Hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för översvämningsskyddet och för sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken

Transkript

1

2

3 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för översvämningsskyddet och för sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken Sammanfattning I föreliggande rapport används hydrodynamiska metoder för att beräkna den baroklina transportkapaciteten för såväl sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken som det föreslagna översvämningsskyddet. Analysen visar bl.a. att strömhastigheten i undre skiktet är väl så hög över de lutande bottnarna vid stränderna som ute i sundet. Den baroklina transportkapaciteten uttrycks som vertikala tvärsnittsarean för ett lika stort normerande tvålagerflöde. Man finner att den minsta vertikala tvärsnittsarean som är tillgänglig för den baroklina strömmen är 141 m 2 i sundet och 198 m 2 i översvämningsskyddet vid normalvattenstånd (45,27 i RH00). Vid vattenståndet 1,20 m över det normala har sundet den baroklina transportkapaciteten 180 m 2 medan översvämningsskyddet med öppna portar har transportkapaciteten 243 m 2. Om lock, med underkant i nivån 45,27, läggs på de tre nya 7 m breda portarna minskar översvämningsskyddets baroklina transportkapacitet till 205 m 2 vilket är klart större än sundets baroklina transportkapacitet. Inte ens med de föreslagna locken hindrar översvämningsskyddet det baroklina flödet genom sundet för något vattenstånd upp till 46,50 vilket är vattenståndet då portarna stängs. Introduktion I en tidigare rapport visades att vertikala arean av öppningarna i det föreslagna översvämningsskyddet i sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken måste ökas kraftigt jämfört med det ursprungliga förslaget för att inte översvämningsskyddet skall minska det baroklina flödet genom sundet (Stigebrandt, 2011). För beräkningarna användes sundets minsta effektiva tvärsnittsarea vid normalvattenstånd vilken definierades som vertikala arean av den del av sundet som har djup större än 2 meter. Denna gräns valdes för att kompensera för friktionsförluster mot sidorna och bottnen. Från detaljerade djuplodningar uppskattade Arvika kommun att minsta effektiva tvärsnittsarean är 195 m 2 och att maximala djupet är 5,6 m i denna sektion vid normalvattenstånd. Baroklina flöden i sund är motsatt riktade flöden av vatten med olika temperatur som drivs av vattnens densitetsskillnad. I tillämpningen på sundet mellan Glafsfjorden och Kyrksjön antogs gränsen mellan de två vattenslagen ligga på halva maximaldjupet, dvs. på djupet 2,8 m vid normalvattenstånd. Den baroklina strömmen beräknades utgående från ett rektangulärt tvärsnitt med arean lika med sundets minsta effektiva tvärsnittsarea. Att approximera det vertikala tvärsnittet som rektangulärt medför i detta fall en överskattning av det baroklina flödet därför att det inte finns någon baroklin ström på djup grundare än 2.8 m (där undre skiktet saknas) och att transporten blir reducerad på sidorna där undre skiktet är tunnare än 2,8 m. Överskattningen betraktades implicit som en säkerhetsmarginal i Stigebrandt (2011) där detaljerad utformning av översvämningsskyddet inte diskuterades. Vid förhandlingarna med Miljödomstolen i Arvika den 16 mars 2011 hävdade kommunens motpart att översvämningsskyddet med lock över de nya portarna (se nedan) skulle begränsa 1

4 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) det baroklina flödet genom sundet vid högre vattenstånd. Argumenteringen byggde på en enkel geometrisk analys och undertecknad ansåg att slutsatsen var förhastad eftersom säkerhetsmarginalen pga. lutande bottnar i sundet borde vara stor nog för att kompensera reduktion av översvämningsskyddets transportkapacitet även vid utformning med lock. Problemet är dynamiskt och en kvantitativ analys av sundets och översvämningsskyddets baroklina transportkapacitet måste baseras på hydrodynamiska metoder. En förfinad analys som också tar hänsyn till lutande bottnar vid sidorna utlovades under förhandlingarna och den presenteras i föreliggande rapport. Baroklina transportkapaciteten Utgångspunkten för beräkningarna för normalvattenstånd är, liksom i Stigebrandt (2011), att gränsytan ligger på halva maximala vattendjupet och att hastighetsskillnaden mellan strömmen i övre och undre skiktet inte kan överstiga den interna vågens hastighet. Den interna vågens hastighet c i för en tvålagerskiktning med skikttjocklek H 1 resp. H 2 och densitet ρ 1 resp. ρ 2 ges av c i g' H H H H 1 2 (1) 1 2 Här är g ' g / 2, 2 1 och g är tyngdaccelerationen. Vi uppskattar hur baroklina transporten i sundet varierar med vattendjupet på följande sätt. Generellt för baroklina transporter gäller att transporterna i de två skikten är lika stora och motriktade varför nettotransporten är noll, Här är u 1 och u 2 hastigheten i övre respektive undre skiktet. Av dynamiska stabilitetsskäl gäller att summan av hastigheterna i de två skikten inte får överstiga den interna vågens hastighet, Från Ekvation (2) och (3) kan vi beräkna den baroklina transporten för varje sektion Vi är intresserade av att jämföra transporten för olika vattendjup med transporten i det normerande (rektangulära) fallet där H 1= H 2= 2,8 m. Vi skall därför räkna ut transporten u 2 H 2 för olika bottendjup och dividera dessa transporter med transporten för det normerande fallet. Vi kallar denna kvot för R och från ovanstående ekvationer finner vi att den blir (2) (3) (4) 2H H1 H 2 3 / 2 2 R (5) Man ser genast från Ekvation (5) att R=1 då H 2= H 1 (normerande fallet) och att R=0 då H 2=0. Man ser också att R>1 då H 2> H 1 vilket betyder att djupare sektioner (exempelvis i översvämningsskyddet) är effektivare än normen. Värdet av R för några vattendjup vid normalvattenstånd ges i Tabell 1 nedan. 2

5 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Tabell 1. Topografiska effektivitetsfaktorn R för baroklina transporten för några olika vattendjup vid normalvattenstånd (45,27). Som normerande transport har använts H 2= H 1 = 2,8 m då vattendjupet H = H 1 + H 2 = 5,6 m. H 2,8 3,3 3,8 4,3 4,8 5,3 5,6 5,8 6,3 H 2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,8 3,0 3,5 R 0 0,17 0,38 0,58 0,76 0, ,05 1,17 Observera att om man bara tar hänsyn till den rent geometriska effekten av varierande djup och antar att det är med lika stor hastighet u 2 i alla delar av undre skiktet, skulle kvoten mellan transporten på djupet H 2 och transporten på det normerande djupet H 2 = H 1 bli R geo= H 2/H 1. Minsta effektiva tvärsnittsarean A för baroklint flöde beräknas från integralen Här är det lokala vattendjupet H= H 2 + H 1. Integrering sker tvärs sundet där x=x1 är sektionens ena ända och x=x2 är den andra. Koordinaterna X1 och X2 ges av de röda vertikala strecken i Figur B1 i Bilaga 1, se nedan. H är maxdjupet i sundet vid vilket R=1. Ekvation (6) skall användas på både sundet och portarna i översvämningsskyddet. R kan kallas den topografiska effektivitetsfaktorn eftersom den beskriver hur den lokala topografin styr storleken av den baroklina strömmen. Baroklina transportkapaciteten vid normalvattenstånd För att beräkna den minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde multipliceras längden av varje djupintervall i sundet med det lokala värdet av faktorn R, se Ekvation (6). Beräkningarna i denna rapport görs på den bottenprofil som visas i Figur 1 i Stigebrandt (2011) och de beskrivs detaljerat i Bilaga 1. Det normerande djupet H är 5,6 m vid normalvattenstånd. R beräknas från Ekvation (5) som gäller för beräkningar för både sundet och slussportarna. Man får att vid normalvattenstånd är den minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet ca 141 m 2, vilket som förväntat är klart mindre än minsta effektiva tvärsnittsarean för barotropt flöde (194 m 2 ). Observera att bidragen från de grundare delarna av tvärsnittet (2,8< H 2 <5,6 m) blir ca 5% större när man använder R vid integrationen (Ekv. 6) än om man skulle använda R geo vilken bara ta hänsyn till den rent geometriska effekten, jmf. Bilaga 1. Att R är något högre än R geo innebär att hastigheten u 2 i undre skiktet till och med är något högre i de grunda partierna (2,8<H<5,6 m) än i den djupaste delen av sundet. Lutande bottnar betyder alltså inte att det inte strömmar i undre skiktet! De ursprungliga två portarna i översvämningsskyddet har båda bredden 8 m och djupet 5,87 m vid normalvattenstånd vilket ger R=1,07. De tre nya portarna, vardera med bredden 7 m, har djupen 6,27, 5,27 resp. 4,15 m och de får R-värdena 1,16, 0,91 resp. 0,54. Den effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde genom öppningarna i översvämningsskyddet blir då 198 m 2 vid normalvattenstånd. Effektiva vertikala tvärsnittsarean för baroklint flöde är alltså ca 40% (57 m 2 ) större i översvämningsskyddet än i kanalen vid normalt vattenstånd. Översvämningsskyddet hindrar inte den baroklina strömmen genom sundet. 3 (6)

6 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Baroklina transportkapaciteten vid vattenståndet +1,20 m över normalvattenståndet Nedan genomförs en beräkning för vattenståndet 46,47 vilket är 1,20 m högre än normalvattenståndet. Vid vattenståndet 46,50 skall portarna stängas. Vid beräkningarna för vattenståndet 46,47 är maxdjupet i sundsektionen H= 6,8 m. Djupet av gränsytan mellan skikten sätts även i detta fall till halva vattendjupet, dvs. till 3,4 m. I Tabell 2 visas beräknade värden för R för detta fall. Minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet beräknas till ca 180 m 2. De ursprungliga portarna får vattendjup H=7,07 m och deras R-värde blir 1,06. Övriga portar får vattendjup 7,47, 6,47 och 5,35 vilket ger R-värdena 1,14, 0,92 resp. 0,62. Man kan då beräkna att totala effektiva tvärsnittsarean för baroklina flöden i översvämningsskyddet blir 243 m 2. Översvämningsskyddet med öppna portar har alltså för alla vattenstånd upp till stängningsnivån 46,50 klart större effektiv tvärsnittsarea för baroklint flöde än vad sundet har (se också Tabell 3 nedan). Tabell 2. Topografiska effektivitetsfaktorn R för baroklina transporten för några olika vattendjup vid vattenståndet 46,47. Som normerande transport har använts H 2= H 1 = 3,4 m då vattendjupet H = H 1 + H 2 = 6,8 m. H 3,4 3,9 4,4 4,9 5,4 5,9 6,4 6,8 7,5 H 2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,8 3,4 4,1 R 0 0,13 0,31 0,47 0,64 0,78 0,82 1,0 1,14 Översvämningsskyddets tranportkapacitet då vissa portar förses med lock Om man lägger lock på de tre nya portarna, med underkanten av locken på nivån 45,27, så reduceras arean geometriskt men locket ger också en dynamisk effekt på det baroklina flödet. Vi härleder en ny topografisk effektivitetsfaktor RL som skall beräknas för var och en av de tre portarna som försetts med lock. Vi utgår i detta fall från att H 2 är oförändrad och att ytskiktets tjocklek H 1 i de aktuella portarna reduceras med d m, där d är vattenståndets (positiva) avvikelse från normalvattenståndet. Flödesreduktionen beskrivs av faktorn RL som ges av Här står index L för fallet med lock. Ekvation (7) för RL kan skrivas om med hjälp av Ekvation (4) och man får (7) Här är H vattendjupet i portarna innan locket läggs på, dvs. 7,47, 6,47 och 5,35 m, se ovan. H-d är vattendjupet i portarna med lock. För beräkningarna för vattenståndet 46,47 är H 1=3,4 m, H 1L=2,2 m och d=1,2 m. Man får då att RL blir lika med 0,67, 0,71 resp. 0,76 för de tre portarna. Detta innebär att totala effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i översvämningsskyddet blir 205 m 2 om lock läggs på med lockens underkant på nivån 45,27. Denna area är klart större än minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet (180 m 2 ) varför översvämningsskyddet inte heller i detta fall reducerar det baroklina utbytet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken. (8) 4

7 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Översikt över sundets och översvämningsskyddets baroklina transportkapacitet Den baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet har beräknats för vattenstånden -0,6 m, ±0,0 m, +0,6 m och +1,2 m relativt normalvattenståndet 45,27, se Tabell 3. Inte i något fall begränsar översvämningsskyddet det baroklina flödet genom sundet eftersom vertikala tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet (A-sundet) alltid är mindre än i översvämningsskyddet, både utan och med lock ((A-skydd utan lock resp. A-skydd med lock). Tabell 3. Vertikala arean för baroklin transport i sundet, A-sundet, och i översvämningsskyddet utan lock, A-skydd utan lock, och i översvämningsskyddet med lock, A-skydd med lock. Beräkningar för fyra olika vattenstånd, Vst, relativt normalvattenståndet. Vst (m) H (m) H 1 (m) A-sundet (m 2 ) A-skydd utan lock (m 2 ) d (m) -0,6 5,0 2, ±0,0 5,6 2, ,6 6,2 3, , ,2 6,8 3, ,2 205 A-skydd med lock (m 2 ) Observera att den baroklina transporten är proportionell mot vertikala arean för baroklin transport. Men den är också proportionell mot interna vågens hastighet vilken ökar för ökande vattendjup, se Ekvation (1). I Tabell 3 skall man därför bara göra jämförelser av areor för lika vattenstånd, dvs. jämförelser mellan areor i samma rad. För jämförelser mellan olika rader måste man först normera med den interna vågens hastighet vilket innebär att man multiplicerar med kvoten mellan interna vågens hastighet för det aktuella vattendjupet och hastigheten för vattendjupet vid normalvattenstånd. Avslutande kommentarer I denna utredning har minsta effektiva arean för baroklint flöde beräknats för sundet och för översvämningsskyddet för olika vattenstånd i Kyrkviken. För att inte reducera den baroklina transporten genom sundet måste vertikala arean för baroklint flöde vara större i översvämningsskyddet än i sundet. Utredningen visar att översvämningsskyddet inte reducerar den baroklina cirkulationen i sundet även om man lägger lock, med underkant på nivån 45,27, på de tre 7 m breda portarna. Problemet att beräkna minsta effektiva area för baroklint flöde är dynamiskt och en korrekt analys måste utgå från hydrodynamik i skiktade vätskor. En sådan analys i denna rapport visar att hastigheten i undre skiktet är lika stor över lutande bottnar vid sidorna av kanalen som ute i kanalen. Lutande bottnar stoppar inte flöden i undre skiktet! Referens Stigebrandt, A., 2011: Vattenomsättningen i Kyrkviken påverkan av ett förslaget översvämningsskydd. Ancylus, Rapport Nr 1 (12 sidor). 5

8 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Bilaga 1 beräkning av den effektiva arean för baroklina flöde genom sundet Nedan visas hur man kan uppskatta både den vertikala tvärsnittsarean i sundet samt den effektiva arean för baroklint flöde, A, vilken definieras av Ekvation (6). Figur (B1) visar en del av tvärsnittet som visas i Stigebrandt (2011) fast med ökad vertikal upplösning. Djup (m) 0 2 2,8 3,8 4,8 5,3 Figur B1. Bottenprofilen för sektionen med sundets minsta vertikala tvärsnittsarea. De röda linjerna visar var bottnen ligger två meter under vattenytan vid normalvattenstånd. Horisontella linjer är utritade för djupen 2,8, 3,8, 4,8 och 5,3 m. Bilden är i RH2000. Bottnens längd i olika djupintervall har mätts upp från Figur B1 och ges i Tabell B1. Genom att multiplicera bottnens längd med medeldjupet i intervallet fås intervallets bidrag till sektionens vertikala tvärsnittsarea. Bidragen summerar sig till ca. 194 m 2 (understa raden). Genom att multiplicera den geometriska arean med aktuellt värde av R fås djupintervallets bidrag till den effektiva arean (A) för baroklint flöde. Snittets effektiva area fås genom att addera bidragen från djupintervallen och summan blir ca. 141 m 2 (understa raden). För jämförelses skull ges också värdena på R geo i de olika djupintervallen. Man kan konstatera att värdena på R är något större än på R geo vilket betyder att strömhastigheten över lutande bottnar till och med är något större än över den horisontella bottnen ute i sundet. 6

9 Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor) Tabell B1. Bottnens längd i olika djupintervall (kolumn 2) samt medeldjupet i intervallen (kolumn 3). Produkten av dessa ger intervallens bidrag till tvärsnittets area (kolumn 4). Värdet av R (från Ekvation 6) för resp. djupintervall (kolumn 5). Arean multipliceras med R vilket ger djupintervallets bidrag till den effektiva arean A för det baroklina flödet genom sundet (kolumn 6). För jämförelses skull visas värdena av R geo (kolumn 7). Djupintervall Längd Medeldjup Area R A R geo (m) (m) (m) (m 2 ) (m 2 ) 2.0-2,8 9,4 2,4 22, ,8-3,8 6,1 3,3 20,1 0,17 3,4 0,18 3,8-4,8 4,4 4,3 18,9 0,58 11,0 0,54 4,8-5,3 3,3 5,05 16,7 0,84 14,0 0,80 5,3-5,6 21,2 5,45 115,5 0,97 112,0 0,95 Summa 44,4 193,8 140,5 7

10 Bilaga 2 Redogörelse för Arvika kommuns utredning av stadsnära översvämningsskydd Bakgrund Vid huvudförhandlingen i miljödomstolens åtog sig Arvika kommun att lämna in en mer detaljerad redogörelse för utredningen av ett stadsnära översvämningsskydd för Arvika stad. Nedan följer beskrivning av kommunens utredning samt en jämförelse med TerraFirmas förslag. Kommunens utredning om ett stadsnära översvämningsskydd Sammanfattning I kommunens utredning av ett stadsnära översvämningsskydd förutsattes att staden skulle skyddas till samma nivå och utsträckning som med huvudalternativet, d.v.s. ett permanent skydd i Sundet och för vattenstånd upp till +48,9 1 med marginal upp till +50 för våguppspolning 2. Se bilaga A för sträckning av det stadsnära alternativet. För att skydda staden krävs: 4,1 km barriär (utgörs av jordvall samt skydd av Typ-IBS) 5 st pumpstationer för tillrinnande flöden och dagvatten 2 st jordvallar på ömse sidor av Sundet, för att säkra framkomligheten till den bebyggelse som finns runt Sundet. Höjning av väg till +50 på vägen ut till Västra Sund Kostnaden för att uppföra ett stadsnära översvämningsskydd har beräknats till 157 miljoner kr, vilket vida överstiger kostnaden för huvudalternativet. Kostnadsberäkning återfinns i Bilaga B. Kommunens utredning visade att ett stadsnära skydd varken var bättre eller billigare än ett permanent översvämningsskydd i Sundet och därför aldrig var ett realistiskt alternativ. Arvika kommun har nu sammanställt utredningsmaterialet och mer detaljerat redovisat förutsättningarna för sitt ställningstagande. 1 Alla höjder anges i RH m för vågspolning är praxis vid dimensionering av dammar.

11 Utredningen I bilagorna A-E redovisas översiktskarta, kalkyl, profiler, tvärsnitt och sektioner för det stadsnära översvämningsskyddet. Förutsättningar Alla plushöjder är relaterade till höjdsystem RH00. Konstruktionen redogör för en typ av invallningsskydd kallad IBS, dvs likt dem som TerraFirma har redogjort för, och har en påbyggnadshöjd av maximalt 2,80 meter. Höjd Vid arbetet med att bestämma läge samt plusnivå för respektive vall har hänsyn tagits till befintlig markhöjd samt placering av vallen för att den permanenta konstruktionen inte ska orsaka allt för stor störning på landskapsbilden. Detta har resulterat i att höjden på permanenta vallar har satts till +47,50 förutom på den som är betecknad med E, se bilaga A och E, och ligger i anslutning till Hantverksmagasinet och förbi Olssons Brygga in till passagen för Kattviken. Denna har en överkant, ök, på +47,20, vilket överensstämmer med nuvarande ök kaj. Bredd Vidare har det bedömts att bredden på jordvallens översida, innanför den temporära vallkonstruktionen kallad Typ IBS bör vara 3-3,5 meter bred. Detta för att möjliggöra transport av material till och från temporär vall vid högt vatten. Fundament och grundläggning Det krävs ett kraftigt och stabilt fundament för att säkerställa den påbyggnadsbara konstruktion (Typ IBS) som skall hålla emot en vattennivå på maximalt 1,7 m samt marginal från vågpåverkan räknat från ök fundament (+47, ,50 till +48,90 m.ö.h.). Större delen av sträckan C-E, se Bilaga A, består av fyllnadsmassor som är lättgenomträngliga för vatten. Ett semipermanent skydd längs Kyrkvikens strand måste grundläggas med hjälp av en tät spont. Detta för att hindra den erosion som det strömmande vattnet orsakar under skyddet, vilket kan leda till att skyddet kollapsar. TerraFirma hänvisar till IBS som är återförsäljare för semipermanenta skydd. Vid samtal med Ray Moulds på IBS ( ) bekräftas kommunens uppfattning att grundläggning krävs. Moulds rekommenderar stålspont på särskilt utsatta sträckor där marken består av fyllnadsmassor. Även sett ur ett tjälperspektiv är det av yttersta vikt att man grundlägger fundamenten för de stadsnära skydden så att de inte ruckas vid tjällossning. De städer som Melin anger, Köln, Hamburg, Frankfurt, Regensburg, Linz, Dresden, Prag m.fl har sannolikt inte samma tjälfarliga jord och lika djupt gående tjäle som Arvika. Vallar Vallar som visas i bilaga D utgörs av jordmaterial som påförs en geoduk på den sida som är ut mot vattnet. Därefter kläs de med ett lager av sprängsten som skydd för vågor och erosion som uppstår vid höga vattennivåer och vind. I dessa jordvallar byggs/gjuts det ett sammanhängande fundament av betong som skall utgöra fäste för de stolpar som håller emot och utgör en bärande del av de avskiljande väggar som i sig är ett skydd för höga vattennivåer. Vall kallad Typ D, se bilaga D, består av betongfundament som har en del synlig ovan mark. Denna mur ligger 0,50 meter synlig samt har en öppning på var 20:e meter som är 4,0 meter. Detta för att 2

12 möjliggöra tillträde till stranden och passage genom invallningsskyddet, både som fotgängare och med fordon. Det skydd som byggs ovanpå nämnda vallar vid en vattennivå över +47,50 är temporära och mobiliseras vid behov. Detta kräver att infästningen för stagen bör skyddas från att fyllas med grus och annat skräp som försvårar/omöjliggör montage av stolparna. Pumpstationer och pumpgropar För att kunna pumpa vatten från inflöden till Kyrkviken krävs byggnation av en större och fyra mindre pumpstationer. Dessa är Viksälven, Sävsjökanalen, dagvattenkulvert ø 1600 mm söder om ANC/Tobaken, Kattviken samt Dotteviksbäcken söder om Dotteviks skola. Dessutom finns ett flertal mindre dagvattenledningar som har sitt utlopp längs Kyrkvikens strand mot vattnet. Dessa utlopp utformas så att de kan stängas vid höga nivåer så att inte vattnet trycks in i ledningsnätet bakvägen och i sin tur höjer vattennivån innanför vallarna. I dessa lägen måste ett antal pumpgropar för dagvatten samt nya ledningar byggas. Lagring av vallbyggnadsmaterial För lagring av vallbyggnadsmaterial krävs ett upplag/förråd under tiden som det inte är i bruk. Totalt rör det sig om 4000 meter vallbyggnadsmateriel som skall magasineras. Volymmässigt sett behövs det ca: m 3 utrymme. Detta innebär ett kallförråd med måtten 80x20x3 m samt en hårdgjord yta för in och utlastning av material. Införskaffande av mark för detta ändamål och kostnad för byggnation har bedömts till 5 Mkr. Höjning av väg och jordvallar På den västra sidan av Kyrkviken behöver vägen höjas till en nivå till +50,00 på två ställen. Se översiktskartan i Bilaga A. Höjningen är nödvändig för att boende i Västra Sund skall kunna transportera sig fram och tillbaka i händelse av översvämning. Dessutom erfordras två stycken jordvallar på ömse sidor av sundet mellan Kyrkviken och Glafsfjorden för att säkerställa möjligheten att nå den bebyggelse som finns runt sundet. Jordvallarna har samma placering som östra och västra spärrdammen i huvudalternativet. Sträckning I tabellen nedan redovisas den påverkan anläggandet av det stadsnära skyddet har på respektive sträcka, A-L. 3

13 Tabell 1. Sträcka, typ av vall samt påverkan Sträckning Valltyp Påverkan Permanent läge Akut läge A Huvudsakligen typ Intrång på privat mark. Förändrad landskapsbild IBS B Jordvall och typ IBS Den befintliga stenmuren Förändrad landskapsbild. ut mot Kyrkviken kommer permanent att gömmas bakom jordvallen, vilket kommer att förändra landskapsbilden. Intrång på privat mark. C Huvudsakligen typ Intrång på privat mark. D E IBS Huvudsakligen typ IBS Ny kajkant samt typ IBS 0,5 m högt fundament längs gräns mot vattnet, dock med öppningar var 20:e meter. Mycket stor anläggningskostnad. F Jordvall och typ IBS Svårt att få sättningsfritt. Krävs tillstånd från Trafikverket att få anlägga ett dyligt skydd. Trafikverket markägare. G H Främst typ IBS, även jordvall Främst typ IBS, även jordvall Intrång på Trafikverkets mark. Ingen möjlighet att nyttja halvön, Solbergsholmen, där Arvika småbåtshamn är belägen. Mycket stor påverkan på landskapsbild och hamnupplevelse, när temporär konstruktion ska mobiliseras, i synnerhet vid restaurangen Stora delar av Såguddens friluftsområde kan inte användas. Stora delar av Såguddens friluftsområde kan inte användas. I Jordvall och typ IBS GC-vägen till Dottevik svämmas över och kan inte användas. J Jordvall och typ IBS Intrång på privata mark. L Jordvall och typ IBS Tillstånd och tider Länsstyrelsen i Värmland har bedömt att ett planerat semipermanent skydd för Centralsjukhuset i Karlstad kräver miljödom. Det projektet är mindre i omfattning men ändå jämförbart med ett stadsnära skydd för Arvika stad. Det är därför sannolikt att det skulle krävas miljödom även i Arvika. Utöver eventuell miljödom måste projektet projekteras och upphandlas, vilket gör att det inte är möjligt att börja bygga omgående. Att anlägga ett semipermanent skydd skulle innebära att ca 10 detaljplaner skulle påverkas. Kostnader Kostnader redovisas i Bilaga B. Den totala summan för projektet beräknas uppgå till 157 Mkr. 4

14 Jämförelse med TerraFirmas förslag Sträckning: TerraFirma har identifierat att det skulle vara tillräckligt att anlägga ett ca 3 km långt stadsnära översvämningsskydd. Arvika kommun har i sin utredning bedömt att en sträcka på ca 4 km krävs för att skydda staden i samma utsträckning som ett permanent översvämningsskydd i Sundet. Kommunen har även identifierat två stycken vägavsnitt på vägen ut mot Västra Sund som måste höjas för att möjliggöra transport till och från Västra Sund. Likaså behöver två stycken jordvallar anläggas på ömse sidor av Sundet för att kunna nå bebyggelsen runt Sundet. Höjd: Kommunen kräver att översvämningsskyddet har marginal för vågpåverkan på samma sätt som huvudalternativet. Den maximala höjden för skyddet blir då 2,80 m. TerraFirma använder en lägre skyddsnivå utan marginal för vågpåverkan vilket bidrar till att både kostnadsuppskattning och uppskattad tid för mobilisering underskattas. Alternativ höjd Kommunen har i illustrationssyfte räknat på ett stadsnära översvämningsskydd med nivå upp till +49,50 resp +49. TerraFirma uppskattar kostnaden för själva vallarna till miljoner. Kommunens beräkningar visar att den totala kostnaden för ett stadsnära översvämningsskydd upp till +50 skulle uppgå till 157 Mkr. Kostnaden för stadsnära översvämningskydd upp till +49,50 resp +49 är beräknade till ca 147 resp 139 Mkr. I övrigt hänvisar kommunen till de analyser och ställningstaganden som framgår av redovisad sammanställning i inlämnad miljökonsekvensbeskrivning. Förteckning över bilagor Bilaga A Översiktskarta Bilaga B Kostnadskalkyl Bilaga C Profiler Bilaga D Vallar Bilaga E Sektioner 5

15 Kyrkebyn Centralskolan Trefaldighetskyrkan Haga SimhallSporthall jöä l Prästgården Säv s 0 50 Korsets kapell Notudden A 50 Styckåsskogen Busstation Musikskola Pumpstation Styckåsen Bibliotek Hagaskolan Jonsbol Solbergastaden ven Solbergagymnasiet Mikaelikyrkan B Vattentorn C Arvika Näringslivscentrum D Torg Järnvägsstation Pumpstation D Vårdcentral Klässbols gymnasium Tivoliplatsen Tennishall Polis Stadspark Pumpstation Styckåsskolan Turistbyrå Stadshus F 300 E G Museum 0 Sågudden Klockarbråten H 150 Pumpstation Reningsverk I Kinna Viksholmen Kyrkviken 291 J Lillevik Granudden Höjning av väg 250 Pumpstation Dotteviksskolan K Dottevik Björkudden Marieberg Björknäs Prisudden Höjning avdjupviken väg Tahiti 432 Ingesundsviken L Ingesund Västra Sund 100 Ingesunds musikhögskolaingesunds folkhögskola Sundsnäs " Östra Sund Ingesundsskolorna Spärrdamm " Spärrdamm 0 50 Sektioner 49 m.ö.h 49,5 m.ö.h 50 m.ö.h Sundet Övriga halvmeterkurvor upp till 52 m.ö.h Ekvidistans 0,5m Pump- holmen System i höjd: RH m

16 Sektioner Anmärkning Längd IBS m 2 Jordvall m 3 Geoduk m 2 Spont Kostnad Sektion A Valltyp A Sektion B Valltyp B+A1 Sektion C Valltyp A+A1 Sektion D Valltyp D Sektion E Valltyp E Sektion F Valltyp F Sektion G Valltyp A+A1 Sektion H Valltyp A+A1 Sektion I Valltyp A Sektion J Valltyp A+A1 K Vall går över +50 kurva Ingen jordvall Jordvall utanför kyrkomur Jordvall samt IBS på mark Btg fundament 0,5 m ovan mark Allt inkluderat i priset Inga tillkommande kostn. Jordvall utanför bef. Järnvägsbank Vall kan utföras med enklare typ H = 1,0 m kr kr kr kr kr kr kr kr kr kr kr Sektion L kr Valltyp A+A1 Totalt Kostnad mtrl. grupp kr kr kr kr Delsumma Tillkommer dagvattenhantering innanför vallar Tillkommer höjning av vägar västra sidan Kyrkviken Tillkommer spärrdammar båda sidor om sundet Tillkommer pumpstationer dagvatten 5 st Tillkommer byggnad förvaring vallbyggnadsmateriel Diverse och oförutsett c:a 10 % TOTALT kr kr kr kr kr kr kr kr I:\Samhällsbyggnad miljö och service\teknisk försörjning\203 Allmänt\Översvämningsskydd\Arbetsmaterial översvämningsskydd\ansökan\ansökan 2010\Komplettering efter MD\Skickat till MD 10 ex \

17 Kostnad IBS +49,50 Kostnad IBS +49, kr kr Kvarvarande m/2 IBS kostnad Vall till nivå +49, kr Vall till nivå +49, kr Kostnad fundament/ lm Kostnad jordvall m/3 Kostnad utf. "Typ E"/ lm Kostnad IBS m/2 Kostnad geoduk m/2 Kostnad för spärrdammar 2 st. Kostnad för höjning av väg 2 sträckor kr 300 kr kr kr 20 kr kr kr Dagvattenpumpstat. Viksälven Kattviken Sävsjökanalen Dottevik Tobaken Övriga mindre dagvattenlösningar SUMMA kr kr kr kr kr kr kr I:\Samhällsbyggnad miljö och service\teknisk försörjning\203 Allmänt\Översvämningsskydd\Arbetsmaterial översvämningsskydd\ansökan\ansökan 2010\Komplettering efter MD\Skickat till MD 10 ex \

18 Skala 1:400 A 625 m2 IBS-vall 46 m3 jordvall B 588 m2 IBS-vall 1641 m3 jordvall C 601 m2 IBS-vall 143 m3 jordvall D 2656 m2 IBS-vall D forts. area vall, se ovan E 1132 m2 IBS-vall Ny kajkant F 705 m2 IBS-vall 4171 m3 jordvall G 348 m2 IBS-vall 291 m3 jordvall H 459 m2 IBS-vall 320 m3 jordvall I 499 m2 IBS-vall 603 m3 jordvall J 583 m2 IBS-vall 443 m3 jordvall Utlopp bäck L 703 m2 IBS-vall 248 m3 jordvall

19

20

21

22

23

24

25 Sektion A Sektionens längd: 368 m (varav ca 48 m över 50 m.ö.h) Markägare: Arvika kyrkliga samfällighet Detaljplan: B24 Area, IBS vall: 625 m 2 Volym, jordvall: 46 m 3

26 Sektion B Sektionens längd: 235 m Markägare: Arvika kyrkliga samfällighet samt Arvika församling Detaljplan: B24 Area, IBS vall: 588 m 2 Volym, jordvall: 1641 m 3

27 Sektion C Sektionens längd: Markägare: Detaljplan : Area, IBS vall: 601 m 2 Volym, jordvall: 143 m m 45 meter går på Arvika församlings mark. 212 meter på Arvika kommuns mark B24 och B208

28 Sektion D Sektionens längd: 1214 m Markägare: Arvika kommun Detaljplan: B208, B78 och B203 Area, IBS vall: 2656 m 2 Volym, jordvall: 0 m 3

29 Sektion E Sektionens längd: 1133 m (varav 45 m på land) Markägare: Arvika kommun Detaljplan: B78 (och några meter in på B96) Area, IBS vall: 1132 m 2 Volym, jordvall: 0 m 3

30 Sektion F Sektionens längd: 286 m Markägare: Trafikverket (banvallen ned till strandlinje) Detaljplan: B96 Area, IBS vall: 705 m 2 Volym, jordvall: 4171 m 3

31 Sektion G Sektionens längd: 184 m (180 m under 50 m.ö.h) Markägare: 125 meter på kommunens mark, resten på Trafikverkets Detaljplan: B96 och B269 Area, IBS vall: 348m 2 Volym, jordvall: 291 m 3

32 Sektion H Sektionens längd: 222 m Markägare: Arvika kommun Detaljplan: B269, B35 och B164 Area, IBS vall: 459 m 2 Volym, jordvall: 320 m 3

33 Sektion I Sektionens längd: 224 m Markägare: Arvika kommun Detaljplan: B164 Area, IBS vall: 499 m 2 Volym, jordvall: 603 m 3

34 Sektion J Sektionens längd: 291 m Markägare: 74 m på kommunägd mark, resten privatägt Detaljplan: 60 m på B303 Area, IBS vall: 583 m 2 Volym, jordvall: 443 m 3

35 Sektion L Sektionens längd: 432 m Markägare: Arvika kommun Detaljplan: Area, IBS vall: 703 m 2 Volym, jordvall: 248 m 3

36 Vägen vid Granudden, Västra Sund Volym, jordvall: 767 m 3

37 Vägen vid Marieberg, Västra Sund Volym, jordvall: 250 m 3