L Tjärby Laholm Arbetet är utfört på uppdrag av Statens Räddningsverk Norrköping maj 1999

Transkript

1 L Tjärby Laholm Arbetet är utfört på uppdrag av Statens Räddningsverk Norrköping maj 1999

2 SRV D-nr SMHI D-nr /204 Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut NORRKÖPING Tel Fax

3 Bilaga 1. Beskrivning av innehållet på den bifogade cd-romskivan Bilaga 2. Kartor med översvämningszoner En cd-romskiva med kartskikten i ARC/INFO-, ArcView- och MapInfo-format bifogas. 2

4 SMHI har av Statens Räddningsverk fått en beställning av en översiktlig översvämningskartering längs Lagan på sträckan från Karlsfors, vid Lagans och Häråns sammanflöde, till mynningen (se bilaga 2). Kartläggningen är översiktlig och därmed begränsad till att gälla för övergripande planering av räddningstjänstens arbete och som översiktligt underlag för kommunens riskhantering och samhällsplanering. Tanken med översvämningskartorna är att de även skall vara en hjälp vid extrema flöden med tolkningen av de hydrologiska varningar och prognoser som SMHI skickar ut. Vid beräkningen av översvämningszonerna har det antagits att alla dammar och större broar står kvar vid de beräknade flödena, att vattnet är rent och inte har hög slamhalt, att inte träd och buskar följer med i vattnet samt att ingen erosion inträffar. Slutprodukten är kartor med översvämningszoner för översvämning vid 100-års flöde och för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering (dammar i riskklass-i) (1). Översvämningszonerna levereras som kartskikt i digital form för hantering i de geografiska informationssystemen ARC/INFO, ArcView och MapInfo. Avgränsningslinjerna för översvämningszonerna levereras i digital form så att användarna ska kunna använda egna digitala kartor som bakgrund för översiktliga analyser och presentationer. Resultatet från denna översiktliga kartering bör presenteras i högst skala 1: p.g.a. att den använda höjddatabasen inte har bättre noggrannhet. Alla skikt levereras i koordinatsystemet RT90 och i höjdsystemet RH 70. Stora avvikelser i höjddatabasen jämfört med damm- och broritningar noterades på avsnitten uppströms Värnamo till Vidöstern, från Lagans samhälle till Sunnerborgs damm samt från Bolmåns inflöde till Traryd. För dessa avsnitt är översvämningszonerna osäkra. Översvämningskarteringen omfattar enbart naturliga flöden, dvs. inte flöden uppkomna genom t. ex. dammbrott och isdämningar. Karteringen omfattar Lagans huvudfåra. Större biflöden bidrar i modellen med flöden till huvudfåran, men eventuella översvämningar längs biflöden är inte beräknade. Översvämningsarbetet består av flera delmoment, omfattande flödesberäkningar, hydrauliska modellberäkningar och GIS- (Geografisk Informations System-) hantering. Flödesberäkningar av beräknat högsta flöde har erhållits från Gun Grahn samt Ingemar Holmström och 100-årsflödet av Martin Häggström. De hydrauliska beräkningarna har utförts av Kerstin Andersson, Christina Thoms-Hjärpe, Karin Jacobsson, SMHI samt David Nilsson och Lisa Gunnemyr, VBBVIAK, GIS-arbetet av Ylva Westman och Bernth Samuelsson samt rapportsammanställning av Maja Brandt. 3

5 En karta över zoner som översvämmas med viss sannolikhet benämns här i fortsättningen översvämningskarta. Som mått på sannolikhet för översvämning används ofta begreppet återkomsttid, som betecknar den genomsnittliga tiden mellan två översvämningar som når till en viss nivå. Det ger dock en falsk känsla av säkerhet, eftersom det anger sannolikheten för ett enda år och inte den sammanlagda sannolikheten för en period av flera år. Tabell 1 visar den sammanlagda sannolikheten för att ett flöde med en viss återkomsttid skall överskridas under en längre tidsperiod. Ett flöde med återkomsttiden 100 år har t.ex. 40% sannolikhet att inträffa under en 50- årsperiod och ett flöde med återkomsttiden år 1% sannolikhet att inträffa under en 100-årsperiod. Flöde Period av år 10 år 50 år 100 år 200 år 500 år 1000 år 20 årsflöde 40% årsflöde årsflöde årsflöde Det är svårt att beräkna flöden med mycket långa återkomsttider (1000 år eller mer) och osäkerheten blir mycket stor. Normalt finns det mindre än 100 års observationer att utgå ifrån och i reglerade system är de observerade vattenföringsserierna betydligt kortare. Översvämningskartorna har producerats för två nivåer. Dessa nivåer motsvarar ett flöde med 100 års återkomsttid respektive beräknat högsta flöde. Framtagningen av beräknat högsta flöde har skett i enlighet med Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering (dammar i riskklass I) (1), som bygger på en systematisk kombination av alla kritiska faktorer som bidrar till ett flöde. För dammdimensionering benämns detta flöde det dimensionerande flödet. Någon återkomsttid kan inte anges för detta flöde. Produktion av en översvämningskarta består av tre huvudmoment. Dessa är:. Beräkning av 100-års flöde görs normalt genom statistisk analys av observerade vattenföringsserier. När det gäller beräknat högsta flöde blir en sådan uppskattning alltför osäker. Beräkningen sker i stället enligt Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering riskklass-i dammar (1). SMHI använder en egen avrinningsmodell, HBV-modellen (2), som matas med maximalt ogynnsamma förutsättningar när det gäller nederbörd, snösmältning och markvattenförhållanden. På så sätt kan beräknat högsta flöde simuleras. 4

6 Beräkning av vattenstånd utifrån beräknade flöden genomförs med en hydraulisk datormodell. En modell av vattendraget skapas, där sektioner lagda tvärs över vattendraget är indata. Modellbeskrivningen av älvsträckornas bottentopografi sker med hjälp av damm- och broritningar, uppgifter och uppskattningar av vattendragets egenskaper (bl. a. lutning och bottenfriktion) samt det omkringliggande landskapets topografi. I förekommande fall utnyttjas inmätta sektioner för beskrivning. Resultatet blir för varje tvärsektion ett vattenstånd för respektive flöde. Modellen kalibreras in mot tidigare mätningar av vattenstånd och vattenföring. Kartläggning av översvämmat område sker med hjälp av GIS (Geografiska informations-system). SMHI använder Lantmäteriverkets rikstäckande digitala höjddatabas för beskrivning av topografin. Vattenstånden längs hela älvsträckan interpoleras fram. Den beräknade vattenytans höjd och höjddatabasen ger genom analys det översvämmade området. Analysen upprepas för de flöden som ska karteras. Den översiktliga översvämningskarteringen är avsedd för övergripande planering av räddningstjänstens arbete samt som översiktligt underlag för kommunernas planering. Den avser hela den aktuella vattendragssträckan och ger information om eventuella översvämningsproblem i samhällen samt känsliga lägen för t. ex. vägar och järnvägar. Om kommunen eller annan myndighet avser att detaljplanera ett område som ligger inom översvämningzonerna, eller behöver underlag för byggnation i eller nära vattendraget, krävs bättre och mer detaljerade beräkningar av vattenstånd och en mer noggrann beskrivning av topografin i området, till exempel bättre höjddatabas samt nivåer på vägbanor och vallar. 100-årsflödet samt beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer för riskklass-i dammar har framtagits för nedanstående platser i tabell 2. Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer har beräknats med hjälp av HBV-modellen. Dessa flöden har använts som indata till hydraulik-modellen för att beräkna motsvarande vattenstånd längs vattendraget. 5

7 Plats för uppmätt/ beräknat flöde 100-årsflöde [m 3 /s] Beräknat högsta flöde, [m 3 /s] Karlsfors Vidösterns inlopp Vidösterns utlopp Traryd 300 ca 605 Lillån, tillflöde Bassalt Krokån, tillflöde Tvärsektionerna för Lagan är ritad på kartor i skala 1:10 000, 1: och 1: Kartorna har 5 meters ekvidistans mellan höjdkurvorna. Avståndet mellan tvärsektionerna varierar från några tiotal meter till ca m beroende på hur skiftande Lagans bredd och lutning är. Bestämningen av läget av tvärsektionerna har gjorts med utgångspunkt från vattendragets och omgivande topografis variation i bredd och profil. Som indata har använts damm- och broritningar samt inmätta sektioner på en sträcka om ca 5 km uppströms dammen vid Timfors och primärkartor 1:1000 från Markaryds kommun. Som underlag har även Förteckningen över Sveriges Vattenfall (3) använts. Invallningar vid Traryd har tagits med vid uppsättningen av älvsträckorna. Lagan har delats upp i 3 delsträckor för de hydrauliska beräkningarna. Den översta delen sträcker sig från Karlsfors till Traryd, den mellersta från Traryd till Bassalt och den nedersta från Bassalt till havet. Totalt är älvsträckan ca 17 mil. I modellen finns 16 dammar och 32 broar inlagda. Enbart de broar som påverkar Lagans bredd och bedöms kunna dämma vid höga flöden är medtagna. För beskrivning av dammar och broar har damminventeringsprotokoll respektive ritningar över broar använts samt kompletterande uppgifter från dammägare och kommuner. Totala antalet digitaliserade tvärsektioner är 224. För de hydrauliska beräkningarna i Lagan har SMHI använt den hydrauliska numeriska modellen MIKE11. Modellen är utvecklad av Danskt Hydraulisk Institut. Den baseras på S:t Venants ekvationer. För mer ingående beskrivning av modellen hänvisas till MIKE11s Reference Manual (4) och MIKE11 User Manual (5). Vid framtagandet av översvämningskartor beräknas vattenstånden enbart för huvudfåran. Vid simuleringen genom dammarna har tappningen satts till maximal möjlig produktionstappning mellan sänknings- och dämningsgränsen. Lagan delar sig på flera ställen i ett antal fåror. Flödet vid dammarna har beskrivits förenklat som att all tappning (även produktionstappning) sker via den naturliga flodfåran. Inverkan på kartresultatet bedöms liten. Vid förgreningen uppströms Knäred 6

8 är dock höjdskillnaderna mycket stora (upp till ca 4 m) mellan de båda fårorna på samma sektion. Därför har en gren för Vänneån samt norra fåran (kraftverksfåran) lagts till som en extra strömfåra vid beräknat högsta flöde. Vid detta flöde erhålls en översvämning till norra fåran. Vid 100-årsflödet erhålls ej översvämning över dammkrönet till norra strömfåran. Följande antagande har gjorts vid beräkningarna: Alla dammar och större broar står kvar vid höga flöden. Vid 100-årsflödet och beräknat högsta flöde har vattnet enbart gått genom dammluckor, dvs. turbinerna har antagits vara avstängda eller utslagna. Havsvattenstånden vid Lagans mynning har bedömts utifrån beräknade karakteristiska havsvattenstånd. Medelhögvattenståndet (MHW) har beräknats till +1,2 m över normalvattenstånd och högsta högvattenstånd (HHW) till +1,7 m. Variationerna inom ett normaldygn kan vara stora, mellan 0,9 och +1,3 m. För 100- årsflödet har havsvattenståndet antagits stiga upp till HHW (+1,7 m). Detta vattenstånd har antagits också för kalibreringsflödet 1951, eftersom detta var av samma storleksordning som 100-årsflödet. För beräknat högsta vattenstånd har havsvattenståndet antagits ligga vid + 2,0 m. Lagan har kalibrerats med 1951 års vårflöde. I det översta avsnittet mellan Karlsfors och Traryd finns 8 broar och dammar att kalibrera vattenståndet mot samt ett antal HHW på broar, som använts som riktmärke för att se att nivåerna ligger rätt längs hela sträckan. Beräknade nivåer skiljer sig mindre än 0,5 m från uppmätta nivåer Även Förteckningen över Sveriges Vattenfall (3) har använts som stöd på vissa ställen. För de två nedersta avsnitten saknas säkra observationer av vattennivåer för kalibreringsperioden. I stället har uppgifter om högsta högvattenstånd på broar och SMHIs kartor med markering av inträffade översvämningar (hämtat från länsstyrelserna) samt av SMHI tidigare utförda detaljerade hydrauliska modellsimuleringar för 5 km uppströms Timfors använts som kalibreringsunderlag. Resultatet levereras som kartskikt med en översvämningszon per kartskikt. Skikten bifogas på cd-romskiva i ARC/INFO-, ArcView- och MapInfo-format för vidare bearbetning. I bilaga 1 finns cd-romskivans innehåll beskrivet. Översvämningszonerna visas även i rapporten på kartor i skala 1: (bilaga 2). Observera att i dessa bilagor kan vattendraget vara för brett p.g.a. att informationen är hämtad från Röda Kartan (1: ). Vid de simuleringar som genomförts antas att alla dammar och alla större broar står kvar vid de beräknade flödena. Mycket höga flöden kan dock orsaka att vägbankar eller broar rasar ihop. De simuleringar som är gjorda bygger också på att vattnet är rent. I verkligheten följer buskar, träd och jord med i vattnet vid de högsta flödena, vilket kan 7

9 ge extra dämningar. Älvfåran kan även påverkas av erosion. Allt detta förändrar förutsättningarna för vattnets flöde genom älvfåran. Simuleringarna av vattenstånden vid beräknat högsta flöde visar att så höga nivåer uppstår i dammarna i Karlsfors, Ljungby, Sunnersborg, Traryd, Ängabäck, Majenfors, Bassalt, Knäred, Skogeby, Karsefors och Laholm att dammarna översvämmas. Det geografiska informationssystemet ARC/INFO utnyttjas för interpolering mellan tvärsektionerna inför presentation av resultatet på karta. Lantmäteriverkets rikstäckande digitala höjddatabas baseras på ett höjdvärde var 50:e meter och där den geometriska noggrannheten i höjd motsvarande ett medelfel på högst 2,5 m eftersträvas. På grund av underlag och framställningssätt kan denna höjddatabas lokalt uppvisa dessa avvikelser. Interpolationen mellan punkterna kan likaså medföra fel i mellanliggande nivåer. Följande noteringar finns för Lagan: Från och med Värnamo stad till inloppet i Vidöstern har 100-årsflödet för stor utbredning på kartan, eftersom höjddatabasen ligger lite lågt på denna sträcka. I Trarydsdammens uppströmsdel ligger vattennivån i höjddatabasen 2 m för högt. Även vid Bolmåns inflöde ligger höjddatabasen för högt. Översvämningskartan (bilaga 2) har därför på denna delsträcka justerats i enlighet med rapporterade översvämningar från länsstyrelsen, som återfinns i registret över översvämningskänsliga områden (6). Dessutom varierar höjddatabasen uppströms Värnamo och på hela sträckan från Lagans samhälle till Sunnerborgs damm, vilket ger osäkra översvämningsytor. Längs Lagan finns invallningar och vägbankar. Dessa återfinns inte i den digitala höjdddatabasen och därmed inte heller på översvämningskartan. Det innebär att översvämningszonerna på kartan kommer att sträcka sig över eventuella vägbankar, som i verkligheten kanske hindrar överströmning. De översiktliga översvämningszonerna grundar sig på vattenståndet i vattendragets huvudfåra. Vattenståndet och översvämningsytan i områden utanför själva huvudfåran bestäms därför uteslutande av vattenståndet i anslutningspunkten till huvudfåran. Eventuella översvämningar i biflödena orsakade av höga flöden i dessa finns inte medtagna. 8

10 (1) Statens Vattenfallsverk, Svenska Kraftverksföreningen, Sveriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut, Riktlinjer för bestämning av dimensionerande flöden för dammanläggningar. Slutrapport från Flödeskommittén. (2) Bergström. S The HBV Model its structure and applications. SMHI RH, No 4. (3) Förteckning över Sveriges Vattenfall. Statens Meteorologiska-Hydrografiska Anstalt och Kungl. Vattenstyrelsen. Stockholm (4) Danish Hydraulic Institute, MIKE11 Reference Manual. (5) Danish Hydraulic Institute, MIKE11 User Manual. (6) Översvämningskänsliga områden i Sverige SMHI Hydrologi nr 51,

11 Bilaga 1. Översvämningszonerna levereras som kartskikt i ARC/INFO-, ArcView- och MapInfoformat. Kartskikten finns på bifogad cd-romskiva i koordinatsystem RT90. För att kunna använda kartskikten behöver man ha tillgång ARC/INFO, ArcView eller MapInfo. ARC/INFO-exportfiler (compression none) består av följande filer: 1. r100.e00 innehåller översvämningszon för 100-årsflöde 2. rdim.e00 innehåller översvämningszon för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering (för klass-1 damm) 3. tsekt1.e00 innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Bassalt havet tsekt1b.e00 tillägg till ovanstående tvärsektioner för grenen Vänneån tsekt2.e00 innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Traryd Bassalt tsekt3.e00 innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Karlsfors - Traryd PAT-tabellen innehåller kolumn (item) GRID-CODE som anger vad som är översvämningszon. GRID-CODE= 1 : översvämningszonen GRID-CODE= 0 : hål i översvämningszonen AAT-tabellen i tsektion.aat innehåller kolumnerna: avst, w100 och wdim, där avst: ett avstånd i meter längs vattendraget, för varje ditigaliserad tvärsektion w100: vattenståndet i tvärsektionen för 100 års flödet wdim: vattenståndet i tvärsektionen för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinje för riskklass I-dammar. 1. r100shp, r100.shx, r100.dbf innehåller översvämningszon för 100-årsflöde 2. rdim.shp, rdim.shx, rdim.dbf innehåller översvämningszon för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering (för klass-1 damm) 3. tsekt1.shp, tsekt1.shx, tsekt1.dbf innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Bassalt havet tsekt1b.shp, tsekt1b.shx, tsekt1b.dbf tillägg till ovanstående tvärsektioner för grenen Vänneån tsekt2.shp, tsekt2.shx, tsekt2.dbf innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Traryd Bassalt 10

12 innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Karlsfors - Traryd I attributdata finns kolumnen GRID-CODE som anger vad som är översvämningszon. GRID-CODE= 1 : översvämningszonen GRID-CODE= 0 : hål i översvämningszonen I attributdata finns kolumnerna: avst, w100 och wdim, där avst: ett avstånd i meter längs vattendraget, för varje digitaliserad tvärsektion w100: vattenståndet i tvärsektionen för 100 års flödet wdim: vattenståndet i tvärsektionen för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinje för riskklass I-dammar. Ovanstående filer i ARC/INFO-format är konverterade till 4 filer för varje översvämningszon: 1. r100_poly.mid, r100_poly.mif r100_line.mid, r100-line.mif innehåller översvämningszon för 100-årsflöde 2. rdim_poly.mid, rdim_poly.mif rdim_line.mid, rdim_line.mif innehåller översvämningszon för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinjer för dammdimensionering (klass-1 damm) 3. tsekt1_l.mid, tsekt1_l.mif innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Bassalt havet tsekt2_l.mid, tsekt2_l.mif innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Traryd Bassalt tsekt3_l.mid, tsekt3_l.mif innehåller tvärsektioner med beräknade vattenstånd för sträckan Karlsfors Traryd I tabellen ligger GRID_CODE som attribut. Grid_code= 1 : översvämningszonen Grid_code= 0 : hål i översvämningszonen I attributdata finns kolumnerna: avst, w100 och wdim, där avst: ett avstånd i meter längs vattendraget, för varje digitaliserad tvärsektion w100: vattenståndet i tvärsektionen för 100 års flödet wdim: vattenståndet i tvärsektionen för beräknat högsta flöde enligt Flödeskommitténs riktlinje för riskklass I-dammar. 11

13 Bilaga 2

14 Blad 1 Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV Värnamo Kärda Bor Tånnö Hånger

15 Blad 2 Tånnö Hånger Flåren Vidöstern Furen Vittaryd Lagan Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV

16 Blad 3 Angelstad Ljungby Kånna Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV

17 Blad 4 Traryd Strömsnäsbruk Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Delary Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV

18 Blad 5 Traryd Strömsnä Timsfors Markaryd Emmaljunga Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skånes Fagerhult Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV

19 Blad 6 Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV Knäred Hishult

20 Blad 7 Trönninge Laxvik Eldsberga Beräknat högsta flöde enligt Flödeskommittens rikt linjer för dammdimensionering (riskklass I dammar) 100 års flöde Skala 1 : Underlagskarta: Röda Kartan, LMV Gullbranna Genevad Veinge L Tjärby Mellbystrand Laholm Ysby Skummeslövs strand Skottorp Vallberga Rännes löv Östra Karup Våxtorp