Hvordan vurderer du utløp for snøskred?

Bruken av grunnlagsdata er beskrevet nøye i innledningen for utførere, under Fase 2: Utføre oppdrag. Du må likevel vurdere en rekke skredspesifikke punkter, og under finner du utdypende kommentarer som gjelder spesielt for snøskred.

Digital terrengmodell (DTM)

Et snøskred vil typisk følge terrenget i fall-linjen, men det kan ta uventede retninger. Skred med høy hastighet og stort volum krever større terrengformasjoner for å holde skredmassene i løpet. I et ikke-kanalisert skredløp vil skredets utløpsområde typisk være bredere enn løsneområdet (1).

Når du vurderer mulige utløp, bør ikke terrengmodellen du bruker være for detaljert. Ved modellering av store skredvolumer vil nemlig det beregnede snøskredutløpet i liten grad la seg påvirke av mindre terrengformasjoner, selv om disse er godt synlige i detaljerte terrengmodeller, for eksempel modeller med 1x1 meter celler. Ettersom det ofte kan være mye snø på bakken ved de årlige gjentaksintervallene som en ser på i skredfareutredning, vil en for detaljert terrengmodell dermed være en mulig feilkilde.

For større skråninger gir gjerne grovere celler en bedre oversikt over mulige utløpsområder. Det anbefales å bruke 5x5 meter eller 10x10 meter oppløsning (avhengig av skredstørrelse), men ved bruk av programvare for dynamiske modeller må du følge produsentens anbefaling for oppløsning på terrengmodellen. 

Skog

Skog og enkelttrær i skredløpet har i de fleste tilfellene liten eller ingen beskyttende effekt og vil ikke begrense utløpet av mulige snøskred. Dette gjelder særlig hvis skogen utgjør en liten del av fjellsiden og er i nedre deler av fjellsiden. Skogen blir ofte en del av snøskredmassene og vil heller kunne øke skredmassenes ødeleggende kraft.

Tegn til skredskadet skog eller mangel på skog kan gi verdifull informasjon om gjentaksintervall til snøskred og krefter i snøskredmassene. Under er det en oversikt over maksimal lengde (målt i fallretning) på åpne områder i skogen for at utløste snøskred ikke skal ødelegge nedenforliggende skog (2) (se tabell 1) (3). Størrelsen på åpne felt i skogen må ses opp imot mulige løsneområder for snøskred. 

Tabell 1: Maksimal anbefalt lengde (målt i fallretning) på åpne områder i skog for at utløste snøskred ikke skal ødelegge nedenforliggende skog (3).

Maksimal anbefalt lengde (målt i fallretning) på åpne områder i skog for at utløste snøskred ikke skal ødelegge nedenforliggende skog (3).

Skredskadet skog gir verdifull indikasjon om minst ett tidligere skredutløp. Mangel på skader gir i beste fall en veldig usikker indikasjon, siden det kan være utfordrende å aldersbestemme skogen, og det er usikkert om skogen i det hele tatt ville vise store skader hvis den (i yngre alder) hadde blitt tatt av snøskred. Det finnes mange fjellsider med bjørkeskog som man lett tolker som snøsig, men som regelmessig utsettes for snøskred, uten at trærne blir ødelagte.

Klimadata

Mengde snø i skredbanen og utløpsområdet, samt snødekkets egenskaper vil ha noe å si for volumet som avsettes i utløpsområdet, utløpslengden på skredmassene og kreftene i skredmassene i utløpsområdet. For hver enkelt skredbane må du gjøre en vurdering om det er potensial for et snøskred å rive med seg snø nedover skredbanen. Dette må sees i sammenheng med klimaanalysen for området, med spesielt fokus på temperatur, nedbør og snømengde.

Spor etter snøskred er viktige indikatorer for sannsynligheten for snøskred, og må vurderes og observeres i felt (og ved hjelp av ortofoto og skyggekart). Du må dokumentere feltarbeidet og funnene fra det i et registreringskart. Tegn til tidligere skredaktivitet sier noe om sannsynligheten for skred, men vær obs på at om det ikke finnes tegn til tidligere skredaktivitet, betyr ikke det at et område kan friskmeldes. 

Tegn til tidligere utløp i skogen eller kjente hendelser kan i enkelte tilfeller brukes for å kalibrere inngangsparametere i en dynamisk modellering, og/eller vise til hvor stor utbredelse sjeldnere skred (sett i forhold til skogens alder) har hatt. Dette må vurderes kritisk da det ikke er mulig å vite om skredet som modellen har blitt kalibrert opp mot, for eksempel er et 5000-års eller et 1000-årsskred. 

Utløpsområdet til mange snøskred ligger gjerne som en vifteform. Andre spor i terrenget etter tidligere snøskredaktivitet kan være:

• Skredskadet skog. Mangel på skredskader i skogen gir kun indikasjoner om den siste tidsperioden – altså tilsvarende skogens alder. Følgelig betyr det lite eller ingenting med tanke på 1000- eller 5000-årsskred. Ved skog med skader bør det vurderes om skadene skyldes snøskred, snøsig eller andre årsaker (for eksempel frostsig i skråningen).
• Erosjon av steinblokker/løsmasser i skredbanen og avsetninger i utløpet. Der overgangen til dalbunnen er brå, kan snøskredene grave seg ned i løsmassene og kaste materialet framover. På denne måten dannes groper og voller i dalbunnen. I de mest ekstreme tilfellene kan det dannes et snøskred-erodert basseng (plunge pool) i utløpet, der skredmasser over tid har fjernet løsmasser.
• Avsetninger. Stein og trær som er transportert av snøskred får oftest kontakt med bakken først etter at snøen har smeltet. Dermed vil mindre stein avsatt av snøskred ofte ligge løst på toppen av større steiner eller på vegetasjon. Trær som er transportert og avsatt av snøskred ligger løst på toppen av bakken, og som oftest orientert parallelt med skredets strømningsretning. 

Feltarbeidet vil også gi grunnlag for å vurdere mulighetene for omfattende medriving av snø i skredbanen. Medriving av snø er med på å avgjøre den reelle snøskredstørrelsen, utløpslengden og kreftene i skredmassene i utløpsområdet. For hver enkelt skredbane må du gjøre en vurdering om det er potensial for et snøskred å rive med seg snø nedover skredbanen. Denne vurderingen gjøres basert på forhold registrert i felt (f.eks. skredbaneform, vegetasjon, m.m.) i sammenheng med klimaanalysen for området, med spesielt fokus på temperatur, nedbør og snømengde.

Figur 1: Skredskadet skog. Foto: Gauer/NGI

Når du skal vurdere snøskredfare, er hovedregelen at du må gjøre modellberegninger av utløpet, både med en topografisk/statistisk (empirisk) modell og en dynamisk modell. Historikk, tolkning av klimadata, samt spor i terrenget må ses i sammenheng med resultatene du får fra beregningene. Modellresultatene skal også diskuteres som en del av snøskredfareutredningen, og eventuell manglende bruk av slike beregningsverktøy må begrunnes. 

Det finnes to hovedkategorier modeller for å beregne rekkevidden av snøskred – topografiske/statistiske modeller og dynamiske modeller. I en utredning av snøskredfare skal du benytte begge:

• Topografisk/statistiske (empiriske) modeller tar utgangspunkt i kjente skredutløp(4). En tommelfingerregel er at større snøskred kan nå ut til terreng slakere enn 10 grader. 
• Dynamiske modeller baseres på fysiske og matematiske beskrivelser av skredbevegelsen, og gir i tillegg til skredutløpet, verdier på hastighet, trykk og flytehøyde som resultat. Det finnes flere eksempler på slike dynamiske beregningsverktøy for snøskred.

Følgende litteratur kan brukes som en introduksjon til ulike beregningsverktøy: 

• Lied, K. & Bakkehøi, K. (1980). Empirical calculations of snow–avalanche run–out distance based on topographic parameters. Journal of Glaciology, 26(94), 165-177.
• Harbitz, C. B.(1998) SAME Snow Avalanche Modelling, Mapping, and Warning in Europe Norwegian Geotechnical Institute, Norwegian Geotechnical Institute, NGI Report 581220-1.
• NVE (2015) Sammenligning av modelleringsverktøy for norske snøskred. Rapport nr.107/2015 Oslo: Norges Vassdrags- og Energidirektorat
• Kapittel 5 – Statistical runout estimations og kapittel 7 - Avalanche dynamic models i heftet «Planning Methods for Assessing and Mitigating Snow Avalanche Risk» (Jamieson 2018), utgitt av Canadian Avalanche Association. 

Dynamiske modeller kan brukes som strømningsmodeller for å få frem skredets mest sannsynlige bane. Sammen med topografiske/statistiske modeller kan de også brukes til å diskutere seg fram til mulig utbredelse av snøskredmasser for skred med ulik nominell årlig sannsynlighet. 

Husk at du ved bruk av dynamisk modellering, må presentere utvalgte modelleringsresultater i rapporten – der parameteren hastighet er gitt. For eventuelt videre arbeid med dimensjonering av sikringstiltak, vil også parameterne flytehøyde og trykk være av stor relevans. 

Du må alltid oppgi hvilke parametere som har blitt brukt ved modelleringen. For hver enkelt skredbane utarbeider du da en tabell der følgende informasjon oppgis:

• Beskrivelse av terrenget (utløsning, bane og utløp)
• Friksjonsparametere. 
• Bruddkanthøyde 
• Volum

Eventuelt inkludert medrivning av snømasser langs med skredbanen.
Figur 2: Eksempel på modelleringsresultater vist i GIS-verktøy.

Utløp skredvind

For store snøskred må muligheten for skredvind (fonnvind, skredgufs eller snøsky) også vurderes. Er det historikk på skredvind i området, må dette vektlegges i skredfareutredningen. Det er gjennom praktiske eksperimenter med eksplosiver, vist at vinduer og dører (se Figur 3) kan bli ødelagt allerede ved et trykk på 1-2 kPa (5).

I de fleste tilfeller med mulighet for skredvind er følgende kriterier til stede (6)(7): 

• Forskjellen på utløpslengden mellom den tette delen av skred og skredvind blir større når gjennomsnittlig bratthet på skredbanen øker
• Skredstørrelse er større enn D3 (se tabell 1 i Snøskred innledning; Skredstørrelse klassifisert etter ødeleggelsespotensial)
• Brå overgang i terrenget. Hvis terrengformen gir brå overganger i helningen, som for eksempel fritt fall etterfulgt av flat dalbunn, øker sannsynligheten for dannelse av skredvind. Vær likevel oppmerksom på at det finnes flere eksempler hvor skredvind har gitt store skader selv fra jevne skredbaner.

Statistiske betraktninger (8)(9) antyder at forskjellen i utløpslengde kan estimeres ut fra forskjellen i utløpsvinkelen: 

∆α=−0,17β+3,1 

Her er ∆α≡αsup−αtett. Dette innebærer at den forventede relative utløpet øker for brattere skredbane. Dette gir en indikasjon på hvor mye lengre skredvinden kan gjøre skade på bygg i forhold til hvor de faste massene av skredet avsettes.

Skade på bygning som følge av skredvind fra snøskred utløst fra fjellet Stortuva, Mosjøen, Norge 29.02.1996. Foto: Gauer/NGI

Dynamiske modellering - faktorer å ta hensyn til ved modellering

Faktorer som må tas hensyn til ved bruk av dynamisk modellering:

• Størrelse på løsneområdet
• Fallhøyde
• Bruddhøyde
• Friksjonsparametere
• Medrivning av snømasser i skredbanen
• Eventuell effekt av skog i skredbanen

Trykk som parameter

Trykk oppgis gjerne for å kunne si noe om de ødeleggende kreftene til skredmassene, men trykk er en veldig usikker parameter. Trykk er definert som tetthet multiplisert med kvadratet av hastighet. I de fleste dynamiske modeller er tetthet antatt til å være 300 kg/m3, men målinger indikerer at raskere skred har lavere tetthet og mindre raske skred høyere tetthet.