Översvämningskartering av Rinkabysjön

Transkript

1 Växjö kommun Byggnadsnämnden Översvämningskartering av Rinkabysjön Uppdragsnummer Lund GÖTEBORG STOCKHOLM VÄXJÖ LUND Org. Nr Lilla Bommen 1 Svartmangatan 18 Honnörsgatan 16 Kyrkogatan 3 Box Göteborg Stockholm Växjö Lund Tel: Tel: Tel: Tel: Fax: Fax: Fax: Fax:

2 LEDNINGSSYSTEM FÖR KVALITET ENLIGT ISO 9001:2000 Projektets namn: Översvämningskartering av Rinkabysjön Projekt nr: Projektledare: Markus Petzén Beställare: Växjö kommun Kvalitetsansvarig: Lars-Göran Gustafsson Beställarens ombud: Pehr Ånelius Handläggare: Erik Mårtensson, Markus Petzén Granskad av / datum: Lars-Göran Gustafsson Rapport version: PM Godkänd av kvalitetsansvarig / datum: Lars-Göran Gustafsson Uppdragsnr: Utskriftsdatum: i

3 Innehållsförteckning 1 Bakgrund och syfte 1 2 Modellområde 2 3 Metodik och antaganden Modellverktyg Hydrologisk modellering Framtagning av dagens och framtida 100-årsflöden samt BHF Hydraulisk modellering Modellbeskrivning av vattendraget Antaganden Kalibrering Terrängmodell Resultat Beräknade nivåer i Rinkabysjön för dagens och framtida Q100 samt BHF Översvämningsutbredning Påverkan av exploatering i Vikaholm Diskussion 7 6 Rekommendationer 7 7 Referenser 8 Uppdragsnr: Utskriftsdatum: ii

4 1 Bakgrund och syfte har fått i uppdrag av Växjö kommun att utföra en översvämningskartering för Rinkabysjön vilken ska användas som underlag till detaljplaneringen runt sjön. Syftet med studien är även att bedöma påverkan på avrinningen till sjön från den planerade exploateringen i Vikaholm. En hydraulisk modell för sjön och dess utlopp har byggts upp och avrinningen till sjön har beräknats med parametrar från befintlig hydrologisk modell för avrinningsområdet Djurle som ingår i Växjö och Alvesta kommuns FloodWatch-system. Beräkningar för dagens 100-årsflöde samt beräknat högsta flöde (BHF) har genomförts. Beräkningar för framtida ( ) 100-årsflöde har genomförts för två regionala klimatscenarier från Rossby Centre; CNRM-A1B och ECHAM5-r1-A1B. Dessa klimatscenarier baseras på olika globala klimatmodeller (CNRM respektive ECHAM5-r1), men samma regionala modell (RCA3) och utsläppsscenario (A1B), och representerar en genomsnittlig, respektive stor, ökning av 100-årstillrinningen inom den grupp av 12 regionala klimatscenarier som SMHI har analyserat (SMHI, 2010). Resultaten redovisas som maximala nivåer för dagens 100-årsflöde och BHF samt för framtida 100-årsflöde enligt klimatscenarierna CNRM-A1B och ECHAM5-r1-A1B. Översvämningsutbredningen för dagens 100-årsflöde och BHF levereras även som GISskikt i shp-format tillsammans med detta PM. 1

5 2 Modellområde I figur 1 ses modellområdet som sträcker sig från norra änden av Rinkabysjön dammen precis söder öm väg 701. Rinkabysjön Väg 701 Figur 1. Modellområde. 2

6 3 Metodik och antaganden 3.1 Modellverktyg De hydrologiska beräkningarna är gjorda med den MIKE NAM modell som är en del av Växjö och Alvesta kommuns FloodWatch-system. MIKE11 har använts för att beskriva sjön och vattendraget hydrauliskt. 3.2 Hydrologisk modellering Framtagning av dagens och framtida 100-årsflöden samt BHF Den befintliga hydrologiska NAM-modellen har sedan tidigare kalibrerats mot högflödestillfället juli Från denna modell har de hydrologiska parametrarna från delavrinningsområdet Djurle använts i denna studie. De hydrologiska tidsparametrarna har dock skalats ner för att få en representativ beskrivning av tillrinningen till Rinkabysjön och kanalen som rinner till 500 meter nedströms Rinkabysjöns utlopp. Modellen har sedan använts för att generera dagens 100-årsflöde och BHF. Detta genomfördes i ett antal olika moment. Dagens 100-årsflöde och dess hydrograf har tagits fram genom att justera uppmätt nederbörd så att utflödet från Helgasjön under händelsen juli 2004 uppgår till det av SMHI framtagna 100-årsflödet, Q 100 = 55 m 3 /s (Räddningsverket, 2001). Samma justering av nederbörden har därefter använts för att generera 100-årsflödet till Rinkabysjön. Motsvarande metod användes för att generera BHF. 100-årstillrinningen till Helgasjön beräknas öka med 11 respektive 37 % för klimatscenarierna CNRM-A1B och ECHAM5-r1-A1B (SMHI, 2010). Man kan anta att denna ökning är applicerbar även för Rinkabysjöns avrinningsområde pga. dess geografiska närhet till Helgasjön. Framtida 100-årsflöden har erhållits genom att öka dagens 100- årsflöde med ovan nämnda procentsatser. 3.3 Hydraulisk modellering Modellbeskrivning av vattendraget Beskrivningen och sektioneringen är gjord utifrån Växjö kommuns laserskannade höjdmodell för sträckan från inloppet till Rinkabysjön vid Gunnarstorp till dammen precis nedströms väg 701 (se Figur 1). Tvärsektionerna har digitaliserats och höjdsatts med MIKE11 GIS. Uppskattning av bottenprofil och djup i tvärsektionerna för Djurle kanal, dvs. från sjöns utlopp till väg 701, har gjorts utifrån noteringar gjorda under fältbesök Modellen omfattar en sträcka på totalt 5,5 km och 22 tvärsektioner. I modellen finns väg 701 som korsar Djurle kanal inlagd som en bro. För beskrivning av bron har inmätningar och foto använts Antaganden Följande antaganden har gjorts vid de hydrauliska beräkningarna: Bron vid väg 701 antas stå kvar vid höga flöden. 3

7 Vid 100-års och beräknat högsta flöde har nivån i dammen som utgör nedre randvillkor i modellen antagits vara 153,7 respektive 153,9 meter i höjdsystem RH00. Dessa nivåer har beräknats utifrån att dammkroppen antas svämma över vid dessa extrema tillfällen. Dammkroppen agerar då som ett stort skibord. I kanalen har friktionstalet Manning M satts till 20 och 13 på översvämningsplanet. Översvämningsplanet vid sjöns utlopp sattes till 11. Dessa värden är antagna utifrån information från fältbesöket Kalibrering Då det i princip saknas flöde- och nivåmätningar har kalibreringen av den hydrauliska modellen gjorts utifrån en uppskattad medelnivå i Rinkabysjön på 154,1 m och ett utflöde från sjön på 200 l/s. I huvudsak har tvärsektionen som beskriver sjöns utlopp korrigerats så att nämnda nivå och flöde erhålls Terrängmodell Terrängmodellen har genererats utifrån laserskannad höjddata. Dess upplösning är 1 gånger 1 meter. Terrängmodellen användes vid generering av översvämningsytor. 4 Resultat 4.1 Beräknade nivåer i Rinkabysjön för dagens och framtida Q100 samt BHF I Tabell 1 redovisas beräknade nivåer i Rinkabysjön vid 100-årsflöde och BHF samt förändringen i nivå då flödena ökas respektive minskas med 20 %. Nivåer för framtida 100-årsflöde för klimatscenarier CNRM-A1B och ECHAM5-r1- A1B visas i tabell 2. Tabell 1. Beräknad nivå (RH00) i Rinkabysjön vid 100-årsflöde (Q100) och beräknat högsta flöde (BHF) samt förändring i nivå (m) för Q100 och BHF ±10 %. Q100 Q100 ±20% BHF BHF ±20% Nivå Rinkabysjön 154,9 ±0,1 m 155,35 ±0,1 m Tabell 2. Beräknad nivå (RH00) i Rinkabysjön för dagens och framtida 100-årsflöde (Q100) enligt klimatscenarierna CNRM-A1B och ECHAM5-r1-A1B. Dagens Q100 CNRM-A1B ( ) ECHAM5-r1-A1B ( ) Nivå Rinkabysjön 154,9 154,95 155,1 4.2 Översvämningsutbredning Figur 2 och Figur 3 visar översvämningsutbredningen för dagens 100-årsflöde och BHF. För 100-årsflödet (Figur 2) översvämmas delar av bebyggelsen på sjöns östra sida medan för BHF (Figur 3) påverkas i stort sett all bebyggelse inklusive vägen som löper 4

8 parallellt medan den östra stranden. För BHF når översvämningsutbredningen fram till vägen väster om sjön, dock svämmas inte vägbanan över. En kortare sträcka av vägen norr om sjön svämmas över vid BHF. Figur 2. Beräknad översvämningsutbredning för dagens 100-årsflöde. 5

9 Figur 3. Beräknad översvämningsutbredning för beräknat högsta flöde (BHF). 6

10 4.3 Påverkan av exploatering i Vikaholm För den planerade utbyggnaden i Vikaholm skall dagvattnet till följd av ett 100-årsregn fördröjas. Någon påverkan på nivåer i sjön från Vikaholm är således inte trolig. Fördröjningsmagasinen i Vikaholm kan däremot inte magasinera BHF men å andra sidan antas marken vara mättat vid BHF och den direkta avrinningen stor vilket medför att de ökade hårdgjorda ytorna i detta fall troligtvis inte ökar flödet nämnvärt. För att utreda detta i mer detalj krävs en mer detaljerad studie. 5 Diskussion Studiens resultat och osäkerheter diskuteras i följande punkter: Förutom höjdmodellen, som har god noggrannhet, har indata i denna studie varit något bristfällig. Man bör beakta detta när man tolkar resultaten. Delar av bebyggelsen på östra sidan av Rinkabysjön ligger under nivån för dagens beräknade 100-årsflöde (+154,9 m) medan större delen ligger under nivån för BHF (155,35 m). För BHF svämmas vägen öster om sjön över och även en kortare sträcka av vägbanan norr om sjön. En förändring av 100-årsflödet och BHF med ±20 % resulterar i en nivåförändring motsvarande ±0,1 m i sjön. Intervallet motsvarar ett osäkerhetsintervall för de beräknade nivåerna på +154,9 m respektive +155,35 m. Våghöjden i sjön kan vara 0,1 0,2 meter. Denna information är baserad på observationer från en verklig översvämningshändelse. Nivån i Rinkabysjön har vid ett tillfälle nått en nivå strax över +155m. Kanalen nedströms Rinkabysjön har sedan dess rensats. Det finns likaså vittnesmål om att Rinkabysjöns utlopp var delvis blockerat vid denna situation. Denna studie är baserad på rensad kanal. Den inträffade extrema nivån ger ändå en indikation på översvämningsrisken kring sjön och styrker resultaten i denna utredning. Nivån i Rinkabysjön vid ett beräknat framtida 100-årsflöde riskerar att öka med 0,05-0,2 m jämfört med dagens nivå vid Q100. Detta bör tas i beaktande vid detaljplaneringen runt sjön. Exploateringen i Vikaholm kommer med största sannolikhet att ha liten påverkan på nivåerna i sjön då dagvattnet vid ett 100-årsregn kommer att fördröjas. För BHF antas marken vara mättad och avrinningen stor varför en ökning av andelen hårdgjorda ytor troligtvis kommer ha liten påverkan på flödet. 6 Rekommendationer Utifrån observationer från tidigare översvämningstillfällen och resultat från detta PM rekommenderar vi att golvnivån minst ska ligga över m. Denna rekommendation baseras på 100-årsnivån +154,9 m plus 0,1 m (osäkerhetsintervall) plus 0,2 m (våghöjd). Vi rekommenderar även att sjöns utlopp bibehålls rensat och öppet så att översvämningen som skedde för ett antal år sedan inte upprepas. 7

11 7 Referenser DHI (2009). MIKE 11 A modeling system for Rivers and Channels. User Guide. MIKE by DHI SMHI (2010). Översiktlig klimatutredning gällande tillrinningen till Helgasjö. Norrköping Räddningsverket (2001). Översiktlig översvämningskartering längs Mörrumsån, sträckan Helgasjön till Granö kraftverk, Rapport nr 20,