alternativ eller et supplement til steinsetting av elvebredden der formålet er å redusere faren for erosjon av elvebredden. Bunen vil redusere vannhastigheten langs elvebredden. Sikringsbuner er godt egnet til å beskytte svake skråninger i elver der bunnen sentralt kan tåle noe erosjon eller er naturlig godt beskyttet mot erosjon. Se figur 6 og 7 for utforming av buner. Buner blir normalt bygget av stein og løsmasser. Viktige kriterier for prosjektering av buner er listet opp i tabell 1. For dimensjonering av nødvending steinstørrelse for bygging av buner og plassering av buner se NVE veileder 4/2008 Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein. Veilederen bygger på NHL-rapport  Bruk av buner som erosjonsbeskyttelse i elver (NHL, 1989). Denne rapporten er en oppsummering av modellforsøk og litteraturstudium for å fastslå dimensjoneringskriterier for buner som erosjonsbeskyttelse.

Viktige kriterier for prosjektering av buner (med utgangspunkt i Vassdragshåndboka, tabell 8.3):

Høyde: For optimal erosjonsbeskyttelse skal høyden på bunen inne ved elvebredden være i nivå med høyeste flomvannstand, spesielt i sving. Når flere hensyn skal tas, må vi gjerne fire på dette kravet, og en høyde som tilsvarer vannstand ved middelflom vil ofte være tilfredsstillende. Erosjonssikring nedstrøms bunen kan være nødvendig som kompenserende tiltak.

En skrå bune som går helt til topps ved elvekanten, vil virke mindre dominerende enn en tilsvarende horisontal bune.

Akse: Vinkel på buneaksen α, se figur 6, bør vanligvis stå vinkelrett eller svakt motstrøms orientering. På denne måten bremser bunen vannstrømmen, og erosjon ved buetåa blir liten. Ved å orientere buneaksen medstrøms får vi økt oppbremsing av vannmassene og sterkere styring av hovedstrømmen over mot motsatt side av elva. Dette kan være nyttig i yttersving, der vi ønsker å presse djupålen mer mot innersving for å hindre avlagring av masser. Praktisk erfaring viser at medstrøms retning flytter djupålen ut fra fot og skråning, mens motstrøms retning kan gi konsentrert utvasking i skråningsfoten.

Lengde: For å beskytte mot erosjon er lengden av bunen avhengig av buneavstanden, se figur 6. Korte buner må stå tettere enn lange, men lange buner er mer utsatt for strømkrefter og må derfor bygges sterkere. Dette er ikke viktig når bunene skal ha andre funksjoner.

Avstand mellom buner: For å redusere vannhastigheten med ca. 50%. Hvis det er nødvendig å redusere hastigheten ytterligere må avstanden mellom bunene reduseres (NHL 1989).

Avstanden er avhengig av formen til elva:

• Buner på rette strekninger, se figur 4:
  • Horisontale buner: 10 x bunelengde.
  • Skrå bune, 1:3: 10 x bunelengde.
  • Skrå bune, 1:6: 5–7,5 x bunelengde.
• Buner i sving med horisontal bunn (svingradius er 5 x elvas bredde), se figur 5:
  • Horisontal bune: 7,5-10 x bunelende.
  • Skrå bune, 1:3: 7,5-10 x bunelengde.
  • Skrå bune 1:6: 5 x bunelengde.
• Buner i sving med markert djupål:
  • Bør bare benytte skrå buner med helling 1:2 og føres over høyeste flomvannstand.
  • 3-5 x bunelengden.

Forankring

Sikringsbuner har mye til felles med terskler og forankres på tilsvarende måte mot erosjonssikring i elvekanten. Se modul F2.204: Terskler og bunnforsterkning av løsmasser – Prosjektering.

Det er best å forankre bunen samtidig som en sikrer mot erosjon i elvesiden. Formen på steinen som blir lagt der bunen forankres i sidesikringen må være mangekantet. Dette for å få god kontakt mellom steinene, og hindre at sammenkoblingen mellom sidesikring og bunen blir et svakt punkt i sikringen.

Om det er en gammel erosjonssikring der bunen skal forankres, vil det være best å rive ned deler av den, og bygge den opp igjen sammen med bunen. Er det løsmasser / lett eroderbare masser i elvebunnen, er det viktig å bunnplastre nedstrøms bunen.

For buner som er bygget for biotop- og miljøtiltak er det mindre krav til forankring og steintype. Her kan man også benytte stedlig masser i bunen. Avrundet elvestein kan gi et bedre helhetsinntrykk, som gjør at bunen blir et naturlig element i elva. Vurdering av type materiale som kan brukes må gjøres i hvert enkelt tiltak ut fra formålet til bunen.

Flere buner i serie bør variere i avstand og størrelse av hensyn til landskapsinntrykket, se figur 8-15 for eksempler.

Det er utfordrende å grave under vann særlig med tanke på manglende sikt. Arbeidet bør utføres på lav vannføring. Dette vil gi bedre siktforhold og redusere faren for at finstoff slammer til elva/elvebunnen nedstrøms tiltaksområdet. Det kan være lurt å lede vannet bort fra området der du skal arbeide. Dette kan gjøres ved å legge ut en ranke av løsmasser oppstrøms arbeidsområdet. Du kan også senke vannstanden lokalt ved å grave en renne forbi anleggsstedet. Når en fyller tilbake i rennen må en bruke erosjonssikre masser.

Ved prosjektering og planlegging av sikringstiltakene er det viktig å tenke på at enkelte arbeidsoperasjoner må utføres på tørrlagt elvebunn eller med minst mulig vannføring. Dette gjelder for eksempel ved legging av tettingsmenbran i forbindelse med konstruksjoner. I slike tilfeller er det viktig å ta dette med i beskrivelsen.

Mer om utførelse kan du lese i modul F3.204: Terskler og buner av løsmasser – Utførelse.

Disse modulene utdyper noen temaer som er relatert til modulen over:

• Modul F1.200: Mulige tiltak mot erosjon
• Modul F2.204: Terskler og bunnforsterkning av løsmasser – Prosjektering
• Modul F3.204: Terskler og buner av løsmasser – Utførelse
• Modul F4.200: Erosjonssikring med stein – Forvaltning, drift og vedlikehold

Kristiansen, Ø., Dahl, T.E. (1989) Bruk av buner som erosjonsbeskyttelse i elver. STF60 F89084. Norges hydroteknisk laboratorium (NHL) SINTEF. 

NVE (2009) Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer av stein. Veileder nr. 4/2009. Oslo: Norges vassdrags- og energidirektorat.

NVE (2010) Vassdragshåndboka – Håndbok i vassdragsteknikk. red. Fergus, T, Hoseth, K. A, Sæterbø, E. Kap. 8. Trondheim: Tapir Akademisk Forlag.

Pulg, U. mfl. (2018) Tiltakshåndbok for bedre fysisk vannmiljø: God praksis ved miljøforbedrende tiltak i elver og bekker. NORCE LFI rapport nr. 296. NORCE Bergen. ISSN 1892-8889.