Modul F2.305: Alternative flomtiltak – 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 utført etter tilhørende moduler
  • modul F1.300: Mulige tiltak mot flom og oversvømmelse
  • modul F3.305: Alternative flomtiltak – Utførelse
  • modul F4.305: Alternative flomtiltak – FDV.

De alternative flomtiltakene som beskrives i denne modulen er delt opp i to hovedgrupper:

• Detaljprosjekterte, lokale løsninger som typisk etableres der permanente tiltak ikke er mulige. Disse tiltakene er dimensjonert for et gitt gjentaksintervall og monteres i faste konstruksjoner. 
• Nødløsninger som brukes i akutte flomtilfeller der detaljprosjektering og fastmonterte sikringstiltak ikke finnes. Disse monteres ikke i faste konstruksjoner. 

I modulen fokuseres mest på en oversikt over ulike løsningstyper, hvordan disse kan bygges inn som en del av den permanente flomsikringen og hvordan de brukes i praksis. Du finner også en rekke eksempler på tiltak som kan anvendes i akutte flomhendelser. Slike løsninger kan brukes før et permanent tiltak, som en del av den generelle flomberedskapen i for eksempel en kommune. 

Innledningsvis er det viktig å understreke at permanente flomsikringstiltak normalt vil være å foretrekke, i hvert fall fra et sikkerhetsmessig perspektiv, og bør derfor være førstevalget når sikringstiltak planlegges og prosjekteres.

I Norge er det inntil videre begrenset erfaring med alternative, prosjekterte flomsikringstiltak der permanente installerte tiltak ikke er mulig. Det er større erfaring med ulike typer akutte nødløsninger som først kommer på plass underveis i en flom, og med begrenset planlegging i forkant. Noen kommuner har operative beredskapsplaner der for eksempel vannpølser, sandsekker og andre løse anordninger er en sentral del av beredskapen. Se eksemep i figur 1.

Slike tiltak har tradisjonelt vært brukt til å sikre mot plutselige flomhendelser, i mangel av permanent etablerte tiltak. Gjennom de seneste årene har permanent flomsikring av tettsteder og byer i Norge gradvis fått større fokus. I slike områder kan det være svært trangt mellom eksisterende bebyggelse og vassdrag. Dermed er det begrensede muligheter for å tilpasse et tiltak mellom eksisterende bebyggelse og vassdragsmiljø.

En økning i flomstørrelsene, som følge av forventede klimaendringer, vil medføre enda større utfordringer ved bruk av tradisjonelle permanente tiltakstyper. Ofte vil flommurer være eneste gjennomførbare alternativ, dersom du ikke ønsker å rive eksisterende bebyggelse langs et vassdrag, for å få plass til for eksempel flomvoller. Slike murer kan utgjøre en høy, fysisk og visuell barriere mellom vassdrag og tettsted. Murene kan derfor være ugunstige for vassdrags- og kulturmiljøet, samt berørte eiendommer langs tiltakene. 

Med dette som bakgrunn, har det oppstått behov for å finne løsninger som i høyere grad kan kombinere flomsikring med trange plassforhold, og samtidig bevare kontakten med vassdraget. I modul F2.302: Flommur – Prosjektering beskrives en rekke permanente tiltaksalternativer som delvis håndterer denne problemstillingen. 

En kombinasjon med tiltaksløsninger som enten er helt flyttbare eller permanent monterte, men lokalt bevegelige, kan i en del tilfeller løse denne problemstillingen på en bedre måte med tanke på daglig bruk av områdene på begge sider av tiltaket. 

Alternative flomtiltak som skal inngå som en del av et samlet flomverk, må du detaljprosjektere og dimensjonere for en forhåndsdefinert flomstørrelse med tilhørende påvirkninger og laster. Tiltaket kan bestå av ulike løsninger, som samlet gir den nødvendige beskyttelsen mot flom inntil dimensjonerende nivå. De flyttbare tiltakene må du montere i faste, forhåndsdefinerte konstruksjoner når de brukes. De bevegelige alternativene kan til en viss grad være automatiserte, for eksempel ved hjelp av ulike flottør-løsninger som stiger i takt med en stigende flomvannstand.

Prinsippene for detaljert prosjektering av disse tiltakstypene følger samme hovedlinjer som for flomvoller og flommurer. En nærmere beskrivelse av disse prinsippene finner du i modul F2.301: Flomvoll – Prosjektering og modul F2.302: Flommur – Prosjektering. De alternative tiltakene vil ofte være en samlet leveranse/totalentreprise. De fleste leverandører dimensjonerer selv deres løsninger ut fra gitte rammer, som informasjon om vanntrykk og vannhastighet, isforhold, drivgods, grunnforhold og så videre, samt definerte krav til sikkerhetspåslag. Det er derfor anbefalt at du baserer det alternative tiltaket på en slik komplett løsning. 

Det er normalt en fordel å kombinere det alternative tiltaket med en permanent del, henholdsvis under og på sidene. Med en permanent del i bunnen sikres fundamentering og tetning. Figur 2 er viser et eksempel på dette. En slik løsning vil også gi større sikkerhet for tiltaket. Dette er fordi den permanente delen reduserer høyden for det flyttbare systemet, og dessuten øker gjentaksintervallet for flommer som krever bruk av det alternative tiltaket.

I slike tilfeller er det viktig å sikre at grensesnittene mot de permanente delene av sikringstiltaket samsvarer med forutsetningene fra leverandøren av den alternative løsningen. Her er det svært viktig at den permanente delen er dimensjonert for de totale kreftene på den samlede konstruksjonen ved de kritiske grensetilstandene. Den permanente delen vil i forbindelse med alternative tiltak ofte være en flommur. Slike tiltak beskrives nærmere i modul F2.302: Flommur – Prosjektering. Øvrige konstruksjonselementer, som blant annet dreneringsanlegg og erosjonssikring, må du prosjektere tilsvarende permanente tiltak.  

Som for permanente tiltak, vil det i tillegg ofte være nødvendig å håndtere nedbør som faller på innsiden av tiltaket og vannlekkasjer gjennom eller under tiltaket. Her er det også viktig at andre potensielle lekkasjeveier for flomvannet identifiseres og sikres, slik at en unngår uønsket vanninntrenging. Eksempler på dette kan være ulike typer stikkrenner for drenering av grunn, tak- eller overflatevann samt kloakkledninger.

Bjelkestengsler

Denne typen tiltak vil typisk plasseres på spesielt kritiske strekninger, mellom permanente tiltak. Kritiske strekninger kan for eksempel være ved kryssing av samferdselsårer, som vist på figur 3. Her krysser en permanent flomvoll over en adkomstvei/parkeringsplass. Tiltaksløsningen her er en kombinasjon av permanent betongmur inn i en flomvoll, på begge sider av åpningen, og vannrette bjelker som monteres i åpningen mellom murdelene når det er flom. Åpningen i muren sikrer fortsatt adkomst til vassdraget, samt eksisterende vei- og stisystem i området. 

Figur 4 viser prinsippet for samme type tiltak under flom. De vannrette, flyttbare bjelkene er montert i den permanente murkonstruksjonen, som sikrer resten av den flomutsatte strekningen. Den permanente muren kan utnyttes som fysisk barriere, for eksempel mellom myke trafikanter, lekeplass, gangvei og biltrafikk når det ikke er flom. 

I andre tilfeller kan det være behov for å erstatte en lengre del av den permanente flomsikringen med tilsvarende bjelkeløsninger. Figur 5 viser et eksempel fra Dalen i Tokke kommune der en permanent flommur i betong delvis er erstattet av vannrette aluminiumsbjelker over en strekning på drøyt 100 meter. 

Dimensjonerende høyde for flomtiltaket på denne strekningen er mer enn 2 meter over eksisterende terreng. En permanent mur i full høyde vil bli en markant fysisk og visuell barriere mot vassdraget. For å unngå dette, er det i stedet valgt å bygge en lavere, permanent betongmur som håndterer de vanligste flommene med gjentaksintervall 50–100 år. 

Den flyttbare delen monteres på betongmuren før en forventet stor flom, og aktiveres derfor kun ved de største flommene, opp mot dimensjonerende tilstand. Her håndterer den samtidig nødvendige påslag for beregnet vannstand som følge av klimaendring, sikkerhetsmargin på beregninger og fribord på selve konstruksjonen. Betongmuren utgjør et bra fundament med hensyn til tetning og stabilitet for den flyttbare delen på toppen. Betongmuren må være dimensjonert for å tåle de ekstra lastene som påføres. 

En slik kombinert løsning sikrer fysisk og visuell kontakt med vassdraget til daglig, og samtidig permanent sikring mot langt de fleste flommer. 

Figur 6 viser detaljer fra tiltaket på Dalen. Bildet til venstre viser det loddrette sporet i den permanente betongmuren, som de vannrette bjelkene skal monteres i. Bildet til høyre viser en ferdig oppbygget seksjon. Her er loddrette stolper fastgjort med bolter i fundamentplater, som er støpt fast i den permanente betongmuren under. Vannrette bjelker legges manuelt ned i sporene mellom stolpene og låses til sist med skruer og spennbeslag på toppen. Alle enhetene i dette systemet er så lette at de kan flyttes og monteres for hånd. Enhetene er systematisert og lagret på paller i et lagerbygg når de ikke er i bruk. Det er tilrettelagt for kjørbar adkomst på luftsiden av tiltaket, slik at pallene lett kan fordeles i forkant av en flom. 

Plater

Denne typen tiltak består av flyttbare plater, for eksempel av aluminium, som monteres på faste monteringspunkter, eller ved hjelp av magneter. Platene må være en del av en samlet prosjektert løsning, som også omfatter blant annet tetning av øvrige ytterflater, og dimensjonering mot oppdrift. Typiske bruksområder for slike plater er tetning av mindre åpninger med begrenset vanntrykk. For eksempel døråpninger eller vinduer. Figur 7 viser et skjematisk eksempel på en slik løsning. Her er det viktig at en oppnår god tetting mellom platen og husveggen. Det skal også nevnes at flere produsenter leverer både dører og vinduer med integrert tetning. Dette kan være et bedre alternativ enn eksterne plater som monteres utenpå. 

Dører og porter

I noen tilfeller er det mulig å bruke fastmonterte, men bevegelige tetningsløsninger. Figur 8 viser to eksempler på dette, henholdsvis svingport og skyveport, som begge tetter mindre åpninger i permanente tiltak. I eksemplet er åpningen nødvendig for å sikre adkomst til gangveien. Fordelen med en slik løsning er at tetningen av åpningen vil være tilgjengelig umiddelbart, og uten transportbehov av ulike delelementer i tilfelle flom. Aktiveringen av tetningen krever normalt en manuell innsats for å stenge porten eller døren. Ved behov kan sannsynligvis aktiveringen automatiseres med fjernstyring. 

Når det ikke er flom, kan den bevegelige delen (port/dør) posisjoneres slik at den er minst mulig til hinder for dagligdags bruk av området. En vesentlig utfordring er at hele konstruksjonen er utsatt for alle daglige påkjenninger og slitasje. Svingporten i figur 8 åpnes i retning bort fra den offentlige stien, og inn mot hagen til høyre på figuren. Slik at den er minst mulig i veien for trafikken på utsiden, og beskyttes samtidig noe bedre mot eventuelt hærverk. Med hensyn til tetning er denne løsningen ikke optimal, da vanntrykket på porten vil virke i åpningsretningen. Solide festepunkter og låsemekanismer vil derfor være svært viktig i dette tilfellet. Skyveporten i figur 8 kjører på skinner i bunnen, som samtidig er tetning. Tilsvarende må porten tettes på de loddrette sidene og kunne låses fast ved behov. Fokus på vedlikehold av låsemekanismen og pakningene rundt den bevegelige delen er sentral for alle tiltakstypene i denne kategorien. 

Konstruksjonene i denne kategorien vil primært være velegnet for mindre vanntrykk, tilsvarende en største dimensjonerende vannstand på rundt 1 meter. 

Sluseporter er en annen tiltakstype innen samme kategori. Disse kan for eksempel brukes ved utløp av mindre vassdrag for å unngå tilbakestuving ved flom i hovedvassdraget, eventuelt ved stormflo. 

Når det ikke er flom i hovedvassdraget vil sluseportene stå åpne på grunn av vannføringen fra sidevassdraget, og dermed tillate passasje. Ved flom i hovedvassdraget bør sluseportene designes slik at de stenger automatisk på grunn av vanntrykket fra hovedvassdraget. Eventuell vannføring på innsiden av portene må dermed enten magasineres midlertidig, eller kunne pumpes ut i hovedvassdraget. 

Automatisering av portene med fjernstyring og/eller nivåstyring er også mulig. Uansett, kan sluseportene være sårbare for ulike typer tilstopping som hindrer fullstendig stenging og dermed tetning. Det anbefales derfor uansett manuell kontroll med stengingen. 

Automatiserte barriereløsninger

Det finnes en rekke mer eller mindre automatiserte stengsler som tilsynelatende reduserer behovet for manuell innsats før, under og etter en flom. Løsningene er permanent monterte og håndterer typisk mindre åpninger i permanente tiltak. Den bevegelige delen (porten) er i normaltilstanden lagret under åpningen og blir på ulike måter skjøvet eller rotert opp fra undergrunnen når flomvannet kommer. Bevegelsen er basert på flottørprinsippet, slik at porten stiger i takt med stigende vannstand på utsiden. Figur 10 viser et slikt eksempel der porten i åpningen kan bevege seg opp og ned i takt med flomvannstanden på utsiden av sikringstiltaket. Porten beveger seg i en spalte som gradvis fylles med flomvann med innløp fra vassdraget på utsiden. 

For systemene som baserer seg på aktivering ved hjelp av flomvannet (oppdrift), er du avhengig av at vann kan strømme uhindret inn i spalten slik at porten responderer på økt flomvannstand. Tilstopping av innløpet er derfor svært kritisk for den automatiserte funksjonen. Tilsvarende gjelder for tilstopping av spalten slik at porten ikke kan bevege seg fritt. Dette kan for eksempel oppstå på grunn av is, småstein, kvister og andre objekter som kan lande i spalten og kile seg fast. Det vil derfor sannsynligvis være behov for mye og systematisert vedlikehold for å sikre stabil funksjon av en løsning som kun baserer seg på flottørprinsippet. 

Ett alternativ er å aktivere porten ved hjelp av fastmontert motor, som eventuelt kan fjernstyre heving og senking av porten basert på en trykksensor for stigende vannstand. I samme kategori finnes også løsninger som er basert på plater, som normalt ligger plant med terrenget og heves under flom ved hjelp av hydrauliske systemer. Slike systemer vil være avhengig av en stabil strømforbindelse for automatisk drift. Systemene bør også ha innebygget en løsning for manuell reservedrift. En slik konstruksjon vil sannsynligvis være så dyr at den kun i helt spesielle tilfeller vil være gjennomførbar. 

Ved plutselige hendelser kan små og store tiltak være aktuelle for å begrense skader og sikre store verdier. Slike tiltak preges ofte av kreativitet og frivillig innsats. Eksempler på tiltak i denne kategorien er tilførsel av masser for å heve terrenget, eller ulike løsninger for etablering av en vanntett barriere. Figur 1 viser tre eksempler på slike, henholdsvis sandsekker, vannpølser og betongblokker. Disse løsningene kan på ingen måte erstatte et fast installert og detaljprosjektert flomsikringstiltak. 

Bildet på figur 11 viser bruk av plast, løsmasser og sandsekker for sikring av døråpninger i et industribygg. 

Sandsekker er lett håndterbare, men krever omfattende manuell innsats dersom det skal brukes over en lengre strekning. De bør kun brukes ved små vanndybder og lav vannhastighet. Fordelen er stor fleksibilitet med hensyn til plassering. De kan spesielt brukes til mindre forhøyninger av eksisterende tiltak som for eksempel flomvoller. De fungerer også godt til sikring av dører og porter i bygg, gjerne i kombinasjon med presenninger/plast av egnet kvalitet. Det finnes fyllemaskin for raskere fylling av sekkene, og sandsekker med materiale som ekspanderer i kontakt med vann. 

Storsekker, betongelementer og utlegging av løsmasser krever bruk av maskiner og tilrettelagte adkomstforhold. 

Vannpølser består av en tykk plastikkduk som rulles ut på en jevn overflate langs strekningen der det er fare for oversvømmelse. Pølsen fylles med vann ved hjelp av pumpe og slange. Tyngden av vannet i pølsen sikrer stabilitet og tetning mot terrengoverflaten. Reelt er det kun vannet tilsvarende fribordet som virker stabiliserende og pølsen trenger altså et betydelig fribord for å være stabil. I verste fall kan pølsen punktere eller kollapse, og bli tatt av vannstrømmen. Den kan da tette for eksempel en bruåpning i kombinasjon med drivtømmer. Den store fordelen med slike pølser er at du på kort tid, og med begrenset manuell innsats kan begrense flomskader over lengre strekninger. Pølsene er også lette å gjenbruke og lagre. Figur 12 viser et skjematisk eksempel på bruk av en vannfylt pølse. 

Som alternativ til de vannfylte pølsene finnes flere ulike løsninger der stabiliteten blir ivaretatt av at selve flomvannet stabiliserer etter "bokstøtteprinsippet". Noen løsninger er i tykk plastikk og rulles ut tilsvarende de vannfylte pølsene. Andre settes opp som faste seksjoner av plast, tre eller metall. Felles for alle, er at de har et vannrett skjørt eller plate, stikkende langt ut på vannsiden. Gradvis økende flomvannstand bidrar da med tilsvarende større tyngde på den vannrette platen/skjørtet, og stabiliserer tiltaket. Løsningene av plastikk som rulles ut må være oppblåsbare eller ha en flottør-funksjon på toppen, som sikrer at denne stiger i takt med stigende vannstand. Fokus på tilstrekkelig tetning mot terrengoverflaten og mellom de enkelte seksjonene er viktig. "Bokstøtteprinsippet" er vist til høyre i figur 13.

Med deler av den stabiliserende konstruksjonen stikkende ut i vannstrømmen, kan denne tiltakstypen være følsom for skader påført av rek i kombinasjon med høy vannhastighet. For å redusere denne risikoen kan du på strekninger med høy vannhastighet og mye rek, i stedet anvende seksjoner der den stabiliserende konstruksjonen er plassert på luftsiden. Et eksempel på en slik løsning er vist til venstre i figur 13. Helningen på tetningen må være såpass liten at den ikke glir på underlaget. Tetningen i dette eksempelet er basert på vannrette bjelker, tilsvarende den loddrette muren på figur 4 og figur 5. Alternativt kan dette være plater som tettes mot hverandre, eller med en tetningsduk utenpå som festes til den øvrige konstruksjonen.

Som hovedregel bør bruken av alternative flomtiltak begrenses til steder der permanente tiltak er utredet til å medføre urimelig store konsekvenser for blant annet miljø, ferdsel og naboer. Det alternative tiltaket må være ferdig prosjektert som en del av det samlede sikringstiltak. Den bevegelige delen av tiltaket må forankres i permanente konstruksjoner som inngår i sikringstiltaket. 

Det må legges stor vekt på å anvende gjennomprøvde systemer, som er testet ut under forhold tilsvarende de som kan forekomme i det konkrete prosjektet. Systemet må være prosjektert i henhold til dimensjonerende laster på strekningen, og etter gjeldende prosjekteringsstandard. 

Som en del av prosjekteringen, inngår også beskrivelse av komplett instruks for etablering og håndtering av tiltaket før, under og etter en flom. Et sentralt punkt er faste kriterier for når tiltaket skal iverksettes. Her er det viktig å ta hensyn til de hydrologiske forholdene i vassdraget – slik at det er tilstrekkelig handlingstid for aktivering av tiltaket før flommen kommer. 

Små vassdrag med rask og relativt uforutsigbar flomtopp vil normalt ikke være velegnet til alternative flomtiltak, som krever vesentlig manuell innsats for aktivering. Mindre alternative tiltak kan være mulige, eventuelt bruk av en automatisert barriereløsning. For større vassdrag kan innsatspunktet typisk være en forhåndsdefinert vannstand ved en hydrologisk målestasjon, eventuelt kombinert med vurdering av nedbør-/flomprognoser, magasinfyllingsgrad (regulerte vassdrag) med videre. 

Instruksen må inneholde en fast rutine for vedlikehold av de ulike delene i systemet. I tillegg, rutiner for hel eller delvis testmontering og aktivering av systemet som trening og kontroll. Det må være en tydelig fordeling av ansvar for oppstart av montering, herunder avklaring av mannskapsbehov. Ved større systemer, er det en fordel/forutsetning at eksisterende organisasjoner ivaretar dette. Dette kan for eksempel være brannvesen, kommunalt beredskap, grunneiere i formelt "flomsikringslag" med videre. Modul F4.305: Alternative flomtiltak – FDV inneholder en nærmere beskrivelse av disse forholdene.

Løsninger til akutte flomhendelser er i denne modulen ikke vurdert som en del av et komplett, etablert flomsikringstiltak. Slike tiltak kan derfor brukes mer fleksibelt, der behov for flomsikring dukker opp og du ønsker å sikre "etter beste evne". 

I dette kapitlet oppsummerer vi en rekke praktiske erfaringer, som vi anbefaler å bruke ved prosjektering og tilrettelegging av et alternativt flomtiltak. Erfaringene er primært hentet i forbindelse med prosjektering og oppføring av et alternativt flomtiltak på Dalen i Tokke kommune, basert på flyttbare aluminiumbjelker. 

"Time lapse"-videoen under viser et eksempel på montering av disse bjelkene for det aktuelle tiltaket. Nedenstående momenter gjelder spesielt for alternative tiltak basert på flyttbare elementer.

• Systemet bør bestå av færrest mulige komponenttyper, slik at risikoen for forveksling og feilmontering reduseres. Dette gir tilsvarende enklere vedlikehold og suppleringsbehov.
• Elementene bør være så lette at de kan monteres manuelt, og med maksimalt to personer. 
• Totalhøyder over rundt 2 m gjør den manuelle montasjen mer kompleks og tidkrevende, da du vil trenge ulike typer løfteutstyr eller stillaser. 
• Permanent og egnet adkomst for nødvendig transportutstyr (traktor, ATV med videre) til og langs hele strekningen med flyttbare elementer må sikres som del av prosjekteringen. Dette er spesielt viktig nær private hager, der hekker og gjerder etter hvert vokser seg nærmere sikringstiltaket. 
• Under planlegging av tiltaket må du også legge til rette for at elementer kan lagres på et sted med lett adkomst, som er flomsikkert og nær området der elementene skal brukes. 
• Lagring av elementer må foregå i henhold til leverandørens krav, og merkes tydelig slik at rekkefølge ved transport og montering er entydig. 
• De flyttbare elementene må lagres på paller som kan kjøres ut med traktor eller lignende langs hele strekningen. 
• Komponentene til systemet kan ved montering fordeles over hele strekningen(e), slik at flere monteringslag kan jobbe parallelt.
• Det må være tilstrekkelig antall reservedeler på lager. Omfanget vil variere avhengig av antall "normalkomponenter" og "spesialkomponenter".

Video 1: Filmen viser montering av flyttbare aluminiumbjelker som alternativ flomtiltak på Dalen, Tokke kommune. (Video: NVE, YouTube)

I prosjekteringsfasen er det viktig å også tenke på utførelsesfasen. Se modul F3.305: Alternative flomtiltak – Utførelse for viktige arbeidsoperasjoner du må tenke på, når du prosjekterer. Modulen inneholder også konkrete forslag til risikoreduserende tiltak (til SHA-plan/risikoanalyse) og momenter for kontroll av utførelsen (til kontrollplan for utførelsen). Begge dokumenter må opprettes som en del av prosjekteringsfasen og suppleres med ytterligere informasjon under utførelsesfasen. 

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

• Modul F2.301: Flomvoll – Prosjektering
• Modul F2.302: Flommur – Prosjektering
• Modul F3.305: Alternative flomtiltak – Utførelse
• Modul F4.305: Alternative flomtiltak – FDV