Stämmorna i Hjoån, Hjo Teknisk beskrivning av en fiskväg vid regleringsdammen

Transkript

1 Stämmorna i Hjoån, Hjo Teknisk beskrivning av en fiskväg vid regleringsdammen Jönköpings Fiskeribiologi AB Peter Lindvall & Per Sjöstrand

2 Innehållsförteckning 1 Allmänt Översiktlig utformning Höjdsystem och lägesbeskrivning Beskrivning av dammens nuvarande utformning och reglering Hydrologi Dimensionering av fiskväg Flöden Vattendjup Bottenlutning Utformning av omlöp Bassängdel och anpassning till dammvall Vägtrumman Upplagsplats och vägar Arbetsgång Massupplag och avverkning Miljöhänsyn... 7 Bilaga 1. Översiktskarta över Hjoån Bilaga 2. Karta över arbetsområdet Bilaga 3. Bilder från åtgärdsområdet Bilaga 4. Principskiss på damm med öppningar (sedd uppströms ifrån) Bilaga 5. Planskiss för omlöp med fyra bassänger Bilaga 6. Längssektion Bilaga 7. Typsektion Bilaga 8. Typritning för mellanvägg (mellanväggen närmast Mullsjön) Bilaga 9. Längssektion med mellanväggar Bilaga 10. Modellresultat för fiskvägen Jönköpings Fiskeribiologi AB Peter Lindvall & Per Sjöstrand peter@fiskeribiologi.se Omslagsbild: Regleringsdammen i Hjoån vid Stämmorna från nedströmssidan samt bild från en hydraulisk modell för fiskvägen. 1

3 Stämmorna i Hjoån, Hjo Teknisk beskrivning av en fiskväg vid regleringsdammen 1 Allmänt Regleringsdammen, Stämmorna, över Hjoån i Mullsjöns utlopp, se karta i bilaga 1 och 2, är ett allvarligt hinder för fiskvandring i Hjoån. Dammen är ett definitivt vandringshinder för öring och annan fisk vid de flesta flödessituationer. Dammen saknar så vitt känt tillstånd, men omnämns i det markavvattningsföretag som finns i området. Biotopinventeringen av Hjoån har visat att det i Mullsjöns tillflöden finns lämpliga arealer för öringens lek och uppväxt. Dessa områden kan utgöra en viktig genbank för Hjoåns öringar. Fiskvägslösningen är planerad som ett omlöp kombinerat med en bassängtrappa med fyra underströmningsöppningar. Hjo kommun har gett Jönköpings Fiskeribiologi AB i uppdrag att projektera en fiskväg vid regleringsdammen. Denna tekniska beskrivning har upprättats i syfte att användas vid en totalentreprenad. Det presenterade materialet skall ses som ett underlag på vilket huvudanbudet skall baseras, men ansvar för funktion och tekniska lösningar åvilar i alla delar totalentreprenören. 2 Översiktlig utformning Fiskvägen vid dammen förslås utgöra en kombination av en teknisk fiskväg och ett s.k. omlöp, d v s en naturliknande fiskväg som utformas som en bäckfåra bredvid hindret och utjämnar fallhöjden så att fisk kan passera. Fiskvägen placeras på vänster (norra) sidan av dammen där ett nytt utskov byggs för reglering av flödet. Efter att ha passerat dammen mynnar fiskvägen strax nedströms dammen. Dammen vid Stämmorna ligger i Mullsjöns utlopp, i Hjo kommun, med sitt vänstra (norra) landfäste på en oregistrerad samfällighet (S:3) i trakten Svärtan och sitt högra landfäste på fastigheten Hjo Söder 2:8. Den föreslagna fiskvägssträckningen ligger inom samfälligheten. Dammen i Mullsjöns utlopp har under mycket lång tid reglerats och underhållits av Hjo kommun. Idag är det kommunen som reglerar och underhåller dammen. 3 Höjdsystem och lägesbeskrivning Höjderna anges rikets höjdsystem 2000 (RH2000) där tröskeln på överfallets högra sida ligger på nivån +133,33 m. När höger och vänster används för att ange läget skall det ses i riktning medströms ån. 4 Beskrivning av dammens nuvarande utformning och reglering Så vitt det är känt så finns ingen vattendom för dammen. Dammen tas upp i "Hjo mossars avdikning av år 1892". Där kan man utläsa att nuvarande regleringsdamm har utförts av vattenverksägarna. Rätten till reglering och underhållsskyldigheten tillkommer nyttjanderättshavarna gemensamt. Någon formell regleringssamfällighet har ej bildats. Enligt "Hjo mossars avdikning av år 1892" och enligt intervjuer med fallägare tycks regleringsnivån vara 60 cm. (Arbetsgruppen för Hjoåns dalgång, 1987) Dammen i Mullsjöns utlopp har under mycket lång tid reglerats och underhållits av Hjo kommun. Hjo kommun innehar fallrätten vid Grebbans kvarn och vid den före detta Hammarsdammen (Strömsdalsdammen) nedströms i ån. I handlingarna från "Hjo mossars avdikning av år 1892" står i den 15:e paragrafen att samtliga strandägare såväl vid sjön som utmed ån tillerkänna ägarna av vattenverken i strömmen obestridlig rätt att när så påfordrades ombygga eller reparera damm och dammfästen samt verkställa nödiga grävningar såväl i ån nedanför hålldammen som i sjön. 2

4 Dammen vid Stämmorna är byggd som en blockdamm av huggna block, bilder på dammen återfinns i bilaga 3. I ett senare skede har dammens uppströmssida förstärkts med en mur av betong. Även skibord och flodutskov är förstärkta med betong. Dammen kan beskrivas på följande sätt från vänster till höger: 1. Vänster anslutningsdamm är ca 4 m lång, med ett krön på nivån +133,93 m och utgörs av en kombinerad block/betongdamm. 2. Ett 4,9 m långt skibord med en tröskelnivå på +133,36 m till vänster och +133,33 m till höger. 3. Ett flodutskov med tröskel på nivån +131,70 m. Flodutskovet är försett med två öppningar för spettluckor av trä med friabreder om 0,65 m vardera. 4. Höger anslutningsdamm är 5,3 m lång av block och betong med ett krön på +133,93 m och ansluter till en jordvall på södra sidan. I bilaga 4 finns en principskiss på dammen med höjder angivna. Fallhöjden är normalt ca 1,8 m mellan den övre vattenytan och vattenytan nedan flodutskovet, då sjön är uppfylld. Vid besöket den 20:e september 2013 låg övre vattenytan på nivån +132,12 m och vattenytan nedan flodutskovet på nivån +131,54 m. Fallhöjden var då ca 0,6 m. På grund av fastfrysning av luckorna under en högflödessituation under vintern i kombination med en mycket torr sommar hade sjön sjunkit 1,21 m under skibordet den 20:e september. Den 15:e januari 2014 låg den övre vattenytan på nivån +133,25 m. Den flacka ån nedströms dammen gör att vattenytan nedströms dammen stiger väsentligt vid höga flöden och fallhöjden kan i gynnsamma lägen bli omkring en halvmeter, även om sjön är uppfylld. Bilder finns i bilaga 3. Dammen regleras normalt för att hålla nere de högsta nivåerna i Mullsjön samtidigt som den ger en mintappning till Hjoån under lågflödesperioder. Som referens för regleringen används skibordströskeln på nivån +133,33 m. Nivåerna i Mullsjön har noterats av regleringsutövaren sedan lång tid. Historiska årliga högsta och lägsta nivåer från perioden år redovisas i Figur 1. Figur 1. Historiska årliga högsta och lägsta nivåer i Mullsjön mellan åren 1980 och 2011 i 3 centimeter över skibordet som ligger på nivån ca m

5 Det ses att sjön normalt inte stiger mer än 20 cm över skibordet under perioden och endast en gång har stigit 40 cm över skibordet. Det ses även att sjön oftast sjunker mer än 20 cm under skibordet, men endast två gånger 60 cm under detsamma. Regleringsamplituden håller sig alltså normalt inom 80 cm i intervallet ca +133,53 m och +132,73 m. 5 Hydrologi Avrinningsområdet i Mullsjöns utlopp är 45 km 2. Den karakteristiska vattenföringen har hämtats från SMHI:s modelleringsverktyg s-hype2012_version_1_2_1. I tabellen nedan redovisas även av SMHI uppskattade värden på de naturliga karaktäristiska vattenföringarna i Hjoån vid Hjo stad, hämtade från Hjoåns dalgång, Modellerat (SMHI) (år ) Aro: 45 km 2 vattenföring (m³/s) Tidigare uppgift (år 1987) Omräknat från ett aro på 60 km 2 vattenföring (m³/s) HQ HQ HQ MHQ MQ MLQ LLQ Dimensionering av fiskväg Fiskvägen ges utformningen av ett omlöp med ett tekniskt utskov med fyra stycken mellanväggar med underströmningsöppningar, se planskiss i bilaga 5. Detta krävs för att kunna hantera regleringsamplituden i Mullsjön på ca 0,8 m. 6.1 Flöden Flödet till fiskvägen kommer att variera med nivån ovan regleringsdammen. Ingen aktiv reglering av flödet i fiskvägen skall behövas, men flödet i Hjoån får som tidigare regleras vid regleringsdammen. Utskovet till fiskvägen byggs upp av fyra mellanväggar av stålspont. I mellanväggarna finns underströmsöppningar som slår ut fallhöjden mellan Mullsjön och fiskvägen på de fyra öppningarna. Nedströms utskovet finns en vägtrumma och därefter en bestämmande tröskel. Målflödet för fiskvägen är att den ska avbörda ca 100 l/s då vattennivån i Mullsjön ligger på samma nivå som skibordet, men även ge ett tillräckligt flöde för vandring då vattennivån ligger ca 0,6 m under skibordet. Tröskeln i omlöpet ligger ca 24,5 m nedströms Mulllsjöns vattenyta på nivån +132,48 m. Vid låga nivåer ovan dammen kommer omlöpets tröskel att bilda en bestämmande sektion. När nivån i Mullsjön stiger kommer de fyra underströmningsöppningarna i mellanväggarna att börja bromsa flödet och vid höga nivåer kommer de att påtagligt begränsa flödet. 4

6 Hela fiskvägen beräknas få följande ungefärliga flöden vid de aktuella nivåerna ovan dammen: Nivå i Mullsjön Flöde i fiskvägen 132,73 40 l/s 132,83 53 l/s 132,93 64 l/s 133,03 74 l/s 133,13 82 l/s 133,23 90 l/s 133,33 98 l/s 133, l/s 6.2 Vattendjup Vattendjupet i fiskvägen kommer normalt att vara 0,15 0,2 m då vattenytan i Mullsjön ligger på samma nivå som skibordet eller 2 dm över skibordet. Men om sjön har sjunkit 6 dm under skibordet minskar djupet till drygt 1 dm. 6.3 Bottenlutning Omlöpet anläggs med en bottenlutning på 4,0 % på de nedre 30 metrarna, se längssektion i bilaga 6. På de övre 24 metrarna läggs botten horisontellt, vilket då även gäller även för vägtrumman. Delar av fiskvägen kommer att anläggas i en slänt men omlöpets fåra skall utjämna höjdskillnader och hålla en konstant lutning upp till den bestämmande tröskeln. 7 Utformning av omlöp Schakten och utformningen av omlöpet bör ske i samråd med fiskeribiologisk sakkunnig som beställaren i så fall tillhandahåller. Typsektion för omlöpet nedan bassängdelen framgår av bilaga 7. Fåran har en färdig effektiv bottenbredd på 0,3 m. Omlöpets schaktade ytor skyddas först av en geotextil under naturstenen längs fåran. Fåran är i hela sin sträckning försedd med ett minst 0,3 m tjockt erosionsskydd av natursten (naturligt avrundat stenmaterial i storlek 0,2 0,4 m). I erosionsskyddet skall större s.k. störblock (ca 0,4 0,5 m i diameter) placeras växelvis på höger och vänster sida. Störblocken ska sticka upp ur erosionsskyddet och tvinga vattnet att bryta strömmen och svänga runt blocken. Blocken skall läggas så att de inte blockerar mer än halva bottenbredden. Slänterna till omlöpsfåran görs med en lutning på som brantast 1:1,5 m. Omlöpsfåran blir knappt 30 m lång, vilket ger en lutning på ca 4,0 % i fåran. Omlöpet ansluter sedan till Hjoån knappt 30 m nedströms dammen. Omlöpet schaktas med beaktande av angiven släntlutning (1:1:5) och de angivna höjderna på den färdiga botten i tabell 1 nedan samt dragning enligt skiss i bilaga 5. Befintliga organiska jordarter schaktas först bort och återanvänds senare som marktäckning på utsidan av omlöpet. Stenbeklädnad läggs ut enligt typsektion, bilaga 7. Tjockleken skall vara minst 0,3 m, men större block som skall ingå i materialet skall sticka upp ur erosionsskyddet och på så sätt bidra till att bromsa vattenhastigheterna. Erosionsskyddet skall alltså inte vara slätt som typsektionen ger intryck av utan tvärtom ojämnt och kantigt. Större block skall placeras växelvis längs kanterna för att bättre bromsa upp flödet. Det är viktigt att erosionsskyddet når tillräckligt högt för att kunna fungera även vid oväntat höga vattennivåer. 5

7 Tabell 1 Nivåer på färdig botten och schaktbotten i fiskvägen från den bestämmande tröskeln och neråt. Avstånd Schaktbotten Färdig bottennivå Effektiv bottenbredd Lägsta krön på erosionsskydd Kommentar Botten i Hjoån Bestämmande tröskel Trumöga Trumöga Botten pool Mellanvägg Mellanvägg Mellanvägg Mellanvägg Strandlinje Mullsjön Erosionsskyddet skall byggas upp av geotextil som täcks med block och stenmaterial i storlek mellan 0,2 0,5 m i ett minst 0,3 m mäktigt lager. Efter att stenmaterialet har placerats ut strösslas erosionsskyddet med lekgrus i fraktionen mm för att fylla ut tomrummet mellan stenarna och förankra blocken. Uppbyggda vallar skall utgöras av packade täta massor. Vid behov ska den delen av fiskvägen som läggs i slänten till den nuvarande åfåran även erosionsskyddas på utsidan mot Hjoån. Intaget till bassängdelen och omlöpet läggs med plan botten på nivån 132,10 och med 1,5 m färdig bottenbredd och släntlutning 1:1,5 och blir i föreslaget läge ca 2,5 m långt. Erosionsskydd skall läggas ut kring anslutningen mot bassängdelen och ut till strandlinjen i Mullsjön. I anslutning till bassängdelen skall geotextil användas. Arbetsområdet skall efter utfört arbete återställas genom avjämning av körspår och utplaning av schaktmassor. 8 Bassängdel och anpassning till dammvall Bassängdelen byggs upp av 4 stycken tvärställda mellanväggar av stålspont med underströmningsöppningar. Avståndet mellan väggarna ska vara 3 m och de byggs på längdsektionerna 42, 45, 48, 51 m, se bilaga 8. Spontväggen närmast Mullsjön ska ha en krönnivå på +133,8 m. Den andra spontväggen från Mullsjön räknat, ska ha en krönhöjd på +133,6 m, d.v.s. vara 0,2 m lägre än den översta. Den tredje spontväggen ska ha en krönnivå på +133,4 m och den fjärde 6

8 spontväggen närmast trumman ska ha en krönnivå på +133,2 m. Sponten slås till erforderligt djup (avgörs av entreprenören), men minst till 1 m in under färdig botten i fiskvägen. Spontväggarna görs 8 m långa och går in minst 1 m som tätskärm i kringliggande mark. I varje spontvägg skärs en öppning ut för vattenflödet. Öppningarna ska ha en höjd på 0,32 m och en bredd på 0,22 m. Tröskeln på samtliga öppningar skall ligga på nivån +132,20 m, 0,1 m över färdig botten i fiskvägen. När man tar upp öppningarna i stålsponten ska man tänka på möjligheten till finjustering av öppningarna. Det kan bli aktuellt att förstora öppningarna i ett senare skede och öppningarna ska placeras så att de kan ökas 1 dm i både sid- och höjdled. Öppningarna skall vara placerade växelvis till höger och vänster i den färdiga konstruktionen. I samband med byggnationen av utskovet till fiskvägen skall kanterna till fiskvägen och körvägen över vägtrumman höjas till nivån +134,0 m. Detta för att vägtrummans avbördning därmed ska kunna fungerar som en strypande säkerhetsventil vid extremnivåer i Mullsjön. 9 Vägtrumman Nedströms den sista mellanväggen och uppströms den bestämmande sektionen läggs en 8 m lång vägtrumma, med en diameter på 0,8 m (längdsektion m). Trumman läggs utan lutning och den invändiga botten skall ligga på nivån +132,2 m. 10 Upplagsplats och vägar Delar av parkeringen till badplatsen kan användas som materialupplag under byggnadstiden. Upplagsplatsen och använda vägar återställs efter byggnadsfasen till ursprungligt skick. 11 Arbetsgång Arbetet påbörjas lämpligen i augusti genom att de träd som måste tas ner avverkas. Därefter påbörjas arbetet med utskovsdelen med sina 4 mellanväggar. Massorna från utskovsdelen används för att höja upp marken och delvis fylla ut området i och mot Mullsjön. Eventuellt pumpvatten från schaktgropen infiltreras i första hand i sanden och i andra hand leds det till Mullsjön. Efter att mellanväggarna har satts på plats inleds arbetet med att bygga omlöpsfåran. Fåran schaktas från nedströms vattenyta och uppåt till den bestämmande tröskeln. Därefter läggs vägtrumman och poolerna mellan spontväggarna schaktas och erosionsskyddas. Tillfälliga passager för vandrare på leden ska anvisas under byggtiden. 12 Massupplag och avverkning Eventuella block placeras i anslutning till omlöpet. Överskottsmassor från omlöpet planas ut företrädesvis på omlöpets dalsida som extra förstärkning av vallarna samt mellan omlöpet och Mullsjön för att höja upp marknivån till +134 m. Nödvändig avverkning av arbetsområdet samt bortkörning av ris och virke ombesörjes av Hjo kommun. 13 Miljöhänsyn Entreprenören skall i anbudet redovisa vilka skyddsåtgärder som vidtas för att förhindra påverkan av oljespill (även typ av olja). Vid länspumpning får pumpvattnet inte avledas direkt till Hjoån på nedströmssidan dammen. 7

9 Bilaga 1. Översiktskarta över Hjoån

10 Bilaga 2. Karta över arbetsområdet Arbetsområde

11 Bilaga 3. Bilder från åtgärdsområdet Dammen sedd uppströms ifrån vid låga nivåer 2013 Området nedströms dammen med slänten där fiskvägen anläggs.

12 Dammen sedd nedströms ifrån. Området norr om dammen där en del föreslås användas för en fiskväg.

13 Dammen vid en högflödessituation, då det uppskattningsvis går ca en halv kubikmeter per sekund i ån (detta enligt SMH:s modellberäknade data via Vattenwebb).

14 Bilaga 4. Principskiss på damm med öppningar (sedd uppströms ifrån)

15 Bilaga 5. Planskiss för omlöp med fyra bassänger

16 Bilaga 6. Längssektion Fiskväg Stämmorna, Hjoån Lutning 4.0% L Schaktbotten Bottennivå Lägsta släntkrön Vattenyta Högvattenyta Lågvattenyta Marknivå Schaktdjup Ovankant trumma Botten i Hjoån Bestämmande tröskel Trumöga Trumöga Botten pool Mellanvägg Mellanvägg Mellanvägg Mellanvägg Strandlinje Mullsjön

17 Bilaga 7. Typsektion fiskvägsfåra Målbild Störsten Störsten

18 Bilaga 8. Typritning för mellanvägg (mellanväggen närmast Mullsjön) Sponten slås till erforderligt spontdjup, som lägst 1 m under färdig botten.

19 Bilaga 9. Längssektion med mellanväggar och trumma Bassängtrappa Plan: Plan :53:54 Geom: Fiskväg TB 1 Flow: Flow 02 Fiskväg Mullsjön 1 Legend WS PF ,60 m +133,80 m WS PF 2 WS PF 3 Ground ,40 m +133,20 m Elevation (m) ,48 m +132,20 m Main Channel Distance (m)

20 Bilaga 10. Modellresultat för fiskvägen (HEC-RAS) Bassängtrappa Plan: Plan :53:54 Geom: Fiskväg TB 1 Flow: Flow 02 Fiskväg Mullsjön ,54 m Q 3 = 115 l/s +133,33 m Q 2 = 98 l/s ,74 m +132,73 m Q 1 = 40 l/s Elevation (m) Main Channel Distance (m)