- Av 17 anlegg hadde flere hatt problemer og store skader, men skadene var ikke alltid kommet på grunn av for liten

(1)

(2)

16.12.2016 2 NIBIO

Prosjekt i Vestfold

- Besøkte 17 anlegg i Re, Sandefjord og Larvik

- Feltarbeid: registrering av dimensjoner og nedbørfelt - Samtaler med prosjekteier – registrerte problemer - Resultater:

- Av 17 anlegg hadde flere hatt problemer og store skader, men skadene var ikke alltid kommet på grunn av for liten

dimensjonering. Mange var allerede reparert.

- 4 anlegg hadde hatt for liten dimensjonering

- 4 anlegg hadde store skader i utløp, delvis skiftet

- 3 anlegg hadde hatt store skader etter at innløpsrist hadde tettet seg

- 1 anlegg var ødelagt av røtter fra åkerholme

- 3 anlegg hadde skader eller forskjøvne rør i rørledningen eller

ved kummer.

(3)

HVORDAN BEREGNE AVRENNING?

Dimensjonering av bekkelukkinger og rørgater i landbruksområder.

(4)

BETYR KLIMAENDRINGENE NOE FOR DIMENSJONERING?

MÅ VI ENDRE DIMENSJONERINGEN?

(5)

HVA BLIR VÆRET I FRAMTIDA

– Hva sier klimamodellene – siste rapport Klima i Norge 2100

– Mer nedbør etter vekstsesongen, men når kommer det?

– Flere nedbørepisoder med høy intensitet og at intensiteten øker

1 2 3 4 5 6 7

A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C

År 8 18 7 7 15 7 6 10 6 7 11 1 8 17 2 9 21 3 10 17 DJF 5 16 11 14 28 17 10 28 12 8 23 0 4 13 1 4 10 -1 5 11 MAM 4 13 6 18 25 3 15 23 7 11 18 13 7 8 15 4 6 12 7 7

JJA 14 16 16 1 4 19 1 -1 13 6 -2 4 7 16 -4 16 26 -3 15 32 SON 1 16 -3 5 12 -3 0 4 -2 4 10 -7 6 14 -2 13 27 3 14 23 1 – Norge; 2 – Østlandet; 3 – Sørlandet; 4 – Sør-Vestlandet; 5 - Sogn Og Fjord/Nordhordland; 6 –

Trøndelag/Helgeland; 7 – Hålogaland. A; 1985-2015, B; 2031-2060, C; 2071-2100

Rel. forandring (%) i årsnedbør fra 1971–2000 til 1985 – 2015, 2031-2060 og 2071–2100. Noen utvalgte områder

(Median framskrivning)

(6)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Maksimum timesnedbør, Oslo (mm)

(7)

40 60 80 100 120 140 160

1900 1950 2000 2050 2100

Årsnedbør, Østlandet i % av "normal"

Observert Utjevnet

M H L

(8)

Foto: Mai-Linn Finstad

0 5 10 15 20 25 30 35

1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Antall tilfeller av timesnedbør > 4 mm, Oslo

(9)

Antagelig > 80 mm pr. time

(10)

Dette betyr kanskje at vi ikke engang alltid er

tilpasset «dagens klima»!

(11)

DET KAN SKYLDES

– For dårlig observasjonsgrunnlag – For dårlig formidling

– At klimaet allerede er endret

– Økonomisk vurdering

(12)

16.12.2016 14 NIBIO

I Norge er det 86 målestasjoner med feltstørrelse < 5 km² og 59

målestasjoner med feltstørrelse 5 - < 10 km² (NVE, 2013). Totalt antall stasjoner er 460 og totalt antall aktive stasjoner er 179. Det er få

stasjoner med lange findataserier, det vil si data med kortere enn 1 døgns oppløsning.

Dette viser at det i Norge fortsatt finnes svært få nedbør- og

avrenningsmålinger som sammen kan benyttes ved dimensjonering og planlegging av avløpsanlegg. Dermed er man fortsatt avhengig av å bruke standardiserte verdier for avrenningsfaktorer som antas å ha

utgangspunkt i utenlandske studier. Det er ønskelig å etablere nasjonale

verdier for avrenningsfaktorer med optimal detaljeringsgrad som kan

benyttes sammen med lokale nedbørintensiteter som er kvalitetssikret

av Meteorologisk Institutt og kan hentes fra www.eKlima.no. Forøvrig,

arbeider Meteorologisk Institutt for tiden med å oppdatere intensitet-

varighet-frekvenskurvene for ekstremnedbør med kort varighet i Norge

(NVE, 2013).

(13)

16.12.2016 15 NIBIO

JOVA-prosjektet i Nibio – avrenning i landbruksområder

Nedbørfelt (ha) Dyrka(ha) Moh Værstasjon

Naurstad 146 51 4-91

Hotran 2000 1155 10-282 Kvithamar LMT (40 km away)

Kolstad 308 209 200-318

Volbu 166 72 440-863 Løken LMT

Nyhagabrøtin (Del av Volbu)*

19 0 679-863 Løken LMT

Mørdre 680 420 130-230 Vandsemb LMT

Skuterud 449 272 91-146

Vasshaglona** 650 420

Time 117 100 35-100

(14)

HVA BETYR KLIMAENDRINGENE FOR

DIMENSJONERINGEN AV LANDBRUKETS HYDROTEKNISKE SYSTEMER?

DIMENSJONER OG INTENSITET

– Dreneringssystemer: Liten endring i dimensjon på rør, men tettere grøfter

– Bortledning: Store endringer i intensitet – større dimensjoner og fare for skader

– Større behov for rensetiltak og inntak av

overflatevann

(15)

DIMENSJONERING AV KANALER, STIKKRENNER OG LUKKINGER – DEN GAMLE METODEN

– Q=A x q

– Q = vannføring

– A = anleggets nedbørfelt – q= valgt avrenningskoeffisient

– Finn nedbørfelt

– Velg avrenningskoeffisient – Fall

– Bruk av nomogrammer

– Sikre fulltløpende rør – innløpsforhold

(16)

AVRENNINGSKOEFFISIENT

– Sikkerhetsvurdering – risiko i forhold til kostnader – Nedbør og nedbørtopper

– Nedbørfeltet

- Størrelse, topografi, form, helling

- Bart fjell, vann, myr, bebyggelse, veier - Dreneringssystemer

- Jordart og vegetasjon

(17)

16.12.2016 21 NIBIO

TOMMELFINGERREGLER:

Landbruksområder:

- Kanaler 3-4 l/s/ha - Lukkinger: 5 l/s/ha

- Erosjonssikring: 10 l/s/ha - Dreneringsgrøfter: 1-2 l/s/ha

- Lukkingsanlegg der oversvømmelse fører til skader:

10 l/s/ha

(18)

MER NØYAKTIG BEREGNING

– Q = φ · i · A · K – Her er:

– A : Nedbørfeltet i hektar (ha)

– φ : Ubenevnt avrenningsfaktor som blant annet angir hvor stor del av

nedbøren som renner av på overflaten. På frosset jord eller når området er totalt vassmettet etter tidligere regn, er denne tilnærmet lik 1.

– I : Dimensjonerende nedbørintensitet i l/s·ha.

– K: Ubenevnt klimafaktor som angir hvor høy fremtidig nedbørintensitet antas å bli i forhold til prognosene fra eklima.

16.12.2016 22 NIBIO

(19)

KLIMAFAKTOR I FORHOLD ELDRE VÆRSTATISTIKK OG VANNFØRINGSMÅLINGER

– Klimafaktor ved forskjellig gjentaksintervall (Statens vegvesens håndbok):

– 10 år 1,3 – 100 år 1,4

– Jernbaneverket har krav om å benytte ett gjentaksintervall på 200 år og en klimafaktor på 1,2 for dimensjoneringsberegninger av stikkrenner og øvrig dreneringsanlegg (Jernbaneverket, 2014).

– I en artikkel i Norsk Vann anbefales det at det benyttes en klimafaktor på mellom 1,3 og 1,5 for dimensjonering av nye avløpsanlegg med levetid på 100 år. Det spesifiseres at klimafaktorene skal benyttes på IVF-statistikk som er utarbeidet før år 2011.

16.12.2016 23 NIBIO

(20)

16.12.2016 24 NIBIO

0.60 Bart fjell (t_r< 60 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.90 Bart fjell (t_r> 180 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.66 Bart fjell (t_r< 60 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.95 Bart fjell (t_r> 180 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.72 Bart fjell (t_r< 60 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.95 Bart fjell (t_r> 180 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.75 Bart fjell (t_r< 60 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.95 Bart fjell (t_r> 180 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.20 Dyrket mark og parkområder (tr < 60 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.40 Dyrket mark og parkområder (tr > 180 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.22 Dyrket mark og parkområder (tr < 60 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.44 Dyrket mark og parkområder (tr > 180 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.24 Dyrket mark og parkområder (tr < 60 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.48 Dyrket mark og parkområder (tr > 180 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.25 Dyrket mark og parkområder (tr < 60 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.50 Dyrket mark og parkområder (tr > 180 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.20 Skogsområder (tr < 60 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.50 Skogsområder (tr > 180 min og GI = 10 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.22 Skogsområder (tr < 60 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.55 Skogsområder (tr > 180 min og GI = 25 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.24 Skogsområder (tr < 60 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.60 Skogsområder (tr > 180 min og GI = 50 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.25 Skogsområder (tr < 60 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging 0.63 Skogsområder (tr > 180 min og GI = 100 år) Statens vegvesen håndbok N200 vegbygging

Avrenningsfaktorer – hvor mye av nedbøren renner av

(21)

IVF-STATISTIKK

WWW.EKLIMA.NO

– Mens verdier for nedbørfeltets størrelse og midlere avrenningskoeffisient baseres på kunnskap om feltet, vil verdier for dimensjonerende

nedbørintensitet hentes fra lokal IVF-statistikk.

– Valget av dimensjonerende nedbørintensitet gjøres ut i fra ønsket gjentaksintervall og den regnvarighet som vil være verst tenkelig for systemet og dermed kreve de største dimensjonene.

16.12.2016 25 NIBIO

(22)

IVF–KURVER FOR NEDBØRSTASJON SÆTER I KVIKNE (METEOROLOGISK INSTITUTT)

16.12.2016 26 NIBIO

(23)

IVF-KURVE (NEDBØR) FRA JOVA, SKUTERUD

16.12.2016 27 NIBIO

(24)

AVRENNING, TIÅRSFLOM FOR JOVA-STASJONENE (MM/TIME)

16.12.2016 28 NIBIO

(25)

FLOMFREKVENS SKUTERUD (MM/T= 0,36 X L/S/HA)

16.12.2016 29 NIBIO

(26)

NEVINA – BEREGNINGSPROGRAM FRA NVE

– http://nevina.nve.no/

– Beregner nedbørfelt fra et angitt punkt i kartet. Punktet må være plassert i et vassdrag. Det betyr at nedbørfeltet må være over 0,5 km2

– Nedbørfeltet kan justeres manuelt ved å dra punkter eller klippe av polygoner

– En kan generere arealstatistikk

16.12.2016 30 NIBIO

(27)

OPPLYSNINGER OM NEDBØRFELTET I NEVINA

^ObjectId

Vassdragsnummer Klimaregion Region Areal (km²)

Avrenning (mm/år) Min høyde (m) Maks høyde m Sjø (%) Bre (%) Skog (%) Dyrket mark (%) Myr (%)

Snaufjell (%) Urban (%) Effektiv sjø (%) Sommertemperatur (Mai - Sep) (℃) Vintertemperatur (Oktober-April) (℃) Sommernedbør (Mai-Sep) (mm) Vinternedbør (Oktober-April) (mm) Temperatur Juli (℃) Temperatur Aug (℃) Årstemperatur (℃) Årsnedbør (mm) Feltlengde (km) Elvelengde (km) Elvegradient (m/km) Elvegradient (10-85) (m/km)

16.12.2016 31 NIBIO

Χ 9 031 9031 Χ 9 031 9031 015 AD0 015 AD0 Ost

Ost Ost Ost Χ 0 53 0 53 Χ 0 53 0 53 Χ 480 11 480 11 Χ 480 11 480 11 Χ 55 55 Χ 55 55 Χ 96 96 Χ 96 96 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 81 13 81 13 Χ 81 13 81 13 Χ 16 98 16 98 Χ 16 98 16 98 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 0 0 Χ 13 47 13 47 Χ 13 47 13 47 Χ 1 09 1 09 Χ 1 09 1 09 Χ 426 25 426 25 Χ 426 25 426 25 Χ 547 87 547 87 Χ 547 87 547 87 Χ 16 08 16 08 Χ 16 08 16 08 Χ 15 23 15 23 Χ 15 23 15 23 Χ 6 25 6 25 Χ 6 25 6 25 Χ 974 12 974 12 Χ 974 12 974 12 Χ 0 89 0 89 Χ 0 89 0 89 Χ 0 03 0 03 Χ 0 03 0 03 Χ -52 43 -52 43 Χ -52 43 -52 43 Χ 1 1 Χ 1 1 Χ -1 49 -1 49 Χ -1 49 -1 49

STORELV

Sandefjor

Vestfold

(28)

16.12.2016 33 NIBIO

(29)

FLOMVERDIER FRA NEVINA – EKSEMPEL FRA SOLBERG I SANDEFJORD

Parameternavn Flomvannføring

(m³/s) 95% intervall -

nedre grense (m³/s) 95% intervall - øvre grense (m³/s)

Middelflom (Q _M ) 0,3 0,2 0,5

5-årsflom (Q ₅ ) 0,4 0,2 0,7

10-årsflom (Q ₁₀ ) 0,4 0,2 0,8

20-årsflom (Q ₂₀ ) 0,5 0,3 1,0

50-årsflom (Q ₅₀ ) 0,6 0,3 1,2

100-årsflom (Q ₁₀₀ ) 0,7 0,4 1,5

200-årsflom (Q ₂₀₀ ) 0,8 0,4 1,7

16.12.2016 34 NIBIO

(30)

16.12.2016 35 NIBIO

(31)

16.12.2016 36 NIBIO

NEVINA

(Nedbørfelt-Vannføring-INdeks- Analyse)

Lavvannsverktøy

Brukerveiledning

Det er enklere å tegne i kommunens egne

kartsystemer på nett…

(32)

Nomogram for

dimensjonering

av dobbeltvegga

plastrør

(33)

38

Nomogram

for beregning

av dimensjon

på drensrør

(34)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 39

Dimensjonering av kanaler

 Målet er å tilpasse løpet best mulig til vannmengden

 Skal også ta hensyn til begrensinger i sideskråninger, vanndybde, vannhastighet med mer.

 Et tverrsnitt kan oppfylle ett eller flere krav uten at det er det beste valget

 Bruker Mannings formel eller et nomogram

(35)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 40

Mannings formel

 V = M * R ^2/3 * I ^1/2

 V = vannhastighet

 M = Manningstall

 I = kanalbunnens helling

 R = hydraulisk radius = A/p

 Manningstallet er et

uttrykk for kanalens ruhet

 Avhenger av kanalens overflate (jordart,

begroing, stein, med mer)

 70-80 for en godt dimensjonert kanal

 Kan være så lav som 10

for en liten og overgrodd

grøft

(36)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 41

Beregningseksempel, forutsetninger

 Nedslagsfelt 800 ha

 Dimensjonerende avrenning 5 l/s/ha

 Jordart, morene sidehelling 1:1,5

 Hastighet ved dimensjonerende flom <0,9 m/s

 Hastighet ved sommervannføring >0,2 m/s

 Fall 0,001 (1 promille)

(37)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 42

Beregningseksempel,

 Vi prøver med bunnbredde 1,5 m og vanndyp 1,3, M settes til 35

a

1,5 c

b

a = 2,34 m , b = 1,3 m (gitt) , c = 1,3 * 1,5 = 1,95 m

(38)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 43

Nomogram for kanaltverrsnitt

Kjent Q og maks. hast.

Hvor stort blir

maks fall

(39)

IN ST IT UT T FO R MA TEMA TIS KE REA LF AG O G T EK NO LO GI

www.umb.no 44

Beregningseksempel

 Tverrsnittsarealet A (1,5 + 1,95)*1,3 = 4,49 m ²

 Fuktet perimeter p = 2,3*2 + 1,5 = 6,1

 R= A/p =4,49/6,1 = 0,74

 V = 35 * 0,74 ^2/3 * 0,001 ^1/2 = 0,9 ): m/s

 Q = 4,49 * 0,9 = 4,05 m ³ /s vi har 4,0 m ³ /s så dette går bra

 Må også sjekke for sommervannføring

 Om vi antar sommervannføring = 10 % av flom og

beregner hastighet og volumstrøm for dette så finner vi

V=0,45 m/s og Q = 0,32 m ³ /s

(40)

TAKK FOR OPPMERKSOMHETEN

(41)

16.12.2016 48 NIBIO