Modul F2.307: Flomavledning med avlastende tiltak – 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 blir utført etter tilhørende moduler
  • modul F1.300: Mulige tiltak mot flom og oversvømmelse
  • modul F3.307: Flomavledning – Utførelse
  • modul F4.307: Flomavledning – FDV.

Kapasiteten for ei elv er sammenhengen mellom vannføringen og vannstanden. For liten kapasitet i deler av elveløpet kan føre til flomskader og oversvømmelse.

Begrenset kapasitet i elveløpet skyldes som regel at elva ikke har nok plass eller lite effektive strømningsforhold. Dette kan skyldes menneskelig påvirkning, som terrenginngrep og konstruksjoner (bruer, kulverter med videre) i/langs elva, eller utbygging på flomslettene. Kapasitetsproblemer kan også skyldes naturlige prosesser, som for eksempel masseavlagring, naturlige innsnevringer, terskler eller liknende.

I noen tilfeller kan situasjonen forbedres ved å bygge avlastende elveløp eller kanaler, slik at både vannføringen og vannstanden i det opprinnelige elveløpet reduseres, se figur 1.

Avlastende elveløp kan ha flere formål og virkninger. Formålet kan for eksempel være å:

• redusere vannføringen på strekningen som avlastes
• øke kapasiteten i det samlede elveløpet, og derved senke flomvannstanden oppstrøms
• samle opp og avlede flomvann/overvann for å hindre oversvømmelse

Vi skiller mellom:

• flomløp – som kun avlaster vassdraget i flomsituasjoner
• sideløp med permanent vannføring – som også avlaster vassdraget ved lavere vannføring
• avskjærende kanaler – som samler opp og avleder flomvann fra én eller flere bekker eller overvann, se eksempel i figur 2

Det avlastende elveløpet kan ha utløp enten i vassdraget lenger nedstrøms, eller direkte til sjø/innsjø. I noen tilfeller kan vannføringen ledes til et vassdrag i nærheten der kapasiteten er god nok.

På siden fase 1: Planlegging av sikringstiltak mot flom og erosjon finner du en oversikt over grunnlagsdata som du bør undersøke nærmere i prosjekteringsfasen. Noe grunnlagsdata er listet opp under:

Arealbruk og brukerinteresser: Bygging av nye elveløp kan være omfattende arealmessige inngrep som berører mange interessenter. Avlastende tiltak må derfor ofte planlegges på overordnet nivå, og legges inn som en hensynssone for flomfare i kommunens arealplaner. Du bør på forhånd undersøke forholdet til eksisterende planer i tiltaksområdet, og om tiltaket utløser ny reguleringsplan. Det er en forutsetning at arealbruken i området legger til rette for å bygge kunstige elveløp eller flomløp. Forholdet til eksisterende/planlagte arealplaner/reguleringsplaner i tiltaksområdet finner du på SePlan, eller ved å ta kontakt med kommunen.

Grunnforhold: Grunnforholdene i området kan være avgjørende for valg av plassering og omfang, og må også undersøkes med tanke på sikker adkomst og utførelse, og mulige virkninger. Metoder for undersøkelse av grunnforhold finner du i Feltundersøkelser – Håndbok R211 (Statens vegvesen, 2021). Se også modul G1.001: Kartgrunnlag og terrengdata og modul G1.005: Grunnundersøkelser.

Flomberegning og hydrauliske forhold i vassdraget: Flomberegningen brukes som grunnlag for å dimensjonere tiltakets kapasitet, modul F1.001: Flomberegning. Hydrauliske forhold på stedet og mulige virkninger må vurderes ved både ved plassering og ved detaljutforming, se modul F1.002: Hvordan lese et vassdrag? – Grunnleggende vassdragshydraulikk. En hydraulisk modell vil hjelpe deg å analysere strømningsforholdene på stedet, se modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning. En befaring på stedet er som regel nødvendig.

Miljø: Økologiske forhold og mulige virkninger på naturmangfoldet og massetransport i vassdraget, se modul G1.004: Naturverdier, kultuminner, landskap og friluftsliv og modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag.

Potensiale for massetransport, is og drivgods: Stor belastning kan redusere tiltakets effekt på sikt, se modul F2.003: Belastninger fra is og drivgods på sikringsanlegg og modul F1.400: Mulige tiltak for å kontrollere massetransport.

Lovverk: Du må på forhånd undersøke om tiltaket berører allmenne interesser av et slikt omfang at det er konsesjonspliktig i henhold til vannressursloven. Dette gjelder særlig ved overføring til annet vassdrag. Se ellers modul G0.001: Lover og forskrifter.

Det avlastende elveløpet dimensjoneres for en andel av flommen i vassdraget med et gitt gjentaksintervall, se figur 1. Husk også å ta med eventuelle lokale tilsig.

Kapasiteten til elveløpet, det vil si vannstandsstigningen ved dimensjonerende vannføring, bør beregnes og kontrolleres. Denne beregningen bør gjøres for hele den delen av vassdraget som påvirkes av tiltaket.

Du må tilpasse kapasitetsberegningen i forhold til lokale forhold og kompleksitet av problemstillingen. For enkle geometrier i områder med spredt bebyggelse, er det som regel tilstrekkelig å benytte overslagsformler. Det er spesielt viktig å kontrollere kapasiteten ved innløpet og utløpet, og eventuelle andre hydraulisk begrensende profiler og strekninger.

Mer kompliserte traseer og flomløp i tettbebygde strøk bør kontrolleres med en 2-dimensjonal numerisk vannlinjeberegning, se modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning. Det er viktig at du definerer et stort nok analyseområde, og at du vurderer hvordan tiltaket påvirker flomforholdene oppstrøms og nedstrøms for tiltaket. 

Under den hydrauliske beregningen bør du spesielt beregne:

• Kapasitet under dimensjonerende flomvannføring Q_flomløp og  Q_elv. Dimensjonerende flom bestemmes ut fra flomberegningen.
• Fallforhold.
• Vanndybder og vannhastigheter ved ulike partier.
• Flomsonens utstrekning og berørte sidearealer ved ulike flomstørrelser (for eksempel 20-, 200- og 1000-års gjentaksintervall). Dette bør markeres på flomsonekart.

For å ta vare på vassdragsmiljøet kan det også være hensiktsmessig å gjøre noen beregninger med middels og lave vannføringer.

Topografi, grunnforhold og arealbruk må undersøkes før valg av trasé. Du må også tenke gjennom hvordan tiltaket skal utføres, og om det er behov for adkomst for drift og vedlikehold – se modul F3.307: Flomavledning – Utførelse og modul F4.307: Flomavledning – Forvaltning, drift og vedlikehold.

Elveløpet kan enten graves ut i løsmasser (figur 3) eller sprenges ut i fjell. For elveløp i løsmasser bør du sørge for at elveprofilet er stabilt, og at det ikke oppstår erosjon i bunn eller sider. Eventuell erosjonssikring prosjekteres etter moduler i fase 2: Prosjektering av tiltak mot flom og erosjon.

Hensyn til massetransport og belastninger fra is og drivgods bør vurderes for å sikre god nok kapasitet. Dette kan enten innebære prosjekterte tiltak for å redusere belastningen, eller jevnlig rensk og vedlikehold for å hindre gjengroing. Se modul F1.400: Mulige tiltak for å kontrollere massetransport.

Avhengig av om tiltaket bygges som flomløp eller sideløp, er det ulike tilpasninger som må gjøres i forhold til for eksempel arealbruk, vedlikehold og miljø:

• Flomløp/flomarealer: En utforming som gjør at lokalbefolkningen får nytte av tiltaket – gjennom for eksempel tursti, park, lekeplass eller liknende – vil som regel øke den opplevde verdien av flomarealet. Brukere av området må da informeres om funksjonen, og eventuelle begrensninger. Video 1 viser eksempel på hvordan flomsonen i flomavledningstiltak kan benyttes til alternative formål når det ikke er flom.
• Elveløp med permanent vannføring: Med hensyn til miljø og naturmangfold bør kunstige elveløp/sideløp utformes med variasjon i retning, dybde, bredde og fall, framfor kanalisering. Dette gir gode oppvekst- og levevilkår for eventuelle fisk og bunndyr. Det er likevel viktig å sørge for at sideløpet er funksjonelt som avlastende elveløp. Det vil si at vannet ledes inn i sideløpet framfor å fortsette i hovedløpet, og at gradienten er stor nok til at flomvannføringen avledes effektivt. Se ellers modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag for tips til utforming tilpasset naturforholdene i vassdraget.

Video 1: Filmen viser ferdig flom- og erosjonssikring i Granvinselva. (Video: NVE, YouTube)

Utformingen av innløp og utløp kontrollerer vanligvis vannføringen og dermed kapasiteten i sideløpet/flomløpet. Du må derfor etablere et innløpsarrangement. Det vanligste er å legge ned rør/kulverter som begrenser vannstrømmen, eller å bygge en terskel med et klart definert overløp. For flomløp som kun skal avlaste vassdraget i flomsituasjoner, kan bunn av innløpet legges på nivå over naturlig elvebunn, se eksempel i figur 4. Innløpskonstruksjoner som krever manuell operasjon i form av luker eller liknende er lite brukt i forbindelse med flomavledning.

Du bør beregne og kontrollere at innløpet har tilstrekkelig kapasitet ved dimensjonerende flom med hensyn til både vannføring og vannstand i hovedløpet. For enkle geometrier kan dette utføres ved overslagsformler – for eksempel overløpsformler, manuelle kulvertberegninger eller tilsvarende. Alternativt kan konstruksjonen legges inn i en hydraulisk modell.

For å hindre at kapasiteten begrenses av masseavlagring, bør du sikre at det er en viss vannhastighet gjennom innløpet for alle vannføringer. Du bør også vurdere hvordan vannet best mulig kan styres inn i kanalen. For eksempel kan du plassere innløpet slik at det går helt eller delvis parallelt med vannstrømmen, eller etablere en styringsanordning i hovedelva, for eksempel av steinranker eller buner. Erfaringer fra åpning av eldre flomløp tilsier at styringen bør legges med åpningsvinkel på maks 60 grader i forhold til strømmen i hovedelva.

Du må også ha kontroll på at kapasiteten ved utløpet er tilstrekkelig. Det er viktig å sikre tilstrekkelig gradient mellom innløpet og utløpet for å hindre oppstuving/tilbakestrømning eller at vannstanden i det avlastende elveløpet blir for høy.

Ved høy hastighet ved utløpet bør du vurdere erosjonssikring av bunn og sider, og eventuelt styrtseng, bunnterskel eller energidreper. Hvis flomvannet ledes til et annet vassdrag, bør du sikre at vassdraget har tilstrekkelig kapasitet for økt vannføring. Vurder eventuell forsterkning, utvidelse og erosjonssikring, se figur 5.

Med avlastende tiltak vil vassdragsdynamikken endres på strekningen mellom innløpet og utløpet, spesielt ved flomvannføringer. Reduserte flomstørrelser i hovedløpet kan endre massetransport og avlagring, som igjen vil påvirke naturmangfoldet i elva. Bygging av nye elveløp kan også påvirke grunnvannstanden i nærheten av tiltaket.

Miljøvirkningene av tiltaket, og eventuelle avbøtende tiltak bør vurderes så tidlig som mulig i prosessen, se modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag. Medvirkning fra personer med miljøfaglig kompetanse er som regel nødvendig. Miljøinteressene må også vurderes med hensyn til egnet tidspunkt for utførelse av tiltaket.

Det er viktig å tenke gjennom hvordan tiltaket skal gjennomføres rent praktisk ved prosjekteringen, blant annet med tanke på adkomst og egnet tidspunkt for gjennomføring. Se modul F3.307: Flomavledning – Utførelse for mer informasjon.

Avslutningsvis i denne modulen gir vi noen eksempler på avlastende tiltak utført av NVE.

Grepalia, Ørsta kommune

Ved flomsikringen av Grepalia ble det bygget en 1270 m lang overføringskanal mellom Vikelva og Morkelva for å avskjære og overføre flomvann fra flere bekker oppstrøms bebyggelsen i Grepalia. Kanalen ble erosjonssikret i bunn og sider der det er behov, og Morkelva nedstrøms utløpet av kanalen ble plastret og utvidet for å ta høyde for økt vannføring. Se figur 1, 2 og 5.

Planen omfatter også etablering/forlengelse av massebasseng, og kontroll av vannføringen i de naturlige sidebekkene ved hjelp av kummer og kulverter.

Les mer om tiltaket i Sikringstiltak Grepalia – Detaljplan.

Flomsikring i Skytjeåa, Ørsta kommune

Under flomsikringen av Skytjeåa i Ørsta kommune ble det bygget en 320 m avlastingskanal i betongrør fra Skytjeåa til Rossåa for å avlaste vassdraget i flomsituasjoner. Innløpet av kulverten ligger 45 cm over naturlig elvebunn, slik at bare flomvannføringen tar veien inn i røret. Rossåa ble rensket og forsterket på hydraulisk begrensende strekninger. Se figur 4.

Les mer om tiltaket i Flaumsikring i Skytjåa – Detaljplan.

Grautåna, Vindafjord kommune

For å sikre et boligfelt på Sandeid mot flomskader ble det bygget avskjærende kanaler som leder flomvannet over til Grautåna. Tiltaket består av to kanaler på henholdsvis 500 m og 400 m gjennom både fjell og løsmasser. Kanalene er utformet slik at vannet renner i de naturlige sidebekkene ved normal vannføring. Fra samløpet med kanalene er Grautåna utvidet på strekningen mot utløpet og erosjonssikret på enkelte partier, se figur 6.

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

• Modul G0.001: Lover og forskrifter
• Modul G1.001: Kartgrunnlag og terrengdata
• Modul G1.004: Naturverdier, kulturminner, landskap og friluftsliv
• Modul G1.005: Grunnundersøkelser
• Modul F0.101: Miljøtilpassing av sikring i vassdrag
• Modul F1.001: Flomberegning
• Modul F1.002: Hvordan lese et vassdrag? – Grunnleggende vassdragshydraulikk. 
• Modul F1.003: Hydraulisk analyse og vannlinjeberegning
• Modul F1.100: Mulige tiltak for miljøtilpassing av eksisterende flom- og erosjonssikringsanlegg
• Modul F1.200: Mulige tiltak mot erosjon
• Modul F1.300: Mulige tiltak mot flom og oversvømmelse
• Modul F1.400: Mulige tiltak for å kontrollere massetransport
• Modul F2.003: Belastninger fra is og drivgods på sikringsanlegg
• Modul F2.306: Kulvert – Prosjektering
• Modul F2.308: Flomavledning med kapasitetsøkende tiltak – Prosjektering
• Modul F3.307: Flomavledning – Utførelse
• Modul F4.307: Flomavledning – FDV

SePlan (2012) Geonorge – SePlan. Tilgjengelig fra: https://kart.geonorge.no/seplan/ (Hentet: 10. februar 2021).

Statens vegvesen (2021) Feltundersøkelser – Håndbok R211. Oslo: Vegdirektoratet.

Stiftelsen VA/miljø-blad. Åpne flomveier. VA/miljøblad nr. 93/2016.