LANTBRUKSHÖGSKOLAN. Höjning av nivåerna vid lågvattenföring.i Forsmarksåns 'vattensystem!jppströms Lövstabruk UPPSALA. En preliminär utredning

Transkript

1 LANTBRUKSHÖGSKOLAN UPPSALA Höjning av nivåerna vid lågvattenföring.i Forsmarksåns 'vattensystem!jppströms Lövstabruk En preliminär utredning Anders Bjerketorp NSTTUTONEN FÖR MARKVETENSKAP AVDELNNGEN FÖR LANTBRUKETS HYDROTEKNK STENCLTRYCK NR 75 UPPSALA 1 974

2 Höjning av nivåerna vid lågvattenföring i Forsmarksåns vattensystem uppströms L5vstabruk. En preliminär utredning. Av Anders Bjerketorp LANTBRUKSHÖGSKOLAN nstitutionen för markvetenskap Avdelningen för lantbrukets hydroteknik STENCLTRYCK NR 75 UPPSALA 1974

3 NNEHÅLLSFÖRTECKNHW ==;================= 1. NLEDNNG 1 2. NuVARANDE FÖRF.LÅLLANDEN 1 3. AVGRÄNSNNG AV DÄMNNGSVERY..AN NOM VATTElTST.. tndsampltuden 2 4. ANORDNNGAR OCH ÅTGj~DER FÖR DMJNNGENS UPPNÅENDE OCH BE- GRÄNSNNG 2 a) Överfallsvärn (Överfallsdammar) 2 b) Bottenupprensning 4 c) Resulterande vattenföringskurvor (avbördningskurvor) 5 5. DÄ},'lNNGARNAS UPPSTRÖMSVERKNNGAR. DÄ\1NNGSKURVOR 5 6. NÅGOT OM DET TEKNSKA UTFÖRANDET 8 7. UPPDÄMNNG MED 0,39 METER 8 a) Med orubbad gräns (27,21 mnn) för dämningsverkan (dämningsalternativ D39) 9 b) Med förhöjd gräns för dämningsverkan (dämningsalternativ D20:39 etc.) 9 8. Al'TDRA VÄRNALTERNATV ÄN DE REKTANGULÄRA OCH TRAPETSFOillHGA NÅGRA SAMMANFATTANDE SYNPUNKTER LTTERATURFÖRTECKNNG BLAGOR 19 Sid. Bilaga 1: Åfåremorfologi samt vattenföringskurva vid Pierreslutan, Lövstabruk (20) Bilaga 2: Principerna för utformningen av överfallsvärnen jämte sektionsritningar över värnen enligt alternativen D20-D29 (29) Bilaga 3: Nya vattenföringskurvor för Pierreslutan, Lövstabruk (36) Bilaga 4: Jämförelse av vattenföringseffektiviteten mellan ett rektangulärt och ett triangulärt överfallsvärn med samma differenser mellan de nivåer vid vilka två givna flödesvärden är förverkligade (41) Bilaga 5: Underrättelse om pågående utredning rörande höjning av nivåerna vid lågvattenföring i sjökedjan i Forsmarksåns vattensystem uppströms Pierreslutan vid L6vstabruk (Avgiven till Länsstyrelsens i Uppsala län Naturvårdsenhet den 21 december 1973 av Anders Bjerketorp) (53)

4 1 Höjning av nivåerna vid lågvattenföring i Forsmarksåns vattensystem uppströms Lövstabruk. En preliminär utredning. Av Anders Bjerketorp 1. NLEDNNG enlighet med Länsstyrelsens i Uppsala län uppdrag har författaren undersökt problemet att höja vattenstånden vid liten vattenföring i sjökedjan uppströms den s.k. Pierreslutan vid Lövstabruk i Forsmarksäns vattensystem. Det givna problemet kan sägas vara trefaldigt. För det första bör lämpliga kriterier sökas för avgränsning av dämningsverkningen inom vattenståndsamplituden (eller flödesamplituden). För det andra skall sådana anordningar beräknas och konstrueras att en viss dämning åstadkommes vid och endast vid vattenföringar lägre än den som de framtagna avgränsningskriterierna anger. Dämningen skall vid varje bestämd vattenföring vara aven given storlek. För det tred,je skall uppströmsverkningarna aven viss dämning beräknas eller skattas. 2. NUVARANDE FÖRHÅLLANDEN Den nuvarande utformningen av åfåran kring Pierreslutan och denna utformnings avspegling i denna passages vattenföringskurva (avbördningskurva) framgår av bilaga 1 ("Äfåremorfologi samt vattenföringskurva vid Pierreslutan, Lövstabrukll). Tolv tvärprofiler, varav en är lånad från ngmar (1973), beskriver ganska ingående åfårans morfologi. Fyra av profilerna (3-8) visar också resultatet av sondering ner till fast botten (berg?). Av dessa framgår att ett tämligen mäktigt lager sediment avsatts närmast framför slutan. Dessa avlagringar tunnas snabbt ut strax uppströms tvärsektion 1. Nedströms sektion 8 återfinnes ytterligare en avlagring, med huvudvikten av kornstorleksfördelningen förlagd till betydligt grövre fraktioner än det förstnämnda sedimentet. De hydrauliska förhållandena kring slutarpassagen, liksom själva förekomsten av avlagringarna, gör det högst sannolikt att åfåran är tämligen snabbt föränderlig med tiden. Detta framgår också direkt av profil 8, med dess tre olika bottenutformningar, åren 1965, 1969 och 1973.

5 2 ngenting tyder emellertid på att ~ar~ndringarna skulle var~ sl omfa~tande att de påverkar mer lin det allra l~gsta registret av vatten-.;. ~., ".,. l 1 (., B~ A') föririgsl:a::t"van. Den valterl!ötlngskurva som aysluta.r Dl aga S.lCl l: "j torde d~rför gälla!ivan idag, med undantag aven viss osäkerhet rörande :o; de lägsta vattenföringarna (under ca 0,2 m//s). Vattenföringskurvan konstruerades ursprungligen 1966, men teviderades i oktober 1973, sedan :örfattaren påträffat protokollet från ytterligare en mätning, en mätnlng som dessutom var utförd vid den intressanta nivan 26,73 mnn, dvs.... \ exakt vid lily!,) Den äldre versionen.!-lnns ~. ac:erglven"- o. ; ~.Ln~ar 6= (1.97,3), vattenföringen vid NLV till 0, /8. Den reviderade kurvan visar att detta v~rde är för högt. En rik "- tigare angivelse är 0,33 a 0, 34 m~'/ s. 3., r h. V NOT1 VATTENST.~NDSA1PLTUDEN Vid författarens inledande beräkningar enligt den den 21 december 1973 daterade underr~ttelsen till Vinsstyrelsens i Uppsala län Naturvårdsenhet rörande utredn:lngcms fortlöpande (Bilaga 5). lät jag dämningsverl:[~n upp!löra först vid tämligen höga vattennivåer, nämligen 27,60 mnn/ ;')')0/ enligt 1.mderrättelsens alternativgrupp och 27,80 mnn/1900/ enligt al ternativgrupp. Hed hänsyn tul samspelet mella."1 dämningshöjd 0'0h tzir.ll:::bcll~8~ sl~ogsm2,r}:sskador, h2.r nu erl annan primä:rm.odell prövats. :302 3."\teörancle kri. terium för den G'ränshö jd ö\rer 'v iken ingen dämningsverkan till&tits, har valts tallens nedergräns n~ra Pierreslutan (ngdvs. 27,26-0,05 :::: 27,21 mnn/1900/. Vatl.:.{~t primli:rr:10dellen~ ~11.!delning 70 undersöks emellertid ocl::så en sel~undli.rm()dgl1 27,21 mnn/1900/. med clärnnin s"0r}:an mer eller mindre förh,öjcl över nivån 4. ANORDNNGAR OCH ).TGj~RDER FÖR DÄMNNGENS UPPNÅENDE OCH BEGRÄNSNNG a) Överfallsvärn (överfallsdalllmar) Bilaga 2 (ftprinciperna för utformningen av överfallsvä.rnen jä.mte sektionsritningar över v~rnen enligt alternativen D20-D29!') visar tio olika värnkonstruktioner, betecknade D20, D21 osv. till D29, vilka kalkylerats att ge en uppdämning av 20 cm, 21 cm osv. till 29 cm vid den avrinning vid dämning som motsvarar den a.vrinning 80m skulle ha ägt rum vid NLV, om dämning ej förelegat. Dämningen som sådan min- 1) 1'1':':V.~Lr ber:ll:n~tt på 021 '17-års~}eriet n2.mligen åren och ~; 972 ~ S2.:n:Da --vi ::;Jcr:'c bil ej ar ~ J.nd2~ lag' för ue övriga l::arakteristisl-{a

6 skar avrinningen något. Detta är lätt att inse. Tappningen av magasinet är i varje ögonblick mindre än under odämda betingelser. ; ytterligare två alternativ, D30 och D31, resulterande i en uppdämning vid NLV-regim av 30 resp. 31 cm, har framräknats men inte redovisats i bilaga 2. Konstituenterna för alternativ D30 är tg P1 = tg ~2 : 2,5; bb = 7.15 m; bd = 8,65 m; Ro = 26,95 mnn/1900/; q = 13,94'h~,52 + 3,90'h~t54 Motsvarande värden för alternativ B31 är tg 0 1 = tg ~2 = 0,0; ob = bd = 8,70 m; Ro = 26,97 mnn/1900j q = 16 97_h 1,5 2 t. 1 Tabell 1 ger en översikt över de karakteriserande parametrarna enligt alternativen D20-D31 samt alternativ D39, varom mera i avd. 7a. H betecknar höjden i mnn/1900/ för värnets nederkant, dvs. den nya o tröskelhöjden. Hq(NLV) är den nivå uttryckt i mnn/1900/ vid vilken det för NLV-förhållanden karakteristiska flödet (q = q(nlv) m 3 /s) är förverkligat. Hq(NLV) minus 27,73 ger uppdämningshöjden, hd' i meter. Q27,21 är det flöde i m 3 /s som ett visst överfallsvärn ger vid nivån 27,21 mnn/1900/, dvs. vid tallens nedergräns nära Pierreslutan (enligt ngmar 1973) minus 0,05 m. Övriga beteckningar framgår av bilaga 2, sid. B2:2. Observera att bd är värnbredden på nivån 27,25 mnn/1900/. Jämför också. med beteckningsförteckningen i bilaga 4, sid. B4: 2-3. Tabell 1. Några karakteriserande parametervärden (se texten) för överfallsvärn enligt alternativen D20-D31 samt enligt alternativ D39. Alt. E BQ(,~,..r) hd tg ~1. tg ~2 o Rl.:V bb bd q27~21 D20 26,78 26,93 0,20 3,5 2,0 2,60 5,19 1,91 D21 26,80 26,94 0,21 3,0 2,0 3,00 5,25 1,91 D22 26,82 26,95 Ot ,5 3,50 5,22 1,92 D23 26,84 26,96 0, ,5 0,5 3,90 5,54 1,93 D24 26,86 26,97 3,25 0,5 4,30 5,76 1,90 0,24 D25 26,87 26,98 j 0,25 2,2 0,5 4,75 5,78 1,93 D26 26,89 26,99 0,26 1,5 1,0 5,25 6, D27 26,91 6,20! 27,00 0,27 ; 0,0 0,0 6,20 1,94 D28 1 ) 26,74 27,01 0, ,5 1,5 {0, 401! 7,33 1,93 l 6,40 J D29 26,94 27,02 0,29 O!O 0,0 '1 ~ 5 1,, 7,15 1,91 f D30 26,95 27~03 0,30 2,5 2,5 '7.15,. 8,65 1,93. D31 26,97 27,04 0, Yi 0,0 0,0 8,70 8,70 1,94 D39 27,08 27,12 0, :::: ! ) Observera den speciella utformningen av överfallsvärnet enligt 'alternativ D28, vilket gör att värdena för detta alternativs R ~. bh inte faller in i det mönster de övriga alternativens motsva~an~ de värden bildar.!

7 4 Understrykas bör att värnen i samtliga fall föreslås uppbyggda från E:, dvs. tröskelhöjden, till nivån 27 ~25 mnn/1900j. o Eftersom det i här berörda sammanhang ofta händer att begreppet tröskel och tröskelsektion diskuteras~ torde det V'ara på sin plats att påminna om att eu. tröskels höjning eller sänkning i och för sig säger rätt litet om förändringen av de hydrauliska betingelserna. Man måste ookså känna till profilens utf~)rmni:ng före och efter ingreppet, liksom till aktuell flödesmängd, fallförhållanden m.m. Av tabell 2 framgår vilka värnlägen (se bilaga1~ sid. B1:2 och bilaga 2, sid. B2:2) och ingrepp som de olika dämningsalternativen D20-D31 förutsätter i nu befintliga profiler. Dessutom upptages alternativ D39, till vilket vi återkommer i avdelning 7a. Tabell 2. Värnlägen och behov av ingrepp i befintliga profiler. ~ämningsalternativ Värnläge ngrepp D20-D22 B nga el små D23-D24 B! Håttliga D25 B ReL stora o D26-D27 l nga el sma D28-D29 A JVåttliga D30-D31 A, E.el~ stora ~ l D39 J Al! Hycket stora -', -, b) BottenuEprensning Lika viktigt för det funktionella slu.tresultatet SO~i1 ejälva överfallsvärnen är vissa ingrepp i t själlra åfårs,n. Denna föreslås bli upprensad ned till fast botten, eller åtminstone till nivån 26,00 mnn!1900!, 20 ro uppströms och 25 D nedströms slutarportens smalaste del (tvärsektion 7a). Denna åtgärd är oundgänglig för att de hydrauliska beräkningarna skall stämma. ltgärden minskar t.ex. överfallsstrålarnas submergens (täckning) så mycket att denna kan försummas vid beräkning av flödet över värnen. Kvalificerad information om submergerade överfallsvärn lämnas i de klassiska arbetena Bazin (1894, 1898), som redogör för experiment, vilka måhända inom detta område är oöverträffade såväl i omfattning som i fråga om noggrannhet i utförande och bearbetningo Redogörelserna är emellertid rätt voluminösa. Mera förtätad och praktiskt inriktad information kan hämtas fr8.n t. ex. Venard & "eston (1943) och

8 5 Villemonte (1947). Den sammantagna effekten av åtgärd.el."na. enligt puru\:-herna a) och b) illustreras i -bilaga 3 (ttnya vattenföringskurvor. för Pierreslutant 1övstabruk tl ). Var och en av de 'X'ssul terande vn:ttenföringskurvorna enl igt D20 etc. -serien kan säetas be stå av 'tre zoner ~ r första zonen, upp till nivån 27,21 mmij1900j' ä.r överfallsvärnet ensamt bestämmande för kurvans förlopp~ nästa. zon, är såväl värnet som slutan bestämmande, den sistnämnda närma.st som en submergensgenererare (tttäckningsproducent"). Denna. zon sträcker sig från 27,21 mnn!19po/ till omkring 27,50 mnn!190oj. Den tredje zonen vidtager sedan.! den är slutan ensam bestämmande för vattenföringskurvornas förlopp. Vattenföringskurvorn,a för de tre alternativen D20, D25 och D29, sa.m.t för det i avd. 7a behandlade alternativet D39, fi~~s återgivna i bilaga 3, sid Av tydlighetsskäl har endast dessa fyra vatten... föringskurvor medtagits vid den grafiska representationen. vattenståndsregistrets första zon~ dvs. vid nivåer lägre än 27,21 r:,!:~m/1900j; ligger vattenföringskurvorna för alternativen D21-D24 uppenbarligen mellan kurvorna för D20 och D25, med D22 högre än D21 osv. För sz~ma zon g-äller vidare att k'j.rvan för al"ternati"ll D26 ligger över k;urvan för D25, och att kurva."l för D27 ligger melle.n kurvorlla.- för D26 ooh D29. Kurvgrenarna för D30~ch D31 ligger något ovanför kurvgrenen för D29, med D31 litet över D30. Kurvan för alternativ D28 har ett speoielt förlopp i första zonen~ Den börjar under D20-kurvan, närmare bestämt på nivån 26~ 74 mlu~ skä,r efterhand kurvgrenarna för alternativen D20-D27 och når nivån 27,21 m1~4/190ol mellan kurvorna för alternativen D27 och D29. Observera att den radikala bottenupprensningen medför att vattenföringen vid ya,rje given nivå över 27,21 fi1:rn/1900/ ökar i jämförelse med nuläget! Begreppet:{vattenföringskurva uirecls ga,nska in.gående i Bjerketorp (1973) 5. DÄMNNGARNAS UPPSTRÖMSVERKlirNGAR~ D~2NG~lV~VOR. Dämningens uppströmsverkan på Ensjön har beräknats teoretiskt enligt Ba.khm~te:tf-Felkel s integreringsförfarande l1etoden introducerades redan

9 1912 av Boris A. Bakhmeteff. Den publicerades då på ryska. på engelska offentliggjordes den först 20 år senare i Bakhmeteff (1932). och koncis beskrivning (på tyska) återfinnes i 6 En klar Klameth (1958). Falkal (1958) ger en något modifierad variant, med tillämpning av begreppet enhetsdämningsvidd (introducerat i Rothmund 1949). Vid beräkningarna har använts utförliga, da.tamaskinproducerade tabeller (Bjerketorp 1974). Som en kontroll av beräkningsresultatens rimlighet' har Westerbergs vida-o reutveckling av Poirees parabelmetod tillämpats (Westerberg 1924). Poirees förfaringssätt omnämnes, författaren veterligt, för första gången i litteraiuren i Chanoine (1839). Det finns :i. sin ursprungliga form, beskrivet i t. ex:. Nazzani (1886), i vilket arbete också Funks och Saint Guilhems be släktade empiriska metoder från 1820 resp. 183//38 relateras. mer eller mindre vidareutvecklad form behandlas Poirees metod i Bngals, (1923), Westerberg (1924) ooh Andersson (1952). Metoden är egentligen rent matematiskt, ehuru i viss mån empiriskt bekräftad, och saknar underlag i den hydrodynamiska teorin. Trots detta ger den ofta, såsom påpekas i Mononobe (1938), 5verraskande goda result~t. Dämningens uppströmsverkan på sjöarna ~vanför i Ensjön hwr inte beräknats egentlig mening, utan skattats med utgångspunkt från samma teorier som ligger till grund för dänmingskurveberäkningen. Sambanden mellan dämningen vid Pierreslutan och höjningarna vid Ensjön, Finnsjön och Vikas,jön framgår av tabell 3. De angh-n8 talen avser de förhållanden som motsvarar 'normallägstvattenföring (NLV) utan dämning. Tabell 3. Korrespondernade höjningar av vattennivån i l Pierreslutan Ensjön }'innsjön Vikasjön 0,20 O~ 13-0 ~ 14 0, ,21 Oy 14 0, -lo 0,07 0,22 0,15 0~11 0~08 0,23 O, '16! 0,12 0, ,17 0,13 0,10 0,25 Ot 18 0, '14 t 11 0,26 0,18-0,19 0,14-0,15 0,11-0,12 0,27 0,19-0,20 0,15-0,16 0, i 2-0 ~ 13 0,28 0,20 0,16 0,13 0,29 0,21 0,17 0,14 0,30 0,22 0,18 0,15 0,31 0,23 0,19 O~ 16 0,39 0,30 0,25 0,21... sjökedjan. Talangivelserna för kvarstående dämning i Ensjön, Finnsjön ochvikasjön är behäftade med en ganska.stor osäkerhet. Anle~Jlingarna till detta är två. För de,t första är kännedomen otillräcklig om vattendragsprofilens

10 förändring med vägen, särskil t på stråekorna ltppströms Ensjön. andra saknas en riktigt säker flxpunktshöjd :för Ensjön. av "1 För det Sannolikt är de S. O. Berg (ngmar 1973) angivna fixpunktshöjderna.för Pierreslutan och Ensjön något rör låga. Detta har för Pierreslutans del konstaterats genom en av författaren år 1968 förrulstaltad noggrann dubbelavvägning av fixpunkten därstädes, vilket också refereras i ngmar (1973). Resultatet a.v en kontrollavvägning utförd av Tord rgmar går i samma riktning (ngmar 1973, bil. 4). Förmodligen är höjdangivelsen för fixen vid Ensjön ursprungligen relaterad till Pierreslut~n'ls fixhöjd. och så.lunda troligen också för låg. Det rätta förhållandet kan dock endast fastställas genom en mycket tidsödande kontrolla:vvägnlng av Ensjö-fixen. aitsaknad a.v säkra. uppgifter härvidlag, har jag liksom Tord ngmar valt att arbeta med S. O. :Bergs höjdangivelser. Skulle emellertid de verkliga. flxhöjderna vid Pierreslutan och Ensjön vara t. ex. 0,03 m högre än de vid dämningskurveberäkningarna. använda. :Bergska fixhö.iderna., så innebär detta att; den kvardröjande dämningen vid Finnsjön och Vikasjön blir 0,02 a m högre än vad tabell 3 anger (kolumnerna. 3 ooh 4). Trots osäkerheten i beräkningarna av dämningskurvorna. står i.alla fall så mycket klart att en avklingning av' dämningen m&.ste ske, och att denna avtoning inte kan vara försumbar. Önska.s t. ex. samma dämning i Ensjön och Finns.jön som vid Pierreslutan. så mä.ste komplettera.nde dämn.inga.r utföra.s. Det är inte osannolikt att kompletter~~de dämningselement förelegat innan de kraftiga mänskliga ingreppen i vattensystemet satte in från och med år ). Detta är fullt uppenbart vad gäller Ensjön. De tröskelpartier som ligger ett stycke nedströms utloppet från denna. sjö. behöver på grund. av sina. lägen nära sjön f inte ha varit sl särskilt mycket högre än idag för att kunna ha utgjort ett kompletterande e.ämningselement av icke försumbar verkan. ngmar (1973) torde ha underskattat betydelsen av utförda ingrepp i dessa sjönära trösklar. Orsaken till detta kan möjligen vara, att ngmar inta beaktat dämningskurveproblematiken och den med sträcklängden tämligen sta.rkt avtagande dämningshöjdförlusten. Huruvida. några. liknande dämningselement i gammal tid funnits i vattendragsavsnitten Ensjön-Finnsjön resp. Finnsjön-Vikasjön, undandrar sig författarens bedömning. För att avgöra hur förhållandena här verkligen gestaltat sig under 1500-talet fordras betydligt betydligt bättre kä:n.~edom om dessa sträckors recenta morfologi, liksom om de ingrepp som dessa avsnitt eventuell t undergått genom århundradena, än vad författaren besitter och inom ramen för denna utredning rimligtvis kan förvärva. Även "diffusa" dämningselement i form av mera allmänt trängre OCh/eller skrovligare vattendrag (!fåror) kan förstås också tänkas. 1) Detta år anlades Lövsta Kronobruk (Dahlgren 1928).

11 8 6. NÅGOT OM DET TEKN~KA UTFÖRANDET så länge de beslutande instanserna inte tagit ställning till hur stor NLV-uppdämningen skall vara vid Pierreslutan~ är det föga meningsfullt att utarbeta detaljerade konstruktionsförslag. Därför ges på detta stadium endast några mer allmänna synpunkter på det tekniska utförandet av ett kommande överfallsvärn. Utförandet är beroende av om vä.rnet skall vara provisoriskt eller permanent. Ett provisoriskt överfallsvärn bygges lämpligen i trä, med spontade plankor i lodrät ställning, stödda mot liggande, välförankrade bjälkar. Tätningen mot bottnen vållar vid den provisoriska lösningen - på grund av markförhållandena vid Pierreslutan - betydande problem. Det räcker inte med en aldrig så noggrann inpassning mot den fasta grunden. Författaren talar här av bitter erfarenhet. Någon form av tätning måste till. Tätningen kan göras med t.ex~ asfalt eller genom inklädiling av värnet och bottnen närmast uppströms med någon tät och hållbar duk av exempelvis presenningsväv eller butylgummi. Värnet görs skarpkantat med en skena av järn eller mässing, eller ännu hellre med en skena av mässing, fastskruvad på en skena av järn. En skadad mässingskena kan då lätt bytas ut. Ett permanent överfallsvärn tillverkas helst av armerad betong med armerad anslutning till en väl tilltagen bottenplatta uppströms värnet. Värnkanten göres skarpkantad på samma sätt som i fråga om det provisoriska värnet. Eventuellt behövs vid såväl den provisoriska som den permanenta lösningen anläggas ett kolkningsskydd (stötbotten) på värnets nedströmssida, för att hindra att bottnen där urgröpes ay överfallsstrålen. Stötbottnen behöver på grund av vattendragets ooh de föreslagna uppdämningsvärnens ringa dimensioner ej förses med anordningar för energidissipering. 7. uppdii11nng MED 139 METER Framställningen har hittills endast behandlat den uppdämning, från 0,20 m och uppåt, som kan åstadkommas under den uttalade förutsättningen att ingen dämningsverkan skall tillåtas över nivån 27,21 mnnj1900j, samt under det ou.ttalade villkoret att ingreppen i nu befintliga åprofiler, skall vara någorlunda begränsade. Om endera eller båda av dessa postulat rubbas~ kan givetvis en högre dämning vid NLV än de 0,31 m vi hittills stannat vid, åstadkommas. Skulle man t.ex. vilja åstadkomma en uppdämning med Dl, vilket motsvarar en höjning av vattennivån i EnsJon vid NLV med 0,30 m~ så kan detta. uppnås på fö1jande alternativa sätt:

12 9 Dettu alternativ ;2). Detta nya mecl Sidorna stal.les ( ligen också 22,0 ljl. Ekvatiol'len 0,07 ro blir vid NLV blir O~~ Jlt. L' 27~12 och b. bli~ Cl Vidare gäller att HQ(:NLV),,- fbljakt d"vs. 8"tt ttppdämning'en reb~ q {- t~~"ke'h~~a' ~~e~ med.!:'.,< o,-" ~~,> >-;;.1..'_ ~d""'j t,n:',,(',1::o 0s08 m~ ni v'ån % medan däremot; värnens öy'0rkajlt näml igen osv. ti1j~ :L denn,a" upp i va:tt hö jning. Tr('3 ta,bell 4. av och r "'o",,!,.><~t:::,... "" ~ DO,.,. fl.j! "f'".,1 j, SJ_Lh tivens kurvor skär hi t t. 11 l svarande tiv D2fh grenarna, fcjr D2(}: (2.7 % 32 mnn) mell!1.2l och.

13 10 För al ternativ'en D20~ 39 - D)" ~ 39 gäller Sa.!llu~a varnj.agen. som angbres för D20-D3"i i tabell 2 :p,~_ sid. 4. Al terl1ativ D20:: 39 har samma värnläge som D20~ D2'1: 39 samma som 1)2-1 etc. Behoven 2,,'1 ingrepp i befin"tför. kor.responderande al.ternattv i seri.el"j. D20-D3'1 ('3e tabel1 2 ~ sid. Gränsnivåerna för diimningsverkans upphörande vid Pi.erreslutan, Ensjön, F'innsjön D(~h. Vikusjön är ttpptagrla i tabell 5. Gränsvärdena erhålles i cle trtl sistnäm.nda fallen ur ekvationerna (1), (2) och (3), vilka är deducerade från sjöked.jans lutningskaraki;eristika. vtd fri (od.ämd) yattenföring u.nder perioderna och ' F'ormlerna har varit möjliga att hä.rleda på grund 8,Y att det även efter a vattenföring Bom i just vid de g:rä,nani Yåer dä.r dämn.. i.ngsyerkan upphör. Gräns- 53 ( ~ 75) l ( J HDV~~.. " U! "k' {'\,j ~ ()8,.8. 5 ~j } ~ <,""'~,, 60 ~ 8 '1' f i. f ~; j -+ o~ q~ ~... f. " () ~ () ~i ~," '. ""' - 26,<, r\.,;ej ~ Q f " 00 -') ~ l, f' f..) L,;,".. u 'l,j~ tecknas alltså som flrrll-d:i.on av.(icb ~ lln-"lr 'i som :fllnk+;o'f' 2V F j '1:' '<$~.. ""~. ~...}:'1.' Mera komplicera(0) (;;ky8,i;ioner~ och tl Dyy som funkt ioner tj,,, Ep t som inte an.föres här, uttrycker H: mrf dvs. gränsvärdena föl' däm.ningsverkans upphörande i Finnsjön och Vikasjön ges som funktioner av motsvarande gränsvä.rde vid Pierreslutan.

14 /) ffi b 1 ~ -'r ~.!.,.. "t " i ~\"r' ' -, 1),.,. ", h«., Y' La'e,.l..1 l1'''' brst)ru,ng,1..l.g:' \(l"'irg~ e!l,l~ al. ;'{< JJLvc. ~ ~ 'i *'.;5,r(.iS~e...l.,..loJa't.r! 11 t ",.',.. "d u!... >., '...,... ~' TT.,,, }l;..f!''' ny 1"- ',ros1~e'ltldj -f J..L ' 'tl~os!~,e,l..!.örriojnll1,gt (} ~lof V1Jl overgä.ug.!:.~~~n a v~ O D20., ~..... D~.1 _ till o; ~ _ ~lt. '<' ". D20: ~,''''';;,J n~1.~q t,o;,',.l/' y~r"h~edd.'...g.l.i:j,~... "~ b lj~ vid dver-.. (j;,";o. ~,... l'" "~1. '" ~ " lal'ska.:nte!l" v a:r'"j.l~:rred(l.t r~~,~ ", o. '.. :>.r'~,.-~ ') ~- J"'...'.. 'j" l'..., r'" r...!"\ l l1l""-if8.. n. :::{,i!.) ml~nl t'jt.jt)j. J: d" ~..." samt: \;.pp amn2!1.g, D29:39 D30:39 D3'l: 39 26~74 26,94 26,95 1) ObSeT"H:ra d.en speciella. utfor:n:t1,ingen av överfallr:nrärnet enligt alternativ' D28:39 (liksom vid. alternativ D28)~ vilken gör att värdeu&. för detta a,lternativs fl,fl och bo inte faller in i o ö det mönste:r.:' SOn tie öv':ciga. al terna:tiv ms l11otsv$>rande vården bildar. t

15 1 :2 Tabell 5. Gränsnivåer för dämningsverkans upphörande vid Pierreslutan, Ensjön, Finnsjön och Vikasjön. BeteckningSii- enligt texten. Alla höjd~)r Alternativ D20:39 i mnn!1900/. H --DVP H DVE H nvf H DVV 27,40 i ,69 27,75 D21:39 27,39 27,67 27,58 27,13 i D22:39 27,38 21,57 27,66 i 27,72 D23:39 27~37 27,56 27,65 21,11 D24:39 27,36 27,55 27,64 27,70 D25:39 27,35 27,54 27~63 27,69 D26:39 27,34 27, ,68 D27:39 27,33 27,52 21,61 27,67 D28:39 27,32 27,51 27,60 2},66 D29:39 27,31 27 ~ t 59 27,65 D30: 39 27,30 27,48 D31: 39 27,29 27,47 27,56 27,57 27,63 t D20-D31, D39 27,21 2" 38 27,47 27,53 '~ t 27,62 Arun.: Tallens ungefärliga nedergräns enligt ngmar (1973) ligger nära Pierreslutan på nivån 27,26 mnn, vid Ensjön på 27,44 mnn, vid. J!'innsjön på 27,55 mnn och vid Vikasjön på 27,59 mnn. 8. ANDRA VÄRNALTERNA''V ÄN DE REKTANGULÄJ:1A OCH TRAPEffSFORMGA Den principiella utformningen av de föreslagna överfallsvärnen medger, att dessa kan vara antingen rektangulära" trapetsformiga eller triangulära (se bilaga 2, sid. B2;2). :Något triangulärt värn har dock inte föreslagits~ ehuru det i och för sig funnits möjlighet (vilket senare skall visas) att använd.a sådana inom de lägre av de proponerade uppdämningsal ternativen. rrrial'lgelformen ha.r undvikits 9 därför att jag bedömt det som viktigt, med hänsyn till vattenintressenter nedströms Pierreslutan, att undvika den kraftiga strypning av vattenföringen vid nivåer under NLY f som en användning av den renodlade triangulära värnmod.ellen skulle medföra. Delvis,w samma skäl har jag undvikit att begagna någon polygonal eller någon krökt värnform. dessa fall tillkommer dock även den invändningen att jag ba.ra haft två givna vattenföringsvärden att anpassa värnet efter 1 det ena gällande vid NLV och

16 det andra,rid dämnin.gsvex:kans upphörand'2~ Q,::;h att därför en polygonal firlns mycket spelrwm ningarna för a:tt byta ut ett: Den ursprangl iga ll'lål er jand.e villkor (4a.) -" uppdämningen (m) _. flöd.,:::"c vid för upphörande i serien D20-D39 (m 3 /s) De i likheterna (48,), (4'0) och (4c) fo:t'mulex"ad.e yl11koren kan teoretiskt uppfyllas av ett 08.l'HU an praktiska beg"'l'änsningar finns. För det första tu 'Wä1'"ne1a~1ä.gst8. purjld inte undersi;iga ett visst värde~ om värnet skall fu.ngera som överft'illsvärn i egen.tlig mening. F'ör d.1:~t a:ndra kan ma:n knappast tilll <'t ta a;tt värnets största bredd bli hur stor som hel st. själva, '!{,?':X'ke't utgör red;angeln e11, mycket effektiv' utformning av ett överfallsväru$ när det gä.ller a,tt t~. a. s. utnyttja n.hfibkillnaden mella..fl de givna gränserna. och tltr;)i'dr.~h,;t inom den befi!l'tliga profilen. Prakti'skt sett kan den emellertid ofta'f särsklh; :i. det senare a~j'seendet, något överträ.ffas av b~a.petsprofilen,.,r,anga gånger är niv<'tskillnaden och profilutl.'ymmet si'ii P~l.SS stora. att en mindre effedetiv utformning än den op-

17 14 timala kan tänkas komma till auv-ändning. Detta gäller i här aktuellt samma~1ang alternativen D20 och D20:39 sa~mt de närmaste högre alternativen i de båda serierna. Om man jämför effektiviteten?uv ett trl?jl1gulärt överfallsvärn med ett rektangulärt kan man, med utgångspunkt frän Poleni-Du Buats klassiska betraktelsesätt, visat att om ett triangelformat överfallsvärn skall vara ~ effekthrt som ett rektangulärt under av ekvationerna (4a), (4b) och (4c) givna,förutsättningen, så måste följande villkor vara uppfyll~ f3 1 tg '+ ~2 _ tty" ~C! Cp" bb5/ 3 2 -'0 2,- C P där P1.och P2 är vinklarna mellan triangelvärnets sidor och vertikalen a = triangelvärnets öppningsvinkel bb ::::: det rektangulära värnets bredd Cm) ~ ::::: utströmningskoefficienten för det rektangulära värnet M T :::: utströmningskoefficiente.n. för det 'tria"j.gulära värnet g =:: tyngdkraftsa.ccelerat:.onen ( Om Q27,21 == 1,92, qh(nlv) :::: 0,30 och g:;;:: 9,ed sae:t under det förenklade antagandet att utströml1ingsl.wefficiente:rna är konstanta och av värdena --:R M.. ::;: Ot65 och M T = 0,60, så antar C P och ekvation (5) kan skrivas ~1 + 13') tg ~ 2 ap.c"'j::'oximativa värdet -0,634 bilaga 4 ges en utförlig härledning av likheten (5) liksom av några andra ekvationer, belysande olika funktionella samband mellan värnparametrar. Dessutom göres en praktisk tillämpning av de funna formlerna på fallet Pierreslutan, varvid framkommer att triangelformen i och för sig kan användas för vä.rn med uppgift att höja NLV-nivån med 20 cm eller något mer. På grund av triangelvärnets strypningseffekt på vattenföringen vid vattenstånd under N1V (jfr sid. 12). vill,jag emellertid inte förorda att de tidigare föreslagna trapetsvärnen i något ff.l,ll utbytes mot triangel värn.

18 15 Det synes mig själyklal-:t att et,-!; beslut om höj:ni..ng av den genomsni ttliga årslägstvatte.r.ativån (normala lägstvattennh'"ån; m.v) i Forsmarksvattenståndet i någon best~imd. sjö i den sam11l8.nhänga:nde s;jökedjan från Ens,jön till Vikasjön~ och inte rel","teras till den i sig själv mindre intressanta nivån vid Pier:ceslu-tan, Ett kop.kret förslag bland. flera med ett bestämt belopp, t.ex. med vad som erfordras för att demw, sjös llf~v skall lterställas till det värde som med stor sannolikhet gällde under 1500-talet. ngmar (1914) framhåller att Einsjöns genomsnittli,ga ~,r~lägatv&ttenst!nd (m,v) numera troligen är cm än lu1d.e:c 1500-talet t till följd av de sammantagn,a Ve1"kl1:inga.rna av ;".rbeten :L alla de bearb(d;acle 'l::röskelpartierna nedströms sjön. '1otiveringarna. U,11 det ta antagande, gi 'ina frrun~~(;ar som myc!ket hållbara,. ngmar;;; undersökningar klargör dessutom att stinkn5.rrgexl av N1\f nära, upps-cr?lm,; Pierre~ slutan. också varit 30 Crti. w om man jämför 1500-talets förhållanden med beräkninga"r visar emellertid at"t med den nu förefintliga utförronlngen av vattend:raget mella.l:1 Pie:eresluta.:n och Ens,jijn t skulle en höjning 8,Y troligt att det under Av der1. Hr:\"'''lli'll~:J\!tlagd,a ;;ti,nkningen av NLV f:ran ingreppen.i åsekt.ionen lan Sl'lltru"l oeh Ensjön. fj":i. reslu:t;;:m till Ensjön på den nivå 80m er också måste.n1v vid otvivelaktigt den tekniskt sett errkll.?"re och den för båtfarten på ärt bä.ttre av de både.. de11 höjning som man beståmmer si.g.för skall gälla Plerreglutari~ me5! något av" alternativen.i D20-D31-serien. Sedan får l!l ny utredning ge svar på frågan om "ar den kompletterancle g_j:fpdämningsa.nordning~m längre ttpp i ån skall läggas och hur den skall utfo::cmas.

19 Önskar ma.n däremot höja Ensjöns N"LV enbart genom åtgärder vid Pierres.ön och dät'11ni.:ngsh.öjdförlusten på s.träc- nivå som svarar mot tall(:r!,s S(C över den tan minus 5 cm. En klar naokdel med det..!.;1:'''' alternati.,! år a:tt det nöd.vän.diggör mycke't stora ingr~pp i den (,'!,:i'1 (se si 4 ooh 9). Alternativen enlig-l:, :D2:0: 39-D31 ~ 39-serien, är skonsammare mc,t profilen (se sid. 4 och 10) men ger 5. gengäld (m viss för.h.öjl1ing av gränsen för dämningsverkans u:pphöre.nde i va.tte:turtandsregistret (se sid. 9-(2). Som framgår av' tabell 5 på sid" 12 år dennb. förhöjning' störst för alternativ :020: 39 och minst för al ternatlv D31: 39. :Ett JJimplig't al'ternativ skulle kunna vara D29: 39t vilket till priset av måttliga ing:r.'epp i 'befintlig åprofil (se sid. 4 och 10) ger de:n jämföred,sevis obetydliga förhöjningen 10 cm av gränsn.iyan för därnningsv';'lj. ka,ns upphör<l,nde (S0 s1d. 12 och bilaga 3, ",{;) ",... u..!=t-..:...:}\.m'/o J ~,Jag vill slutligen kraftigt under s"!"; ryka det bestämda önskemål som framföres :i. ngm::.>.r (1974) ()m va;ttenståndso'th;er'ln~,tioner i sjöked,ian efter utförd lagvattenuy.,pdämning'. Obseryatione~t1'la bör u.tföras med registre- Liksom lerd ngmar anse-r jag att Hi..mpliga mätph.:d;ser år Pierreslutant Ensjön, Uybron och Vikasjön. Jag skulle dessutom gärna se att vattenståndet i Fälaren OCkså regiijtre!.'ades.~ eftersom kännedom om detta ger en viss möjlighe.'c att föru.tsäga kommandt; vattenstäntl i den centrala sjökedjan.

20 10. LTTERN;:URFÖRTECKNNG Andersson, S Kompendium i agronomisk hydroteknik. : Elementär hydromekanik. Lantbrukshögskolan. nstitutionen för agronomisk hydroteknik. St<enoiltryck nr 19. Uppsa.la. Bakhmeteff~ B. A Hydraulios of open channels. New York. McGraw- Hill. Bazin, H~ Experiences nouvellgs sur l'eooulement en d8ver80i1', 4 e articl~. Annales des Pants et Chaussees. Memoires et documents 7~7, s , p Paris. Bazin, H Experiences nouvelles sur l"ecoulement en deversoir, executees a Dijon de 1886 a Paris. Dunod. Bjerketorp, A Några metoder för avkortad mätning och beräkning av flöde i små vattendrag. Del : Avkortäde metoder vid flygelmätning: Några allmänna förutsättningar för mä-:ningsprocedurcn och dess utvärdering. Lantbrukshögskolan. Avdelningen för lantbrukets hydroteknik. Stenciltryck nr 60. Uppsala. Bjerketorp, A Beräkning av dämningskurvor enligt Bakhmeteff Felkels integreringsförfarande. Del : Detaljtabeller över enhetsdämningsvidder. Lantbrukshögskolan. Avdelningen för lantbrukets hydrotelnik. Stencil tryck nr 74. Uppsala. Chanoine, M Barrage mobile d'epineau. Anneles des Ponts et Chaussees. Memoires et documents 9:1, s Paris. Dahlgren, E. W De uppländska bruken Österby, Forsmark, Leufsta och Gimo under äldsta tider (intill 1627). Med hammare och fackla. Årsbok utgiven av Sancte Örjens Gille (Stockholm) 1, s Stockholm. Engels, H Handbuch des Wasserbaues. 1. Band, 3. Aufl. Wilhelm Engelmann. Leipzig. Felkel, K Die Berechnung der Staukurve mit dem ntegrierverfahren. Die Bautechnik 35:4, s Berlin. ngm$.r, T Ursprungliga vattenståndsförhållanden mellan Vikasjön och Pierreslutan i Forsmarksåns vatten9mråde. Länsstyrelsen i Uppsala län. Naturvårdsenheten. Uppsala.

21 Ensjöl'l. Y t trande vet till } st",n i Uppsala. län den het~m. Stencil (7 '. H; 'J ) * hydraulisehen B. 3}O-400. Milano. Ulrioo Hoepli. Rothmund J L. '1949. J)ie GE"dchung'en der Stau- und Senkun.gsWHiJo:iten fur rechtackigen und parabolisc.hen tleri'lj:1eqnerschl':1.itt ".. nn ihre Berlin. wairs. Enginser1ng News-Beoord 130:22, B New York. Teknisk Tidskrift. Vl11emol1te, J. R SUk;l11Ei:feed'-weir di f3tudiez. &lgineering Hewa-Rec:ord ~ s ~ l\tew Yen' k.

22 11. BlLAGQR (1-5). 19

23 B1 : 1 J;?ilaga 1 till Höjning av nivåerna Yid lågvattenföring i li'orsmarksåns vattensystem uppströms Lövstab:rtlk. En prelintinär utredning. Av Anders Bjerketorp

24 ~ / A. Bjerketbrp -N ro... -\,) '" ~~~~~~~~~~~gb=~g~~~~g~~~ Översikt över avvägda tvärsektioner (1-10) samt föreslagna -lägen för överfallsvärn (A-B) Skala 1 : 1 00, 1-4'".(.,. '"fe g CJ 10 N A " '~,

25 ,, (m)... ro N _ f» v.l,~~~~~~~~':;~~;;!:=~g!!:~~g;;g~ TvärBektionerna 1-2, avvägda av A. Bjerketorp Ni vå (mnn/1900/) SEKTON 1 =;t.:.~:;.:;.==;:::;!! 27,00 ~ _ ~ _._- 26,50 ", 26, ~ ~ ' - " \ -- _ , 5, O ' '~--=-=--- _. 1-., 1, O r-~---'~~--".~ ',. 3,0 2,0 Transversalläge Nivå (mnn/1900/) 4 SEKTON 2 ::::::=:::.!!.==.::!=-:'::~ '27,00 "1" ' ~ 26 J 50t ~ -_.. --'..,,, 26,00 ~~:~ '---~"'+-.,---- 1, O ~;---' t---4- "," l.~ 4,0 5,0 Transversalläge (m)

26 ~!!~~~~~~~~~~~~~gl~g~~: Tvärsektionerna '-4, avvägda 197' av A. Bj&~~etorp _ ~ '-~ -":~ - _'" ~ """ ",.,... - #1>... _... ~~ -~-*' - _... - ~ _ """'" -. ~ - ~ \~ ~,. -L1:f.., SEKTON :3 =ca.=_a;:u==_ _ - -- ft/o '- '_ - - ~-_ _ _... _ ~_... :e:a...:::...~ :c:::-"" _' ~... - "'~ - <S.. - f -t ~_v_ b-""' ". _...,-,... ".o{-, i., _..,~,.. ~~...""~,,~>-~"... M O, O 1,0 2, O 390 4, O 590. '="'-"~ 6, O T~an8v'n;'._. 1\ j.iv!.,"~" A'"'''... sall"". (" o, SEKTON 4 := ==:::; aru:~_ t.::u= _ """'""" _ =- _... _ i!bd _... '"!':lo...,""'"... _ ~ ~ '... ~ _ - ~ ~ ~~...,. ""'"..- ""'"" ~""'" ~ _ -...-~_.. =_.,==="":_ --,,--,;>,' 2 7,oar : ~ ,_... j,.1 C''o~_., ~ -.,.._0. 26,5tr~---- ~ _~_~"",.,;P";~''''....,'.',0.-,.~/ e:=?e-. a:n &16",.0;' tt:s:.,.."""""' ~.'';'}_,,=z-,..-'\_..} ~,..,...~.~ 0,0; 1,0. _ , "~~. -==-~# ~'"/ qw",,,_ ~- J,l:ransvex:". 6alläg~ ""~_'"-~~_.. ~,-,,,..-..-'t-.~.-~'+ rn-"- i?-'~,-~~,--" "~M'W'=<_'"W~~,'" :? ~~O 3 t O 4 \O~ O 5 $ 'O 6! O ty,~...,,~

27 ~~~~~~~~g~~~b~~g~~~~g~g~: Tvärsektionerna 5-6 avvägda av A. Bjerketorp "-' _... ~ _ ~ " , "'7,,yr. 25,50' t Traneversalläge Cm) 1,,,., "'~f> 1, O 2,0 ),0 4,0 5,0 6,0 7,0.. _,."..~.-.- -x! l'o) '- (mnn/1900/) SEKTON 5 ===::===== ~ , ~~ _ ,,'" '" 26, ' (mnn/1900/) 2,ö 4,0 6,0 7,0 27,00 SEKTON 6 ==;===::.== 1 """'_-<"<1 26,50.. tji 26,

28 P!!E:!:~~l!!"t!BL_~!~.:!:~~ruk: Tvärsektion 7a, avvä.gd av T.. ngmar, samt 'tvärsektionerna 7b-c, &"fvligda =--~_._-= = ';'19 av A. Bjo~etorp i _... - _.! _ _ "...go.. SEKTON.",=.m.. 7 h' ~_m: ~!!!!2!~~.7=!.~;~=Z.2 =txi.~," l\iolj ('.1\ N,t,~i, '! (m.m.f /1900/) 28,0' ;~_...,..... _... "':l'< ~... 27, (Enl. NGMAR 1973) -= " ,-.,~tl<.q -f$lo~l ~ ~t:~.. -c.:,-s:;=,~.~./:";}!:.~.. ~~.;;.;;;~:::;':~7~;;;::mv~'!:'~ 2 6 ' 0 1 '");.,._ -r.&~,--",,,,,~... "'t.:.~~,.,;."","",,~ -'--' ~ektlq!l_l~q (Bottenplanka) ;?ktj~'1-'v1~~ J (Bottenst.ock) ~ :=~~~~,a,,,,,,>,=>_~,,,,,.,,...~=-... _ ,,,,.~,,,~...,.w~~~",,:< ~.r:<ir<:"""'._. " 'J.~ $.."O'f<':~_"':~"'-_~"""""~'~~~~~'''''~_~''''~~~'''''C;''~Cc~._;;.. 7":"(,;.,..,."=~'-:"w.~r,, ",' O~O 1,0 290 ~---."'""V"W'~-'()w-'~--'r--~t-' _-~,-- "f> 0,0 1,0 2,0

29 ~!~EE~~!~}~~L_~~!~!~2E~~: Tvärsektion 8, inmätt höste~ ~65,och våren 1969 av A. Bjerketorp samt avvägd av A. Bjerketorp. """';tr: '" O>- - -.J Nivå (mnn/1900/),f' 28,OOt- -, l f 27,00 SEKTON 8 ;:r.===;=====. (vid tre olika tidpunkter) ,00 r t f f ,00 26, oar '1(,5" 1'965" ' J ' 191) 25,00 t-~m-"~ -"'~- l> 0,0 1,0 2,0 Tr~naversalläge (m)

30 , , , ,00 _. -J '" ()) _ro NiväA (mnn/1900/) Pierreslutan, lövstabruk: =========-=============== Tvärsektionerna 9-10, avvägda av A. Bjerketorp SFKTCN 9 ::;========= ' ,50 Transversalläge (m) 26,00' b 1, O 2,0 3,0 4,0 O (mnn/1900/) -_... _ SEKTON 10 =:==:=:=.:::::;=== 26, 5o.p.- L ~ : ,50 ~~&'J ;? 6, 00 '----.~ '_...,-~.'i'.~~~.,.-~._--"'~,.'"'"".,...,---"'~,...~...,.-' ' 2,0 ~ve:rbal1äge (l~l) ;,{' (1 r--~4 ~~"""~'-"--'~"'-'''''~"--r~(; --1> / ~ '.' ~ 1..). ~. /

31 ]1:9 (28 ) NiVåi (l!lll1l/1900/) 28,50, 28,25._' Pierreslutan 9 Lövstaoruk -.--~--=----~-~~=--==~- Provisorisk vattenföringskurva, upprättad 1966 av A". Bjerketorp, reviderad i oktober 1973 av A. Bjerketorp HHV ~ ,.,.". NHV... _. - - _ ,2 27,21 27,0 26,7 26,5. _. "t " ~,.... ".. _..... "... ~... ~..,... ",.~... J ~!".~, : Talens nectergräns minus 0,05 ffi..._... ".. ""...,... ~... "f~"... C'.,... M LRV b ~ l! HLV i - -i ~ i :; f t l e: l NLV f :r- : ,( i i, :! t: f l, " : LLV T : j ' " l :. ~ l O 0 ~-+---~~Tr r+~ ~ ~ ~ ~64,O~ ~~~ t r 1, t'o 3;0,0 5,0 7,v. q ~ : qhlvqlhv q27,21" qnhv (m 3 /s) i qnlv qllv

32 Bilaga 2 till B2:1 (29) Höjning av nivåerna vid lågvattenföring i Forsmarksåns vattensystem uppströms Lövstabruk. En preliminär utredning. Av Anders Bjerketorp Principerna för utformningen av överfallsvärnen =============================================== jämte sektionsritningar över värnen enligt alternativen D20-D29 ===:===========================;===============================

33 Lägen i planet (~fr. bilaaa 1, sid. B1:2}: Läge A: 3,0 el 3,5 El uppströms t~t2rsekticn 111 och 12,0 el 14,0 [11 uppströms den befintliga dammportens (Slutans) uppströrnssida. Läge B: 0,0 ~ 0,3 m uppströms tvärsektion 4, och 3,2 ~ 4,6 m uppströms den befintliga darnmportens (Slutans) uppströmssida. Principskiss över överfallsvärnen sedda i strömmens riktning: E----- a 1 7l ~ ir_ ~7.\ b d a 2 = h x Flödesformlerna: "1. Den allmänng formeln g och H -Ho = höjd över värnkanten (tröskeln~ tyngkraftsaccellerationen utströmningskoefficient för rekt~ngulärt överfallsvärn utströmningskoefficient överfallsvärn 2. };'ormeln för 0,07:!f h~ ~ 0, _ fj., = l/h~,02 och 1.,12 =l/h~,04 för triangulärt Ho) Den allmänna formeln är härledd enligt Pclenis DuBuats klassiska betraktelsesätt (1700- talet). Utströmningskoefficienternas beroende av av höjden utvisar här tillstömningshastighetens ökade betydelse med stigande h Formeln för 0,02~ h 1 -- < /4 1 == jj'(0,07 )0,02 ~ 0,6261 och C R ~6(0,07)0,02 ~ 1,8490 och P2 C T J'(0,07 ),0 4 'h~0,02 ~ 0, h~0,02 PsC O,07 )0,04'h~0,02 ~ 1,4026' h~o,02 q Vid mycket l~ga värden på h 1 är utströmningskoefficienten för ett triangulärt överfalls_ värn växande med mink anq~ 'c>' n. S 1

34 bd 5,19 m 27,00 mnn bd 5,25 m ~ b: '-N ['0 '--" '-N Pierreslutan, Lövstabruk =============~========== Uppdämningsalternativ D20 och D21. Alternativ D20 (Läge B): tg ~ 1 tg ~ 2 3,5 2,0 bb = 2,60 m Ho = 26,78 mnn/1900/ Hq(NLV) = 26,93 m~~/1900/ q = 5,07 h~,52 + 4,29 h~,54 7. (m)/s) q27,21= 1,91 m 3 /s Alternativ D21 (Läge B): tg ~ 1 tg ~ 2 3,0 2,0 bb = 3,00 m Ho = 26,80 mnn/1900/ Hq(NLV) = 26,94 mnn/1900/ 1 t:;2 2 q = 5,85 h 1 '-' + 3,90 h 1,54 (m 3 /s) q27,21= 1,91 m 3 /s

35 Alternativ D22 (Läge B): bb = 3,50 m tg p 1 = 3,5 H = 26,82 mnn/1900/. o bd 5,22 m 27,00 ~ ~g~2 ~ ~. ~q:l~~2~9~m:/:0~_/27'oo mnn 27,00 _ Hq(NLV) = 26,96 mnn/1900/ mnn ~ b::! \.N 1'\.) f'\.) '---'.p,. Pierreslutan, Lövstabruk ======================== Uppdämningsalternativ D22 och D23. q = 6,83 h~,52 + 3,12 h~,54 (m 3 /s) Q27,21= 1,92 m 3 /s Alternativ D23 (Läge B): ~ tg P 1 '" 3,5 bb = 3,90 m bd 5,54 m tg ~2 " 0,5 Ho " 26,84 mnn/190 0 / q = 7 61 h 1, Q27,21= 1,93 m 3 /s, 1 + 3,12 h 1 ' (m 3 /s) 2 7, 00

36 bd 5,78 m..." tv \jj \) \jj "---" \J1 Pierreslutan, Lövstabruk ======================== Uppdämningsalternativ D24 och D25. Alternativ D24 (Läge B): tg ~ 1 3,25 H = 26,86 mnn/1900/ o bb == 4,30 m bd 5,76 m 27'O~.- ~~'~'~ ~~:! ~:': :~9:j /_27,00 mnn q = 8,39 h~,52 + 2,93 h~,54 Q27,21= 1,90 m 3 /s (m 3 /s) Alternativ D25 (Läge B): ~ tg ~ 1 2,2 bb = 4,75 m tg ~2 0,5 Ho 26,87 mnnj j 27,0G--- Hq(NLV) = 26,98 m1'n/1900/ 9'26h~'52+211~5~ 27,00 mm q, 1 (3 m/s).) q27,21= 1,93 m 3 /s

37 m]\,'n... b:j VJ '\) ~ '-./ 0'\ Pierreslutan, Lövstabruk ======================== Uppdämningsalternativ D26 och D27. Alternativ D26 (Läge A): bb == 5,25 m tg ~1 = 1,5 R = 26,89 mnn/1900/ o tg ~2 := 1,0. Hq(NLV) := 26,99 mnn/1900/ bd = 6,15 m ~ '- - -/--27,00 mnn q = 10,24 h~,52 + 1,95 h;,54 Q27,21= 1,92 m 3 /s (m 3 /s) Alternativ D27 (Läge A): + bb = b d := 6, 2 O ffi tg ~ 1 tg ~ 2 O, O H = o 26,91 mnn/1900/ ~~:)~:~0~T~':0~,00 --J--27 q := 12,09 h 1,5 2 1 z (m)/s) Q27,21= 1,94 m 3 /s

38 /m 3 /s/... b:1 \..N '\) '-)1 '---' -.J Pierreslutan, Lövstabruk ======================== Uppdämningsalternativ D28 och D29 Alternativ D28 (Läge A): (bb 6,40 m) bd "" 7,3) m tg f3 1 tg f3 2 == 1,5 H 26,74 mnn/1900/ o Hq(NLV) 27,01 mnn/1900/ < t~:a/~ ~o ~ ~~4-? q q27,21 11,70 (h 1-0,20)1, ,78 h,1, ,34 (h 1-0,20)2,54 1,93 m 3 /s Alternativ D29 (Läge A): bb ::: b d = 7, tg 13 1 = tg, f3 2 = 0,0 Ho =: 26,94 mnn/19 00/ ~ '-- ~q~~)~~~2~n~':~ -~~J q 13,94 h~,52 (m 3 /s) Q27,21 =: 1,91 m 3 /s

39 Bilaga 3 till B3:1 (36) Höjning av nivåerna vid lågvattenföring i Forsmarksåns vattensystem uppströms Lövstabruk. En prelimin~r utredning. Av Anders Bjerketorp

40 lhvå 28,50 (mtn/1900/) Pierreslutan, Lbvstabruk ======================== :83:2 (37 ) Nuvarande (1974) vattenfbringskurva (avbbrdningskurva) och den vattenfbringskurva som skulle f6rverkligas om äfäran upprensa~es f Bre och eft(~r Slute.n ned till nivån 26,00 mltn/1900/ (och ingen fbrdämning insattes). 28,00 27,50 27,00, 26,50,,.,,. 26,00~ ~ ~ ~ r ~ 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 q (m3/s)

41 B3:3 (38) Nivå (mnn/1900/) Pierres]utan, L~vstabruk =====~===~============== nförande av överfallsvärn. 28,00 27, , ;-" D39..""...,, /..' D2 / 1/ tf / ( ( ( / 1/ 26,50 ( ; f fl l f, r,,- '".....,.... /,.... / Nuvarande vattenföringskurvan,,/ Vattenföringskurva efter botten,"'/,../upprensning till 26,00 mkn/1900/, J......,,/ Överfallsvärnens vattenföringskur-..."... " /~... / /;: ~J vor enligt de angivna alterna tiven,,/ ~r';::;d:q (D20, D25, D29 och D39)... ~ ':-_ - - J)sq ~~L ~"' Kurvorna upprättade i roars 1974 av Anders Bjerketorp. 26,08~,-0~r , ~, , ~0 6,0 ~ Q (m 3 /s)

42 B3:4 Nivå (mnn/1900/) Pierreslutan, Lövstabruk ======================== Nuvarande vattenfbringskurva j~mförd med de fyra resulterande kurvor (kurvgrenar) som uppkommer vid en kombination av upprensning av bottnen ned till <, 6 '\ >", ~ ~ / '".. ~ DlvaD 2,UD mujji9uo och anlaggnlng av overlallsv~rn enligt alternativen D20, D25, D29 och D39. 28,00 27,75 27,25 27,2i / 26,7, 26,50~/r-~------~------~ ~ ~ ~ ~ :0 1, 5,0 6,0 Kurvorna uppr~ttade i mars 1974 av Anders Bjerketorp.

43 B3:5 (40 ) Pierreslutan, Lövstabruk ======~=======~~==~~==~= Nivå (mnn/1900/ ) Nuvarande vattenföringskurva j~mfbrd med de tre resulterande kurvor (kurvgrenar) som uppkommer vid en kombination av upprensning av bottnen ned till ::livån 26,00 mnn/1900/ och anläggning av Bverfallsvärn enligt alternativen D20:39, D25:39 och D29:39. 27,5. 27,2 27,21,,,L_ nedergräns minus 0,05 m 26,7., i i/ l i: k,, /,, / 26,50~1.- r- ~r- -; ~ ~~ 0/O qnlv 1,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Kurvorna upprättade i mars 1974 av A. Bjerketorp.

44 ]4: 1 (41 ) till Röjning av nivåerna vid lägvattenfbring i Forsmarksäns vattensystem uppströms Lövstabruk. En preliminär utredning. Av Anders Bjerketorp Jämförelse av vattenföringseffektiviteten mellan ett rektangulärt ================================================================= och ett triangulärt överfallsvärn med samma differenser mellan de ============~=~=========~===========~=~====~====~~=====~=~===~===

45 B4:2 ( 42 \. ; VLC1\ T G~~DS 1/1 t ' b ",! /, fl;: - Y----/;;;:-.--~ ~, l,,{h;c:jf r T\', l: W -r J "" ~ '_ ~------~ R -----',---- a(t) R --_ q (1 ) L J w ~_ 2. BErfECKiENGAR 2.1. Bcteckninaar enligt principskissen H~(1) = den nivå i mnn som motsvarar gcmomsnittlig (normal) årlig lägstvattenföring före uppdämning Ho(T) = H q (2) - zt = tröskelhöjd i mnn för d,et triangulära överfallsvärnet Ro(R) = H q (2) - zr = tröskelhöjd i mnn för det rektangulära överfallsvärnet H q (1) H q (2) = den nivå i mljn som motsvarar genomsnittlig (normal) årlig lägstvattenföring efter uppdämning = gränslliv?!' för dämningsverkans upphörande inom va ttcnståndsregistrct = det triangulära överfalj.svärnets bredd (Om 0('... -' nr>d"n)... C)."J._

46 a = ~1 + P2 = triangevärnets öppningsvinkel. Pi och ~2 är värnsidornas vinklar mot vertikalen L1,h = E q (2) - H q (1) = det konstanta avståndet mellan nivåerna för förverkligande av flödena q2 resp. q1' antingen geno:n ett rektanglllärt eller genom ett triangulärt överfallsvärn = H q (2) - Eo(R) = avståndet från H q (2) till det rektangulä:::,a överfallsvärnets underkant; numeriskt lika med h. ( nedan) R o~ ~L ) (Se H ' -'- o " -l- ~ o H ' 'l " t t' l., = q(2) - "o(t) = avsl,anaev ran ~q(2) 'Cl ae rlanguj..ara., +' l~., over... a.l..lsvarne t s spevs; -'- ' k' l'k d l (S numerls.~t; l a me -'-m ( ) e ne-.1. q2 dan) = vattennivåns vid q = q1 höj~ över det rektangulära värnets underkant; numeriskt lika med zr - L1 h = vattennivåns vid q = q1 höjd över det triangulära värnets spets; numeriskt lika med zt L1 h = vattennivåns vid q = q2 höjd över det rektangulära värnets underkant; numeriskt lika med zr h R ( q ) + (Se ovan) L1 d = vattennivåns vid q = q2 hö jd över det triangufära värnets spets; numeriskt lika med zt (Se ovan) = avståndet mellan det rektangulära värnets underkant och det triangulära värnets spets q' 1 Övriga beteckningar = q {(NLV) = flödet vid normal t årligt lägstvattenstånd (1 1 TLV) före dämning q1 -- q(nlv) = q1 - E = flödet vid normal t årligt lägstvattenstånc. efter dämning. E betecknar den minskning av vattenföringen vid NLV som föranledes av dämningen = flödet vid den gränsnivå, H q (2) (se ovan), där dämningsverkan "clpphör inom vattenståndsregistret a L ~1 + ~2, S = det gränsvärde för tg 2 = vg 2 vld vilket det trianglllära värnet har S~lima effektivitet som det rektangulära qr(i) = flödet från det rektangu.lära värnet vid höjden hr(i) över värnkrönet

47 E4:4 ( 44) Clm (, ).L\~ värnspetsen MR == utstrbmningskoefficient gällande för det rektangulära varne~ M == utstrbmningskoefficient gällande för det triangulära vtirnet T g == tyngdkraftsaccellerationen C R - 2/';' J:2C;' ~ 2, CT == 8/15'~ 2,36237~ == cr 1,/1 2/3 Vig "'V" ~ 2, M R -R - L R -'R r-;:-' N rn T == C{", N - T 8/15 V:::g ~ == H (2') - H'(1) q q 2, yr L1 h == u:p)dämning vid flödet q = q1 == Villkoret för att ett rektan~llärt och ett triangulärt överfallsvärn skall ha samma differens mellan de nivåer vid vilka två givna vattenföringsvärden (q1 och q2) är förverkliga,de, kan s;ymboliskt u tt:cycka_s: Problemställningen är att för "det första ange villkoret för att ett triangulärt Bverfallsvärn skall vara lika effektivt som ett rekt2,ngl.- lärt, när det gäller att minimera L1 h, samt att för det "'nd~ formulera förutsättningarna för att det triang-lllära värnet skall vara ", mlnctc eller mera effektivt i nämnda hänseende än det rektangulära värnet. 4. LÖSNNG 4.1. Lika effektivt Givet: Ett rektangulärt överfallsvärn med bredden b, och o h 11 (q2) - hr(q1) == Ll h Sökt: Ett triangulärt Bverfallsvärn med samma Vl' Q' ""'mm 0ccJ i a q2 och q1' dvs.

48 B4:5! ), ::\ \Jr.J " kunna uppst~llas och l5sas enligt?oleni-tu Buats klassis~2 bet~akte13es~~t utan boa~tande av tillst Dessutom anses att integralern~ och dessas ~o är besl-cri'la (2) och J.. a, e 2,5 rn ~ vg -;: J n,-~ J: <:: J' Enligt problemst~llningen g~ller 1 c; qr(2) = qt(2) = q2 = CR'bb'h~~~2) (, \ Lj-a) Vi erinrar oss också att = h h T( q ) - "me ) 2 J. ql Av (4a), (4b) och (1) följer att ( 5a) eller Vi s~tter nu Ekvation (Sa') kan nu överföras till

49 ( 1:6) elvs ' Sättes e~~f1.ålles nsättes uttrycken fbr P1 och P2 i ekvation (5b') erhålles eller nsättes så uttrycken fbr C R och et i ekvation (5b l ") r. o la.s eller (5b) ])et triangulära värnets kritiska öppningsvinkel definieras som rv _ v. - (6) ])et sökta triangulära överfallsvärnet s öppningsvinkel definieras av ovanstående ekvation~ (6) och (Sb).

50 '7 Om + ("1' Si;!,-- "o 2 <!> värnet Di~dr? affcttivt nir dat ~. _ 4 ~21: T, 2.,nc:~c-.i.. L~r2. e OCH, FOR ET] TR] nlednin{) TuT-p'od;...;'l"Y',....,-in--"'Yl \T~r~.l.....;.\11..LJ.6 c _ J_U....., Cl-1-.j...c::. n+'o.,...;~- "~:::')n Vv~v0C_..!._..;...\...L.J. _..!.O'C.-!... q -.- q -1 dp.~,'~_n,_"'p~... l... ;:..l,s_",-,1>-" ~~r... fo' -'l_:'.,_~,.y'l,q-.c::..,-,'-._- -r +,_i.(~_",... '--'" gare anförda (avdelning 2.2), uttryck varur L1h }:an utlösas lsättes hd det önskade värdet, är högra ledets alla termer bekanta och därmed är också bekant. Från detta förhållande utgår det fortsatta resonemanget Fastställande av b, o Om vänstra ledet i ekvation (Sa) sättes lika med.\ h - o - l Ll, ernal e s efter viss omskrivning det för beräkning av ~ h vid bekant b b an vändbara uttrycket (s', / O ffi b b l" oses u t från (8) fås eller 2/;: q2/3) )7/2 O "386l(" ) - -, -','12-1 ( o) /,

51 34:8 ( \ ) OD hbgra ledet i ekvation (Sa) sättes lika med ~ h erhillcs efter 158es så ~ ut frän (10) fås A 1 5/2 il l eller ~ el urr~oryck11 L1 11 -;, _...- bd(t) är det triangulära värnets bredd på J:llen eftersom kan (12a') omformas till Härefter substitueras i hbgra ledet ~ resp. bb med hbgra leden av ekvationerna (11') resp. (9'), och efter viss fbrenkling erhålles

52 de:cl"rl3.. eftersom Cm.L _. varefter vi erhåller ( 12a) Ekvation b, (']1\ / ( 12) 6.2. ~ d uttryckt i l' ~ h För kvoten tj. dl Å h g~";,ller ( i 3'" c... 1 " j men eftersom och h ( ) _ ( q2 ) 2/3 R - C b q2 R b kan (13a') omformas till Å h - ~ re sp. 'o b ~'ll)s.lj' "'~. ~. il" v. e'l"'~. Ld;:' ~., mea' '. 'no" b.l ~~a < l~q' c t:!. Oon c1.v ~u e "k\ra+l.'.. v o;;. P ~ "'.L i1,a (9 \, ), OCh efter förenkling erh~lles

53 ( : l J \ j?;! ~ r,.j ":::.0 L ( l fl h 7" P}{A}:~TS}_(. 7.1e nledning nedanst&ende siffervärden att anv~ndas. Tvi R = 0,65 l'1 T = 0,60 q2 = 1,92 (m 3 /s) q1 -- 0,30 (m 3 s) 2 g = 9~81 (mi s ) H q( 2) = 27,21 (of"l/1... _'Ll\J.JV o/jo /) H~.1. (F-,r) q _~.L, = 26,73 (mnn/1900/) De givna värdena fbr MR och M är hbgst ungefärliga. UtstrBmningskoefficienterna varierar i verkligheten :ned värnoass~ngens oesk2"ffe::, T het, värnens fyllnadshbjd m.m Beräkning av nsättes de i avd givna siffervärdona fbr MR' M T och g i ekvation (50) erh&llas fbljande approximativa uttryck ~/3 0:'1 b Om värdena fbr q2 och q1 insättes, erh&lles

54 B4: 11 (51 ) ( Sp) 7.3. Ber~kninR av b. vid k~nt ~h - o ns~ttes M p = 0,65 i ekvation (10) erhålles... c b -~ b ~ (9p ) nsättes så q2 = 1,92 OCJl q1 == 0,30, fås 7.4. Beräkning av s_ vid känt ~ h M T = 0,6 i ekvation (11) ger 0,706(q~/5 _ q;/5)5/ 2 S ~!! h 5/ 2 nsättes de givna värdena på q2 och q1 fås (iip) 7.5. Beräkning av bd(t) uttryckt i b, eller il h o Med nr = 0,65 och 11 T = 0,60 får ekvation (12) formen /5( 2/5 _ 2/5) 3/2, q2' q2 q1 e (12p~ ) Med q2 = 1,92 och q1 = 0,3 erhålles Substitueras bb med högra ledet av ekvation (9p) erhålles bd(t)

55 B4: -; 2 ( 52) 7.6. Berlikning av ~d uttry~kt l h Med q2 = 1,92 och ql = 0,30 kan ekvation (13) skrivas ~ d e! 0,499'.4 h (13p) 7.7. Tabell Bver nå~ra exempel ~ Tri2engel bredd! bb Ho(R) \27,25 mnlt/1900, hd Lih r b d(t) på nivån Ad 0, 1O 0,38 2,51 26,27 3,0 4,4 4,6 0,19 0, l 5 0,33 3,1126,74 4,3 5,4 5,8 0,16 0,20 0, '815 6,5 6,9 7,4 0,14 ", 'o, 0,21 0,27 4,3 26,83 7, 1 7,3 7,9 0,13 0,22 0,26 4,5 " 26,84 7,8 7,7 8,4 0,13 0,23 0,25 4,8 26,86 8,6 8,2 8,9 0,12 0,24 0,24 5, 1 26,87 9,5 8,7 9,5 0,12 0,25 0,23 5,4 26,89 10,6 9,3 10, 1 0, 11 0,27 0,21 6,2 26,91 13,3 10,7 11,7 0,10 0,29 0,19 7,2 26,94 17,1 12,4 13,8 0,09 0,31 0,17 8,5 26,97 l 22,6 14,6 16,4 0,08 0,39 0,09 22,1 27,08,110,7 38, 46,9 0,04 1)-Se siffervärdena i avd på sid B4:10. TT ""' (en) 0,.1. 26,48 26,58 26,675 26,70 26,71 26,74 26,75 26,78 26,81 26,85 26,89 27,04

56 Bilaga.2 till HBjning av nivlerna vid lägvattenföri~g i Fcrsmarksåns vattensystem uppstrdms L6vstabruk. En preliminär utredning. Av Anders Bjerketorp Underrättelse om pågående utredning rörande h6jning"av niv&erna ====_======~==~=====:========~=EE=~==Z=====z=m=.==~===z~:m===== ströms PierT8s1utan vid Levstabruk ( " +. l ", l.,. l' "'" ",Oj ävglven ~l Janss~yre sens l 0ppsa~a lan ~a~urvsrueen h e~ ~ den 21 december 1973 av Anders erketorp)

57 UND~RRÄTTELSE om pågående utredning rörande' höjning av nivåerna vid lågvattenföring i sjökedjan i Porsmarksåns vattens;ystem uppströms Pierreslutan vid... övs ta bruk. enlighet, med Länsstyrelsens :i U ppsa la län uppdrag har undertecknad undersbkt prbblem~t att höja vattenstånden i sjbkedjan uppströms Pierreslutan vid Lövstabruk under perioder med låg ej ler täm1igen låg tijloch avrinning. Problemet kan sägas vara tvåfaldigt. PÖl' det första skall sådana anordnlngar beräknas och 1W;"f. trueras, att en viss dämning åstadkommes vid~ och endast vid, lägre:' vattenföringar, samt ntt denna dämning vid varje bestämnd vattenföring kommer att ha en'given storlek. För det an~ ~jkall uppstri:lmsverkan aven viss dämning beriiknas eller skattas. Den fbrsta delen av problemet har angripits efter två skilda modeller. Den första mod ellen () innebär a tt An öarnmbyggnad (öv<-::rfa l1:.wärn) av n';;'got närmare specificerat slag anlägges ett stycke uppströms den nuvarande slutan, en dammbyggnad, vars profil allmänt kan b'lecknas som en p::;ral1eljtrapcts me'" ilen korta 9 Y11,grätt lig,r,;ande sidan (=bottnen) beteck-,, rl... ~.. nad b och med sidolutningen 1. =: t 82', dar 2 ar sidorrhhl vinkel mot vertikalen. Då b '" O fås en tri.nngsl 80m specialfall, nh~d8n l:= O ger specialfallet rektangeln. olika alternativa lösningar. Tabell' ger en Bversikt Bver modell :R Den andra modellen () förutsätter att det i Bjij~va sjutarbppningen anordnas en vågrätt Bv';rströmningsdamm (Profil A L samt att en sido- och avlsstningskanal upptages tillvlinster om (= norr om) nuvarande åf~ran i ansl-.;;.tning till den äldre fåra som gått fram här (ngmar 1973, sid. 9 och bilaga 3)1 och a.tt i denna. fåra en an'ira överströmningsdam.m insä.ttee (Profil B). gndast när vattenföringen överstiger ett viss värde trä.der avlastningskanalen i funktion. Det givna vhttenföringsvärdet för de-tta '''\ ä.r ca i,0 m; s. Model1, hhr förilolen att vera me~ra flexibpl än modell l. Ändring eller &terställning av de hydrauliska förhållandena kan tijm~,ligen lä.tt å.vägabringas. hittillls har utarbetats enligt modell. Tabell 2 visar (le två olika alternativ Bom

58 Enligt den första modellens alternativ (:1-6) stiger d.nni~å vid vilken ett givet flöde realiseras, så länge flödet understiger 4,2 m'/s z (H"" 27,60). lrär flödeli"lmängden överstiger 4,2 m)/s blir den gamla dammporten~ dvs, s lutan, bestämmande för vattenföringskurvr:ws (avbördningskurvans) fortsatta förlopp. NivAn för ett givet f15de bbr dock vid q> 4,2 m 3 /s sjunka något i förhållande till nuvarande vattenföringskurva, under förutsättning att bottnen närmast nedströms slutan blir ordentligt upprensad, en åtgärd som föreslås även vid tillä.mpni.ng av alternahvgrupp. Enligt den andra modellens alternativ (11:1-2) stiger nivån för ett givet flöde, så länge flödet understiger 6,0 m 3 /s (H::: 27,SO). Vid q> 6,0 m 3 /s sjunker d~m nivå vid vilken ett givet flöde förverkligas. Nedgången är något mer utpräglad än den nedgång alternativen enligt modell uppvisar >': vid större fladen än 4,2 mjjs. Efter1.>om be?greppet tröske l i här berörda sammanhang ofta diskuteras, torde det vara lämpligt att understryka att en tröskels höjning eller sänkning i och för sig säger rätt Jitet om förändringen av de hydrauliska betingelserna. Man måste också ki:4nna till sektionsprofilens utformning före och efter ingreppet, liksom ti 11 aktuell flödesmiingd, fa11 förhå Danden m. m. Som exempel på hur oi~k8 'f)cul tat som kan erhållas med samma tröskelhöjning, kan väljas å ena sidan alternativ :2 med tröskelhöjden 26,65 och en resulterande uppdämning av 0,28, 0,20 och 0,16 vid Pierreslutan 1 andra sidan tänker vi OBS ett alte~nativ med böjning AV tröskeln från nuvarande 26,4? med 0,23 m till 26,65 genom anordna.nde a v en vågrät, 4,0 m lång tröskel i denna nivå. Denna åtgiird skulle leda till E-m hö,jnl.ng av 0,05, 0,02 resp. < O~01 ro av nivåerna vid normalt lägstvattenstånd vid Pierrsslutan resp. Ensj5n Qch Finnsj6n. Den andra delen av problemet enligt den inledningsvisa indelningen, dvs. frågan om dämningarnas uppströrnsverkningar, har huvudsakligen lösts genom ber:ikning av teoretiska dämningskurvor enligt en metod som framlagts av Br:tkhrnetei'f (1952) och ti llämpningskomplettera-cs av 1::1. a. Klameth (1958) och framföraht Pelkel (1958). Alla dämningsberäkningar avser normalt Higstva tten. Vattenföringen år dr enl igt färska berfi.kningar 0,33 m' /s. ngma.r (197'3) anger ett för högt viixde, b(:roende på br ist{""r i underlf.lget rör bans uppskattning.

59 Tabell 1. Dammar enligt alternativgrupp 1. Nr t Dämning Nivån'vid 'Pierreslutan när Profilkarakteristika vid q == \ q '" 0,33 q' = 4,2 b ~ q=o,33 l '0,00 26,42 26,73 27,60 < 1:1 0,22 26,56 2'6,95 27,60 0,(;0 2,5 1:2 Ot 28 26,65 27,01 27~60 0,00 3,1 1:3 0,34 26,84 27.,07 27,60 0,93 4,0 1: ,97 27,12 27,60 2,80 3,3 1:5 0,44 27,06 27,17 27,60 5,03 1,4 1:6 0,50 27 f 14 27,23 27,60 6,60 2,0 '---'-- Tabell 2. Damma.r enligt alterna ti vgrupp. Dämning Nivån vid Pierres~~tan~~~l Profi lkarakteristi ka 1\1 r vid q=0,33 q = O q' "" 0,33 q,,- 6,0 i-.r. A b i b i 0,00 26,42 c'c ;73 27,80 11:1 0,22 26,75 26,95 27,80 2, 1 0,0 0,0 4, -l 11:2 0,28 26,81 27,01 27,80 2, '1 0,0 0,0 4,8, ---_.- i Tabell ~. Hbjning av vattennivån vid normal lägstvattenfbring (0,33 m 3 /s) Nr Pierreslutan J!;nsjön :F'innsjön 1 0,22 (j',15 0,11 2 0,28 0,20 0,16 3 0,34 0,25 0,20 4 0,39 0,30 0,25 5 0,44 0,35 0,30 6 0,50 0,40 0,34, 0,58 0,47 0,40 Uppsala den?1 december 1973

60 J. Nr 1 Nr 2 Nr 3 Nr 4 Nr 5 Nr 6 Nr 7 Nr S Nr 9 Nr 10 Nr 11 Nr 12 Nr 13 Nr 14 Nr 15 Nr 16 Nr 17 Nr 18 :Hr 19 Nr 20 Nr 21 Nr 22 Håkansson, A fi:5r resultaten air 1951 års tiickdi.kninesförsök. 71 sid. Håkansson, lse för resultaten av 1952 års 64 sid. Håkansson. A. 1951,~Redogörelse njr resultaten av 1953 års tiickdikningsförsök. sid. Berglund,.G. & ErH:sson, J. 1955~ Redogörelse för resultaten av 1954 Are t ckdtknin~brör8ök. 97 sid. Håkansson, A., Berglund, G. & ErikBson, J Redogörelse f Hr resultaten DY 1955 ~rs täckdikningsförsök. 59 sid. Håkansson, ~. t Berglund, G. t); Er:Uc8t1iCn, J RedogörelsE! för' resultaten av 1956 års tä.ckdikningsförsök. 66 sid. Håkansson, Håkansson, Håkansson, Håkansson, Håkansson, Håkansson, A., för A., för A. t för A., för A., för i., för EerG'lund~ G. &. Eriksson, J Redogörelse re!'ultaten SlY 1957,TfJ tiickdilmingsförsök. 56 sid. Berglund, G. & Erilrt'>son, J Redogörelse resultaten av 1953 täckdikningsförsök. 66 sid. Bere)und, G. ~ Erik~gon, J Redogörelse resultaten ev 1959 A~B täckdiknirgsförsök. 70 sid. Berglund, G. &. Eriksscn~ J Redogörelse resultalten cnr 1960 år'.l täckdikningbförsök. 53 aid. Berglund, G. Se Erikss::ln ~ J Redogör('>lse resultaten av 1961 årj thckdikningsförsök. 59 sid. Bergli.,mrl t G. ec Eriksson, J Redogörelse resultaten av '3 täckdikningsförsök. 57 sid. Håkansson, A., Berglund, G., Eriksson, J. & Johansson, W Resultat av 1965 Ars täckdikningsförsbk och bevattningsförsök. 63 sid. Hlkansson t A., B~rglund, G.~ ErikAsD~, J. & Johansson, W Resul tat lw 1964 ~r!3 täokdikningsförsök och bave ttningsförsök. 75 sid. Håkansson, A., ier.jlunct, G. ~ Eriksson, J. ert:- Johansson, Vi Resultat BV 1965 års t!c~~ikningsförbök och bevattningsförsök. 82 sid. Hallgren, G Dalgångarna Fyrl.sån-Öatersjön; ~iågre, hydrografiska ooh hydrotekniokn studier. 30 sid. Hallgren, G Om sambandet me:,.jan grur.dvattenatll.ndpt och vattennivan i en recipien~. 27 ~jd. Hallgren, G kastning. Om sambandet ms:lan nederbörd och skördeav- 161 sid. Andersson, S Kompendi1.un i e.grononisk hydroteknik. Elerrl H1. tär hydromekanik. 162 lid. Anderl3son~ s Kompendium i agronomisk hydroteknik. Tsbeller med komrncnterer och ej:e111p(,l 1.: i 11 Kompendium i elementär hydro!ylbttantl~6 22 sid... And.ersson, s~ Ka pi 11a1':'i tet. 115 sid. Andersson, s ~ 2~ l"~cl rke Yl G tel:lpe1:'f.tur och värmehush~llning.

61 . Nr 23 Nr 24 Nr 25 Nr 26 Nr 27 Nr 28 Nr 29.Nr 30 Nr 31 Nr 32 Nr 33 Nr 34 Nr 35 Nr 36 Nr 37 Nr 38 Nr 39 Nr 40 Nr 41 Nr 42 Nr 43 Nr 44 Nr 45 Johansson, W Bevattningsförsök i potatis, korn och foderbetor vid Tönnersa försöksgård sid. Johansson, W Metodik och erfarenheter vid användning av hålkort för undersökning av torrläggningsförhållanden och ytsäntning vid Nedre Olandsån. 10 sid. Johansson, W Utredning för förslag ti.ll bevat~ningsan-:_ läggning vid Sör Salbo, Salbahed, Västmanlands län. 9 sid. Andersson, S Skrivningar i agronomisk hydroteknik. 50 sic Berglund, G. & Sjöberg, S U~dersökning av plaströrsdikn i nga r 1 5 s i d Håkansson, A Anvisning rörande täckdikning med plaströr av styv PVC. 5 sid. Berglund, G Vattendragsförbundet: Förslag till överenskomme lse och -stadgar samt något om kostnadsfördelningar 19 sid. Fahlstedt, T KVlsmaredalsprojektet -- en orientering samt Redogörelse för undersökning i syfte att klargöra avkastningens beroende av högvattenstånden i Kvismare kanal. 79 sid. Hallgren, G Vattenrätt. 77 sid. Brink, N Hydrologi. 17 sid. Jonsson, Y Ytplanering med planersbdd. 36 sid. Håkansson, A., Berglund, G., Eriksson, J. & Johansson, W Resultat av 1966 års täckdikningsförsök och bevattningsförsök. 85 sid. Nitsch, U Om östersjövattnets användbarhet för bevattningsändamål. 35 sid. Håkansson, A., Johansson, W., Berglund, G. & Eriksson, J Resultat av 1967 års täckdikningsförsök och bevattningsförsök. 96 sid. Brink, N Ansvarsfördelningen vid underhåll av vattendrag inom Sagåns vattensystem. 10 sid. Håkansson, A., Johansson, W. & Fahlstedt. _ 196e. Nederbördens storlek och fördelning. En detaljstudie av nederbördsdata från 16 nederbördsstationer. 175 sid. Berglund, G Om genomsläppligheten i återfyllning och rörfogar. 14 sid. Håkansson, A., Berglund, G., Eriksson, J. & Johansson, W Resul tat av 1968 års täckdikningsförsök och bev-attningsförsök. 83 sid. Brink, N Kväve och fosfor i Sävjaån. 10 sid. Brink, N Sagåns vatten. 33 sid. Johansson, W Anvisningar för projektering och dimensionering av bevattningsanläggningar. 34 sid. Hallgren, G. 197Q. Dränering av tomtmark, vägar, trädgårdar, kyrkogårdar, idrottsplatser, flygfält m. m. 140 sid. Håkansson, A., Berglund, G., Eriksson, J. & Johansson, W Resultat av 1969 års täckdikningsförsök och bevattningsförsök. 73 sid.

62 . Nr 41 Nr' 48 Nr 49 Nr Nr 51 Nr 52 Nr 53 B$rglund 9 G~ l dd. jordens struktur. liakans90nl' A. $ Sohnn~SO?l~ VJ~? G. & Erikssofl t J leaultbt av 1970 täckdiknings-~ bevattnings- och kalkrör~ök. 77 sid. Sandsborg t J EX!lnnpels~mling i hydromekanik. 148 sid. Erikl!H'jon, J ttning. Tropiskt jordbruk. 21 sid. Eriksson, J E:rc\~iol~* Tropis jordbruk. 27 sid. Håkansson, A;,Joh~nf,!;:80n9 W., :Serehu'i.d~ G. & Eriksson~ J humh&t av 1971 års täckdiknings- 1 bevattnings- och kalknip~sföraö~. 78 sid. AnderSBoni S J;~~::i' ohyc.!'ologl 8;cd vningar för 5 poäng med svar t lij~min5fl.r och kom1lwntarer. 100 sid. 13erglund, G l?'l:h"'aö}{. r;h~d pf'takyndad an(fsrnältning. 11 sid. Nr 5"4 Nr 55 Nr 56 Nr 57 Nr 58 Nr 59 Nr 60 Krist1aneeon, '1. & Sundell, G Studier sv arbetstiden för olika b~1!attninessystem, 81 sid. Atndersson, P~... O.,,'le; Ryd6:n 9!J. 197:3. $;,udier av arbetstiden vid ändbogs~rin6 av spridarleaning. 16 sid. Berglund, G. & Hofvendchl, G ::n1!ent~rin6 av dämningsmöjlighct~rn1lt inor] S;;i.vjaltnc a1!~>inningsområde. 14 sid. Berglund, G Slama"0"sättnj.ng i nläts- och i kt.,')rru.g'erade dräneringsrör av plast. 25 sid. Bjerketorp, Ä. 197;. Envertik?,lsmeto(~er H~d fly tar- eller flygelmlitning för app:ro~d.meti"'1' bestämning av flöde i små vattemdräg. Prelininärt.förul3.g. 86 aid. Bjerketorp,"A Fyra metoder för lpproximativ bestämning av flöde i små vattendrtag genor: mätning av vattenhaatighl!iten i en enda vertikal. ::~ H. t översedda upp!. 20 sid. ljjerketorp, A. 197;. ruigr~l metoder för avkortad mätning och be- räkning av flöcle i små va t t nndrag. De l r: A vkortad e metode; vid flygelmä.tnin~$ li!l::r'$. allmänna förutsättnings!'!tjrmätningsproceduren cch ({,~SS utvärdering. 32 sid. Nr 61, Andereeon, tl. & lljerketörp,.a. 191;. 'fattenföringsmätning i små vattendrag med ytflyiare enhgt en ma.:dmalythast'ighetsmetod. 7 sid o Nr 62 BAunsBen,}.., JohanilH30n, W., Berglund, G. g Linner~ R..& Eriksson~ J. 1913~ Reaultat, ay 1972 års täckdiknings-, bevatt w ningc- ooh kalkningsförsök. 88 sid. Nr 6} Anderssont ö Underhåll av va.ttendrag. :n: Maskiner och Nr 64 red.skap :rör mekanisk vegetationsbekämpnin,g- och slamrensnin~. gid. Eriksaon. J. '191'8 Undersökning a"l' ouka. typer 8.Y filter vid drän~ringg 14 sid. Jr 65 S&nds'borg, J. -H~"} '" Komp~ndiu!l1 i ftlenultär hyd'e!!h~kanik ". 1. flyare. mf k~ulilt@in~,grunder. 210 sid. Jr 66 Sa.ndaborg. J. 197'. Kompl:mdium i eleel ntär hydromekanik. ~ Hyd:'on0k~niken~ tillämpning. 116 sid.

63 V. Nr 67 Nr 68 Nr 69 Nr 70 Nr 71 Nr 72 Nr 73 Nr 74 Nr 75 Håkansson, A., Berglund, G. & Eriksson, J Om dikningsintensiteten vid dränering av åkerjord. Resultat av fältförsök med olika dikesavstånd. r. Stockholms och Uppsala län. Håkansson, A-t Berglund, G. & Eriksson, J Om dikningsin~ tensiteten vid dränering av åkerjord. Resulta~ av fältförsök med olika dikesavstånd.. Södermanlands och Östergötlands län. Linner, H., Sundeli, G. & Johansson, W. 1914# Arbetsbehov, investering och årskostnader för olika bevattningssystem. 58 sid. Andersson, Ö Underhåll av vattendrag. ft : Kemisk vegetationsbekämpning. 15 sid. Andersson, Ö Föroreningsbelastning i vattendrag och risker vid bevattning med förorenat vatten. Håkansson, A., Berglund, G. & Eriksson, J Om dikningsintensiteten vid dränering av åkerjord. Resultat av fältförsök med olika dikesavstånd. V. Skaraborgs län. Bjerketorp, A Beräkning_av dämning5kurvor enligt Dakhemeteff-Felkels integreringsförfarande~ Del : ntroduktion samt översiktstabell över enhetsdämningsvidder~ Bjerketorp,.A Beräkning av dämningskurvor enligt Bakhemeteff-Felkels integreringsförfarande. Del : Detaljtabeller över enhetsdämningsvidder~ Bjerketorp, A Höjning av nivåerna vid lågvattenföring i Forsmarksåns vattensystem uppströms Lövstabruk. En preliminär utredning. 56 sid.

64 Denna skriftserie, benämnd Stenciltryck, utges av Avdelningen för lantbrukets hydro- teknik vid nstitutionen för markvetenskapj Lantbrukshögskolan. Serien utkommer i fri följd och innehåller undersökningsresultat och annat material, som avdelningen funn.it angeläget att redovisa, men som av olika anledningar ej befunnits möjligt att framlägga i tryck, exempelvis i den från institutionen utgivna tidskriften Grundförbättring. Sådana anledningar kan vara att ett arbete är för omfångsrikt att trycka, är av mera preliminär natur eller vänder sig till en för liten grupp av läsare. Serien finns tillgänglig vid avdelningen, och enskilda nummer kan i mån av tillgång erhållas därifrån. Adress: Lantbrukshögskolan, nst. för markvetenskap, Avd. för lantbrukets hydroteknik, Uppsala 7. Address: Agricultural College of Sweden, Dept. of Soil Science, Div. of Agr. Hydrotechnics, S Uppsala 7, Sweden.