Rapport : Arvika översvämningsskydd

Transkript

1 Rapport : Arvika översvämningsskydd Bild från kommunens presentation, daterad Stockholm WSP Samhällsbyggnad Vattenbyggnad Åke Nilsson Anders Halvarsson WSP Samhällsbyggnad Stockholm-Globen Besök: Arenavägen 7 Tel: Fax: WSP Sverige AB Org nr: Styrelsens säte: Stockholm

2 uppdrag nr: (27) Innehållsförteckning 0 SAMMANFATTNING ORIENTERING Uppdrag Underlag Översvämning år LITTERATURGENOMGÅNG - ÖVERSVÄMNINGSSKYDD Allmänt Fasta barriärer av typ gummidamm eller klaffluckor Semi-permanenta skydd Tillfälligt skydd, (mobila barriärer) TIDIGARE ANSÖKT ALTERNATIV Huvuddamm Väster och öster spärrdamm ALTERNATIV UTFORMNING AV TIDIGARE FÖRESLAGEN HUVUDDAMM Demonterbara pelare i betongdammen vid öppningarna Permanenta betongdammens krön Alternativ med gummidamm Alternativ med gummidamm och två öppningar med sättar Alternativ med klafflucka SÄKERHETSASPEKTER FÖR HUVUDDAMMENS FUNKTION Funktion Konsekvenser om barriärens funktion sviktar Avstängningarnas säkerhet INVALLNINGAR I ARVIKA STAD SOM ALTERNATIV TILL DAMM I SUNDET Invallning med förstärkt banvall Invallning längs stranden mot kyrkviken ALTERNATIV UTFORMNING AV VÄSTRA OCH ÖSTRA SPÄRRDAMMEN ALTERNATIVA HUVUDDAMMSLÄGEN I SUNDET DISKUSSION SLUTSATS...27 Bilaga 1 Litteraturinventering

3 uppdrag nr: (27) 0 SAMMANFATTNING Arvika kommun drabbades år 2000 av omfattande översvämningar. Med början i november och två månader framåt var vattenståndet i Kyrkviken mer än 2 meter över medelvattenståndet (+45,27). Maximalt vattenstånd uppmättes till +48,36. Stora delar av Arvika stad svämmades över och viktig infrastruktur slogs ut. För att förhindra att framtida höga flöden i Glafsfjorden och Kyrkviken, resulterar i liknande översvämningssituationer i Arvika stad har kommunen beslutat att lämna in en ansökan till Miljödomstolen om att få uppföra ett översvämningsskydd. För att kommunen skall kunna ansöka om det lämpligaste översvämningsskyddet har WSP AB på uppdrag av Arvika kommun utrett olika tekniker och utformningar av översvämningsskydd för Arvika stad. Utredningen har även studerat det invallningsalternativ som kommunen förordade i sin tillståndsansökan till Miljödomstolen En genomgång har gjorts av olika översvämningsskydd som används runt om i världen. Dessa har delats in i kategorierna fasta barriärer (exempelvis betongkonstruktion, gummidamm eller konstruktioner med klaffluckor), semipermanenta skydd och tillfälliga skydd. Lokalt i Arvika har även studerats 3 alternativa lägen för dammen i sundet mellan Kyrkviken och Glafsfjorden. De två lägen som bedöms vara realistiska är dels det alternativ som förordats i den tidigare tillståndsansökan, i sundets smalaste del, dels ett något nordligare alternativ som föreslagits av fastighetsägare i dammens närområde. Det tredje och sydligaste lägesalternativet har bedömts innebära väsentligt högre kostnader pga den avsevärt större längden. Även ett alternativ med banvallen som översvämningsskydd har utretts och avfärdats. Detta på grund av att befintlig banvall inte klarar det ensidiga vattentryck som en översvämning kommer att innebära, en del av kommunens viktigaste infrastruktur ligger dessutom utanför banvallen. För att skydda Arvika stad skulle en 4,4 km lång kompletterande barriär behöva byggas längs strandkanten, med stor påverkan på landskapsbilden och utsikt från innerstaden. Med utgångspunkt från framförallt säkerhetsaspekter, ekonomiska aspekter och påverkan på landskapsbild har olika tekniker och utformningar analyserats. En anläggning utförd som gummidamm ses inte som ett alternativ, bl.a. med hänsyn tagen till dess korta livslängd, höga kostnad och säkerhetsaspekter. En konstruktion med klaffluckor är ej heller att rekommendera ur underhålls- och säkerhetsperspektiv. Mobila (tillfälliga) barriärer i den storlek som krävs för att nå erforderlig skyddsnivå längs Kyrkvikens strand blir alltför omfattande eftersom dessa kräver stor arbetsinsats under mycket kort tid och innebär att en mycket lång sträcka måste övervakas och underhållas för att förhindra läckage. Det alternativ som framkommit som det mest fördelaktiga är ett översvämningsskydd i form av en permanent betongkonstruktion i sundet mellan Kyrkviken och Glafsfjorden. Denna typ av utformning förespråkades även i den förra ansökningsprocessen. Kompletterande beräkningar av dimensionerande vattenstånd visar att stighastigheten blir markant snabbare än vid översvämningarna år Beslut om att påbörja stängning behöver härigenom tas då vattenståndet tenderar att stiga över +46,0, vilket kan förväntas inträffa i storleksordningen en gång per år. För att konstruktionen ska ha mindre påverkan på landskapsbilden men ändå vara säker, även ur ett arbetsmiljöperspektiv övervägs i denna utredning att permanent dammkrön sätts till +47,5, jämfört med +48,0, som förespråkades i den tidigare tillståndsansökan samt att mittpelarna tas bort. Den större höjden för den temporära höjningen (2,5 m jämfört med 2,0 m vid permanenta krönet +48,0) medför dock nackdelar eftersom den kräver att på kortare tid genomföra ett krångligare montage för att undvika risk för att barriären översvämmas. Härigenom behövs större bemanning. Konstruktionen innebär att permanent dammkrön hamnar ca 2,23 m över medelvattenståndet. Dammen förses med två stycken 8 m breda öppningar som tillåter enkelriktad båttrafik i två riktningar. Dammen stängs genom att med t.ex. sättar av betong/stål lyfts ner i infasningar i dammen med en kranbil. Vid behov höjs dammens krön med 2,5 m till +50,0. Två stycken spärrdammar kompletterar dammkonstruktionen i låglänta partier på Västra respektive Östra sund. Dessa kommer att vara ca 350 respektive 200 m långa och 3 respektive 2 m höga.

4 uppdrag nr: (27) 1 ORIENTERING 1.1 Uppdrag WSP AB har på uppdrag av Arvika kommun (beställningsskrivelse , daterad ) genomfört en utredning av tekniker och utformning av översvämningsskydd för Arvika stad. I utredningen har invallningsalternativet som föreslogs av Arvika kommun i processen från Miljödomstolen 2005 till Högsta Domstolens beslut år 2009 studerats. Vidare har utretts modifierade utformningar till huvuddamm i sundet till Kyrkviken och väster och öster spärrdam. Alternativa lägen för huvuddammen har övervägts liksom möjligheten till att alternativt göra invallningar inne i Arvika stad. Beställarens ombud har varit Anders Norrby och kontaktpersoner har varit Maria Dåverhög och Elin Alsterhag. Från WSP har följande personer deltagit: Åke Nilsson, uppdragsledare/dammspecialist, WSP Samhällsbyggnad Stockholm Anders Halvarsson, handläggare, WSP Samhällsbyggnad Stockholm Nedan har listats de underlag som funnits tillgängliga för utredningen. I första hand har Förstudie - Invallning av Kyrkviken använts som ursprungligen var daterad och som successivt uppdaterats under processen fram till Högsta Domstolens beslut 10 juni Följande övergripande moment har genomförts: Inläsning av underlaget Platsbesök i samband med uppstartsmöte Litteraturinventering av olika typer av barriärer (fast-, semi-permanenta och tillfälliga mobila barriärer) Genomgång av tidigare ansökt alternativ och beskrivning av tänkbara modifieringar Studie av alternativa utformningar och motivering i urvalsprocessen. Genomgång har nedan gjorts av tidigare ansökt alternativ och beskrivning av tänkbara modifieringar. Studie har därefter gjorts av alternativa utformningar lokalt. 1.2 Underlag Nedanstående listade handlingar har varit underlag för utredningen: 1. Förstudie Invallning av Kyrkviken som ursprungligen var daterad Vänersborgs Tingsrätt, Miljödomstolen, Deldom Svea Hovrätt, Miljööverdomstolen, Dom Högsta Domstolens, Beslut Miljökonsekvensbeskrivning (MKB), daterad Presentation av Arvika kommun, Lessons learned, actions taken, daterad 17 juni Presentation av Arvika kommun, Invallning av Kyrkviken, Välkommen till Arvika, Miljööverdomstolens huvudförhandling Arvika tingsrätt daterad 22 maj Presentation av Arvika kommun, Invallning Kyrkviken, Bussrundtur, Miljööverdomstolens huvudförhandling, 22 maj 2007, Arvika tingsrätt 9. Rapport Översvämning Arvika, hösten 2000, daterad Arvika kommun Ett flertal dokument och ritningar av teknisk karaktär upprättade under tillståndsprocessen fram till år 2007 av HydroTerra Ingenjörer AB.

5 uppdrag nr: (27) 11. Effekter från invallningen av Kyrkviken på vattennivåer i Byälvens vattensystem, NÄS, Nätverket för Älvsäkerhet, Dimensionerande flöde Kyrkviken, SMHI Statistisk analys av vattennivåer, komplettering av Arvika kommun Mål nr ansökan om tillstånd enligt miljöbalken till invallningen av Kyrkviken i Arvika kommun, daterad den 9 december Dimensionerande stigningshastigheter från nya flödesberäkningar, Statens Geotekniska institut (SGI), Översvämning år 2000 Översvämningarna i Arvika hösten 2000 finns beskrivna av kommunen i ovan nämnda handlingar nr 6 till 9. Vid översvämningen år 2000 låg vattenståndet under 2 månader över +47 och maximalt vattenstånd var +48,36, vilket kan jämföras med normalvattenståndet +45,27. Totala kostnaderna orsakade av översvämningen har av kommunen uppskattats till ca 200 Mkr. 2 LITTERATURGENOMGÅNG - ÖVERSVÄMNINGSSKYDD 2.1 Allmänt Det finns ett flertal typer av barriärer uppförda för liknande ändamål som är aktuellt för Arvika. En allmän sökning har gjorts av nyligen genomförda översvämningsskydd. En uppdelning har gjorts i fasta barriärer, semi-permanenta barriärer och tillfälliga skydd. En sammanställning av inventeringen, som inte gör anspråk på att vara komplett, finns redovisad i Bilaga 1. I det följande kommenteras tillämpligheten av skydden för Arvika. 2.2 Fasta barriärer av typ gummidamm eller klaffluckor Bland de fasta barriärerna beskrivs i Bilaga 1 avsnitt 2.1 Storm Surge Barrier Ramspoll i Nederländerna. Barriären färdigbyggdes 2002 och anges då vara världens största av sitt slag. Den är 8,35 m hög och har en vattenståndsskillnad på 4,4 m och är härigenom av liknande storlek som den som skulle kunna vara aktuell i läget för sundet in mot Kyrkviken. Totalkostnaden uppges ha varit 69 M (storleksordningen 690 Mkr) för barriären som har tre identiska dammar vardera 75 m lång. Gummidammar av standardtyp, som finns byggda på andra ställen är markant lägre och ofta anges 6 m som maximal höjd av tillverkarna. Om en gummidamm skall användas i sundet till Kyrkviken och kunna tillåta fritidsbåtar när den inte är i funktion kommer dammen att bli i samma storleksordning som barriären i Ramspoll, se avsnitt 4.3 nedan. Dammen i Kjeldal vid slussarna i Nome, Telemark, Norge är en gummidamm av standardtyp. Se foto i Bilaga 1 (avsnitt 2.2). Dess storlek (höjd ca 3 m) är alltför liten för att kunna användas i Arvika där överkant bör ligga under vattenytan (lågvattenytan +44) då dammen inte är i funktion och kunna skydda mot översvämning vid dimensionerande vattenstånd (nivå +49) i Glafsfjorden då den är i funktion. För detta ändamål behövs ca 6 m höjd, jämför avsnitt 4.4 nedan. Vidare behöver dammen kompletteras med avstängbar kanal med botten högst på nivån +41 för att möjliggöra tillräckligt djup för fritidsbåtar även vid lågvatten. Klaffluckor finns byggda på några ställen som redovisas i Bilaga 1 (avsnitt 2.3 och 2.4). Mekaniska anordningar av denna typ kan man räkna med att behöva renoveras vart 20:e år och ha en total livslängd av ca 50 år. För och nackdelar beskrivs mer nedan under avsnitt 4.5.

6 uppdrag nr: (27) 2.3 Semi-permanenta skydd De semi-permanenta skydden redovisade i litteraturgenomgången i Bilaga 1 är tillämpbara för Arvika dels som skydd mellan +48,0 och +50,0 som avses bli uppbyggda då vattenståndet överstiger +46,5, dels på anslutande fyllningsdamm vid betongkonstruktionens västra anslutning mot naturlig mark (Ritn. M:A1:107, daterad Teknisk beskrivning). Det alternativ som bedöms mest likna det som föreslagits i Kyrkviken är höjningen med sättar av metall eller trä mellan stolpar av stål, som redovisas i Bilaga 1 under avsnitt 3.2. Det redovisade exemplet har en höjd av ca 2 m. 2.4 Tillfälligt skydd, (mobila barriärer) Tillfälliga skydd, som tagits upp i litteraturgenomgången i Bilaga 1 under avsnitt 4, planeras inte bli använda i det tidigare föreslagna överströmningsskyddet med huvuddamm och de två spärrdammarna. De tillfälliga skydden är oftast lägre än de skydd som behövs i Arvika. Vidare är säkerheten sämre än för ett skydd som arrangerats som en permanent konstruktion. Sammanställningen har här gjorts i huvudsak för att se vilka ytterligare alternativ som finns ur beredskapssynpunkt. 3 TIDIGARE ANSÖKT ALTERNATIV Enligt MKB daterad och andra handlingar beräknades det "Dimensionerande" vattenstånd i Glafsfjorden till nivån +48,9 meter och dammarna dimensionerades utifrån detta för att klara ett vattenstånd i Glafsfjorden på +49,0 meter samt 1,0 meter våguppspolning till nivån +50,0 meter. Det ansökta alternativet beskrevs enligt följande: 3.1 Huvuddamm Huvuddammen i Sundet föreslås bli utformad i betong med två öppningar vardera 8 meter som tillåter enkelriktad båttrafik i två riktningar. Dammen stängs med t.ex. sättar av betong/stål som lyfts ner i infasningar i öppningarna med en kranbil. Dammens krön ligger på nivån +48,0 vilket är ca 2,73 meter över medelvattenstånd. Dammkonstruktionen kan vid behov höjas två meter till nivån +50,0 genom att balkar sätts ner i hål i dammen som s.k. ståndare. Mellan ståndarna placeras sättar av träplank eller metall. Figur 3.1. Principskiss av huvuddamm utan förhöjning sedd från Glafsfjorden. Betongdammen ansluts till berg på östra sidan. På västra sidan avses betongdammen att ansluta till en fyllningsdamm som fortsätter upp på land med krönet på nivån +48,0. Nivån på fyllningsdammens krön ökar successivt till nivån +50,0 (figur 3.1).

7 uppdrag nr: (27) Figur 3.2. Utformning av huvuddamm inklusive fyllnadsvall vid västra anslutningsläget. Figur 3.3. Huvuddammens anslutning med fyllningsdamm på väster strand. I Teknisk beskrivning, daterad HydroTerra , framgår utformningen av huvuddammen mer i detalj, se figur 3.4 och 3.5. Figur 3.4 Huvuddamm - Plan och nedströmselevation (Teknisk beskrivning, daterad HydroTerra ).

8 uppdrag nr: (27) Figur 3.5 Huvuddammens sektioner (Teknisk beskrivning, daterad HydroTerra ). I huvuddammen föreslås att de två öppningarna vardera 8 meter breda kan stängas av med t.ex. sättar, som utformas av stål eller eventuellt betong, som dock innebär en högre vikt. Avstängning med sättar är en beprövad traditionell metod för att stänga av utskov framför t ex en lucka för att kunna underhålla nedströms placerade luckan i torrhet. Sättarna kan sänkas på plats med hjälp av en mobilkran, som använder en lyftbalk som anpassats till sättarna. Lyftbalken förvaras tillsammans med de förtillverkade sättarna. Sättarna placeras med mobilkranen i öppningarna upp till överkant +50,0 av de permanenta betongpelarna. På resterande delar av huvuddammen och på den västra anslutande fyllningsdammen utplaceras ståndare, varefter uppbyggnad görs med plank upp till +50,0. Utformningen av den temporära höjningen kan göras i princip enligt avsnitt 2.3 ovan och enligt fotografi 3.1 eller 3.2 i Bilaga 1. Ståndare och sättar föreslås bli lagrade i närheten av dammen. 3.2 Väster och öster spärrdamm Från information över arbetsgång, alternativval och ställningstaganden vid arbetet med utformning av anläggningarna inför tidigare ansökan framgår att det lämpligaste alternativet för dessa dammbyggnader bedömdes, med hänsyn till grundläggningsförhållanden, vara fyllningsdammar. Dimensionerande vattenstånd, vågpåverkan och marginal för klimatförändring medförde att dammbyggnadernas krön behövde placeras på nivån +50. Spärrdammen på Västra Sund utförs med krönet på nivån +50,0, vilket medför att dammen kommer att vara ca 350 meter lång och ha en högsta höjd på ca 3 meter. Planerade släntlutningar uppgår till 1:2. På dammkrönet avses en väg att anläggas vilken ersätter nuvarande

9 uppdrag nr: (27) grusväg. Dammen utförs med en tätkärna av morän samt filter och stödfyllning av friktionsjord (sand och grus). Slänten mot Glafsfjorden förses med erosionsskydd av sprängsten. Godtagbar stabilitet avses att uppnås genom att tryckbankar av erforderlig dimension läggs ut. Se figur 3.6 och 3.7. Figur 3.6. Utbredning och utformning av spärrdamm med tryckbankar på Västra Sund. Figur 3.7. Normalsektion för västra spärrdammen som illustrerar planerad konstruktion av jordvall. Spärrdammen på Östra Sund utförs likaså med krönet på nivån +50,0. Dammen kommer att vara ca 200 meter lång och ha en högsta höjd på ca 2 meter. På dammkrönet avses en väg att anläggas vilken ersätter nuvarande asfaltväg. Dammen utförs på motsvarande sätt som spärrdammen på Västra Sund. Godtagbar stabilitet uppnås genom att tryckbankar av erforderlig dimension läggs ut. Se figur 3.8. Figur 3.8. Utbredning och utformning av spärrdamm med tryckbankar på Östra Sund.

10 uppdrag nr: (27) 4 ALTERNATIV UTFORMNING AV TIDIGARE FÖRESLAGEN HUVUDDAMM 4.1 Demonterbara pelare i betongdammen vid öppningarna Betongpelarna i anslutning till öppningarna för sjöfart i mellersta delen av betongdammen enligt ritning M:A1:104 (Teknisk beskrivning, Ritning HydroTerra, daterad ) har sitt krön på nivå +50,0 d v s 2,0 m över krönet på den övriga betongdammen. En minskad påverkan på landskapsbilden kan fås genom att överkant pelare ges samma nivå som krönet på betongdammen i övrigt dvs +48,0. Se figur 4.1. Vid borttagning av pelarna över permanenta krönet behöver belysning/reflexer, som behövs för sjöfarten, monteras på separata stolpar intill öppningarna. Sjöfarten kommer vidare att ha behov av någon form av sjömarkeringar i anslutning till öppningarna. Temporära förlängningar av falsarna erfordras från +48 till +50,0. Sättarna monteras först med mobilkran i öppningarna upp till +48,0. Demonterbara falsförlängningar och resterande sättar monteras därefter upp till nivå +50,0. Se figur 4.2. Montering av sättar i öppningarna och skydd upp till +50,0 planeras bli utfört då vattenståndet tenderar att stiga över +46,5. Sektion av huvuddammen före och efter monteringen framgår av figur 4.3. Barriären kan därefter ge skydd för dimensionerande vattenståndet +49,0 i Glafsfjorden. De demonterbara falsförlängningarna förstärks med vertikala stålprofiler svetsade till falsarna. Falsförlängningar inkl förstärkningar förses med fotplåtar och monteras med ingjutna grundskruv i samband med övrigt montage av sättar. Som alternativ till infästning med fotplåt och grundskruv kan infästningar eventuellt göras i ursparningar i betongdammskrönet. Klenare dimensioner för stålprofilerna för falsförlängningarna kan fås om stödkonstruktionen för falsarna utförs som demonterbara bockar. Pelarnas totalvikt behöver ur stabilitetssynpunkt teoretiskt vara lika som i ursprungsförslaget, vilket kan kompenseras med mer betong i permanenta delen, eftersom de demonterbara stålkonstruktionerna kan antas vara lättare än den borttagna betongdelen över permanenta krönnivån. Demonterbara falsförlängningar medför att montaget i en högflödessituation blir mer omfattande och tar längre tid, vilket innebär en viss försämring av säkerheten. Tillgängligt utrymme för infästning av sjömarkeringar, belysning/reflexer, etc på betongpelarna vid öppningarna blir mindre, om överkanten på pelarna sänks från +50,0 till +48,0. Minskning av höjden på pelarna enligt detta avsnitt kan kombineras med sänkning av betongdammens krön enligt avsnitt 4.2 nedan. VY +45,27 VY +45,27 Figur 4.1 Huvuddammen elevation från Glafsfjorden. Dammkrön med överkant +48,0 och vattenståndet vid normalvattenstånd +45,27. VY +45,27 Figur 4.2 Huvuddammen elevation från Glafsfjorden efter montering av sättar och temporära falsar samt skydd med överkant +50,0. Vattenståndet inritat med normalvattenstånd +45,27.

11 uppdrag nr: (27) Figur 4.3 Huvuddammen sektioner. Dammkrön med överkant +48 (vänster bild) och efter montering av demonterbara falsar och skydd upp till +50 (höger bild). Vattenståndet i Kyrkviken inritat på +46,5 då de temporära delarna planeras bli monterade. 4.2 Permanenta betongdammens krön Permanent krönnivå +48,0 enligt tidigare ansökan Vid översvämningen år 2000 steg vattenståndet i Kyrkviken enligt figur 4.4. Figur 4.4 Vattennivåer i Kyrkviken vid översvämningen år Vattennivån översteg +47,0 under 52 dagar. Vid samråd under tiden som förstudien 2002 genomfördes kom det fram synpunkter från kringboende om att krönhöjden +50,0 utgjorde en störning för utsikten från vissa av de fastigheter, som är belägna i anslutning till sundet. Även ur allmän landskapsbildssynpunkt ansågs höjden på huvuddammen var ofördelaktig. Detta ledde till att alternativa lösningar för huvuddammen studerades och den utformning som presenterades i förstudien innebar att krönhöjden på huvuddammen sänktes till +48,0. Vidare försågs dammen med en påbyggbar del med ett bärverk av stål och trä som höjer krönet till +50,0 och som med enkla medel och på relativt kort tid kan mobiliseras vid en översvämningssituation. Målet med översvämningsskyddet var att kunna hålla Kyrkvikens vattenstånd på maximalt +46,5 och påbörja byggandet av den temporära delen av skyddet då vattenståndet tenderar att stiga över denna nivå. (Nya beräknade stighastigheter medför dock att beslut om stäng-

12 uppdrag nr: (27) ning behöver tas redan då vattenståndet tenderar att stiga över +46,0, vilket medför att beslut om att aktivera barriären behöver tas oftare. Vidare innebär den nu beräknade ökade stighastigheten vid ett dimensionerande inflöde att Kyrkvikens vattenstånd bedöms hinna stiga till ca +47,0 innan stängningen av öppningarna genomförts och pumpningen påbörjats, se avsnitt nedan). Vid en stigningshastighet som den vid översvämningen år 2000, se figur 4.5 nedan, stiger vattennivån från +46,5 till +48,0 på ca 16 dygn. Denna tid är den tillgängliga tiden innan dammkrönet översvämmas om krönnivån väljs till +48,0 och stigningen sker som vid år Figur 4.5 Vattennivåer i Kyrkviken vid översvämningen år Vattennivån steg från +46,5 till +48,0 på 16 dygn. Permanenta nivån +48,0 för huvuddammens krön valdes för att dels den temporära höjningen med 2 m till +50,0 bedömdes som praktisk, dels tiden innan en möjlig överströmning av permanenta krönet skulle vara tillräcklig för beslut, mobilisering och genomförande av temporär höjning över hela sträckningen av huvuddammen innan vattennivån kan befaras överstiga permanenta dammens krönnivå Uppdaterad hydrologisk information Från och med år 2000 då översvämningen inträffade och fram till och med år 2009 har nivån +46,5 överskridits i följande omfattning: Tabell 1 Vattennivåer över +46,5 i Kyrkviken under perioden 2001 t.o.m Totalt antal dagar 103 Antal tillfällen 3 (1 Antal dagar per tillfällen (medel) 34 Antal dagar per tillfälle (max) 73 Antal dagar per tillfälle (min) 3 1) Tillfällen: till , till och till Vattenstånden som uppmätts över +46,5 under den senaste tioårsperioden stämmer väl överens med den statistiska analys som redovisades av kommunen 2005 i handling 13 listad i avsnitt 1.2 ovan. Vattenstånden under den senaste 10-årsperioden ger härigenom en indikation om att frekvensen för perioder då skyddet behöver vara i funktion blir i storleksordningen vart tredje år.

13 uppdrag nr: (27) Statens Geotekniska Institut (SGI) har till kommunen rapporterat resultat från kompletterande beräkningar av dimensionerande vattenstånd. Beräkningarna baseras enligt uppgift på samma grunddata som SMHIs beräkningar (handling 12, se avsnitt 1.2 ovan) och följer Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden för dammanläggningar, Nyutgåva 2007, från Svenska Kraftnät, Svensk Energi och SveMin. Beräkningen av maximala vattenståndet stämmer väl med de tidigare beräkningarna. Stighastigheten, som tidigare antagits vara liknande den som inträffade vid översvämningen år 2000, noteras dock vara markant högre med följande dimensionerande vattenstånd: Tabell 2 Vattennivå vid dimensionerande flöde (SGI daterad ) Dag Nivå RH00 Dag Nivå RH00 Dag Nivå RH , , , , , , , , , , , ,72 Stighastigheten för den dimensionerande sekvensen är härigenom maximalt 0,49 m/dygn, vilket kan jämföras med ca 0,22 m/dygn i samband med översvämningen år Kompletterande analys av permanenta dammkrönets nivå Vid samråd år 2010 i samband med att ny ansökan utarbetats har nivån +48,0 som angivits för permanenta huvuddammens krönnivå diskuterats vidare och möjlighet att sänka nivån analyserats ytterligare, vilket redovisas i det följande. Redovisningen är endast översiktlig för att belysa problemställningen. I samband med detaljprojekteringen rekommenderas att en riskanalys genomförs där olika kritiska komponenter och samband för en säker funktion studeras i detalj. Vidare behöver arbetet övas och erforderliga resurser för att genomföra momenten klarläggas under icke skarpt läge, se avsnitt 5 nedan. Permanenta krönnivån +48,0 Uppbyggnad av temporära höjningen då barriären har permanent krönnivå +48,0 och beroendet av dimensionerande vattenståndets höjning framgår av figur 4.6. Dimensionerande vattenståndet enligt tabell 2 har markerats liksom även vattenstånden vid översvämning år De huvudsakliga arbetsmomenten har i figuren införts under uppbyggnadsperioden för det temporära skyddet. Tidsåtgången som krävs för beslut, mobilisering och de olika momenten för uppbyggnad av det temporära skyddet har bedömts av kommunen. Från illustrationen av uppbyggnaden med permanenta krönnivån på huvuddammen +48,0 görs följande bedömningar: Beslut om mobilisering för påbyggnad behöver tas senast ca 2 dygn innan öppningen för båttrafik stängs och pumpningen kan påbörjas. Beslut om mobilisering för påbyggnad behöver härigenom tas då vattenståndet tenderar att stiga över ca +46,0 om påbyggnaden skall vara säkerställd för dimensionerande stighastigheter av vattenståndet. Vid stängning av båtöppningen och pumpningen startas senast 2 dygn efter beslut kan vattenståndet i Kyrkviken stiga till maximalt +47,0. Vid stigning av vattenståndet enligt dimensionerande sekvensen har vid dag 5 den permanenta dammens överkant på +48,0 en halv meters marginal mot att översvämmas. Temporära påbyggnaden behöver ha nått en lägsta nivå av +48,5 fem dygn efter beslut (markerad dag 7 i figuren) för att fortfarande ha 0,5 m marginal för att barriären skall överströmmas.

14 uppdrag nr: (27) Figur 4.6 Uppbyggnad av temporära höjningen då barriären har permanent krönnivå +48,0 och beroendet av dimensionerande vattenståndets höjning. Vattenstånden vid översvämning år 2000 är även markerade. Nivå höjdsystem RH00 Arbetsmoment

15 uppdrag nr: (27) Kan permanenta krönet sänkas till +47,5? För att ytterligare minska påverkan på landskapsbilden har studerats om permanenta krönnivån kan sänkas ytterligare från +48,0. Vid en sänkning av krönnivån till +47,5 kan noteras att om vattenståndet stiger som vid år 2000 är tiden ca 8 dygn mellan vattennivåerna +46,5 och +47,5, Figur 4.7. Figur 4.7 Vattennivåer i Kyrkviken vid översvämningen år Vattennivån steg från +46,5 till +47,5 på ca 8 dygn. Denna tid bedöms vara tillräcklig för arbetet med höjning av den permanenta barriären till minst +48,5, dvs minst 1m över vattennivån i Glafsfjorden om stigningen sker som vid översvämningen år Höjningen av sättar kan därefter om så behövs fortsätta till +50,0 med marginal i förhållande till stigningen av vattennivån i Glafsfjorden. En permanent krönnivå av +47,5 medför att den temporära höjningen upp till +50,0 är 2,5 m. Den större höjden för det temporära skyddet, 2,5 m i stället för 2,0, innebär längre och tyngre stålpelare samt fler och kraftigare sättar. Den större höjden medför härigenom ett krångligare och mer tidsödande montage. Beredskapsplaner behöver utarbetas och övningar genomföras för olika arbetsinsatser och beslutsprocesser. Planering behöver göras med ett flertal scenarior och är förhållandevis komplex. Förutom att klara förhållandena vid ett förhållande som vid översvämning år 2000 behöver barriären säkerställa förhållandena vid dimensionerande stigning av vattenståndet enligt tabell 2 ovan. Bedömning om en sänkning av permanenta dammkrönet till +47,5 är möjlig kan göras genom att beskriva huvudsakliga arbetsmomenten i händelsekedjor enligt Figur 4.8. Dimensionerande vattenståndet har markerats liksom även vattenstånden vid översvämning år Från illustrationen av uppbyggnaden görs, på liknande sätt som vid permanenta krönnivån +48,0, följande bedömningar: Beslut om mobilisering för påbyggnad behöver tas senast ca 2 dygn innan öppningen för båttrafik stängt och pumpningen kan påbörjas. Beslut om mobilisering för påbyggnad behöver härigenom tas då vattenståndet tenderar att stiga över ca +46,0 om påbyggnaden skall vara säkerställd för dimensionerande stighastigheter av vattenståndet. Vid stängning av båtöppningen och pumpningen startas senast 2 dygn efter beslut kan vattenståndet i Kyrkviken stiga till maximalt +47,0. Vid stigning av vattenståndet enligt dimensionerande sekvensen har vid dag 5 den permanenta dammens överkant på +47,5 ingen marginal mot att översvämmas. Un-

16 uppdrag nr: (27) der dygn 4 efter beslut till höjning kan viss mindre överströmning inträffa om vattennivån stiger enligt den dimensionerande sekvensen. Temporära påbyggnaden behöver ha nått en lägsta nivå av +48,5 fem dygn efter beslut (markerad dag 7 i figuren) för att ha 0,4 m marginal för att barriären skall överströmmas. Vattenståndet i Kyrkviken kan enligt ovanstående tänkas stiga till +47,0 innan pumpningen påbörjas. Vid dimensionerande förhållanden kan denna nivå bibehållas, men den beräknas vid det dimensionerande lastfallet inte kunna sänkas. En permanent krönnivå på betongdammen av +47,5 medför att nivåskillnaden mellan vattennivån i Kyrkviken och dammkrönet kan vara endast 0,5 m. Denna nivåskillnad är vad som minst bedöms behövas för att ge möjlighet att byta pumpar som finns i dammen. Nya pumpar skall vid behov kunna placeras dit. Elektriska anslutningar behöver vara i torrhet och placeras lämpligen i en ursparing i betongdammens krön. Kopplingsanordningarna behöver skyddas så att t.ex. vågor från Kyrkviken inte kan påverka elektriska anslutningarna. Monteringen av temporära falsar för sättar mellan +47,5 och +50,0 görs när sättarna i öppningarna för båttrafik monterats upp till permanenta betongdammens krön. Detta bedöms vara ett relativt snabbt moment, men kräver användandet av mobilkran. När falsarna är monterade kan sättarna i de två 8 m breda öppningarna monteras med hjälp av mobilkran upp till full höjd +50,0. Det temporära skyddet med ståndare och sättar på betongdammens krön behöver därefter börja monteras. För detta arbete behövs åtminstone en lättare kran för att hantera de 2,5 m långa stålståndarna. Monteringen av ståndarna behöver göras från både västra och östra stranden eftersom det inte finns någon bro över de två åtta meter breda öppningarna som används för båttrafik då barriären inte är i funktion. Sättarna mellan ståndarna kan möjligen hanteras för hand om de är av lättmetall. Preliminärt bedöms inte träplank vara aktuellt ur hållfasthetssynpunkt åtminstone inte för de lägst belägna sättarna. Ovan beskrivna arbeten bedöms kunna utföras inom denna tid om arbetsmomenten har övats och all utrustning finns väl underhållen på plats. Beslut om att påbörja mobilisering, stängning av öppningen för båttrafik och påbörja pumpningen samt påbyggnad av det permanenta skyddet bedöms av kommunen behöva tas då vattenståndet tenderar att stiga över +46,0. Detta vattenstånd har under senast 10- årsperioden överskridits vid 8 tillfällen. Beslut om start kan förväntas behöva tas med en frekvens av i storleksordningen en gång per år. Statistiskt kommer dock barriären att behövas i storleksordningen en gång vart sjätte år då vattennivån överstiger +46,5. Det är mycket sällan som barriären kommer att belastas till hög höjd och vilka förutsättningarna som behöver finnas för att på ett säkert sätt kunna avbryta den temporära påbyggnaden behöver utredas vidare. Vattenståndet i Kyrkviken kan begränsas till +46,5 vid ett flöde liknande det som inträffade år En sådan händelse har bedömts till en statistisk återkomsttid av omkring 100 år. Om ett dimensionerande flöde (som bestämts enligt Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden ) som har markant längre statistisk återkomsttid skulle inträffa bedöms vattenståndet i Kyrkviken kunna begränsas till +47,0. Arbetet behöver som nämnts övas och erforderliga resurser för att genomföra momenten klarläggas under icke skarpt läge.

17 uppdrag nr: (27) Fortlöpande tillsyn och kontakt med SMHI utvärderingar Beslut om stängning Båtöppningar stängs Ståndare monteras på huvud- och anslutningsdamm Mobilisering Arbetsmoment Falsar och sättar monteras vid båtöppningar Successiv höjning till +48,5 Successiv höjning till +50,0 Pumpning påbörjas och fortgår +50,0 +49,5 Ingen marginal finns mot att barriären översvämmas ca 0,4 m marginal finns mot att barriären översvämmas Streckad = Successiv höjning Brunt = Temporär höjning Grått = Permanent skydd +49,0 +49,0 Glafsfjorden kan stiga till +48,5 +47,5 innan överströmning +48,5 +50,0 +49,5 +48,0 +47,5 +47,0 +46,5 +46,0 Vattenstånd i Glafsfjorden Öppningar finns i barriären +47, Vattenstånd i Kyrkviken efter stängning Vattenstånd i Glafsfjorden år ,0 +47,5 +47,0 +46,5 DYGN Figur 4.8 Uppbyggnad av temporära höjningen då barriären har permanent krönnivå +47,5 och beroendet av dimensionerande vattenståndets höjning. Vattenstånden vid översvämning år 2000 är även markerade. Nivå höjdsystem RH00

18 uppdrag nr: (27) Kan permanenta krönet sänkas till lägre nivå? Beskrivningen ovan visar att uppbyggnad enligt föreslagen princip inte kan byggas upp vid ett dimensionerande flöde om permanenta krönnivån görs lägre än +47,5. Vid samråd år 2010 i samband med att ny ansökan utarbetats har framförts att uppbyggnaden skulle kunna göras inom ett betongtråg (typ badkar) som temporärt vid behov byggs upp till säg +47,5 från en permanent krönnivå på t.ex. +46,0. Om vattennivån därefter stiger till +47 länspumpas badkaret och temporära uppbyggnaden av barriären görs inom badkaret i torrhet från +46,0 till +50,0. Arvika kommun önskar att detta alternativ behandlas i denna rapport. Vad som här kan överblickas är att alternativet har följande nackdelar: Uppbyggnaden av badkaret behöver göras i torrhet, dvs utföras när vattenståndet är något lägre än +46,0 och stigande. Då vattenståndet kan tänkas stiga 0,2 á 0,4 m per dygn behöver bygget börja vid ca +45,5 under förutsättning att den kan slutföras på 2 dygn. Nivån +45,5 har överskridits vid 15 tillfällen under totalt 927 dagar de senaste 10 åren. Detta betyder att badkaret skulle behöva vara monterat i storleksordningen en tredjedel av tillgänglig tid. Uppbyggnad av en temporär dammkonstruktion med 4 m höjd (+46 till +50) kräver tunga konstruktioner som skulle behöva börja monteras på mer än 100 m lång sträcka inom 1 á 2 dygn. Vikten av konstruktionen kan antas bli minst 2,5 gånger större än för en 2,5 m hög konstruktion. Den temporära konstruktionen skulle behöva byggas upp med en frekvens av i storleksordningen 1,5 gång per år. Den permanenta konstruktionen skulle behöva vara bredare för att möjliggöra temporära bygget i badkaret. Kostnaden både permanent och underhållet genom de frekventa byggnadsarbetena skulle bli markant högre än för en högre permanent dammkrön Det bedöms inte rimligt att beslut, mobilisering och höjning av barriären skulle kunna göras så snabbt, som ovan indikerats, utan att säkerheten skulle äventyras. Vidare skulle det lägre skyddande tråget, som är en temporär konstruktion, behöva vara monterat under långa tider och antagligen ge störningar både av de aktiviteter detta medför och för utsikten. På grund av ovan listade krav bedöms det inte rimligt att sänka krönet ytterligare. Den lägsta krönnivån med denna typ av konstruktion bedöms därför vara +47,5, vilket beskrivits ovan. 4.3 Alternativ med gummidamm En s.k. gummidamm är egentligen en form av avbördningsanordning, dammlucka, som vanligtvis används för att dämma respektive avbörda vatten i ett vattendrag. Gummidammen regleras (stängs respektive öppnas) med hjälp av luft eller vatten. I nordiskt klimat med frysrisk är luft att föredra för reglering. En konventionell gummidamm, som regleras med luft utförs av duk, som t ex består av flera skikt gummi och syntetisk fiber t ex nylon. Gummiduken förankras i en grundkonstruktion av betong via infästningar. Infästningar och grundkonstruktion måste vara tillräckligt kraftiga för att förankra dammen med hänsyn till de lyftkrafter, som uppstår när duken fylls med luft. Grundkonstruktionen måste dessutom ha tillräcklig storlek för att bilda underlag för gummiduken när denna är tömd, då den ligger platt mot underlaget.

19 uppdrag nr: (27) Vid anslutningarna till stränderna utförs väggar i betong med överkanten på minst samma nivå som överkant damm i stängt läge, dvs +50,0. För reglerutrustning erfordras en manöverbyggnad vid sidan av dammen. Gummidammar är mycket ovanliga i Sverige men förekommer runt om i världen vid låga dammar. Konventionella gummidammar utförs i höjder upp till ca 6 m. Vid större höjder krävs speciallösningar, som avviker från den ovan beskrivna. Se bl a den i bilaga 1 avsnitt 2.1 beskrivna dammen i Ramspoll i Nederländerna, med 8,35 m höjd och angiven som världens högsta vid utförandet I sundet till Kyrkviken krävs 2,5 m fritt djup för fritidsbåtar. Detta djup bör räknas från lågvattennivån +44,0, vilket ger att fritt djup behövs till +41,5. Höjden för en barriär av denna typ i Kyrkviken blir med kravet för fritidsbåtar härigenom 8,5 m (50,00 41,5). Det gör dammen till världens högsta av sitt slag. I vattendrag med krav på hög avbördningssäkerhet och där risk finns för överdämning vid hög tillrinning är en gummidamm en fördel, då snabb avsänkning kan utföras vid behov. Risken för igensättning pga drivgods är även minimal. Dessa aspekter saknar emellertid betydelse vid den avsedda användningen i Arvika. Livslängden för gummidammar bedöms begränsad jämfört med traditionella byggnadsmaterial. En stor tillverkare av gummidammar WSP tidigare varit i kontakt med har angett livslängden upp till 30 år. Även om detta skulle vara en konservativ bedömning är skillnaden mot t ex betongkonstruktioner stor. Dessa konstrueras och utförs idag för års livslängd. Om en gummidamm utförs över hela bredden i sundet vid Kyrkviken behöver båttrafiken stängas av under byggnadstiden och den permanenta pumpanläggning, som erfordras för att hålla nere vattennivån i Kyrkviken pga tillrinningen, placeras på land intill gummidammen. Kanaler till och från pumpanläggningen måste anordnas. Det kan noteras att i det ansökta alternativet med sättar var de båda öppningarna i dammens mitt nedförda till +40,00 (Ritn. M:A1:103, daterad ), vilket kan medföra mindre störningar för bottenlevande organismer. Öppningar för bottenlevande fauna har varit ett krav från Länsstyrelsen. Om i princip hela längden av betongkonstruktionen i Kyrkviken skulle ersättas med en typ av damm liknande den i Ramspoll, behövs en längd i samma storleksordning som en av delarna i Ramspoll, se avsnitt 2.2 ovan. Om kostnaden proportioneras i förhållande till längderna erhålls en tredjedel av kostnaden för Ramspoll, dvs ca 230 MKR. Kostnaderna kan dock antas bli högre eftersom totalkostnaden i Ramspoll innehåller förutom själva barriären även gemensamma utrustningar som i sin helhet skulle behövas om typen användes i Kyrkviken. 4.4 Alternativ med gummidamm och två öppningar med sättar En kombination av en ca 50 m bred gummidamm med öppningar för båttrafik på t ex östra sidan, som kan stängas av med sättar, är ett teoretiskt tänkbart alternativ. Om tröskeln förläggs på nivån +44,0, kan gummidammen sannolikt utföras som en konventionell gummidamm. För att förhindra påsegling av dammen vid låga vattenstånd, behöver området runt själva dammen avgränsas med ett ledverk eller liknande, då skador annars riskeras på gummiduken. Då separering av in- och utåtgående båttrafik bör göras bör två separata öppningar utföras. Se figur 4.9. Åtkomst med mobilkran behöver finnas från östra sidan och temporär bro anordnas över öppningen närmast stranden då sättarna behöver monteras i öppningen närmast gummidammen. För manövrering av gummidammen erfordras utrymme vid sidan av denna enligt avsnitt 4.3 ovan.

20 uppdrag nr: (27) Figur 4.9 Kombination gummilucka och öppningar med avstängning med sättar För detta alternativ behöver pumpanläggning förläggas på land med tillhörande till- och utloppskanaler. Beträffande för- och nackdelar med detta alternativ gäller i princip samma, som redovisats under punkt 4.3 Gummidammar. Kostnaderna för gummidammen bedöms bli lägre jämfört med en gummidamm över hela sundet, även om den i detta fall är av största storleken för konventionell typ. Pelarna på båda sidor om gummidammen och för öppningarna för sättar längs östra stranden behöver byggas upp permanent till full höjd till nivån +50, Alternativ med klafflucka En klafflucka är en lucka som är vridbar kring lager placerade vid luckans horisontella underkant. I stängt läge lutar luckan i regel nedströms, jämför figur 2.7 i Bilaga 1. När den öppnas fälls den nedåt. I helt öppet läge vilar den i regel horisontellt mot en grundkonstruktion av betong. Konventionella klaffluckor manövreras oftast med hjälp av hydraulik via utrustning placerade i torra utrymmen vid sidan av luckan. Klaffluckor förekommer oftast med bredd upp till ca 20 m. Större bredder förekommer dock. Vid stora bredder blir kostnaderna i regel höga pga kraftiga dimensioner. Detta gäller i synnerhet om luckhöjden är stor. Vid stora bredder kan det därför vara ett alternativ med flera hydraulutrustningar placerade på nedströmssidan av luckan. När nedströmssidan mer eller mindre ständigt är belägen i vatten är detta dock en nackdel av beständighets- och underhållsskäl. Med hänsyn till kravet på segelfritt djup enligt avsnitt 4.3 ovan kan luckan inte förläggas högre än +41,5, vilket innebär en luckhöjd på ca 8,5 m. Med hänsyn till bredden i sundet skulle luckan sannolikt behöva delas i ca 3-4 delar. Mellan de enskilda luckdelarna utförs torra utrymmen för hydraulutrustning. Serviceutrymmena görs ca 4-6 m breda tvärs sundet och förläggs med sin överyta på nivå ca +50,0. För åtkomlighet av hydraulutrustningen för luckorna byggs en bro från land ut till serviceutrymmen enligt ovan över klaffluckorna. För att förhindra påsegling av klaffluckorna vid låga vattenstånd, måste området runt dessa avgränsas med ledverk eller liknande, då skador annars riskeras på luckorna. Fördelen med klaffluckor är att de i öppet läge är dolda av vattnet. Dock kommer utrymmena för hydraulutrustning och broarna ut till dessa samt ledverk eller liknande att innebära en siktbarriär. Som alternativ till manöverutrymmen mellan luckorna kan utrustningen i vissa fall placeras i botten under själva luckorna. En nackdel med denna typ av avstängning är att luckorna ständigt befinner sig i en utsatt miljö under vatten och därmed utsatta för påverkan av korrosion. Att luckorna ständigt ligger under vatten medför dessutom att de är svåråtkomliga för utförande av åtgärder. Temporära fångdammar kring luckorna måste utföras vid t ex ommålning.

21 uppdrag nr: (27) På samma sätt som för alternativet gummidamm måste den pumpanläggning, som erfordras för att hålla nere vattennivån i Kyrkviken pga tillrinningen, placeras på land intill klaffluckorna samt förses med kanaler till och från pumpanläggningen. Anläggningskostnaderna för alternativ med klaffluckor bedöms vara markant större än för alternativet med betongdammen med öppning med sättavstängning för båtar. Alternativet och kostnaderna har dock inte utvecklats närmare eftersom klaffluckornas har tekniska nackdelarna bl.a. med mera underhåll och kortare livslängd än för tidigare ansökt alternativ. 5 SÄKERHETSASPEKTER FÖR HUVUDDAMMENS FUNKTION 5.1 Funktion Huvuddammen skall ha funktionen att vara en invallning av Kyrkviken med syfte att skydda Arvika stad från höga vattenstånd i samband med höga flöden. Dammen har beräknats behöva kunna dämma upp vattenståndet i Glafsfjorden till +49,0. Skyddets överkant har valts med viss marginal med överkant på +50,0 för att ta hänsyn till vågor och framtida klimatförändring, som kan medföra högre vattenstånd vid dimensionerande flöde. Skyddet skall kunna beslutas bli aktiverat då vattenståndet i Glafsfjorden tenderar att överstiga ca +46,0 och stängas inom ett par dagar och förbli stängt tills det höga flödet passerat och vattenståndet åter sjunkit till nivån ca 46,5. Behovet av underlag för beslut om stängning behöver utredas ytterligare. Beslutet förutses förutom på aktuellt vattenstånd även vara beroende av t.ex. tidpunkt på året, långtidsprognos från SMHI. Arrangemang med avstängning av öppningar som planeras för sjöfart, vattenomsättning, bottenfauna, liksom den temporära höjningen av dammkrönet, har till funktion att utgöra en del av skyddet av Kyrkviken. Anordningarna avses inte kunna öppnas under översvämningsperioden för att avbörda vatten. I samband med detaljprojekteringen rekommenderas att en riskanalys genomförs där olika kritiska komponenter och samband för en säker funktion studeras i detalj. Exempel på komponenter som kan vara kritiska för funktionen är: Organisation, ansvarsfördelning, tekniker och personal som behövs för att underhålla och testa samt vid behov ta skyddet i drift. Upprätta instruktioner för drift, tillsyn och underhåll av översvämningsskyddet. Vidare bör upprättas åtgärdsplaner för tänkbara avvikelser t.ex. behov av att rensa bort sediment som kan samlas på tröskeln och förhindra att sättarna kan installeras som avsett, strömbortfall och framkomlighet på tillfartsvägar. Dimensionerande stighastighet i Glafsfjorden och möjligen andra hydrologiska faktorer som bestämmer nivåer i kombination med andra faktorer, som är avgörande för när stängning av översvämningsskyddet behöver bestämmas och vilken tid som finns till förfogande för detta arbete. Vattennivån då barriären bör stängas för att säkerställa förhållandena för dimensionerande flöde varierar med aktuell tidpunkt på året. Likaså kan förutses att dimensionerande stighastighet för vattennivån är beroende av aktuell tidpunkt på året. Utreda tillgång till lämplig mobilkran och behov av att i närheten av huvuddammen lagra stålsättar, lyftbalk, temporära falsar, ståndare och träsättar samt annan utrustning för arbetet med att temporärt stänga skyddet. Åtgärdsplan för att säkerställa strömtillförseln till pumparna för att kunna hålla Kyrkvikens vid en konstant vattennivå. Tillgång till reservdelar t.ex. reservkraftaggregat, transformatorer, pumpar.

22 uppdrag nr: (27) Utreda säkerhet för allmänheten (stängsel mm), sårbarhet (övervakning mm) och båttrafik (avledare, utmärkning mm). Kommunen har enligt uppgift studerat konsekvenserna för gator och VA vid olika översvämningsnivåer och har en checklista med vilka åtgärder som krävs vid olika vattenstånd t.ex. +47,0, +47,5 och +48,0. Dessa planer bör utökas med att studera konsekvenserna ytterligare vid ett dimensionerande flödesnivå av ca +49,0, dvs om barriären inte byggs eller inte fungerar som avsett. Konsekvensernas och uppskattade kostnader för översvämningar till olika nivåer kan vara underlag för att utarbeta instruktioner för stängning och verifiera konsekvensklassningen för barriären. Nedan indikeras översiktligt vattennivåer i Arvika stad vid några tänkbara dammbrott av barriären. Konsekvenserna för dessa brott och andra tänkbara avvikelser rekommenderas bli studerade i samband med detaljprojekteringen. 5.2 Konsekvenser om barriärens funktion sviktar Vid översvämningen år 2000 steg vattenståndet från +46,5 till sin maximala nivå +48,36 efter ca 20 dygn. Med den föreslagna fördämningen i sundet avses att behålla nivån +46,5 i Kyrkviken genom eforderlig pumpning ut till Glafsfjorden. Om fördämningen t ex de båda 8 m breda öppningarna med tröskel +40,0 skulle gå till brott, vid motsvarande högsta vattenstånd i Glafsfjorden som år 2000, kommer vattenståndet i Arvika att stiga från +46,5 till +47,5 på i storleksordning 2 timmar. Successiva beredskapsåtgärder skulle inte hinna genomföras vid en sådan hastig vattenståndshöjning. Skadorna av egendom skulle härigenom bli större än vid översvämningen år Ett annat scenario kan vara att pumpningen av maximal planerad kapacitet av 30 m 3 /s avstannar t.ex. på grund av strömavbrott vid motsvarande högsta vattenstånd i Glafsfjorden som år Vattenståndet i Arvika kommer då endast att stiga ca 4 cm på 2 timmar eller ca 0,5 m på ett dygn. Det bedöms i detta fall finnas möjlighet att återfå pumpningen innan skadorna hinner bli betydande, men tiden för att få tillgång till reservkraft behöver utredas i samband med detaljprojekteringen. Om en öppning för gummidamm eller klafflucka byggs som är 70 m bred och har tröskeln på +41,5 för att få fritt djup för fritidsbåtar plötsligt brister vid motsvarande högsta vattenstånd i Glafsfjorden som år 2000, beräknas vattenståndet i Arvika stiga från +46,5 till +47,5 på i storleksordning 1 timme. Sannolikheten för förlust av människoliv bedöms i detta scenario inte vara försumbar och skadorna på egendom kan förväntas bli markant. större än vid översvämningen år Avstängningarnas säkerhet Ovan föreslagna stängning av öppningarna med sättar och semi-permanenta höjning av resterande delar med plank har en inbyggd säkerhet i och med att efter det att de installerats inte har några rörliga delar och inte behöver tillförsel av t ex elektricitet. En nackdel med gummidammar är att de är avsevärt känsligare för skadegörelse jämfört med andra vanligare typer av dammar/dammluckor av betong/stål. Även om materialet i gummiduken utförs för att klara mekanisk påverkan är motståndskraften avsevärt mindre än för traditionella dammbyggnadsmaterial. Känsligheten för skadegörelse innebär därför en lägre säkerhet för denna typ av lösning. Gummiluckor bedöms även ha en lägre säkerhet i och med att luft eller vattentryck behöver hållas uppe med hjälp av pumpar för att luckan inte skall mista sin funktion. Vidare innehåller stora gummidammar komplicerade delar och automatik som är känslig.

23 uppdrag nr: (27) Erfarenheter av gummidammar i den storleksordning, som skulle behövas vid inloppet till Kyrkviken är dock mycket begränsad och för tillfället finns som barriär i denna storlek endast dammen i Ramspoll i Holland byggd (se Bilaga 1). Flera okontrollerade kollapser av gummiluckor har inträffat t ex vid Lyell Dam NSW i Australien. Då gummiluckan i detta fall hade funktion som lucka inträffade inga skador utan innebar endast, att ett större flöde än avsett avbördades och konsekvenserna blev begränsade i form av ekonomiska förluster på grund av förlorad magasinerad vattenvolym. Andra mekaniska typer av luckor t ex klaffluckor, som beskrivits ovan, har bedömts att de i detta fall på grund av behovet av hydrauliska lyftcylindrar och andra rörliga delar har lägre säkerhet än en fast avstängning med sättar. Klaffluckor är inte så vanliga i översvämningsbarriärer, vilket beror på att inspektion, underhåll och ersättning av slitna delar är svår och medför höga kostnader, när konstruktionen permanent ligger i vatten. 6 INVALLNINGAR I ARVIKA STAD SOM ALTERNATIV TILL DAMM I SUNDET 6.1 Invallning med förstärkt banvall I samband med den under senare år genomgångna tillståndsprocessen uppkom frågeställningen om banvallen genom Arvika stad kunde användas som skydd som alternativ till barriären i sundet in till Kyrkviken i kombination med västra och östra spärrdammen. Banvallen är inte dimensionerad för att ta ett ensidigt vattentryck som vallen skulle utsättas för om den skulle tätas för ett högt vattenstånd i Kyrkviken. Vallen är vidare för låg för att skydda bakomliggande delar av staden till samma nivå som ovan beskrivs för barriären i sundet. Vid översvämningen år 2000 belastades vallen lika från båda sidor och stack visserligen upp ur vattnet, men avstängdes för tågtrafik under ca två veckor. Banvallen bedöms därför inte kunna användas. Sträckningen medför dessutom att inte hela staden skyddas utan att vissa delar översvämmas. Enligt uppgift ser inte Banverket möjlighet att använda banvallen som en damm. Möjligheten att tekniskt kunna använda banvallen och vilka tätnings- och förstärkningsåtgärder som skulle behövas har därför inte undersökts vidare. 6.2 Invallning längs stranden mot kyrkviken Alternativa möjligheter till banvallen med permanenta eller mobila (tillfälliga) barriärer längs stranden mot Kyrkviken har översiktligt studerats. För att skydda Arvika stad till samma nivå som det föreslagna överströmningsskyddet i sundet krävs ca 4,4 km kompletterande barriär i innerstaden samt åtta pumpstationer för att hantera dagvatten samt tillflöden (Viksälven och Sävsjökanalen m.fl.). Förslaget bedöms ha följande nackdelar: i Markfrågor och byggande av vallar i stadsmiljö samt vidmakthållande av dammarna långsiktligt Påverkan av utsikt mm inom stora områden av staden Markant större kostnader Mobila barriärer i den storlek som krävs för att nå erforderlig skyddsnivå blir alltför omfattande eftersom dessa kräver stor arbetsinsats under mycket kort tid. Vidare blir säkerheten lägre än för en permanent barriär och innebär att en mycket lång sträcka måste övervakas och underhållas för att förhindra läckage. Invallningar (permanenta eller mobila) längs stranden har därför inte behandlas vidare i denna rapport.

24 uppdrag nr: (27) 7 ALTERNATIV UTFORMNING AV VÄSTRA OCH ÖSTRA SPÄRRDAMMEN Västra och östra spärrdammen kan ha i princip lika dammsektion med krönet på +50,0, se figur 3.7. Uppbyggnaden av olika material i dammkroppen bör i ett senare skede anpassas till tillgången av t.ex. naturgrus som indikerats i stödfyllningen. Om brist finns på naturgrus och tillgång finns t.ex. av morän, som används i dammens tätkärna, kan partier av stödfyllningen ersättas med morän. Dammsektionen får härigenom en sektion mer lik en homogen fyllningsdamm, som kan vara tillämpbar för dammar som denna med begränsad höjd. På uppströmssidan mot Glafsfjorden är det en fördel ur dammteknisk synpunkt att ersätta indikerat naturgrus i tryckbanken och delar av stödfyllningen med morän. Läckvägen kommer härigenom att bli längre, vilket minskar läckage och ökar stabiliteten. 8 ALTERNATIVA HUVUDDAMMSLÄGEN I SUNDET Huvuddammens läge i sundet vid tidigare ansökan är anpassad till partiet där det är som smalast. Vidare finns det berg i dagen vid huvuddammens anslutning till östra stranden. Lägen för huvuddammen framgår av figur 8.1 Figur 8.1 Dammlägen i Sundet in mot Kyrkviken.

25 uppdrag nr: (27) Figur 8.2 Fotografi från huvuddammsläget. På vänster strand fanns vid fotograferingstillfället en horisontell markering av höjden +48. Streckade linjen visar ungefärligt läge för dammlinjen. Fotografiet i figur 8.2 som visar huvuddammsläget enligt ansökan 2005 togs den 4 december Vattennivån, enligt Arvika kommuns hemsida, var vid tillfället +46,08 (omräknad till höjdsystem RH 00). I samband med nu aktuell ansökan (år 2010) har kommunen tagit fram ett något modifierat dammläge straxt norr om tidigare ansökt läge. Detta nya läge bedöms vara likvärdigt med tidigare ansökt läge. Kommunen avser att låta göra grundundersökning i detta nya läge. Alternativa lägen kan tänkas för huvuddammen i Sundet. Vid andra lägen blir längden för huvuddammen dock större. Vid ett läge t ex vid Blåsut vid utloppet till Glafsfjorden är längden ungefär den dubbla i jämförelse med det valda läget enligt förstudien från år Se t ex figur 8.1 och vy i detta dammläge i figur 8.3. Någon grundundersökning har inte gjorts i detta läge, eftersom kostnaden för en damm bedöms på grund av längdökningen bli väsentligt högre än för det valda alternativet enligt förstudien från år Figur 8.3 Fotografi från dammläge i Blåsut.

26 uppdrag nr: (27) 9 DISKUSSION I samband med översvämningarna år 2000 gjordes 3 4 km temporära barriärer mot översvämningarna. Jämför figur 9.1. Figur 9.1 Sträckningen av temporära barriärer som byggdes vid översvämningen år (bild från kommunens presentation ) Möjligheter att på liknande sätt bygga permanenta barriärer längs stadens strand mot Kyrkviken har översiktligt studerats. Möjligheten att använda banvallen har diskuterats men den har inte bedöms kunna användas bl.a. för att sträckningen av vallen gör att delar av staden även med en sådan fördämning skulle översvämmas. För att skydda Arvika stad till önskad nivå med permanenta anordningar längs stadens strand skulle behövas omfattande uppbyggande av barriärer och pumpstationer, som skulle medföra markant större kostnader och inverkan på stadsmiljön i jämförelse med att göra åtgärder vid inloppet till Kyrkviken. I sundet har olika lägen övervägts för en huvuddamm och vid tiden för förstudien 2002 valdes ett läge där sundet är som smalast och berg i dagen finns på den östra stranden. Grundförhållandena i sundet undersöktes i detta läge. Alternativet med en huvuddamm i sundet behöver kombineras med spärrdammar i Västra Sund och i Östra Sund för att ge skydd för vattenstånd i samband med översvämning i Glafsfjorden. Dimensionerande vattenstånd och våghöjd samt viss marginal för framtida klimatförändringar medför att dammbyggnadernas krön behöver placeras på nivån +50,0. Vid samråd under tiden för förstudien 2002 framkom synpunkter från kringboende om att krönhöjden +50,0 utgjorde en störning för utsikten från vissa av de fastigheter, som är belägna i anslutning till sundet. Dammens krön föreslogs därför sänkas till nivån +48,0 meter, vilket är ca 2,73 meter över medelvattenstånd och med möjlighet att i samband med extrema vattenstånd med temporära anordningar kunna höjas till nivån +50,0. Den temporära höjningen föreslogs bli utförd med sättar (t.ex. plank) mellan temporära ståndare av stål. Betongdammen har föreslagits få två öppningar med segelfritt djup som kan stängas av med sättar då behov finns. Detta avstängningsalternativ är en beprövad metod inom vattenkraftbyggande för temporära avstängningar och kan användas för Arvika, eftersom vattenytan höjs relativt långsamt i samband med översvämningar. Alternativa förslag till den föreslagna huvuddammen av betong med öppningar för sättar har studerats. Gummidamm, som tidigare diskuterats, har i den storlek som skulle behövas i Arvika hittills endast använts på en plats i världen. Alternativet bedöms för Arvika inte ha tillräcklig säkerhet med hänsyn till de konsekvenser som skulle inträffa om dammen oavsiktligt skulle öppnas i samband med ett dimensionerande flöde. Vidare skulle en sådan lucka med denna storlek medföra markant större kostnader och även skrymmande konstruktioner vid dammens anslutningar till stränderna. Andra luckor som kan manövreras maski-

27 uppdrag nr: (27) nellt t.ex. klaffluckor har liknande nackdelar i förhållande till den föreslagna avstängningen med sättar. De är dessutom olämpliga ur beständighets- och underhållssynpunkt. Om en konventionell gummidamm med maximal höjd väljs behöver gummidammen kompletteras med öppningar för fritidbåtar. Öppningarna kan anordnas närmast östra stranden och förses då med möjlighet att stänga dessa med sättar på motsvarande sätt som för huvudalternativet. Alternativet med gummidamm bedöms dock ha ett flertal nackdelar som mindre säkerhet, kortare livslängd och dyrare underhåll än en betongdamm, som byggs med en lägre permanent del som vid behov kan höjas. I denna rapport har presenterats möjligheten att ytterligare sänka huvuddammens krön med 0,5 m till +47,5 och göra den temporära höjningen i motsvarande grad högre, så att barriären vid behov fortfarande kan byggas upp till +50,0. Detta alternativ får härigenom motsvarande skydd, men ställer högre krav på beredskap och omfattning av arbetet, när skyddet skall höjas. Totalt sett bedöms alternativet innebära en något lägre säkerhet. Vidare har ovan beskrivits möjligheten att ta bort de tidigare föreslagna permanenta pelarna mellan +48,0 till +50,0. Vid detta alternativ krävs likaså större insats, vid de tillfällen barriären skall stängas, med att även montera temporära falsar för att bygga upp avstängningen till full höjd. 10 SLUTSATS Denna genomgång av möjligheterna att skydda Arvika stad mot översvämningar visar att alternativet med huvuddamm av betong i sundet som ansöktes för år 2005 bedöms vara det alternativ som bäst skyddar Arvika stads infrastruktur och är mest fördelaktig ur teknisk, säkerhetsmässig samt ekonomisk synpunkt. Två dammlägen bedöms vara realistiska, dels det alternativ som förordats i den tidigare tillståndsansökan, i sundets smalaste del, dels ett något nordligare alternativ som föreslagits av fastighetsägare i dammens närområde. För att utgöra ett skydd för Arvika vid dimensionerande vattenstånd i Glafsfjorden behöver huvuddammen på motsvarande sätt som i tidigare ansökan kombineras med spärrdammar i Västra Sund och Östra Sund. För att minska påverkan på landskapsbilden kan övervägas att lägga det permanenta dammkrön på +47,5, jämfört med +48,0 i den tidigare ansökan. Större bemanning bedöms då behövas för att höja den temporära delen av skyddet på i princip motsvarande tid som vid den högre permanenta nivån. Anordning görs för att vid behov temporärt höja skyddet till +50,0, vilket är samma nivå som vid tidigare ansökning. För påverkan på miljön hänvisas till miljökonsekvensbeskrivning i separat rapport.

28 Uppdragsnr: (9) BILAGA 1 LITTERATURINVENTERING - Fasta barriärer - Semi-permanenta skydd - Tillfälliga skydd Daterad INNEHÅLLSFÖRTECKNING L:\5647\2009\ Arvika överströmningsskydd\3_dokument\38_rapport\1- RAPPORT SENASTE FILER\Senaste WORD-filer\Bilaga 1 Litteraturinventering doc Mall: Pm dot ver Allmänt Fasta barriärer Storm Surge Barrier Ramspoll, Netherlands Kjeldal gummidamm Klafflucka vid Montgomery Dam Klafflucka manövrerad med luft - Sinnissippi Dam Exempel på barriärer i andra länder -studier för New Orleans Semi-permanenta skydd Metallkonstruktioner Trä och stål Tillfälliga skydd (mobila barriärer) Temporära luftfyllda vallar Pallbarriär Sammanställning av temporära skyddsvallar utförd av Göteborgs stad...9

29 Uppdragsnr: (9) 1. Allmänt I denna bilaga presenteras några alternativen av fasta barriärer samt dess för- och nackdelar. Vidare beskrivs några tillfälliga skydd, som oftast har markant lägre höjd, men kan tänkas vara komplement till fasta barriärer för att täcka in den övre delen av skyddet. 2. Fasta barriärer 2.1. Storm Surge Barrier Ramspoll, Netherlands I Nederländerna färdigbyggdes 2002 en barriär av bl.a. gummi som för tillfället världens största av sitt slag. Barriären består av tre identiska dammar vardera 75 m lång och 8,35 m hög och med en vattenståndsskillnad 4,4 m. L:\5647\2009\ Arvika överströmningsskydd\3_dokument\38_rapport\1- RAPPORT SENASTE FILER\Senaste WORD-filer\Bilaga 1 Litteraturinventering doc Mall: Pm dot ver 1.0 Figur 2.1 Principsektion av gummidamm Barrier Ramspoll Figur 2.2 Barriären i viloläge