PM KARAKTERISTISKA NIVÅER FÖR BÅVEN VID JÄLUND

Transkript

1 PM KARAKTERISTISKA NIVÅER FÖR BÅVEN VID JÄLUND Inledning WSP har fått i uppdrag att för broläget vid Jälund beräkna karakteristiska vattenstånd i Båven. Vattenståndsberäkningar i sjöar omnämns inte explicit i Trafikverkets RÅD Avvattningsteknisk dimensionering och utformning - MB 310 TDOK 2014:0051, men beräkningarna ansluter till motsvarande analys i vattendrag där vattennivåer korresponderar till vattenföring. Karakteristiska vattennivåer redovisas i höjdsystemet RH2000. Broläget avser SWEREF99 TM N , E Eftersom dataunderlaget för vattenstånd är relativt begränsat har kompletterande beräkningar baserat på högflödesdata samt jämförelse med uppgifter på broritningar gjorts. Områdesbeskrivning Broläget vid Jälund (Figur 1) ligger i centralt i den vik som kallas Inbåven och som är del av den större sjön Båven. Avrinningsområdet till Båven som helhet är 775 km 2, medan tillrinningsområdet uppströms broläget i är ca 16 km 2 d.v.s. 2 % av sjöns totala avrinningsområde. Uppströmsområdets ringa storlek medför små flöden som ska ledas under bron. Vattenströmningen under bron bedöms i första hand drivas av vindgenererade strömmar medan tillrinnande flöde i Inbåvens delavrinningsområde bedöms vara av underordnat betydelse. Nuvarande bro eller ersättningsbro med liknande eller större fri genomströmningsarea bedöms inte orsaka dämning. Befintlig bro har spännvidd omkring 117 m med 11 st öppningar mellan stenkistor á 2,5-3m fri bredd. Uppskattningsvis m fri bredd och vattendjup 3-4 m. Vattennivåerna i Båven styrs av tillrinnande flöde och avbördning vid utloppet (Sibro dämme SWEREF99TM N , E608258). Utflödet från Sibro dämme registreras av SMHI sedan Vattennivåer vid Sibro finns att tillgå från Nyköpingsåarnas vattenvårdsförbund sedan WSP Bro & Vattenbyggnad Strandgatan Östersund Besök: Strandgatan 21 T: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm wsp.com 1 (9)

2 Figur 1. Båven och broläget vid Jälund. Förändringar i reglering Sibro dämme är under utredning och kommer att förändras. Dämmet har inget tillstånd för hur vattennivån regleras i Båven idag. Länsstyrelsen Södermanland har förelagt Nyköpings kommun att riva dämmet i Sibro eller söka tillstånd för dämmet, alltså att reglera vattennivån. Senast 12 november 2017 ska en ansökan vara inlämnad till Mark- och miljödomstolen. Presentation av teknisk lösning och projektets förslag på reglering av Båven kommer att presenteras vid samråd under Trafikverket är samrådspart i den pågående processen. Nyköpings kommun har utvärderat olika alternativ och går vidare med två alternativa lösningar som ska studeras djupare: - Att behålla befintligt dammkrön men att ersätta utskovet (luckorna) med en slingrande strömsträcka. - Att ersätta befintlig anläggning med en naturlig överfallströskel och en kortare strömsträcka. Detaljer avseende regleringen har ännu inte studerats men ambitionen är enlig kommunens projektledare att: Bibehålla avbördningskapacitet vid höga vattenstånd Minska tappningen vid låga vattenstånd I termer av vattenstånd vid broläget i Jälund korresponderar dessa ambitioner mot att risken för höga vattenstånd ej förändras medan risken för låga vattenstånd kan minska. 2 (9)

3 Underlag Följande underlag har använts i utredningen Broritningar Trafikverket Broritn_4_209-a daterad 1959 från Trafikverket (väg) Broritning /2 daterad 1950 från Trafikverket (järnväg) Vattenföringsdata för Sibro dämme SMHI Dagliga värden för perioden Avbördningstabell för Sibro dämme SMHI daterat Vattenståndsmätningar Nyköpingsåarnas vattenvårdsförbund Veckovärden för perioden Höjdsystem Relationen mellan RH2000 och RH00 baseras på inmätning av skibordet (+21,90 m RH2000 ±2cm) och dess angivna höjd +21,41. Avbördningstabellen (SMHI, 1981) saknar angiven fix eller höjdsystem. Höjden på skibordet refereras till som RH00 av vattenvårdsförbundet och av SWECO i Översvämningskartering Båven, I linje med detta behandlas höjder i uppmätt vattennivåer vid Sibro dämme och avbördningstabell som RH00. Följande samband används: RH2000=RH m Omräkning mellan höjdsystemen är behäftad med osäkerhet. Relationen följer dock storleksordningen som redovisats i regionen. Gnesta kommun använder relationen RH2000=RH00+0,5229 m inom tätorten. Beräkning av karakteristisk vattennivå Analys av observerad vattennivå Diagrammet (Figur 2) nedan visar uppmätt vattennivå vid Sibro Dämme Denna serie har karakteristiska värden enligt Tabell 1, men serien är att betrakta som mycket kort. 3 (9)

4 Figur 2. Vattennivåer (RH00) i Båven vid Sibro Dämme enligt Nyköpingsåarnas vattenvårdsförbund. Tabell 1 Karakteristiska vattenstånd för Sibro Dämme ( ) Karakteristiskt vattenstånd Observationsdata RH 2000 Observationsdata RH00 HHW ,69 MHW ,59 MW ,32 MLW ,07 LLW ,94 Analys observerad avbördning I det följande redovisas återskapade vattenstånd för Sibro dämme. Avbördningsobservation sker genom att vattennivån mäts och översätts till avbördning via 4 st avbördningstabeller som beskriver 0, 1, 2 eller 3 st öppna utskov i dämmet. Nivåinformation och luckornas öppningsgrad har varit endast varit tillgängligt för en kortare period. Det är dock rimligt att anta att luckorna varit öppna vid de största avbördningshändelserna. Genom att använda avbördningstabellen för fullt öppna luckor kan vattenstånd uppströms dämmet återskapas för de största flödeshändelserna. Avbördningstabellen (SMHI, 1981) saknar angiven fix eller höjdsystem, men refereras till som RH00 av vattenvårdsförbundet och av SWECO i Översvämningskartering Båven, 2008 och så även i detta PM. 4 (9)

5 Vattennivån i Båven och broläget i Jälund är nivån uppströms dämmet adderat fallförluster i kanalen mellan Sibro dämmet och Båven. Fallförlusterna har beräknas överslagsmässigt 0,08-0,26 m för 12,9-28 m 3 /s, när utloppskanalen beskrivs enligt broritning uppströms Sibro dämme. Figur 3. Observerad avbördning vid Sibro Dämme (SMHI) En frekvensanalys av observerad avbördning med en konservativ frekvenskurva enligt (Figur 4). Figur 4. Frekvensanalys för avbördning vid Sibro dämme. 5 (9)

6 Figur 5. Avbördningskapacitet vid fullt öppna utskov i Sibro dämme. Avbördningskurva (SMHI, 1981) Tabell 2. Karakteristisk avbördning Sibro dämme och korresponderande nivå vid fullt öppna utskov. Nivå Båven inkluderar fallförluster in utloppskanalen. Avbördning (m 3 /s) Nivå uppströms dämme (RH2000) Nivå i Båven (RH2000) HQ200 28,0 22,25 22,51 HQ50 23,5 22,21 22,41 HHQ 21,0 22,17 22,34 MHQ 12,9 22,05 22,13 MQ 4,3 - MLQ 0,5 - LLQ 0 - Högsta observerade avbördning under perioden är 21 m 3 /s ( ), vilket motsvarar nivån i avbördningstabellen för fullt öppna luckor. Uppgifter från broritningar Karakteristiska nivåer är angivna på broritningar dock utan angivet höjdsystem. Ritningarnas datering utesluter RH70 och RH2000, men om angivna höjder avser RH00 eller lokalt system är ej känt. 6 (9)

7 Figur 6. Karakteristiska vattennivåer på Broritn_4_209-a Tabell 3. Karakteristiska nivåer för Båven från ritningsunderlag. Karakteristisk vattenstånd Bef. vägbro* ospecificerat höjdsystem Bef. Järnvägsbro** ospecificerat höjdsystem HHW 22,0 22,09 MHW 21,70 21,71 MW 21,45 - MLW 21,25 21,26 LLW 20,87 20,71 *Trafikverkets Broritn_4_209-a daterad 1959 **Trafikverkets ritning /2 daterad 1950 Om nivåerna de högsta nivåerna på broritningarna avser RH00 skulle det korrespondera mot avbördning via Sibro dämme med längre återkomsttid ca 50 år. Högflöden i framtida klimat Enligt SMHI:s rapport från 2015 Klimatologi Nr 22 Framtidsklimat i Södermanlands län enligt RCP-scenarier visar flertalet klimatscenarier på ökande 100-årsflöden i Nyköpingsån. 7 (9)

8 Slutsats Befintlig bro vid Jälund påverkar inte vattennivån i Båven, vilket även bör gälla ersättningsbro om utformningen är likartad. Båvens utlopp (Sibro dämme) är under utredning och möjlig ombyggnation. Ny utformningen och regleringsstrategi är inte fastlagt och det är möjligt att utformningen påverkar både förekomsten av låga och höga sjövattenstånd. En sammanvägning av tillgänglig historisk data och broritningar leder till följande bedömning av nivåer i Båven givet aktuell utformning av Sibro dämme: Tabell 4. Nivå i Båven RH2000 Benämning Avbördning (m 3 /s) Båven nivå (RH2000) Kommentar HW200 28,0 22,51 Beräknat från avbördningskapacitet HW50 23,5 22,41 Beräknat från avbördningskapacitet HHQ 21,0 22,34 Beräknat från avbördningskapacitet MHQ 12,9 22,13 Beräknat från avbördningskapacitet MHW - 22,08 Beräknat från vattenståndsdata MW - 21,81 Beräknat från vattenståndsdata MLW - 21,74 Beräknat från vattenståndsdata LLW - 21,20 Lägsta angivelse på broritningar 8 (9)

9 Övrigt Det kan noteras att tidigare utredning, Översvämningskartering Båven av SWECO 2008, beräknade 100-årsavbördning (32,7 m 3 /s) och korresponderande vattennivå till +22,30 RH70 vilket motsvarar ca +22,48 RH2000. Det beräknade flödet är således högre än motsvarande bedömningen i denna PM (se Figur 4) som bedöms konservativ. Östersund WSP Sverige AB Kristoffer Hallberg 9 (9)